Napropamide Herbicide: Mechanism of Action, Biological Properties, and Its Role in Modern Crop Protection

Jiří Patočka, Matěj Malik

     Napropamide is a selective pre-emergence herbicide (soil-applied herbicide) that has been used for several decades to control annual grasses and certain broadleaf weeds in a wide range of agricultural and horticultural crops. Although it is not among the most widely recognized herbicides currently available, it represents an important component of integrated weed management, particularly in situations where long-lasting weed suppression is required without causing significant injury to cultivated plants. Owing to its specific mechanism of action and relatively low acute toxicity to mammals, napropamide is generally regarded as a herbicide with a favorable safety profile.

     The herbicidal activity of napropamide primarily affects the earliest stages of weed development. The compound acts before weed emergence by disrupting essential physiological processes required for cell division, cell elongation, and root system development. As a consequence, susceptible plants die during germination or shortly after seed germination, before the formation of aboveground shoots (Cycoń et al., 2013).

     Napropamide belongs to the amide class of herbicides, and its molecule exhibits high lipophilicity, which promotes adsorption to soil organic matter and limits rapid leaching into deeper soil horizons (Barrett & Ashton, 1983). Under standard conditions, it is a colorless to pale yellow crystalline compound with low water solubility but good solubility in organic solvents. In agricultural practice, napropamide is applied primarily to the soil surface before weed emergence or shortly after crop sowing. Following application, shallow soil incorporation is generally recommended to enhance the bioavailability of the active ingredient within the seed germination zone, thereby improving herbicidal efficacy.

Equisetum sylvaticum L. (Wood Horsetail) and Its Newly Identified Secondary Metabolites

Jiří Patočka, Milada Mičánková, Radoslav Patočka

     Equisetum sylvaticum L. (wood horsetail) is a perennial spore-producing plant belonging to the family Equisetaceae. It is widely distributed throughout the temperate and boreal regions of Europe, Asia, and North America. In the Czech Republic, the species occurs predominantly in moist forests, waterlogged meadows, and peatlands. E. sylvaticum is characterized by delicately branched sterile shoots bearing graceful pendulous branchlets, which confer its distinctive ornamental appearance (Duckett, 1985). Although it has received considerably less attention in phytotherapy than common horsetail (Equisetum arvense L.), E. sylvaticum represents an intriguing subject for pharmacognostic and phytopharmacological research.

Equisetum sylvaticum L. (wood horsetail). Photo: Milada Mičánková

Proč přibývá autistických dětí? Současný stav vědeckého poznání

Anna Strunecká, Jiří Patočka, Kamil Kuča

     Poruchy autistického spektra (PAS) představují heterogenní skupinu neurovývojových poruch charakterizovaných narušením sociální komunikace, omezenými zájmy a stereotypními vzorci chování (Ornitz et al., 1977). Během posledních čtyř desetiletí došlo ve většině průmyslově vyspělých zemí k výraznému nárůstu prevalence autismu. Zatímco v 70. letech minulého století byla prevalence odhadována přibližně na 4–5 případů na 10 000 dětí, současné populační studie uvádějí hodnoty přibližně 1–3 % dětské populace (Tustin & Rhode, 2021). Tento dramatický nárůst vyvolává ozku, zda jde převážně o důsledek lepší diagnostiky, nebo zda skutečně přibývá dětí s autismem. Současné vědecké poznatky naznačují, že odpověď není jednoduchá a zahrnuje působení více vzájemně propojených faktorů. Autismus je vysoce dědičné onemocnění, avšak genetická predispozice sama o sobě nedokáže vysvětlit rychlý nárůst prevalence během několika desetiletí (Muhle et al., 2004). Genetické změny v populaci probíhají pomalu, zatímco epidemiologické změny byly velmi rychlé. Proto je stále větší pozornost věnována interakcím mezi genetickou predispozicí a faktory prostředí během nitroděložního vývoje a raného dětství.

