Vítejte na webu Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc
Přihlásit se nebo Registrovat Domů  ·  Prof. Patočka  ·  Student ART  ·  Student RA  ·  Student KRT  ·  Doktorand  ·  Fórum  

  Moduly
· Domů
· Archív článků
· Doporučit nás
· Články na internetu
· Fotogalerie
· Poslat článek
· Průzkumy
· Připomínky
· Soubory
· Soukromé zprávy
· Statistiky
· Témata
· Top 10
· Váš účet
· Verze pro PDA
· Vyhledávání

  Skupiny uživatelů
· Prof. Patočka
· Student ART
· Student RA
· Student KRT
· Doktorand

  Kdo je online
V tuto chvíli je 147 návštěvník(ů) a 0 uživatel(ů) online.

Jste anonymní uživatel. Můžete se zdarma zaregistrovat zde


  Články vlastní: Sekundární metabolity hlenek: brefelamid
Publikováno: Pondělí, 20.03. 2017 - 18:11:33 Od: Prof. Patocka
prof Patočka

Sekundární metabolity hlenek: brefelamid

Jiří Patočka

     Hlenky čili slizovky (Mycetozoa) patří k nejpodivnějším organismům na Zemi. Jsou to eukaryotické amébovité organismy, které v sobě spojují vlastnosti buněk rostlinné a živočišné říše, přestože nejsou blízkými příbuznými organismů ani jedné z těchto dvou říší. Nejsou to ani živočichové, ani rostliny a nejsou to ani houby, kam byly dlouho řazeny. Nedají se pořádně zařadit vůbec nikam (Cavalier-Smith, 1998). Jsou jako z jiného světa a pro biology jsou stále záhadou. Prodělávají složitý životní cyklus. V jedné ze svých životních fází, kde tráví většinu života, to jsou jednobuněčné mikroorganismy o velikosti asi 10 μm. Za určitých okolností však buňky některých hlenek splývají do mnohojaderných makroskopických útvarů, které jsou dokonce schopny pohybu. Množí se pohlavním způsobem tak, že vytváří mnohobuněčné makrocysty, nebo nepohlavně tak, že vytvoří plodnice nesoucí spóry. Existuje však i třetí způsob, kterým je vytvoření jednobuněčné mikrocysty (Baldauf a Doolittle, 1997). Hlenky žijí na vlhkých místech, např. v půdě, a živí se bakteriemi, které konzumují pomocí fagocytózy. Za zdrojem potravy se aktivně přesouvají rychlostí až 1 cm/hod a projevují při tom jistou "inteligenci". Vědci na celém světě testují zvláštní schopnosti těchto primitivních organismů a zjišťují, že hlenky mají paměť a primitivní kognitivní funkce: když mají možnost vybrat si z několika zdrojů potravy, zvolí ten nejbližší a dokonce bez problémů k němu projdou tou nejpřímější cestou i bludištěm (Nakagaki  et al., 2000; Ueda, 2006; Adamatzky, 2017).



