Antilipogenic mechanism of conjugated linoleic acid in yeast

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Laakso, Simo, Prof., Aalto University, Department of Bioproducts and Biosystems, Finland
dc.contributor.author Hokkanen, Sanna
dc.date.accessioned 2017-06-14T09:02:57Z
dc.date.available 2017-06-14T09:02:57Z
dc.date.issued 2017
dc.identifier.isbn 978-952-60-7473-3 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-7474-0 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/26857
dc.description.abstract Conjugated linoleic acid (CLA) is a mixture of linoleic acid isomers having two double bonds in conjugated position. Beneficial health effects of CLA are unique: inhibition of fat accumulation and atherosclerosis, prevention of carcinogenesis, exhibition of anti-inflammatory properties and protection from diabetes. Synthetic CLA supplements are marketed for weight-loss purposes. However, concerns of safety of CLA have emerged, because the exact antilipogenic mechanism could not been clarified despite the active research with mammalian cells in vivo and in vitro. In this thesis the potential of yeast Saccharomyces cerevisiae as a model organism for elucidating the mechanism was examined.  The trans-10,cis-12 isomer, which is recognized to be responsible of the antilipogenic effect in mammals, reduced yeast triacylglycerol content when supplemented in the cultivation medium. In contrast, the cis-9,trans-11 isomer induced high triacylglycerol accumulation. Both isomers were incorporated in the yeast phospholipids and triacylglycerols and were present in minor amounts also as free fatty acids. In triacylglycerols the CLA isomers were enriched in sn-1 and sn-3 positions.  In yeast, two important mechanisms for the reduced triacylglycerol content by the trans-10,cis-12 CLA emerged. After the diauxic shift the CLA treated cells used efficiently the fatty acids from the cultivation medium and triacylglycerols as carbon source to produce more biomass resulting in the lowered triacylglycerol content. Also cis-9,trans-11 CLA induced this effect. Another mechanism specific for the trans-10,cis-12 CLA was the significant inhibition of monounsaturated fatty acid accumulation. The isomer was suspected to have direct effect on the membrane bound Δ9 desaturase, because the transcription of the enzyme was not affected by the trans-10,cis-12 CLA supplementation. In contrast, the cis-9,trans-11 isomer reduced the transcription of the enzyme, but its effect on monounsaturated fatty acid content was not that remarkable and rather typical for cis-9 unsaturated fatty acids. The transcriptional inhibition of the enzymes catalyzing DAG esterification was not induced by CLA in yeast. Are2p, the enzyme catalyzing sterol ester synthesis in yeast, showed elevated transcription by the trans-10,cis-12 CLA supplementation.  On the basis of these results, yeast was proven to serve as an excellent model for CLA research. Especially the impact of CLA on membrane associated processes are encouraged to study further by using yeast as a tool. en
dc.description.abstract Konjugoitu linolihappo (CLA) on seos linolihapon isomeerejä, joissa kaksi kaksoissidosta ovat toisiinsa nähden konjugoidussa asemassa. CLA:lla on osoitettu olevan nisäkkäiden rasvan kertymistä ehkäisevä vaikutus. Synteettistä CLA:a markkinoidaan laihdutusvalmisteena, vaikka sen turvallisuudesta terveydelle ei ole täyttä varmuutta, koska rasvan kertymistä vähentävän vaikutuksen mekanismia ei ole pystytty selvittämään nisäkässoluissa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, voitaisiinko leivinhiivaa (Saccharomyces cerevisiae), käyttää malliorganismina vaikutusmekanismin selvittämiseksi. CLA:n trans-10,cis-12 isomeeri, jonka on nisäkästutkimuksissa osoitettu aiheuttavan rasvan kertymisen estämisen, vähensi merkittävästi myös hiivan varastorasvan (triasyyliglyserolien) kertymistä. Cis-9,trans-11 isomeeri puolestaan aiheutti runsaan triasyyliglyserolimäärän kertymisen. Molemmat isomeerit liittyivät osaksi hiivan rasvahappoja triasyyliglyseroleissa ja fosfolipideissä, sekä niitä esiintyi pieninä määrinä myös