Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc - Arabitol, cukerný alkohol a jeho přírodní derivát cladionol A

Arabitol, cukerný alkohol a jeho přírodní derivát cladionol A

Jiří Patočka

Arabitol je pětiuhlíkový cukerný alkohol (též arabinitol, (2R, 4R) -pentan-1,2,3,4,5-pentol, CAS Registry Number 7643-75-6), který vzniká redukcí arabinózy nebo lyxózy. Arabitol byl zkoumán jako potravinářské aditivum, protože snižuje ukládání tuků ve střevech a mohl by mít příznivý vliv na lidské zdraví. V přírodě je D-arabitol poměrně vzácný. Větší množství tohoto cukerného alkoholu (polyolu) produkují některé mikroorganismy, např. Candida albicans (Wong et al., 1995), Metschnikowia reukaufii (Nozaki et al., 2003) nebo Kodamaea ohmeri (Zhu et al., 2010), kterýžto mikroorganismus je dokonce vhodný pro jeho průmyslovou výrobu. Protože D-arabitol produkují kvasinky Candida sp., může být nález tohoto polyolu v moči nebo v mozkomíšním moku využit k časné diagnóze kandidózy (Christensson a Roboz, 1991; Christensson a Larsson, 2008; Stradomska et al., 2010).

     Enzymy podílející se na metabolismu polyolů včetně arabitolu byly nalezeny také v makromycetách, např. klanolístce obecné (Schizophyllum alneum) (Speth a Niederpruem, 1976).
     Arabitol je jeden z polyolů, který je spojován s defekty v pentózovém cyklu u osob s poruchami metabolismu cukrů (Van de Knapp et al., 1999; Huck et al., 2004) a s neurologickými příznaky dosud neznámé etiologie (Klusmann et al., 2005). V poslední době jsou tyto poruchy spojovány s leukoencefalopatiemi (Huck et al., 2004), což je skupina mozkových chorob, které postihují bílou hmotu za projevů, jako jsou poruchy osobnosti, motoriky, zraku, demence, nebo akinetická katatonie.
     Arabitol byl nalazen jako součást přírodního polyketidu zvaného cladionol A, který byl izolován z živné půdy mikromycety Gliocladium sp., která byla nalezena na mořské řase Syringodium isoetifolium, a jehož struktura byla objasněna na základě spektroskopických dat (Kasai et al., 2005). Cladionol vykazuje mírnou cytotoxicitu.

Literatura
Huck JH, Roos B, Jakobs C, van der Knaap MS, Verhoeven NM. Evaluation of pentitol metabolism in mammalian tissues provides new insight into disorders of human sugar metabolism. Mol Genet Metab. 2004; 82(3): 231-237.
Huck JH, Verhoeven NM, Struys EA, Salomons GS, Jakobs C, van der Knaap MS. Ribose-5-phosphate isomerase deficiency: new inborn error in the pentose phosphate pathway associated with a slowly progressive leukoencephalopathy. Am J Hum Genet. 2004; 74(4): 745-751.
Christensson B, Larsson L. [Arabinitol ratio in urine for early diagnosis of Candidiasis infection]. Lakartidningen. 2008; 105(48-49): 3537-3538.
Christensson B, Roboz J. Arabinitol enantiomers in cerebrospinal fluid. J Neurol Sci. 1991; 105(2): 234-239.
Kasai Y, Komatsu K, Shigemori H, Tsuda M, Mikami Y, Kobayashi J. Cladionol A, a polyketide glycoside from marine-derived fungus Gliocladium species. J Nat Prod. 2005; 68(5): 777-779.
Klusmann A, Fleischer W, Waldhaus A, Siebler M, Mayatepek E. Influence of D-arabitol and ribitol on neuronal network activity. J Inherit Metab Dis. 2005; 28(6): 1181-1183.
Nozaki H, Suzuki S, Tsuyoshi N, Yokozeki K. Production of D-arabitol by Metschnikowia reukaufii AJ14787. Biosci Biotechnol Biochem. 2003; 67(9): 1923-1929.
Speth JL, Niederpruem DJ. Enzyme activities associated with arabitol and mannitol biosynthesis and catabolism in Schizophyllum commune. Arch Microbiol. 1976; 107(1): 81-86.
Stradomska TJ, Sobielarska D, Mielniczuk Z, Jagiełłowicz D, Syczewska M, Dzierzanowska D. Determination of urinary D-/L-arabinitol ratios as a biomarker for invasive candidiasis in children with cardiac diseases. J Med Microbiol. 2010; 59(Pt 12): 1490-1496.
Van der Knaap MS, Wevers RA, Struys EA, Verhoeven NM, Pouwels PJ, Engelke UF, Feikema W, Valk J, Jakobs C. Leukoencephalopathy associated with a disturbance in the metabolism of polyols. Ann Neurol. 1999; 46(6): 925-928.
Wong B, Leeson S, Grindle S, Magee B, Brooks E, Magee PT. D-arabitol metabolism in Candida albicans: construction and analysis of mutants lacking D-arabitol dehydrogenase. J Bacteriology. 1995; 177(11): 2971-2976.
Zhu HY, Xu H, Dai XY, Zhang Y, Ying HJ, Ouyang PK. Production of D-arabitol by a newly isolated Kodamaea ohmeri. Bioprocess Biosyst Eng. 2010; 33(5): 565-571.