Efrapeptiny:
protinádorově účinné peptidy hub rodu Tolypocladium
Jiří
Patočka, Radoslav Patočka
Jako efrapeptiny (EF), je označována rodina malých toxických peptidů, produkovaných houbami rodu Tolypocladium z čeledi Ophiocordycipitaceae (Bandani et al., 2000). Rod Tolypocladium zahrnuje druhy, které jsou hmyzími patogeny, parazity jiných hub nebo jejich funkce v přírodě není dosud známa (Quandt, 2014). Tyto houby se vyskytují buď v pohlavním stadiu (teleomorfa) nebo mnohem častěji v asexuálním stadiu (anamorfa), kdy vypadají jako bílá plíseň, která roste na půdě či jiném vhodném substrátu.
Zásadní odlišnost anamorfních a teleomorfních stádií jedné houby vedla v minulosti velmi často k situaci, že jednotlivá stadia houby byla popsána jako samostatné druhy. Tyto chyby odhalila teprve genetická analýza a v roce 2011 byla ICN (International Code of Nomenclature for Algae, Fungi, and Plants) přijata zásada „jedna houba, jedno jméno“ (Hawksworth, 2011).
Efrapeptiny inhibují enzymy, které jsou součástí proteasomu. Jsou také známými inhibitory F1-ATPázy, mitochondriálního enzymu, který funguje jako ko-chaperon Hsp90 (Abraham set al., 1996). Zdá se, že dominantním mechanismem účinku a faktorem určujícím buněčnou citlivost k efrapeptinům je inhibice funkce chaperonu Hsp90 (Papathanassiu et al., 2011).
Globální potravinovou bezpečnost ekonomicky důležitých plodin ohrožují hmyzí škůdci a chemické pesticidy používané k jejich hubení se postupem let ukázaly nebezpečné pro lidské zdraví i pro ekosystém. Kromě toho si již řada škůdců vyvinula odolnost vůči mnoha chemikáliím. Jednou z alternativních možností jak s hmyzími škůdci bojovat je zavedení látek biologické kontroly, jako jsou entomopatogenní houby (Dara, 2021). Studium entomopatogenních hub a mechanismu účinku mají prvořadý význam pro jejich účinné využití jako biologických kontrolních činidel, ale současně vede k objevům nových biologicky aktivních látek s potenciálním využitím v medicíně (Arekere et al., 2022).
V současné době je již známo velké množství efrapeptinů, izolovaných z různých druhů Tylopocladií a stále jsou objevovány jejich nové a velmi zajímavé biologické účinky (Brückner a Degenkolb, 2020; Ahmed et al., 2021; Nascimento-dos-Santos et al., 2021; Serwetnyk a Blagg, 2021).
Literatura
Abrahams JP, Buchanan SK, Van Raaij MJ, Fearnley IM, Leslie AG, Walker JE. The structure of bovine F1-ATPase complexed with the peptide antibiotic efrapeptin. Proc Nat Acad Sci. 1996; 93(18): 9420-9424.
Ahmed S, Mirzaei H, Aschner M, Khan A, Al-Harrasi A, Khan H. Marine peptides in breast cancer: Therapeutic and mechanistic understanding. Biomed Pharmacotherapy, 2021; 142: 112038.
Arakere UC, Jagannath S, Krishnamurthy S, Chowdappa S, Konappa N. (2022). Microbial bio-pesticide as sustainable solution for management of pests: achievements and prospects. In: Biopesticides Woodhead Publishing, 2022; 183-200.
Bandani A, Khambay B, Faull J, Newton R, Deadman M, Butt T. Production of efrapeptins by Tolypocladium species and evaluation of their insecticidal and antimicrobial properties. Mycol Res. 2000; 104(5): 537-544.
doi:10.1017/S0953756299001859Brückner H, Degenkolb T. Sequences of Tolypins, Insecticidal Efrapeptin‐Type Peptaibiotics from Species of the Fungal Genus Tolypocladium. Chem Biodiversity, 2020; 17(7): e2000276.
Dara SK. Microbial Metabolites as Pesticides. In Microbes for Sustainable lnsect Pest Management (pp. 75-88). Springer, Cham.2021.
Hawksworth DL. A new dawn for the naming of fungi: impacts of decisions made in Melbourne in July 2011 on the future publication and regulation of fungal names. MycoKeys. 2011; 1: 7–20.
doi:10.3897/mycokeys.1.2062Nascimento-dos-Santos G, de-Souza-Ferreira E, Linden R, Galina A, Petrs-Silva H. (2021). Mitotherapy: Unraveling a Promising Treatment for Disorders of the Central Nervous System and Other Systemic Conditions. Cells, 2021; 10(7): 1827.
Papathanassiu AE, MacDonald NJ, Emlet DR, Vu HA. Antitumor activity of efrapeptins, alone or in combination with 2-deoxyglucose, in breast cancer in vitro and in vivo. Cell Stress Chaperones. 2011; 16(2):181-193.
doi: 10.1007/s12192-010-0231-9.Quandt CA. Phylogenetic-based nomenclatural proposals for Ophiocordycipitaceae (Hypocreales) with new combinations in Tolypocladium. IMA Fungus. 2014; 5(1): 121–134.
Serwetnyk MA, Blagg BS. The disruption of protein− protein interactions with co-chaperones and client substrates as a strategy towards Hsp90 inhibition. Acta Pharm Sinica B, 2021; 11(6): 1446-1468.
