Neuroprotektivní peptidy pavouků

 Jiří Patočka, Patrik Olekšák, Sandra Maria Barbalho, Jana Jakubcová

     Neuroprotektivní peptidy pavouků představují zajímavou a poměrně novou oblast výzkumu na pomezí neurofarmakologie, toxikologie a peptidové biochemie. Pavoučí jedy jsou mimořádně bohaté na bioaktivní peptidy, které působí na iontové kanály, neurotransmiterové receptory či intracelulární signalizaci (Estrada et al., 2007) a právě některé z těchto látek vykazují neuroprotektivní či neuroregenerační účinky (Pinheiro  et al., 1006; Sharma  & Sharma, 2010; Antunes et al., 2022).

     Pavoučí jed obsahuje stovky až tisíce peptidů o délce 20–80 aminokyselin, často stabilizovaných disulfidovými můstky (tzv. cystine knot) (Cardoso & Lewis, 2019). Většina působí jako neurotoxiny, avšak některé mohou v nízkých koncentracích či modifikované formě vykazovat protektivní účinky na nervové buňky, zejména prostřednictvím modulace Ca²⁺, Na⁺ a K⁺ kanálů, inhibicí excitotoxického  poškození neuronů, pomocí antioxidačních účinků nebo ochranou mitochondriálních funkcí (Borges et al., 2014).

Nové poznatky o sasance pryskyřníkovité (Anemone ranunculoides L.)

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová

     Sasanka pryskyřníkovitá (Anemone ranuncoloides L.) je vytrvalá, časně jarní rostlina z čeledi pryskyřníkovitých (Ranunculaceae), která hraje klíčovou roli v ekosystémech listnatých lesů mírného pásma Evropy a Asie. Tento článek syntetizuje současné vědecké poznatky o tomto druhu s důrazem na nové výzkumy v oblastech ekologie, populační genetiky, fenologie v kontextu klimatické změny, fytochemie a ochranářské biologie. Shrnutí podtrhuje význam druhu jako bioindikátoru a modelového organismu pro studium jarní geofytní fenologie. Je poukázáno na rozpor, že zatímco v minulosti byly rostliny rodu Anemone používány v lidovém léčitelství Evropy a Asie na různé neduhy – od revmatismu a bolestí hlavy po kožní onemocnění a horečku – v současné době nesplňují moderní požadavky na bezpečnost a standardizaci a nejsou v oficiální medicíně využívány. Sasanka pryskyřníkovitá je hlíznatá bylina s jasně žlutými květy, se kterou se můžeme setkat v našich lesích již brzy na jaře (Hegi, 1974). Taxonomicky náleží do sekce Anemonanthea rodu Anemone. Molekulárně-fylogenetické studie potvrdily její blízkou příbuznost s ostatními jarními sasankami, jako je sasanka jarní (Anemone nemorosa), a objasnily evoluční vztahy v rámci rodu (Ziman et al., 2008). Recentní práce upřesňují její vnitrodruhovou variabilitu a hybridizační potenciál s příbuznými druhy.

Neuroprotective Peptides from Snake Venoms: From Neurotoxic Effects to Therapeutic Potential in Neurodegenerative Diseases

Jiří Patočka, Patrik Olekšák, Jana Jakubcová, Sandra Maria Barbalho

     Snake venoms, complex mixtures of peptides and proteins, represent a significant source of pharmacologically active compounds. While their primary role is to paralyze and kill prey, the selective neurotoxicity of many of these compounds opens a path for their use in neuroscience and pharmacotherapy. This article summarizes current knowledge on the neuroprotective potential of peptide fractions (<10 kDa) isolated from snake venoms. Their key mechanism of action lies in combating oxidative stress, a major pathophysiological process in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's and Parkinson's disease (Jellinger, 2010). Neurodegenerative disorders affect an increasing number of people due to the overall rise in average life expectancy. If new strategies for the prevention or treatment of these age-related brain disorders are not developed, the economic and social impact will be enormous. This review analyzes the differential effects of venom peptide fractions from various snake species (Bothrops jararaca, Daboia siamensis, Naja mandalayensis) in cellular and animal models, describes the proposed molecular mechanisms of neuroprotection (including activation of L-arginine metabolite pathways and regulation of proteasomal degradation), and discusses the challenges and perspectives of transforming these toxins into therapeutic agents.

Bothrops jararaca

Ricinin: Struktura, biosyntéza, toxicita a potenciální využití alkaloidu ze skočce obecného

Jiří Patočka, Jeroným Krištof

     Ricininin je pyridinový alkaloid nacházející se v rostlině Ricinus communis (skočec obecný), která je známá především kvůli smrtelně toxickému proteinu ricinu. Na rozdíl od ricinu je ricinin menší molekulou s odlišnými farmakologickými a toxikologickými vlastnostmi. Tento článek shrnuje současné poznatky o chemické struktuře, biosyntéze, distribuci v rostlině, toxicitě a potenciálních biotechnologických aplikacích ricininu s cílem poskytnout ucelený pohled na tento často opomíjený sekundární metabolit. Ricinin (systematický název 3-cyano-4-methoxy-1-methyl-2-pyridon) je jedním z hlavních alkaloidů přítomných ve všech částech rostliny Ricinus communis (Waller  & Nowacki, 1978). Zatímco pozornost výzkumu se dlouho soustředila na toxin ricin, ricinin představuje zajímavý objekt studia díky své struktuře, která je relativně vzácná v rostlinné říši. Jeho přítomnost byla potvrzena již na počátku 20. století, avšak jeho biosyntetická dráha a ekologická role byly objasněny až v posledních desetiletích (Matsuda  & Kimura, 1985). 