Fomannosin – vzácný přírodní cyklobutenový derivát s unikátní strukturou a biologickou aktivitou

Jiří Patočka

     Fomannosin představuje jeden z nejzajímavějších přírodních seskviterpenů obsahujících cyklobutenový kruh (Kepler et al., 1967). V přírodních produktech jsou nenasycené čtyřčlenné karbocykly mimořádně vzácné, protože cyklobutenový systém je značně napjatý a termodynamicky méně stabilní než běžné pěti- nebo šestičlenné cykly. Právě tato strukturní neobvyklost činí z fomannosinu významný objekt zájmu přírodních chemiků, syntetických organických chemiků i biologů (Hansen et al., 2018). Již od jeho objevu v 60. letech 20. století představuje fomannosin modelovou molekulu pro studium biosyntézy seskviterpenů, mechanismů tvorby cyklobutenových kruhů i vývoje nových syntetických metod vedoucích k napjatým přírodním produktům.

Které jedy nejvíce plní titulky médií? A proč to nejsou ty, které se používají nejčastěji?

Kamil Kuča, Eugenie Nepovimová, Jiří Patočka

     V předchozím článku jsme se podívali na jedy, které patří mezi nejčastěji zneužívané při úmyslných otravách. Překvapivě se mezi nimi objevily látky, jako jsou arsen, thallium, organofosfátové pesticidy nebo ethylenglykol- tedy sloučeniny, které mají za sebou dlouhou historii skutečného zneužívání. Pokud bychom však sestavili žebříček podle toho, jak často se o jednotlivých jedech píše v médiích nebo diskutuje na sociálních sítích, vypadal by úplně jinak.

Které jedy se nejčastěji objevují při úmyslných otravách?

Kamil Kuča, Eugenie Nepovimová a Jiří Patočka

Když se řekne jed, většina lidí si vybaví kyanid nebo arsen. Milovníci detektivek možná přidají ricin nebo thallium. Ve skutečnosti je však svět toxikologie mnohem pestřejší. Historie lidské civilizace je bohužel úzce spjata i s historií úmyslných otrav. Zatímco některé látky byly využívány již před tisíci lety, jiné se do popředí dostaly teprve v posledních desetiletích. Které jedy tedy patří mezi ty, které se v historii i současnosti při úmyslných otravách objevují nejčastěji? Níže je výčet těch nejčastějších:

Concanolid (Concanolide A) – makrolidová přírodní látka, prekurzor concanamycinů a vysoce účinný inhibitor V-ATPáz

Jiří Patočka

     Concanolid (concanolide A, též concanamycin F) představuje mimořádně zajímavou nízkomolekulární přírodní makrolidovou sloučeninu, která je úzce příbuzná skupině plekomakrolidových antibiotik známých jako concanamyciny (Dai et al., 200; Patočka & Malík, 2026). Přestože bývá v některých publikacích označován jako makrolidové antibiotikum, přesnější je jej považovat za aglykon (makrolaktonové jádro) concanamycinu F. Tato látka byla izolována z aktinomycet rodu Streptomyces a stala se významným objektem biologického, farmakologického i syntetického výzkumu díky své mimořádně vysoké afinitě k vakuolární H⁺-ATPáze (V-ATPase), která patří mezi nejcitlivější známé molekulární cíle plekomakrolidových antibiotik (Huss & Wieczorek, 2009). Chemicky patří concanolid mezi osmnáctičlenné polyenové makrolaktony obsahující několik konjugovaných dvojných vazeb, více chirálních center a charakteristické hydroxylové skupiny. Na rozdíl od plně substituovaných concanamycinů postrádá některé postranní sacharidové nebo hemiketalové struktury, které jsou připojeny k makrolaktonovému kruhu (Bindseil & Zeeck, 1993). Přesto si zachovává vysokou biologickou aktivitu a stal se důležitým modelem pro studium vztahu mezi chemickou strukturou a biologickou funkcí celé skupiny concanamycinů. Právě relativně jednodušší struktura umožnila realizaci jeho úplné stereoselektivní syntézy, která představovala významný milník v chemii přírodních makrolidů. 

