Zvonek klubkatý a jeho uplatnění v lidovém léčitelství

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová

     Zvonek klubkatý (Campanula glomerata L.) je vytrvalá bylina z čeledi zvonkovitých (Campanulaceae), rozšířená v Evropě a v částech Asie. V české přírodě patří k charakteristickým druhům suchých trávníků, mezí, světlých křovin a dalších stanovišť (Bachmann et al., 2005). Přestože je dnes znám především jako okrasná a luční rostlina, jeho léčivý potenciál souvisí s poměrně pestrým spektrem sekundárních metabolitů (Tanaka et al., 1999). 

Zvonek klubkatý (Campanula glomerata L.). Foto: Mgr. Zdeňka Navrátilová

Illudolactone A – a Fungal Protoilludane Sesquiterpene Lactone with Biological Activity

Jiří Patočka

     Illudolactone A is a rare naturally occurring sesquiterpene lactone belonging to the protoilludane family of fungal secondary metabolites. The compound was first isolated from the wood-decaying basidiomycete Heterobasidion occidentale, an important pathogen of coniferous trees in North America (Hansson et al., 2012). Its discovery expanded the known chemical diversity of protoilludane-derived fungal metabolites and provided further insight into the structural and biosynthetic relationships among illudins, fomannosins, illudolones, illudolactones, and other oxidized members of this structurally diverse family.

     Protoilludane sesquiterpenes constitute a distinctive group of fungal terpenoids characterized by a highly constrained polycyclic carbon framework. Their biosynthesis originates from farnesyl diphosphate (FPP), which undergoes enzymatic cyclization catalyzed by sesquiterpene cyclases to generate the protoilludane scaffold. This common intermediate can subsequently undergo extensive oxidative tailoring, giving rise to structurally and biologically diverse metabolites, including illudins, melleolides, omphalotins, fomannosins, illudolones, and illudolactones. The pronounced chemical reactivity of the protoilludane framework facilitates multiple oxidative transformations and is thought to contribute substantially to the biological diversity observed within this class of fungal natural products.

    Illudolactone A was identified during chemical investigations of secondary metabolites produced by cultures of Heterobasidion occidentale. The metabolite was found together with illudolone A, illudolone B, illudolactone B, deoxyfomannosin A, deoxyfomannosin B, the previously characterized fomannosin, and the benzohydrofuran derivative fomannoxin (Krysenko, 2024; Shafi et al., 2025). Structural elucidation of these compounds relied on a combination of one- and two-dimensional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, high-resolution mass spectrometry (HRMS), and stereochemical analysis. The resulting structural data also allowed biosynthetic relationships among the metabolites to be proposed, suggesting that they represent different oxidative states and rearrangement products derived from a common protoilludane-related precursor.

Gastrodin: farmakologie významného sekundárního metabolitu mykoheterotrofní orchideje Gastrodia elata

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová, Anna Strunecká

     Gastrodin patří mezi hlavní bioaktivní fenolické glykosidy a významné sekundární metabolity Gastrodia elata, která postrádá funkční fotosyntetický aparát, a proto není schopna získávat uhlík klasickou fotosyntézou. Její životní cyklus je proto závislý na symbiotických houbách. V raných fázích vývoje se uplatňují především houby rodu Mycena, které podporují klíčení semen a vývoj protokormu, zatímco v pozdějších fázích je Mycena nahrazována houbami rodu Armillaria, které jsou spojeny s růstem hlíz, kvetením a reprodukcí rostliny. U dospělých hlíz orchideje představuje symbióza s Armillaria významný mechanismus získávání organického uhlíku. Experimentální studie prokázaly, že G. elata aktivně přijímá sacharózu na rozhraní mezi houbou a rostlinou, přičemž transportér GeSUT4 se podílí na tomto procesu. Tato neobvyklá závislost na houbovém zdroji uhlíku činí metabolismus G. elata mimořádně zajímavým a poskytuje důležitý kontext pro studium jejích specializovaných sekundárních metabolitů, mezi něž patří zejména gastrodin a parishiny (Ho et al., 2021; Liu et al., 2023).

