Griselimycin – přírodní antibiotikum s novým mechanismem účinku

Jiří Patočka, Matěj Malík

     Griselimycin je cyklický depsipeptidový přírodní produkt produkovaný aktinomycetami rodu Streptomyces. Byl objeven již v 60. letech 20. století jako látka s antibakteriální aktivitou, zejména proti mykobakteriím, avšak jeho další vývoj byl omezen nepříznivými farmakokinetickými vlastnostmi. Teprve moderní studie ukázaly, že griselimycin představuje zajímavý základ pro vývoj nových antituberkulotik, protože působí na dosud neobvyklý molekulární cíl [1].

Houby a jedy: co by měl každý houbař vědět

Kamil Kuča

     Podzim v českých lesích patří houbám. Pro toxikologa je to ale také období, kdy se z koníčku během několika hodin, a někdy až po několika dnech, může stát vážný zdravotní problém. Česko patří k zemím s nejvyšším podílem houbařů a čísla ukazují, že nejde o okrajové téma. Toxikologické informační středisko (TIS) v letech 2010 až 2024 řešilo kvůli houbám v průměru 490 konzultací ročně. Podle Národního registru hrazených zdravotních služeb bylo každý rok s otravou houbami hospitalizováno kolem 190 lidí. Ne každá otrava houbami ohrožuje život. Některé končí „jen“ několika velmi nepříjemnými hodinami s nevolností, zvracením a průjmem. Jiné poškodí játra nebo ledviny natolik, že pacient potřebuje intenzivní péči, dialýzu či transplantaci. Houbař v lese přitom snadno přehlédne důležitý detail: největší nebezpečí často nepředstavuje nápadně vypadající houba, ale druh, který se podobá něčemu, co jsme už mnohokrát jedli.

Tamarixol – pentacyklický triterpenoid rodu Tamarix

Jiří Patočka

     Tamarixol je přírodní pentacyklický triterpenoid ze skupiny friedelanu, který patří mezi méně známé sekundární metabolity rostlin. Jeho význam spočívá především v tom, že představuje součást chemické diverzity rodu tamaryšek (Tamarix) a dalších rostlin, v nichž se vyskytují triterpenoidy odvozené od friedoleanového skeletu. Přestože samotnému tamarixolu nebyla dosud věnována tak rozsáhlá farmakologická pozornost jako například kyselině ursolové, jeho výskyt v léčivých rostlinách a strukturální příbuznost s biologicky aktivními pentacyklickými triterpenoidy z něj činí zajímavý objekt fytochemického výzkumu. Molekula obsahuje charakteristický pentacyklický triterpenoidní skelet a dvě hydroxylové skupiny, z nichž jedna je lokalizována na C-3 a druhá na C-28. Přítomnost hydroxymethylové skupiny na C-28 odlišuje tamarixol od řady běžných pentacyklických triterpenoidů obsahujících na této pozici karboxylovou skupinu. 

Macelignan a jeho neuroprotektivní účinky: chemická charakteristika, mechanismy působení a farmakologický potenciál

Jiří Patočka, Anna Strunecká, Kamil Kuča, Zdeňka Navrátilová

     Macelignan je přírodní neolignan, který přitahuje pozornost farmakologického výzkumu především pro své biologické účinky na buněčné signalizační dráhy spojené s oxidačním stresem, zánětem a poškozením nervových buněk. Jeho význam spočívá v možnosti ovlivňovat několik mechanismů, které se uplatňují v patogenezi neurodegenerativních onemocnění. Při hodnocení jeho potenciálu je však důležité odlišovat výsledky biochemických a buněčných experimentů od důkazů o účinnosti u zvířat a zejména u člověka. Následující přehled shrnuje chemickou povahu macelignanu, předpokládané mechanismy neuroprotekce a omezení současných poznatků. 

Chemická charakteristika a přírodní výskyt

     Macelignan je neolignan, tedy přírodní fenolická sloučenina vznikající spojením dvou fenylpropanoidních jednotek. Významným přírodním zdrojem je muškátovník vonný (Myristica fragrans Houtt., čeleď Myristicaceae), zejména jeho semena. Semeno je známé jako muškátový oříšek a míšek obklopující semeno je známý jako muškátový květ. Obojí se používá v kuchyni jako koření. Právě z této rostliny pochází řada lignanů a neolignanů, které jsou v poslední době předmětem intenzivního farmakologického výzkumu.