Concanolid

Hlohyně šarlatová (Pyracantha coccinea) – okrasná dřevina s perspektivním farmakologickým potenciálem

Radoslav Patočka, Jiří Patočka

     Hlohyně šarlatová (Pyracantha coccinea M. Roem.) je stálezelený trnitý keř z čeledi růžovitých (Rosaceae), původem z jižní Evropy a západní Asie (Song et al., 2023). V mírném pásmu je ceněna především jako okrasná dřevina díky svým bílým květům a nápadným červeným až oranžovým malvicím, které na rostlině přetrvávají až do zimního období. Plody představují významný zdroj potravy pro ptáky a rostlina nachází uplatnění také jako ochranný živý plot. Přestože není tradičně řazena mezi významné léčivé rostliny evropské flóry, v posledních letech vzbudila pozornost svým bohatým obsahem biologicky aktivních sekundárních metabolitů. 

Hlohyně šarlatová (Pyracantha coccinea). Foto: Radoslav Patočka

Romidepsin: Přírodní inhibitor histondeacetyláz v moderní protinádorové terapii

Jiří Patočka

     Romidepsin (FK228, FR901228, obchodní název Istodax®) představuje jeden z nejvýznamnějších přírodních epigeneticky působících protinádorových přípravků zavedených do klinické praxe (Bertino & Otterson, 2011). Patří mezi inhibitory histondeacetyláz (histone deacetylase inhibitors, HDACi), skupinu léčiv, která cíleně ovlivňuje epigenetickou regulaci genové exprese (Harrison et al., 2012). Jeho objevení znamenalo zásadní průlom v oblasti epigenetické farmakologie, protože prokázalo, že reverzibilní změny chromatinu lze terapeuticky využít při léčbě nádorových onemocnění. Romidepsin je jedinečný nejen svým mechanismem účinku, ale také přírodním původem, neobvyklou bicyklickou depsipeptidovou strukturou a vysokou selektivitou vůči histond-eacetylázám třídy I. Největší klinický význam získal při léčbě kožních a periferních T-lymfomů, avšak intenzivní výzkum pokračuje i v dalších hematologických malignitách a solidních nádorech.

     Romidepsin byl objeven počátkem devadesátých let během screeningu metabolitů produkovaných bakterií Chromobacterium violaceum. Původně byl označen jako FR901228 a později jako FK228 (VanderMolen et al., 2011). Chemicky jde o bicyklický depsipeptid obsahující disulfidový můstek, který je klíčovým strukturálním prvkem jeho biologické aktivity. Molekula sama představuje proléčivo. Po vstupu do buňky dochází kredukcí disulfidové vazby glutathionem ke vzniku aktivního dithiolu, který se váže na atom zinku v katalytickém centru histondeacetyláz (Pojani & Barlocco, 2021). Tím je blokována enzymová aktivita HDAC a dochází k akumulaci acetylovaných histonů i mnoha nehistonových proteinů. Tento mechanismus vede k rozsáhlým změnám genové exprese, reaktivaci tumor supresorových genů, zastavení buněčného cyklu a indukci apoptózy nádorových buněk (Suwanwong & Ploensil, 2025).

Romidepsin

Nové možnosti uplatnění etoperidonu v medicíně

Jiří Patočka, Anna Strunecká, Kamil Kuča

     Etoperidon (etoperidone) je atypické antidepresivum ze skupiny antagonistů serotoninových receptorů a inhibitorů zpětného vychytávání serotoninu (SARI), které bylo vyvinuto v 70. letech 20. století jako strukturní analog trazodonu a později také nefazodonu (Przegaliński & Lewandowska, 1979). Přestože byl v některých evropských zemích krátce používán v léčbě depresivních poruch, nikdy nezískal širší klinické uplatnění a byl postupně stažen z trhu. V posledních letech však zájem o etoperidon znovu narůstá, především díky novým poznatkům o jeho farmakologii, receptorovém profilu a aktivním metabolitu mCPP (meta-chlorfenylpiperazin) (Costa Alegre et al., 2025). Tyto poznatky naznačují, že by tato molekula mohla nalézt nové využití v moderní neuropsychofarmakologii. 

Etoperidon