Tento vztah mezi rostlinou a jejími houbovými partnery je významný i pro vznik gastrodinu. Obsah gastrodinu se během vývoje G. elata mění a výrazně se zvyšuje při přechodu z vegetativních rozmnožovacích hlíz k mladým a později vyvinutým hlízám. Transkriptomické studie identifikovaly kandidátní geny kódující putativní monooxygenázu a glykosyltransferázu, které mohou být zapojeny do hydroxylace a následné glukosylace při biosyntéze gastrodinu (Hsu et al., 2016). Zajímavé je, že biosyntézu gastrodinu lze dnes realizovat i biotechnologicky. Experimentální studie prokázaly de novo biosyntézu gastrodinu v Escherichia coli prostřednictvím uměle rekonstruované biosyntetické dráhy; následné studie metabolického inženýrství dále zvýšily produkci na gramové množství v bioreaktoru (Bai et al., 2016; Wang et al., 2026a).

Orchidej Gastrodia elata

Železničáři - když se toxikologická katastrofa stane námětem seriálu

Kamil Kuča

     Na Toxicology.cz se většinou věnujeme toxikologii prostřednictvím odborných a popularizačních článků. Tentokrát zkusíme něco trochu jiného. Otevíráme Filmové okénko, ve kterém budeme čas od času doporučovat filmy, seriály a dokumenty, které mají něco společného s toxikologií, otravami, chemickými haváriemi, léčivy, CBRN nebo dalšími příbuznými tématy.

Nové chemické zajímavosti o hlemýždi zahradním (Helix pomatia), plži s modrou krví

 Jiří Patočka,  Radoslav Patočka

     Hlemýždě zahradního (Helix pomatia) většina lidí zná hlavně jako pomalu se pohybujícího suchozemského plže se spirálovitou ulitou. A majitelé zahrádek jej nemají rádi. Z chemického hlediska je však tento organismus velmi zajímavý, protože produkuje řadu originálních chemických látek a v jeho těle probíhá řada specifických chemických procesů souvisejících s ochranou, metabolismem i přežíváním v nepříznivých podmínkách (Pollard, 1975).

Hlemýžď zahradní (Helix pomatia). Foto: Radoslav Patočka

ZT-1, syntetický derivát huperzinu A

Jiří Patočka, Anna Strunecká, Kamil Kuča

     ZT-1 je syntetický prolékový derivát huperzinu A, vyvíjený jako potenciální léčivo Alzheimerovy choroby. V literatuře je označován také jako Debio-9902 a mimopezil. Po podání se rychle přeměňuje na aktivní huperzin A (Leman et al, 2011).

Hypoglycin – zajímavá přírodní aminokyselina s mimořádným toxikologickým významem

Jiří Patočka, Matěj Malík

     Hypoglycin představuje neproteinogenní přírodní aminokyselinu, která patří mezi nejvýznamnější rostlinné toxiny ovlivňující energetický metabolismus savců. Nejznámější je hypoglycin A, obsažený především v nezralých plodech ackee (Blighia sapida) a v semenech některých javorů (Acer spp.). Přestože byl původně studován jako látka vyvolávající hypoglykemii, pozdější výzkum ukázal, že jeho hlavním mechanismem účinku je ireverzibilní blokáda β-oxidace mastných kyselin prostřednictvím toxického metabolitu methylen-cyklopropylacetyl-koenzymu A (MCPA-CoA) (Osmundsen & Sherratt, 1975). Výsledkem je těžké narušení energetického metabolismu, vyčerpání zásob jaterního glykogenu, inhibice glukoneogeneze a rozvoj život ohrožující hypoglykemie. Hypoglycin je klasickým příkladem přírodní aminokyseliny, jejíž studium významně přispělo k poznání metabolismu mastných kyselin, funkce acyl-CoA dehydrogenáz i dědičných poruch β-oxidace. Přírodní aminokyseliny netvoří pouze dvacet základních proteinogenních aminokyselin. Rostliny, houby i mikroorganismy syntetizují stovky neobvyklých neproteinogenních aminokyselin, které plní obranné, regulační nebo alelopatické funkce. Mezi nejznámější patří canavanin, mimosin, indospicin a hypoglycin. Zatímco většina těchto látek působí jako antimetabolity nebo inhibitory proteosyntézy, hypoglycin představuje unikátní toxin zasahující přímo do energetického metabolismu buněk. Jeho biologické účinky jsou natolik specifické, že se stal důležitým experimentálním nástrojem při studiu metabolismu lipidů i mitochondriálních enzymů. 