Lajollamid A – pozoruhodný cyklický pentapeptid z mořské houby

Jiří Patočka

     Lajollamid A je zajímavý přírodní produkt, který dobře ilustruje strukturální rozmanitost sekundárních metabolitů mořských hub. Byl izolován z vláknité mořské houby Asteromyces cruciatus 763, získané z oblasti pobřeží La Jolla u San Diega v Kalifornii. Chemicky jde o cyklický pentapeptid, tedy peptid tvořený pěti aminokyselinovými zbytky, jejichž řetězec je uzavřen do kruhu. Kombinace cyklické architektury, N-methylace a stereochemických vlastností činí lajollamid A zajímavým objektem výzkumu přírodních látek a strukturní organické chemie (Gulder et al., 2012).

Molekulový vzorec lajollamidu A je C₃₀H₅₅N₅O₅ a jeho relativní molekulová hmotnost činí přibližně 565,8 Da. Strukturně je popisován jako cyklo[N-methyl-L-leucyl-L-leucyl-L-leucyl-L-leucyl-L-valyl], tedy cyklický pentapeptid obsahující čtyři leucininové a jednu valinovou jednotku, přičemž jeden z leucininových zbytků je N-methylován. N-methylace peptidové vazby mění její konformační vlastnosti a odstraňuje jeden potenciální donor vodíkové vazby. U cyklických peptidů mohou tyto změny ovlivňovat konformaci molekuly, její rozpustnost a interakce s biologickým prostředím; jejich konkrétní dopad však musí být ověřen pro každou látku samostatně.

Lajollamid A

Cristatumin A: indolový diketopiperazinový alkaloid mořské endofytické houby Eurotium cristatum

Jiří Patočka 

     Cristatumin A je sekundární metabolit hub patřící do skupiny indolových diketopiperazinových alkaloidů. Poprvé byl popsán společně s cristatuminy B–D v roce 2012 ze sekundárního metabolomu endofytické houby Eurotium cristatum EN-220, izolované z mořské řasy Sargassum thunbergii. Tato práce rozšířila poznatky o chemické diverzitě rodu Eurotium, jehož metabolity zahrnují četné prenylované indolové alkaloidy a další diketopiperazinové sloučeniny (Patočka, 2026). 

Chemická charakteristika

     Cristatumin A je strukturálně zařaditelný mezi diketopiperaziny, tedy cyklické dipeptidy vznikající kondenzací dvou aminokyselinových jednotek. Pro tuto skupinu je charakteristický šestičlenný 2,5-diketopiperazinový kruh obsahující dvě amidové karbonylové skupiny. U cristatuminu A je tento základ spojen s indolovým systémem, což jej řadí mezi indolové diketopiperazinové alkaloidy (Du et al., 2012).

Škeble rybničná (Anodonta cygnea) – biologie, ekologie a význam v sladkovodních ekosystémech

Radoslav Patočka, Jiří Patočka

     Škeble rybničná (Anodonta cygnea Linnaeus, 1758) je velký sladkovodní mlž z čeledi velevrubovitých (Unionidae), který patří k charakteristickým obyvatelům stojatých a pomalu tekoucích vod Evropy. Její život je úzce spojen s kvalitou vodního prostředí, strukturou sedimentu a přítomností vhodných hostitelských ryb. Přestože se na první pohled může jevit jako nenápadný bentický organismus, plní důležitou ekologickou funkci filtrátora a podílí se na koloběhu živin i fungování vodních společenstev (Vaughn a Hoellein, 2018; von Proschwitz a Wengström, 2021). 

Schránka škeble rybničné z kaolinového jezírka u Lažánek, okr. Brno-venkov.

