Pyridazocidin a jeho vliv na fotosyntézu: přírodní mikrobiální fytotoxin zasahující do elektronového transportu ve fotosystému I

Jiří Patočka, Matěj Malík

     Pyridazocidin je zajímavý přírodní fytotoxin mikrobiálního původu, který představuje poměrně neobvyklý příklad látky schopné narušovat fotosyntézu prostřednictvím zásahu do přenosu elektronů ve fotosyntetickém aparátu rostlin (Patočka, 2012). Byl izolován z půdního mikroorganismu rodu Streptomyces a popsán jako potenciální přírodní herbicid. Na rozdíl od řady známých inhibitorů fotosyntézy, které blokují konkrétní místa elektronového transportního řetězce, pyridazocidin působí jako redoxně aktivní látka, která odklání elektrony z fotosyntetického transportního systému. Jeho mechanismus účinku připomíná působení syntetických bipyridiniových herbicidů, zejména paraquatu a diquatu. Výsledkem je narušení redoxní rovnováhy chloroplastů, vznik oxidačního stresu a následné poškození buněčných membrán. Pyridazocidin je proto zajímavý nejen z hlediska výzkumu přírodních herbicidů, ale také jako nástroj pro studium vztahu mezi fotosyntetickým elektronovým transportem a tvorbou reaktivních forem kyslíku.

Asperfuran – přírodní antifungální dihydrobenzofuranový metabolit hub

Jiří Patočka

     Asperfuran je přírodní sekundární metabolit houbového původu, který patří mezi deriváty dihydrobenzofuranu. Poprvé byl izolován v roce 1990 z kultury vláknitéhouby Aspergillus oryzae a popsán jako nový metabolit s účinkem proti některým mikroskopickým houbám (Pfefferle et al., 1990). Chemicky je asperfuran charakterizován kondenzovaným dihydrobenzofuranovým skeletem, který představuje zajímavý strukturní motiv mezi přírodními polyketidovými metabolity. Příbuzná látka byla izolována také z houby Arthrographis pinicola, kde dostala označení arthrographol. Asperfuran byl následně zaznamenán rovněž u některých druhů rodu Penicillium. Jeho produkce byla potvrzena i u dalších druhů rodu Aspergillus, včetně A. sojae (Frisvad et al., 2018).

Antimikrobiální účinky bisvertinolonu

Jiří Patočka, Kamil Kuča, Matěj Malík

     Bisvertinolon (bisvertinolone) je přírodní sekundární metabolit vláknitých mikroskopických hub (plísní) patřící mezi sorbicilinoidy, skupinu polyketidových látek, které jsou předmětem výzkumu pro svou rozmanitou biologickou aktivitu. Dosavadní výsledky ukazují, že bisvertinolon vykazuje antibakteriální i antifungální účinky, přičemž jejich intenzita závisí na testovaném mikroorganismu a experimentálních podmínkách. Nejvýznamnější je zatím laboratorně doložená aktivita proti některým bakteriím a fytopatogenním houbám. Tyto poznatky však nepředstavují důkaz klinické účinnosti ani bezpečnosti pro člověka (Corral et al., 2018).

Bisvertinolon

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