Perangustoly –  azaphilonové metabolity mořské mikroskopické houby

Jiří Patočka, Kamil Kuča

     Perangustoly A a B (anglicky perangustols A and B) jsou přírodní sekundární metabolity patřící do skupiny azaphilonů. Byly popsány v roce 2016 čínským výzkumným týmem, který je izoloval z kultury mořské mikroskopické houby Cladosporium perangustum FS62 pocházející ze sedimentu Jihočínského moře. Představují zajímavý příklad chemické diverzity sekundárních metabolitů mořských hub a rozšiřují skupinu přírodních látek s charakteristickou azaphilonovou strukturou (Fan et al., 2016).

Chemická charakteristika a struktura

     Obě sloučeniny mají molekulový vzorec C₁₁H₁₄O₄ a relativní molekulovou hmotnost přibližně 210,23. Perangustoly A a B jsou strukturními epimery, což znamená, že mají stejné atomové složení i základní konektivitu, ale liší se prostorovým uspořádáním na jednom stereogenním centru. Jejich struktury byly určeny na základě rozsáhlé spektroskopické analýzy, zejména metod nukleární magnetické rezonance (NMR) a hmotnostní spektrometrie (Fan et al., 2016).

Perangustol A (S)

Perangustol B (R)

Maltoryzin – málo známý toxický polyketidový metabolit hub rodu Aspergillus

Jiří Patočka, Matěj Malík

     Maltoryzin (anglicky maltoryzine, CAS 6826-42-2) je přírodní sekundární metabolit houbového původu, který patří mezi aromatické polyketidové sloučeniny. Pozornost si zaslouží především pro svou historicky popsanou akutní toxicitu a souvislost s otravami hospodářských zvířat po zkrmování kontaminovaného sladovnického ječmene. Přestože byl objeven již v roce 1962, jeho biologické vlastnosti, mechanismus toxického působení a význam pro bezpečnost potravin a krmiv zůstávají nedostatečně prozkoumány (Iizuka a Iida, 1962; Steyn, 1992).

Objev a chemická charakteristika

     Maltoryzin poprvé izolovali japonští výzkumníci Hiroshi Iizuka a Mitsugi Iida z toxigenního kmene houby původně označeného jako Aspergillus oryzae var. microsporus. Izolát pocházel ze sladovnického ječmene, který byl spojován s onemocněním dojnic v Japonsku v roce 1954. Objev nové toxické látky byl následně publikován v časopise Nature (Iizuka a Iida, 1962).

11,12-Didehydro-13-oxo-plakortid Q – perspektivní antiparazitární metabolit mořské houby

Jiří Patočka

     11,12-Didehydro-13-oxo-plakortid Q je přírodní sekundární metabolit patřící mezi cyklické polyketidové peroxidy. Byl izolován v roce 2010 z extraktu australské mořské houby rodu Plakortis (Plakinidae). Pozornost si získal především mimořádně výraznou účinností proti prvokovi Trypanosoma brucei, původci africké trypanosomózy (spavé nemoci).

Látka byla objevena při bioesejově řízené frakcionaci extraktu mořské houby. Společně s ní byl izolován také příbuzný metabolit 10-carboxy-11,12,13,14-tetranor-plakortid Q. Obě látky představují zajímavé příklady biologicky aktivních peroxidických polyketidů pocházejících z mořských organismů (Feng et al., 2010).

Chemická struktura a zařazení

     Plakortidy jsou skupinou přírodních polyketidových metabolitů charakteristických přítomností peroxidické funkční skupiny. Pro 11,12-didehydro-13-oxo-plakortide Q je typická struktura obsahující šestičlenný cyklický peroxidický kruh, tedy motiv 1,2-dioxanu. Právě tato strukturní jednotka je významná také u dalších přírodních látek s antiparazitární a antimalarickou aktivitou.

11,12-Didehydro-13-oxo-plakortid Q

Bunaeopsis arabella (Aurivillius, 1893): An African Emperor Moth and the Biological Significance of Its Caterpillar

Jiří Patočka, Misganaw Tegegne Ayana, Radoslav Patočka

     Bunaeopsis arabella (Aurivillius, 1893) is a moth species belonging to the family Saturniidae (emperor moths), native to the African fauna (Staude, 2023). It is of particular interest from the perspectives of the evolution of defensive strategies in large moths, its life cycle, and the relationship between caterpillars and their host plants. The species was originally described as Antheraea arabella and was subsequently transferred to the genus Bunaeopsis. In the current AfroMoths taxonomic database, it is recognised as a valid species under the name Bunaeopsis arabella (Aurivillius, 1893). Its original description was published by Christopher Aurivillius in 1893 in his paper Diagnosen neuer Lepidopteren aus Afrika.