     Hlenky jsou někde na půl cesty mezi jednobuněčnými a mnohobuněčným organismy a jsou zajímavým modelovým organismem zejména pro evoluční a vývojovou biologii, která zkoumá, jak se jednotlivým buňkám daří překonat jejich přirozené "sobecké" zájmy a část svých vlastních zájmů obětovat  ve prospěch mnohobuněčného jedince či celé kolonie (Bonner, 1982; Strassmann et al., 2000; Velicer et al., 2000; Kessin, 2001). Kolonie, které hlenky vytváří, jsou někdy značně veliké. Taková obří kolonie hlenek Dyctyostelium discoideum o průměru 12 m se objevila v roce 2003 na jedné pastvině nedaleko texaského Houstonu a stala se mimo jiné i předmětem zájmu sociobiologů (Strassmann a Queller, 2004). Neméně zajímavé byly výsledky genetického výzkumu. Celá kolonie se skládala z genetických klonů, tedy z jedinců, jejichž genetická výbava je naprosto stejná. Hlenky z jiných menších kolonií v blízkosti však stejné nebyly (Queller et al. 2003). 
      Hlenky svůj život začínají jako mikroskopické výtrusy, ale jakmile výtrus opustí tělo svého mateřského jedince, začne klíčit a produkovat další buňky, spojující se ve větší zygoty. Ty požírají bakterie a rychle se zvětšují. Jejich tělo vytváří slizovitou hmotu, nazývanou plasmodium. To může mít nejrůznější varianty barev a tvarů. Viz např. Patočka, 2011 nebo Patočka, 2015. Aby však mohly jednotlivé buňky vytvořit toto plasmodium, které se chová jako jeden organismus, musí spolu nutně komunikovat. Je velmi pravděpodobné, že se tak děje pomocí tzv. semiochemikálií, látek používaných živými organismy k chemickému přenosu informací (Witzany, 2008). Mohou to být feromony, allomony, kairomony apod., které spolu s receptory schopnými dekódovat  jednotlivé chemické signály vnáší řád a pořádek do deterministického chaosu biologických systémů (Eder a Rembold, 1992). V každém případě se jedná o chemické substance sekundárního metabolismu. Chceme-li je poznat, je nutno nejdříve z živého organismu tyto látky šetrně izolovat, poznat jejich chemickou strukturu a prostudovat jejich biologické vlastnosti. Pokud jde o hlenky, počet izolovaných a identifikovaných látek již přesahuje stovku a mezi nejvýznamnější patří lipidy, amidy mastných kyselin, aminokyseliny a peptidy, alkaloidy, aromatické sloučeniny, naftochinonové a jiné pigmemty, cukerné deriváty a terpenoidy (Dembitsky et al., 2005).
     Důkaz o tom, že v životě kolonie hlenek hraje úlohu chemotaxe, přinesli již Alcantara a Monk (1974), kteří pozorovali u hlenky D. discoideum pruhy světlejších a tmavších oblastí, které se posouvaly jako u Bělousovovy-Žabotinského reakce a vytvářely oscilace s periodou 12 sec. Takových oscilujících reakcí je dnes v chemii známo několik a jsou označovány jako BZ reakce. Biologický systém hlenek  má hodně společného s chemickým BZ systémem a v současné době je studován i z pohledu nelineární dynamiky (Ševčíková et al., 2009). Hlenky jsou také vynikajícím modelovým organismem pro studium buněk a vývojové biologie (Kikuchi, 2007).
     Relativně nedávno objeveným sekundárním metabolitem hlenek  Dictyostelium brefeldianum a D. giganteum je brefelamid, nový aromatický amid, který byl z jejich plasmodií  získán extrakcí methanolem a jeho struktura byla ověřena totální syntézou (Kikuchi et al., 2005). Honma et al. (2009) prokázali, že brefelamid má silný inhibiční účinek na růst buněk lidského astrocytomu 1321N1 a že inhibice je spojena se sníženou fosforylaci extracelulární signálem regulované kinasy (ERK). Brefelamid inhibuje na koncentraci závislou fosforylaci ERK pro epidermální růstový faktor (EGF) Kromě toho, brefelamid tlumí EGF-indukovanou fosforylaci receptoru EGF na Tyr (1068), což je vazebné místo pro Grb2, která vede k aktivaci Raf ERK systému Ras. Brefelamid  také snižuje hladinu exprese receptoru EGF. V další studii tito autoři (Honma et al., 2016) zkoumali mechanismy jimiž brefelamid inhibuje růst buněk 1321N1 a proliferaci PC12 krysích feochromocytomových buněk. Když byly buňky kultivovány v médiu bez séra, růstový faktor hepatocytů (HGF) vedl ke zvýšenému přežití 1321N1 buněk, ale nikoli buněk PC12. HGF receptor, c-MET, byl silně exprimován v 1321N1 buňkách, ale ne v buňkách PC12. Tyto výsledky naznačují, že brefelamid  snižuje přežití 1321N1 buněk pomocí různých efektů, včetně potlačení exprese receptoru HGF a HGF sekrece a inhibice ERK a AKT fosforylace. Brefelamid tak nabízí nové nové léčebné možnosti terapie maligních gliomů, které jsou známy svou vysokou úrovní rezistence vůči chemoterapii a radioterapii. Významné antiproliferační účinky brefelamidu naznačují, že by mohl sloužit jako potenciální kandidát pro vývoj nových protinádorových a antimetastatických léčiv (Zhang et al., 2016).
 
