Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc - Japonenyny a další organohalogeny z červených mořských řas

Japonenyny a další organohalogeny z červených mořských řas Laurencia sp., aneb jak se na produkci organohalogenových emisí podílí příroda a jak člověk

Jiří Patočka

Japonenyny jsou bromované acetogeniny izolované z červené mořské řasy Laurencia japonensis (Takahashi et al. 1999), Ve své molekule obsahují originální skelet 2,7-dioxabicyclo [4.3.0] nonanu, jednu trojnou vazbu a dva atomy bromu. Rudé řasy Laurencia sp. jsou bohatým zdrojem nejrůznějších halogenovaných sekundárních metabolitů (Gonzáles et al. 1983; Norte et al. 1989; Öztunç et al. 1991; Aydoğmuº et al. 2004). Byly z nich již izolovány některé další zajímavé látky, např. laurencianol (Caccamese et al. 1982), chinzallen (Suzuki et al. 2005), antibakteriálně účinný lembyn-A (Vairappan et al. 2001), laurencin (Suzuki et al. 2009), obtusenol (Imre et al. 1981), scanlonenyn (Suzuki et al. 1997) a další a další.

     Produkce organohalogenů je považována spíše za antropogenní záležitost a tvorba přírodních látek, v nichž je obsažen halogen (fluor, chlor, brom nebo jod), byla dlouho považována za něco mimořádného. V roce 1993 proběhla v Holandsku velká konference o přirozené tvorbě organohalogenů včetně chloro-fluorovaných uhlovodíků a o rok později uveřejnil G. W. Gribble v časopise vydávaném Americkou chemickou společností (Environ. Sci. Technol. 28, 310A–319, 1994/7) velmi důležitý souborný článek na stejné téma a od té doby se touto problematikou zabývá systematicky (Gribble 2003). Z hlediska ochrany životního prostředí a ekologické legislativy se náš názor na emise tohoto druhu postupně mění (Cílek 1995). Ukazuje se totiž, že přírodní produkce těchto látek, povařovaných člověkem za environměntálně velmi nebezpečné, je několikanásobně větší než antropogenní emise. Například jen množství toho nejjednoduššího organohalogenu, chlormethanu, uvolňuje mořská a pozemská biomasa každým rokem kolem 5 milionů tun. Naproti tomu emise chlormetanu (metylchloridu), způsobené člověkem, jsou odhadovány na pouhých 26 tisíc tun!
     Počet přírodních organohalogenů již dosáhl několika tisíc a stále se zvyšuje. V roce 1999 bylo známo 1895 přírodních chlorovaných látek, 1630 bromovaných, 88 jodovaných a 28 fluorovaných (Gribble: viz http://www.eurochlor.org/upload/documents/document35.pdf). V roce 2002 to bylo již 2215 chlorovaných, 1951 bromovaných, 104 jodovaných a 29 fluorovaných. Jejich počet se každoročně zvyšuje. Dnes je také známo několik stovek organizmů, které organohalogeny uvolňují do životního prostředí, a dá se očekávat, že jejich počet se výzkumem zejména mořské bioty mnohonásobně zvýší.
     Zatímco o chemii přírodních organohalogenů existuje množství informací, totéž nelze říci o jejich biologických vlastnostech. Přitom jde o látky biologicky velmi aktivní. Živé organismy je produkují za účelem chemické komunikace (feromony, allomony), ale zejména jako obranné či útočné chemické látky (jedy) proti jiným organismům. Chemická válka, kterou všechny živé organismy vedou mezi sebou o území, zdroje potravy a suverenitu, je součástí jejich životní strategie. Je důsledkem dlouhého evolučního vývoje a organismy se ji nemohou vzdát proto, že jednomu druhu organismů, člověku, se to nelíbí.

Literatura
Aydoğmuº Z, Imre S, Ersoy L, Wray V. Halogenated secondary metabolites from Laurencia obtusa. Nat Prod Res. 2004; 18: 43-49.
Caccamese S, Toscano RM, Cerrini S, Gavuzzo E. Laurencianol, a new halogenated diterpenoid from the marine alga Laurencia obtusa. Tetrahedron Letters 1982; 23: 3415-3418.
Cílek V. Přírodní produkce organohalogenů. Vesmír 1995; 74: 668.
Gonzáles AG, Martín JD, Norte M, Pérez R, Rivera P, Ruano JZ. X-ray structure determination of new brominated metabolites isolated from the red seaweed Laurencia obtusa. Tetrahedron Letters 1983; 24: 4143-4146.
Gribble GW. The diversity of naturally produced organohalogens. Chemosphere 2003; 52: 289-297.
Imre S, Islimyeli S, Öztunç A, Thomson RH. Obtusenol, a sesquiterpene from Laurencia obtusa. Phytochemistry 1981; 20: 833-834.
Norte M, Fernández JJ, Ruano JZ. Three new bromo ethers from the red alga laurencia obtusa. Tetrahedron 1989; 45: 5987-5994.
Öztunç A, Imre S, Lotter H, Wagner H. Two C15 bromoallenes from the red alga Laurencia obtusa. Phytochemistry 1991; 30: 255-257.
Suzuki M, Kawamoto T, Vairappan CS, Ishii T, Abe T, Masuda M. Halogenated metabolites from Japanese Laurencia spp. Phytochemistry 2005; 66: 2787-2793.
Suzuku M, Takahashi Y, Matsuo Y, Guiry MD, Masuda M. Scanlonenyne, a novel halogenated C15 acetogenin from the red alga Laurencia obtusa in Irish waters. Tetrahedron 1997; 53: 4271-4278.
Suzuki M, Takahashi Y, Nakano S, Abe T, Masuda M, Ohnishi T, Noya Y, Seki K. An experimental approach to study the biosynthesis of brominated metabolites by the red algal genus Laurencia. Phytochemistry 2009; 70: 1410-1415.
Takahashi Y, Suzuki M, Abe T, Masuda M. Japonenynes, halogenated C15 acetogenins from Laurencia japonensis. Phytochemistry 1999; 50: 799-803.
Vairappan CS, Suzuki M, Abe T, Masuda M. Halogenated metabolites with antibacterial activity from the Okinawan Laurencia species. Phytochemistry 2001; 58: 517-523.