Adult morphology

     The adults B. arabella have conspicuously patterned wings, with the hindwings characterised by distinctive red to orange-red coloration. The extensive red area on the hindwings is associated with the English common name ‘Injured Emperor’ (Project Noah). Wing colour patterns may play a role in defensive interactions with predators. Various visual defence strategies have been described in Saturniidae, including cryptic coloration, mimicry, and the sudden exposure of contrasting colour patches or eyespots on the hindwings (Grant  &  Miller, 1995; Stevens, 2005). Experimental studies in other moth species have also demonstrated that contrasting coloration on concealed wing surfaces can increase the likelihood of escaping predator attacks. However, it is not yet known whether, or how, the red hindwing coloration of B. arabella contributes to defence against predators.

Sydowioly – chemická struktura, biologická aktivita a farmakologický potenciál

Jiří Patočka

     Sydowioly A, B a C jsou přírodní sekundární metabolity mořské houby Aspergillus sydowii, které byly poprvé popsány v roce 2013. Byly izolovány z kmene A. sydowii MF357, získaného ze sedimentu Východočínského moře. Výzkum byl zaměřen na hledání přírodních látek schopných inhibovat enzymy, které se podílejí na patogenitě bakterie Mycobacterium tuberculosis. Kromě sydowiolů byly v houbovém extraktu nalezeny také dva již známé fenolické metabolity, violaceol I a violaceol II. Zvláštní pozornost vzbudil sydowiol C, který prokázal schopnost inhibovat proteinovou tyrosinfosfatázu A (PtpA) tuberkulózní mykobakterie. Kromě toho vykazoval také antibakteriální účinky proti některým dalším bakteriím (Liu et al., 2013).

     Z chemického hlediska patří sydowioly mezi tris-pyrogallolové ethery. Molekula obsahuje tři methylované fenolické aromatické jednotky propojené dvěma etherovými vazbami. Sydowiol C je konstituční izomer sydowiolů A a B: všechny tři látky mají stejné elementární složení, ale liší se polohou etherových vazeb mezi aromatickými kruhy. Jejich struktury byly určeny na základě podrobné analýzy hmotnostních spekter a jednorozměrných i dvourozměrných nukleárních magnetických rezonančních spekter (NMR). Rozdílné uspořádání etherových vazeb ovlivňuje prostorovou orientaci fenolických skupin, a tím může měnit interakce molekul s biologickými cíli (Ibrahim et al., 2023).

                   Sydowiol  A                                 Sydowiol B                           Sydowiol C                                

Sinensetin – polymethoxylovaný flavon citrusových rostlin s biologicky významnými farmakologickými účinky

Jiří Patočka, Anna Strunecká

     Sinensetin je přírodní flavonoid ze skupiny polymethoxylovaných flavonů (polymethoxyflavones, PMF), který se vyznačuje pěti methoxylovými skupinami navázanými na flavonové jádro. Jeho systematický název je 5,6,7,3′,4′-pentamethoxyflavon a sumární vzorec C₂₀H₂₀O₇. Molekula představuje významnou součást sekundárního metabolismu některých citrusových rostlin a přitahuje pozornost farmakologického výzkumu především pro své protizánětlivé, antioxidační, metabolické a potenciálně protinádorové působení (Andira et al., 2024).

     Chemická struktura sinensetinu je charakteristická vysokým stupněm methoxylace flavonového skeletu. Oproti hydroxylovaným flavonoidům, například quercetinu, obsahuje většinu fenolických hydroxylových skupin převedených na methoxylové substituenty. Tato vlastnost ovlivňuje jeho lipofilitu, rozpustnost, membránovou permeabilitu i metabolickou přeměnu v organismu. Methoxylace může současně ovlivňovat biologickou dostupnost a interakce molekuly s buněčnými cíli.

Sinensetin

Aspergillusene B – A Natural Sesquiterpenoid from the Marine Fungus Aspergillus sydowii

Jiří Patočka, Matěj Malík

     Aspergillusene B is a natural secondary metabolite of fungal origin belonging to the group of sesquiterpenoids with a benzofuran-based skeleton. It was first isolated from the marine-derived fungus Aspergillus sydowii PSU-F154, obtained from a sea fan (gorgonian coral) of the genus Annella in coastal waters of Thailand.

Chemical Structure and Properties

     The molecular formula of aspergillusene B is C₁₅H₁₈O₃, and its relative molecular mass is approximately 246.31 Da. Its structure was elucidated using spectroscopic methods, particularly nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy (Trisuwan et al., 2011). The molecule contains a benzofuran heterocyclic system, an aliphatic side chain, and a carboxyl group. This combination of functional groups influences its physicochemical properties and potential interactions with biological structures.