Literatura
Adamatzky A. Thirty Seven Things to Do with Live Slime Mould. In Advances in Unconventional Computing. Springer International Publishing. 2017; 709-738.
Alcantara F, Monk M. Signal Propagation during Aggregation in the Slime Mould Dictyostelium discoideum. J Gen Microbiol 1974; 85: 321-334
Baldauf SL, Doolittle WF. Origin and evolution of the slime molds (Mycetozoa). PNAS Proc Natl Acad Sci U S A. 1997; 94: 12007-12012.
Boisseau RP, Vogel D, Dussutour A. (2016, April). Habituation in non-neural organisms: evidence from slime moulds. Proc Roy Soc. B 2016(1829): 20160446.
Bonner JT. 1982. Evolutionary strategies and developmental constraints in the cellular slime molds. Am. Natur. 1982; 119: 530–552.
Cavalier-Smith T. A revised six-kingdom system of life. Biol Rev Camb Philos Soc. 1998; 73(3): 203-266.
Dembitsky VM, Řezanka T, Spížek J, Hanuš LO. Secondary metabolites of slime molds (myxomycetes). Phytochemistry 2005; 66: 747-769.
Eder J, Rembold H. Biosemiotics – a paradigm of biology. Biological signalling on the verge of deterministic chaos. Naturwissenschaften 1992; 79: 60-67.
Honma S, Saito M, Kikuchi H, Saito Y, Oshima Y, Nakahata N, Yoshida M. A
reduction of epidermal growth factor receptor is involved in brefelamide-induced 
inhibition of phosphorylation of ERK in human astrocytoma cells. Eur J Pharmacol.
2009 Aug 15;616(1-3):38-42.
Honma S, Takasaka S, Ishikawa T, Shibuya T, Mitazaki S, Abe S, Yoshida M. Effect of brefelamide on HGF-induced survival of 1321N1 human astrocytoma cells.  In Vitro Cell Dev Biol Anim. 2016; 52(6): 705-711
Kessin RH. Dictyostelium—evolution, cell biology, and the development of multicellularity. Cambridge University Press, Cambridge, 2001.
Kikuchi H. [Novel biologically active compounds isolated from unexploited organisms, cellular sime molds]. Yakugaku Zasshi. 2007; 127(9): 1431-1439. Japanese.
Kikuchi H, Saito Y, Sekiya J, Okano Y, Saito M, Nakahata N, Kubohara Y, Oshima Y. Isolation and synthesis of a new aromatic compound, brefelamide, from dictyostelium cellular slime molds and its inhibitory effect on the proliferation of astrocytoma cells. J Org Chem. 2005; 70(22): 8854-8858.
Nakagaki T, Yamada H, Tóth A. Maze-solving by an amoeboid organism. Nature. 2000; 407(6803): 470.
Patočka J. Physariginy, žluté pigmenty hlenek rodu Physarum. TOXICOLOGY, 5.1.2011.
Patočka J. Fuligorubin a jeho podíl na jedné „invazi mimozemské civilizace“. TOXICOLOGY 27.6.2015. http://toxicology.cz/modules.php?name=News&file=article&sid=794
Queller DC, Ponte E, Bozzaro S, Strassmann JE. Single-gene greenbeard effects in the social amoeba. Science 2003; 299(5603): 105-106.
Strassmann JE, Queller DC. Sociobiology goes micro. AMS News 2004; 70: 526-532.
Strassmann JE, Zhu Y, Queller DC. 2000. Altruism and social cheating in the social amoeba Dictyostelium discoideum. Nature 2000; 408: 965–967.
Ševčíková H, Čejková J, Krausová L, Přibyl M, Štěpánek F, Marek M. A new traveling wave phenomenon of Dictyostelium in the presence of cAMP. Physica D: Nonlinear Phenomena. 2009, Article in press.
Ueda T. An Intelligent Slime Molds: A self-Organizing System of Cell Shape and Information. p. 221-256. in: Networks of Interacting Machines. Production Organization in Complex Industrial Systems and Biological Cells. Woprls Sci Publ Co. Singapore, Hackensack, London 2006.
Velicer GJ, Kroos L, Lenski RF. 2000. Developmental cheating in the social bacterium Myxococcus xanthus. Nature 2000; 404: 598–601.
Witzany G. Biocommunication of Fungal Organisms. Nature Precedings: hdl:10101/npre.2008.1883.1 : Posted 13 May 2008
Zhang J, Yamada O, Kida S, Matsushita Y, Murase S, Hattori T, Kubohara Y, Kikuchi H, Oshima Y. Identification of brefelamide as a novel inhibitor of osteopontin that suppresses invasion of A549 lung cancer cells. Oncol Rep. 2016; 36(4): 2357-2364.
 
 
  Přihlásit se
Přezdívka

Heslo

Ještě nemáte svůj účet? Můžete si jej vytvořit zde. Jako registrovaný uživatel získáte řadu výhod. Budete moct upravit vzhled tohoto webu, nastavit zobrazení komentářů, posílat komentáře, posílat zprávy ostatním uživatelům a řadu dalších.

  Související odkazy
· Více o tématu prof Patočka
· Další články od autora Prof. Patocka


Nejčtenější článek na téma prof Patočka:
Kyselina fytová a naše zdraví


  Hodnocení článku
Průměrné hodnocení: 5
Účastníků: 27

Výborný

Zvolte počet hvězdiček:

Výborný
Velmi dobré
Dobré
Povedený
Špatné


  Možnosti

 Vytisknout článek Vytisknout článek

 Poslat článek Poslat článek

Související témata

prof Patočka





Odebírat naše zprávy můžete pomocí souboru backend.php nebo ultramode.txt.
Powered by Copyright © UNITED-NUKE, modified by Prof. Patočka. Všechna práva vyhrazena.
Čas potřebný ke zpracování stránky: 0.06 sekund

Hosting: SpeedWeb.cz

Administrace