Spongiicolazoliciny
A a B: nové mořské lineární polypeptidy
Jiří
Patočka
Mořské ekosystémy skýtají široké spektrum biologického bohatství, které často zahrnuje neuvěřitelné adaptace a jedinečné chemické látky. Jedním z těchto fascinujících objevů jsou mořské polypeptidy, které zaujímají střední pozici mezi peptidy a proteiny a mají potenciál v mnoha biologických a farmaceutických aplikacích. Nově objevenými polypeptidy jsou spongiicolazoliciny A a B, lineární polypeptidy, které byly izolovány z nově izolovaného kmene mořské aktinomycety Streptomyces sp. CWH03 (Szuki et al., 202J), později identifikovné jako nový samostatný druh Streptomyces pacificus (Takahashi et al., 2023).
Jsou to ribozomálně syntetizované a posttranslačně modifikované polypeptidy, obsahující dvacet devět (spongiicolazolicin A) a dvacet osm (spongiicolazolicin B) aminokyselin. Jejich struktury byly odvozeny z 2D NMR MS/MS spekter (Lacey & Rutledge, 2022). O jejich biologických účincích zatím není nic známo.
Mořské polypeptidy jsou známé pro svou širokou škálu biologických aktivit, které zahrnují antimikrobiální, antivirové, antitumorové, antioxidační a protizánětlivé účinky. Tyto vlastnosti je činí atraktivními kandidáty pro léčbu různých onemocnění, včetně rakoviny, infekcí a zánětlivých onemocnění (Sable et al., 2017). Antimikrobiální účinky mořských polypeptidů jsou zvláště zajímavé v souvislosti s rostoucí rezistencí mikroorganismů vůči konvenčním antibiotikům. Studie ukázaly, že některé mořské polypeptidy jsou schopny ničit bakterie, viry a plísně s vysokou účinností, což poskytuje naději v boji proti infekčním onemocněním (Rajanbabu et al., 2015). V oblasti onkologie se také provádí intenzivní výzkum zaměřený na antitumorový potenciál mořských polypeptidů (Suarez-Jimenez et al., 2012). Tyto látky mohou mít schopnost inhibovat růst nádorových buněk, indukovat jejich apoptózu (programovanou buňkovou smrt) a potlačovat jejich metastázy (Zheng et al., 2018).
Díky svým unikátním biologickým vlastnostem se mořské polypeptidy stávají důležitými zdroji pro vývoj nových léčiv a biotechnologických produktů. Farmaceutické společnosti zkoumají možnosti využití těchto látek pro výrobu nových antimikrobiálních, antivirotických a protinádorových léčiv. Navíc se mořské polypeptidy stávají zajímavým objektem výzkumu v biotechnologickém odvětví. Jejich schopnost navazovat na specifické cílové struktury v buňkách je využívána pro vývoj diagnostických testů, terapeutických nosičů léčiv a biologicky aktivních materiálů (Wong et al., 2023).
I když mořské polypeptidy nabízejí mnoho slibných příležitostí, existují také určité výzvy spojené s jejich výzkumem a využitím. Jedním z hlavních omezení je obtížné získávání těchto látek v dostatečných množstvích pro komerční využití. Tento problém však může být překonán pokrokem v technologiích týkajících se kultivace a extrakce mořských organismů (Sridhar et al., 2021). Další výzvou je potřeba podrobnějšího zkoumání struktury a mechanismů účinku mořských polypeptidů, aby bylo možné plně pochopit jejich biologické účinky a optimalizovat jejich využití (Chen et al., 2024). Přestože stojíme teprve na začátku objevování potenciálu mořských polypeptidů, očekává se, že budou hrát stále důležitější roli v lékařství, farmaceutickém průmyslu a biotechnologiích v nadcházejících letech. Jejich široká biologická aktivita a různorodé aplikace ukazují, že mořské prostředí může být cenným zdrojem pro objevování nových léčiv a biotechnologických produktů (Banerjee et al., 2022).
Literatura
Banerjee P, Mandhare A, Bagalkote V. Marine natural products as source of new drugs: an updated patent review (July 2018-July 2021). Expert Opinion Therap Patents,2022; 32(3): 317-363.
Chen P, Ye T, Li C, Praveen P, Hu Z, Li W, Shang C. Embracing the era of antimicrobial peptides with marine organisms. Nat Prod Reports. 2024;
In Press.
https://doi.org/10.1039/d3np00031aRajanbabu V, Chen JY, Wu JL. Antimicrobial peptides from marine organisms. Springer handbook of marine biotechnology, 2015; pp. 747-758.
Sable R, Parajuli P, Jois S. Peptides, peptidomimetics, and polypeptides from marine sources: A wealth of natural sources for pharmaceutical applications. Marine Drugs, 2017; 15(4): 124.
doi: 10.3390/md15040124.Sridhar K, Inbaraj BS, Chen BH. Recent developments on production, purification and biological activity of marine peptides. Food Res International, 2021; 147: 110468.
Suarez-Jimenez GM, Burgos-Hernandez A, Ezquerra-Brauer JM. Bioactive peptides and depsipeptides with anticancer potential: Sources from marine animals. Marine Drugs, 2012; 10(5): 963-986.
Suzuki M, Komaki H, Kaweewan I, Dohra H, Hemmi H, Nakagawa H et al. Isolation and structure determination of new linear azole-containing peptides spongiicolazolicins A and B from Streptomyces sp. CWH03. Appl Microbiol Biotechnol. 2021; 105: 93-104.
Takahashi, M., Shinohara, S., Hamada, M., Tamura, T., Dohra, H., Kodani, S. Streptomyces pacificus sp. nov., a novel spongiicolazolicin-producing actinomycete isolated from a coastal sediment. J Antibiotics, 2023; 76(2): 93-100.
Wong YH, Wong SR, Lee SH. The therapeutic anticancer potential of marine-derived bioactive peptides: a highlight on pardaxin. Int J Peptide Res Therapeutics, 2023; 29(5): 90.
Zheng L, Xu Y, Lin X, Yuan Z, Liu M, Cao S et al. Recent progress of marine polypeptides as anticancer agents. Recent Patents Anti-cancer Drug Discovery, 2018; 13(4): 445-454.
