Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc - Cephaiboly, peptidická antibiotika

Cephaiboly, peptidická antibiotika

Jiří Patočka

Houby rodu Acremonium jsou mikroskopické vláknité houby, které jsou v přírodě hojně rozšířeny. Nacházíme je v půdě, tlejícím dřevě i dalších biologických substrátech. Jsou producenty velkého množství biologicky aktivních látek. Některé druhy rodu Acremonium žijí v symbióze z vyššími rostlinami a jsou producenty látek s psychoaktivními účinky. Tak je tomu např. u tzv. „spavé trávy“, kavylu Stipa vaseyi. Tato tráva má v oblasti svého výskytu (Severní Amerika, Nové Mexiko) velice špatnou pověst kvůli svým účinkům na domácí zvířata, zvláště pak na koně. Vyvolává u nich hluboký, téměř strnulý spánek. Tyto účinky trvají několik dní a během nich nelze zvíře vzbudit. I silné podněty vzbudí zvíře vždy jen na okamžik a hned poté upadá znovu do hlubokého spánku.

Chemická povaha látek produkovaných mikromycetami rodu Acremonium je dosud málo prozkoumána, ale určitě se jedná o chemicky pestrou skupinu látek. Z druhu Acremonium tubakii byly izolovány peptidy s vlastnostmi antibiotika, nazvané cephaiboly (angl. Caphaibols) (Schiell et al., 2001). Cephaiboly (A, B a C) jsou řazeny do skupiny tzv. pentaibolových antibiotik (Bunkóczi et al., 2003), která svůj smrtící účinek na bakterie realizuje tím, že vytváří v jejich buněčných membránách póry (Grogoriev et al., 2003). Pro tuto skupinu lineárních peptidických antibiotik je charakteristická přítomnost aminokyseliny 2-methylalaninu a kyseliny alfa-amino-isomáselné, jejíž třípísmenkový kód (Aib) je zakódován i ve jménech těchto antibiotik – pentaibol, cephaibol a pod. S rozvojem nových analytických metod, zejména MALDI-TOF, se očekává obrovský boom těchto bioaktivních peptidů (Degenkolb a Brückner, 2008). Mnohé z nich by mohly vykazovat velmi zajímavé biologické účinky a nalézt praktické uplatnění (Andersson et al., 2009; Kruglov et al., 2009).
Cephaiboly mají kromě antibiotického účinku též účinek antiparazitický a jako antiparazitika byla v roce 2003 patentována v USA (Vertesy et al., 2003).

Literatura
Andersson MA, Mikkola R, Raulio M, Kredics L. Maijala P, Sakinoja-Salonen MS. Acrebol, a novel pentaibol producedd by an Acremonium exuviarum indoor isolate. J Appl Microbiol. 2009; 106(3): 909-923.
Bunkóczi G, Schiell M, Vértesy L, Sheldrick GM. Crystal structures of cephaibols. J Pept Sci. 2003; 9(11-12): 745-752.
Degenkolb T, Brückner H. Peptaibiomics: Towards a Myriad of Bioactive Peptides Containing Cα-Dialkylamino Acids? Biochem Biodiversity 2008; 5(9): 1817-1843.
Grigoriev PA, Schlegel B, Kronen M, Berg A, Härtl A, Gräfe U. Differences in membrane pore formation by peptaibols. J Pept Sci. 2003; 9(11-12): 763-768.
Kruglov AG, Andersson MA, Mikkola R, Roivainen M, Kredics L, Saris NEL, Salkinoja-Salonen MS. Novel Mycotoxin from Acremonium exuviarum Is a Powerful Inhibitor of the Mitochondrial Respiratory Chain Complex III. Chem Res Toxicol. 2009; 22(3): 565-573.
Schiell M, Hofmann J, Kurz M, Schmidt FR, Vértesy L, Vogel M, Wink J, Seibert G. Cephaibols, new peptaibol antibiotics with anthelmintic properties from Acremonium tubakii DSM 12774. J Antibiot (Tokyo). 2001; 54(3): 220-233.
Vertesy L, Kurz M, Schiell M, Hofmann J. Cephaibols: novel antiparasitics from Acremonium tubakii, process for their production, and use thereof . United States Patent 7067112, Apr 11, 2003.