Origin and Isolation

     Aspergillusene B was first described in 2011 by Trisuwan and colleagues, who isolated several new secondary metabolites from the marine-derived strain A. sydowii PSU-F154. In addition to aspergillusene B, these included aspergillusene A, (+)-(7S)-7-O-methylsydonic acid, and two hydrogenated xanthone derivatives designated aspergillones A and B (Trisuwan et al., 2011).

Aspergillusene B

Rakicidin F: nový cyklický depsipeptid s antibakteriální aktivitou z mořských aktinomycet

Jiří Patočka

     Rakicidin F je přírodní cyklický depsipeptid, který byl poprvé popsán v práci Kitaniho a spolupracovníků publikované online v roce 2017 a následně zařazené do ročníku časopisu The Journal of Antibiotics z roku 2018. Sloučenina byla izolována společně se známým příbuzným metabolitem rakicidinem C z fermentačního média mořského aktinomycetního kmene Streptomyces sp. GKU 220, pocházejícího z mořské houby odebrané v Andamanském moři u pobřeží Thajska. Rakicidin F vykázal inhibiční účinek na růst bakterií, což dokládá jeho biologickou aktivitu za experimentálních podmínek (Kitani ert al., 2018).

     Z chemického hlediska patří rakicidin F mezi cyklické depsipeptidy, tedy sloučeniny, jejichž kruhová struktura obsahuje vedle běžných amidových vazeb také esterovou vazbu. Tím se liší od klasických cyklických peptidů tvořených výhradně aminokyselinami spojenými amidovými vazbami. Molekula rakicidinu F má složitou strukturu zahrnující peptidovou část a lipofilní úsek, který ovlivňuje její fyzikálně-chemické vlastnosti. Pro správné pochopení biologické aktivity je důležité také prostorové uspořádání jednotlivých částí molekuly, protože konfigurace stereogenních center může významně ovlivňovat její interakce s biologickými cíli.

Tripchlorolid – chlorovaný diterpenoid z léčivé rostliny Tripterygium wilfordii s protizánětlivými, imunosupresivními a neuroprotektivními účinky

Jiří Patočka, Kamil Kuča, Anna Strunecká

     Tripchlorolid, označovaný také jako T4 nebo TW397, je přírodní látka odvozená od diterpenoidního metabolismu rostliny Tripterygium wilfordii Hook. f. (Celastraceae) (trojkřídlec Wilfordův), známé v tradiční čínské medicíně jako lei gong teng (雷公藤). Tato rostlina je významným zdrojem biologicky aktivních sekundárních metabolitů, mezi nimiž vyniká zejména triptolid, vysoce biologicky aktivní diterpenoid s výraznými protizánětlivými, imunosupresivními a cytotoxickými vlastnostmi. Vedle triptolidu patří k farmakologicky zajímavým látkám také tripchlorolid, o němž je tento článek, jehož výzkum se zaměřil především na ovlivnění imunitních a zánětlivých procesů, ochranu nervových buněk a možné využití při léčbě neurodegenerativních onemocnění.

Triptolid

Tripchlorolid

Kyselina cyklopiazonová: mykotoxin inhibující transport vápenatých iontů a jeho toxikologický význam

Jiří Patočka, Matěj Malík

     Kyselina cyklopiazonová (cyclopiazonic acid, CPA) je sekundární metabolit mikroskopických hub, který patří mezi indolové alkaloidy, které ve své molekule mají také kyselinu tetramovou. Biologický účinek CPA spočívá především v toxickém působení na organismus a ve schopnosti inhibovat transport vápníku přes membrány intracelulárních zásobních organel. CPA je současně příkladem přírodního produktu, jehož farmakologicky dobře charakterizovaný molekulární mechanismus umožňuje studovat regulaci buněčné signalizace, svalové kontrakce a buněčné homeostázy. Přestože je její toxicita doložena experimentálně, rozsah zdravotních rizik při běžné expozici člověka není dosud zcela objasněn. 

Původ, výskyt a chemická charakteristika

     Kyselina cyklopiazonová byla poprvé izolována a chemicky charakterizována v roce 1968. Produkují ji některé druhy mikroskopických hub rodů Aspergillus a Penicillium. K významným producentům patří Aspergillus flavus, některé kmeny Aspergillus oryzae a Penicillium cyclopium. Schopnost produkovat CPA se může výrazně lišit mezi jednotlivými kmeny téhož druhu, takže samotná identifikace houby ještě neznamená, že bude toxin v daném substrátu přítomen (Chang et al., 2009; Ostry et al., 2018). Z chemického hlediska se CPA řadí mezi indolové tetramové kyseliny; označení „indolový alkaloid“ je rovněž používáno, avšak první klasifikace je strukturně přesnější. Její stereochemicky složitá struktura představovala také výzvu pro totální organickou syntézu (Ahmad et al, 2020).