vapaina rasvahappoina. Triasyyli-glyseroleissa CLA isomeerit esteröitiin mieluiten sn-1 tai sn-3-asemaan. Hiivasolussa havaittiin olevan kaksi rasvapitoisuuden vähenemisen aiheuttavaa mekanismia. Toisessa mekanismissa molemmat CLA isomeerit indusoivat triasyyliglyserolien hajoamisen, kun glukoosi loppui kasvualustasta ja hiiva alkoi käyttää vaihtoehtoisia substraatteja. Kun CLA:a oli läsnä, hiiva käytti sekä kasvualustan rasvahappoja sekä varastorasvojaan tehokkaammin biomassan kasvattamiseksi. Tämä johti triasyyliglyserolipitoisuuden pienenemiseen. Toinen mekanismi, joka oli trans-10,cis-12 isomeerille ominainen, oli monotyydyttymättömien rasvahappojen kertymisen merkittävä vähentäminen. Isomeerin pääteltiin vaikuttavan suoraan kalvoon sitoutuneen entsyymiproteiinin aktiivisuuteen, koska entsyymin transkriptioon sillä ei ollut vaikutusta. Cis-9,trans-11 isomeeri puolestaan vähensi transkriptiota, mutta monotyydyttymättömien rasvahappojen määrä ei vähentynyt yhtä merkittävästi kuin trans-10,cis-12 isomeerin vaikutuksesta, ja cis-9,trans-11 isomeerin pääteltiin estävän entsyymin ilmenemisen samoin kuin muutkin cis-9 kaksoissidoksen sisältävät rasvahapot. Diasyyliglyserolien esteröintiä katalysoivien entsyymien transkriptiota CLA-isomeerit eivät vähentäneet, mutta trans-10,cis-12 isomeeri indusoi voimakkaasti Are2-entsyymin (sterolien esteröintiä katalysoiva entsyymi) transkriptiota. Näiden tulosten perusteella leivinhiivan osoitettiin olevan erinomainen organismi CLA-tutkimuksille. Erityisesti kannustetaan tutkimuksiin, joissa selvitetään, kuinka CLA:n vaikuttaa solukalvostoissa tapahtuviin prosesseihin. fi
dc.format.extent 81 + app. 51
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 110/2017
dc.relation.haspart [Publication 1]: Jaakola, S., Vahvaselkä, M. and Laakso, S. Effect of conjugated linoleic acid (CLA) on the cellular lipids of Saccharomyces cerevisiae. Journal of American Oil Chemist Society 8 82 (2005) 745-748. DOI: 10.1007/s11746-005-1137-7
dc.relation.haspart [Publication 2]: Jaakola, S., Vahvaselkä, M. and Laakso, S. Positional distribution of conjugated linoleic acid in triacylglycerol of Saccharomyces cerevisiae. Journal of Agricultural and Food Chemistry 5 54 (2006) 5611-5616. DOI: 10.1021/jf060682v
dc.relation.haspart [Publication 3]: Hokkanen, S., Laakso, S., Senn, C.M., Frey, A.D. The trans-10, cis-12 conjugated linoleic acid increases triacylglycerol hydrolysis in yeast Saccharomyces cerevisiae. Manuscript accepted for publication in Journal of Applied Microbiology.
dc.relation.haspart [Publication 4]: Hokkanen, S., Pastinen, O., Frey, A.D. The trans-10, cis-12 isomer of conjugated linoleic acid induces lipid degradation and attenuates fatty acid desaturation in yeast Saccharomyces cerevisiae. Advances in Biotechnology and Microbiology 2 (2017) 555595.
dc.subject.other Biotechnology en
dc.title Antilipogenic mechanism of conjugated linoleic acid in yeast en
dc.title Konjugoidun linolihapon rasvaa vähentävä vaikutusmekanismi hiivasolussa fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Chemical Technology en
dc.contributor.department Biotuotteiden ja biotekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Bioproducts and Biosystems en
dc.subject.keyword conjugated linoleic acid en
dc.subject.keyword antilipogenic mechanism en
dc.subject.keyword yeast en
dc.subject.keyword triacylglycerol hydrolysis en
dc.subject.keyword fatty acid desaturation en
dc.subject.keyword konjugoitu linolihappo fi
dc.subject.keyword rasvapitoisuuden vähentäminen fi
dc.subject.keyword hiiva fi
dc.subject.keyword triasyyliglyserolien hydrolyysi fi
dc.subject.keyword rasvahappojen desaturaatio fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-7473-3
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Frey, Alexander, Prof., Aalto University, Department of Bioproducts and Biosystems, Finland
dc.opn de Kroon, Toon, Dr., Utrecht University, the Netherlands
dc.rev Mattjus, Peter, Doc., Åbo Academy, Finland
dc.rev Daum, Günther, Prof., University of Graz, Austria
dc.date.defence 2017-06-30


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account