Myxarylin – neobvyklý biarylitid z myxobakterie Pyxidicoccus fallax

Jiří Patočka

     Myxobakterie představují významný zdroj strukturně neobvyklých sekundárních metabolitů. Jejich genomické vybavení je bohaté na biosyntetické genové klastry a genomově řízené hledání nových přírodních produktů proto v této skupině mikroorganismů poskytuje značný potenciál. Jedním z pozoruhodných příkladů je myxarylin, přírodní produkt izolovaný z myxobakterie Pyxidicoccus fallax An d48 (Hug et al., 2021). Strukturálně patří mezi biarylitidy, malou skupinu cyklických RiPP peptidů charakterizovaných vazbou mezi aromatickými aminokyselinami. Myxarylin je pozoruhodný tím, že se od dříve známých biarylitidů výrazně liší jak typem spojení aromatických aminokyselin, tak N-koncovou modifikací. Zatímco biarylitidy známé z rodu Planomonospora obsahují převážně C–C biarylovou vazbu a N-acetylovaný konec, myxarylin je N-methylovaný tripeptid s neobvyklou C–N biarylovou vazbou. 

Strukturní charakteristika

Myxarylin byl původně identifikován jako tripeptid označovaný MeYLH. Jeho základ tvoří aminokyselinové zbytky tyrosinu (Y), leucinu (L) a histidinu (H), přičemž mezi aromatickými postranními řetězci tyrosinu a histidinu vzniká neobvyklé  C–N propojení. Výsledkem je cyklická struktura, která myxarylin odlišuje od klasických biarylitidů s C–C vazbou. 

Černobyl – když neviditelné nebezpečí změnilo Evropu

Kamil Kuča

V našem Filmovém okénku se tentokrát přesuneme od klasických chemických intoxikací trochu jinam. Nebudeme sledovat jed, který lze nalít do sklenice, ani toxický plyn unikající z chemické továrny. Tentokrát je nebezpečí neviditelné, bez zápachu a člověk jeho přítomnost bez přístrojů vůbec nemusí poznat. Řeč bude o ionizujícím záření a jedné z nejznámějších technologických katastrof moderní historie, o Černobylu.

Althiomycin – přírodní antibiotikum s neobvyklou strukturou a ribozomálním mechanismem účinku

Jiří Patočka, Matěj Malík

Souhrn

     Althiomycin je sirný přírodní produkt a výrazně modifikovaný pentapeptid s antibakteriální aktivitou, který byl poprvé popsán v roce 1957 u aktinomycety Streptomyces althioticus. Již při objevu bylo zjištěno, že inhibuje růst grampozitivních i gramnegativních bakterií, zatímco proti houbám nevykazoval významnou aktivitu. Z farmakologického hlediska je nejvýznamnější jeho působení na bakteriální ribozom. Althiomycin se váže na 50S podjednotku a interferuje s peptidyltransferázovou reakcí, čímž blokuje syntézu proteinů. 

Historie objevu

     Althiomycin patří k antibiotikům objeveným v období intenzivního hledání nových mikrobiálních antibakteriálních látek. V roce 1957 Yamaguchi a spolupracovníci popsali nový sirný antibiotický metabolit izolovaný z kultury Streptomyces althioticus. Pojmenovali jej althiomycin. Původní práce uváděla, že látka inhibuje růst grampozitivních i gramnegativních bakterií, nikoli však hub. Autoři rovněž popsali relativně nízkou toxicitu tehdy testovaného přípravku a ochranný účinek v experimentálním modelu infekce (Yamaguchi et al., 1957).  Historie althiomycinu je zajímavá také z taxonomického hlediska. Později byl totiž nalezen u několika  ykobakterií, včetně rodů Myxococcus a Cystobacter. Skutečnost, že chemicky komplexní metabolit může být produkován fylogeneticky značně odlišnými mikroorganismy, se stala jedním z pozoruhodných aspektů jeho výzkumu. 

Chemická struktura

     Althiomycin je velmi neobvyklý přírodní produkt, který lze zjednodušeně označit jako silně modifikovaný pentapeptid. Jeho struktura byla řešena v první polovině 70. Let několika nezávislými chemickými přístupy. Sakakibara a spolupracovníci publikovali v roce 1974 strukturu althiomycinu v The Journal of Antibiotics (Sakakibara et al., 1974). 

Althiomycin