    Hypoglycin A (L-α-amino-β-methylenecyklopropylpropionová kyselina) je neproteinogenní α-aminokyselina obsahující charakteristický methylenecyklopropanový kruh. Tato vysoce napjatá struktura je zodpovědná za vznik reaktivních metabolitů po biotransformaci v játrech.Vysoce napjatá chemická struktura je molekula, která má kvůli nevýhodnému geometrickému uspořádání vysokou vnitřní energii. Tato vazebná nestabilita způsobuje, že molekula je vysoce reaktivní a má silnou tendenci se přeměnit na stabilnější formu (například otevřením kruhu).

Corymbolone from Cyperus corymbosus: Chemistry, Structure, Natural Occurrence, and Biological Significance

Jiří Patočka, Misganaw Tegegne Ayana

Corymbolone is a naturally occurring eudesmane sesquiterpenoid keto alcohol belonging to an interesting group of secondary metabolites found in plants of the genus Cyperus (family Cyperaceae). It was first isolated in 1985 from the rhizomes of Cyperus corymbosus Rottb., a sedge species occurring in parts of South America, Africa, the Middle East, and western Asia, and its structure was characterized as a previously unknown eudesmane sesquiterpenoid. The original study was published by Juan A. Garbarino, Vicente Gambaro, and María C. Chamy in the Journal of Natural Products. Corymbolone is noteworthy not only because of its unusual molecular structure but also because of its biological properties (Garbarino et al., 1985). Subsequent studies demonstrated antiplasmodial activity against Plasmodium falciparum, the causative agent of malaria, and placed corymbolone among the sesquiterpenes occurring in Cyperus species that may contribute to the pharmacological potential of these traditionally used plants (Gakuubi et al., 2008).

The sedge Cyperus corymbosus

Několik zajímavostí o zemounovi skalním (Aegopis verticillus)

Radoslav Patočka, Jiří Patočka

     Zemoun skalní (Aegopis verticillus), nazývaný také jako zemounek skalní, je zajímavým a málo známým druhem suchozemského hlemýždě. Je to nezaměnitelný druh měkkýše s poměrně velkou, stlačeně okrouhlou a jemně rýhovanou ulitou. Na spodní straně ulity je velice nápadná otevřená široká středová píštěl. Zbarvení je béžové až hnědavé s několika žlutavými příčnými proužky. Samotný šnek je štíhlý s úzkým tělem. Má světle až tmavě šedou barvu, někteří jedinci jsou až téměř černí, s bledým nažloutlým odstínem na bocích.

Zemoun skalní (Aegopis verticillus).

Foto: Radoslav Patočka

R-(−)-Pulegon: chemické vlastnosti, přírodní výskyt, metabolismus a biologické účinky

Jiří Patočka

     R-(−)-Pulegon je monoterpenový keton patřící mezi charakteristické složky silice některých aromatických rostlin, zejména druhů rodu Mentha. Z chemického i toxikologického hlediska představuje zajímavou látku, protože jeho biologické účinky významně závisí na stereochemii, dávce a metabolické přeměně v organismu. Zatímco nízké koncentrace pulegonu jsou spojovány především s aromatickými vlastnostmi silic, vyšší expozice může vést k hepatotoxickým účinkům. Zvláštní pozornost je věnována jeho metabolitu menthofuranu a následným reaktivním metabolitům, které mohou poškozovat jaterní tkáň (Sousa et al., 2011).

Chemická charakteristika

     Pulegon je cyklický monoterpenový keton s molekulovým vzorcem C₁₀H₁₄O a relativní molekulovou hmotností 150,22. Systematicky jde o nenasycený monoterpenový keton se šestičlenným cyklem. Molekula obsahuje stereogenní centrum, a proto existuje ve dvou enantiomerních formách. V přírodních materiálech se nejčastěji setkáváme s (R)-(−)-pulegonem, který je významnou složkou některých silic máty.

Pulegon