Teksti Tuomas Lehtonen, kuva Salla Seeslahti
Essi Rytkönen, 27, tutki väitöskirjassaan epäspesifisten peroksigenaasien aktiivisuutta ja selektiivisyyttä hiilivetyjä ja fenolisia yhdisteitä kohtaan. Tutkimuksessa saatuja tuloksia voidaan soveltaa esimerkiksi alustakemikaalien tuottamisessa ja teollisuuden sivuvirtojen jalostamisessa.
Mikä on väitöskirjasi merkittävin tulos?
Epäspesifiset peroksigenaasit eli UPO-entsyymit lisäsivät lupaavasti happea hiilivetyihin. Ne muodostivat muun muassa alkoholeja ja epoksideja. Saatu tuotejakauma riippui huomattavasti käytetystä entsyymistä sekä substraatista, joten sopivan UPO-entsyymin valinta tiettyyn käyttötarkoitukseen on tärkeää.
Kaikkien tutkittujen entsyymien selektiivisyys oli kuitenkin melko matala käytettyjä substraatteja kohtaan, ja usein saadut primaariset tuotteet hapettuivat edelleen.
UPOt pystyivät myös hapettamaan ligniinin malliyhdisteitä, kuten anisolia, fenoleita ja kahta ligniinidimeeriä. Askorbiinihapolla voitiin vaikuttaa näistä yhdisteistä saatuihin tuotejakaumiin, sillä se pystyi rajoittamaan joitain sivureaktioita.
Ligniinidimeerien reaktioissa havaittiin pääasiassa sidosten hajoamista, ja ligniinin yleisimmän sidostyypin, β-O-4 sidoksen, huomattiin hajoavan usein, mikä viittaa UPO-entsyymien potentiaaliin ligniiniä koskevissa sovelluksissa.
Tutkittu halogeenianioni-avusteinen normaali-ilmanpaineinen fotoionisaatio (APPI) osoittautui tehokkaaksi menetelmäksi mitata erilaisia polymeerejä. Menetelmä mahdollisti polymeerien analysoinnin ilman niiden hapettumista tai pilkkoutumista. Tämä on ollut aiemmin yleinen ongelma niiden massaspektrometrisissa tutkimuksissa.
Miten tuloksiasi voi soveltaa?
Väitöstutkimuksessa tutkitut substraatit sisältävät teollisuuden kannalta mielenkiintoisia yhdisteitä. Niistä voitaisiin UPO-entsyymien avulla tuottaa kestävällä tavalla mm. alustakemikaaleja useisiin eri käyttötarkoituksiin.
Saatujen tulosten perusteella UPO-entsyymit ovat myös lupaavia ligniinin ja sen hajoamistuotteiden prosessoinnissa, joten näitä entsyymejä voitaisiin tulevaisuudessa mahdollisesti hyödyntää myös teollisuuden sivuvirtojen jalostamiseen.
UPO-entsyymit ovat monipuolisia substraatti- ja reaktioskaalaltaan. Tehty tutkimus erilaisilla malliyhdisteillä voikin auttaa tutkijoita jatkamaan työtä kohti selektiivisempiä UPO-entsyymejä, suurempia substraatteja ja teollisia sovelluksia.
”Opin väitöstä tehdessäni myös projektien suunnittelua ja hallintaa.”
Mitä väitöksen tekeminen merkitsi sinulle?
Väitöskirjan valmistuminen tuntui helpottavalta ja palkitsevalta, kun monen vuoden työ viimein valmistui kaikkien haasteiden jälkeen. Valmistuminen avasi myös mahdollisuuden tutkijan uraan, josta kiinnostuin maisteriopintojen aikana.
Opin paljon käytännön työstä eri kemian menetelmien parissa ja syvensin osaamistani alalla.
Lisäksi opin monipuolisesti tutkijan taitoja, kuten kriittistä ajattelua sekä projektien suunnittelua ja hallintaa. Uskon, että kaikista taidoista on hyötyä urallani.
Mitä teet urallasi seuraavaksi?
Tällä hetkellä jatkan tutkimusta UPO-entsyymien parissa. Urani seuraava vaihe on vielä auki, mutta olen avoin jatkamaan akateemista uraa sekä työskentelemään yrityksissä.
Tutkijan työssä pidän uuden oppimisesta, ongelmanratkaisusta ja laboratoriotyöstä. Toivottavasti nämä ovat mukana myös tulevalla urallani.
Mikä toimii parhaiten työsi vastavoimana?
Tärkein vastapaino tutkimukselle on ollut monipuolinen liikunta, esimerkiksi juoksulenkit luonnossa. Myös Hokutoryu ju-jutsu on ollut erittäin hyvä keino työstä irtautumiseen. Harjoitukset ja niiden ohjaaminen vaativat keskittymistä johonkin aivan muuhun kuin kemiaan.
FM Essi Rytkösen kemian alaan kuuluva väitöskirja Unspecific peroxygenases as catalysts for sustainable oxyfunctionalization of hydrocarbons and phenolics (Epäspesifiset peroksigenaasit katalyytteinä hiilivetyjen ja fenolien kestävään oksifunktionalisointiin) tarkastettiin luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Joensuun kampuksella 28.4.2025. Vastaväittäjänä toimi professori Henrik Grénman, Åbo Akademista ja kustoksena professori Juha Rouvinen, Itä-Suomen yliopistosta.
Lue myös Itä-Suomen muiden väittelijöiden haastatteluja:
Talousveden puhtaudelle voi tulla haasteita – laadun tarkkailuun tarvitaan uusia menetelmiä
Syöpä- ja aivolääkekehitykseen uudet kolmiulotteiset molekyylimallit
Lentotuhkasta zeoliitteja ja tehokkaampia mikromuovianalyysejä