     Ricinin je N-methylovaný derivát 2-pyridonu s methoxy a cyano skupinou v polohách 4 a 3 (obrázek 1). Jeho molekulární vzorec je C₈H₈N₂O₂, molekulová hmotnost 164,16 g/mol. Jedná se o bílou krystalickou látku s bodem tání 201,5 °C, dobře rozpustnou ve vodě, methanolu a chloroformu (Aniszewski, 2015 ). Struktura byla potvrzena pomocí NMR spektroskopie a rentgenové krystalografie, která odhalila téměř koplanární uspořádání pyridonového kruhu (Frezza et al. 2013).

Čirůvka dvoubarvá (Lepista saeva) a její bioaktivní látky

Radoslav Patočka, Milada Mičánková

     Čirůvka dvoubarvá (Lepista saeva  (Fr.) P.D. Orton, syn. Lepista personata) je jedlá houba z čeledi čirůvkovitých (Tricholomataceae) (Kalač, 2013), vyznačující se výrazným dvoubarevným kloboukem a robustními plodnicemi. Tento článek shrnuje současné poznatky o její taxonomii, morfologii, ekologii, výskytu, chemickém složení, nutriční hodnotě a možnostech využití (Patočka & Patočka, 2022). Houba je ceněná pro své gastronomické kvality a v některých regionech patří mezi komerčně sbírané druhy. Čirůvka dvoubarvá je podzimní houba rozšířená v Evropě a částech Severní Ameriky. Díky svým charakteristickým znakům a dobrým chuťovým vlastnostem je vyhledávaná houbaři (Hagara et al., 2005). Studie se zabývají také jejím potenciálem jako zdrojem bioaktivních látek.

Čirůvka dvoubarvá (Lepista saeva). Foto: Milada Mičánková

Bránovitka mléčná (Irpex lacteus) a její enzymy.

Jiří Patočka, Jeroným Krištof, Radoslav Patočka, Vladimír Gajdošík

     Irpex lacteus (Fr.) Fr. 1828, známá pod českým názvem bránovitka mléčná, je kosmopolitně rozšířená dřevokazná houba z řádu chorošotvaré (Polyporales). Ačkoli je z pohledu lesnictví považována za saprotrofního rozkladače dřeva, v posledních desetiletích se stala jedním z nejstudovanějších druhů hub díky svému unikátnímu enzymatickému vybavení (Novotný et al., 2000, 2004, 2009; Wang et al., 2024). Tento článek shrnuje taxonomii, morfologii, ekologii a především biotechnologický potenciál tohoto významného organismu, zejména v oborech bioremediace a mykoremediace, produkce enzymů a farmakologie. Taxonomická historie této vláknité houby patřící do třídy stopkovýtrusných (Basidiomycota) byla poměrně komplikovaná, a proto je v literatuře možné nalézt řadu synonym, jako je Polyporus tulipiferae, Trametes lactea nebo Hirschioporus lacteus. Druh je charakteristický svou pleomorfní (různoplodou) povahou – může tvořit jak plodnice s rourkami (typické pro choroše), tak i s ostny či dokonce téměř hladkým hymenoforem. 

Kulinářský a medicinální význam artyčoku

Jiří Patočka

     Artyčok (Cynara cardunculus var. scolymus), známý také jako artyčok zeleninový, je vytrvalá rostlina z čeledi hvězdnicovitých (Asteraceae). Původně pochází ze Středomoří, byl znám již ve starověkém Římě a Řecku, kde byl ceněn nejen jako gastronomická delikatesa, ale také pro své rozsáhlé léčivé účinky. Artyčok je tedy všestranná rostlina, která nabízí řadu zdravotních benefitů a zároveň je chutnou součástí mnoha pokrmů. Tento článek shrnuje současné vědecké poznatky o nutričním složení artyčoku, jeho tradičním kulinářském využití a farmakologických vlastnostech, s důrazem na hepatoprotektivní, hypolipidemické, choleretické a antioxidační účinky. Zdůrazněn je synergický potenciál mezi jeho potravinářskou a medicinální hodnotou. Artyčok je vytrvalá rostlina původem ze Středomoří, kde jsou jeho nezralá květní poupata konzumována jako zelenina. Kromě kulinářského významu má artyčok bohatou historii v tradiční evropské bylinné medicíně, zejména při léčbě zažívacích obtíží a jaterních dysfunkcí (Ben Salem ert al., 2015). Moderní farmakognozie potvrdila biologickou aktivitu této rostliny a identifikovala klíčové bioaktivní sloučeniny. Jedlé části artyčoku (báze/listové pochvy a vnitřní listeny) jsou bohatým zdrojem vlákniny, vitamínů (zejména vitamínu C, K, kyseliny listové) a minerálů (draslík, hořčík, železo).  V kuchyni se artyčoky připravují vařením, dušením, grilováním nebo nakládáním. Během tepelné úpravy dochází k částečné degradaci některých termolabilních sloučenin, jako je vitamín C. Nicméně, mnoho polyfenolů zůstává stabilních a jejich biologická dostupnost se může zvýšit. Hořká chuť, za kterou jsou zodpovědné deriváty kyseliny kávové a seskviterpenlaktony, je v gastronomii ceněna a stimuluje tvorbu trávicích šťáv, čímž již na úrovni příjmu potravy podporuje zažívání.Artyčok (Cynara cardunculus var. scolymus), známý také jako artyčok zeleninový, je vytrvalá rostlina z čeledi hvězdnicovitých (Asteraceae). Původně pochází ze Středomoří, byl znám již ve starověkém Římě a Řecku, kde byl ceněn nejen jako gastronomická delikatesa, ale také pro své rozsáhlé léčivé účinky. Artyčok je tedy všestranná rostlina, která nabízí řadu zdravotních benefitů a zároveň je chutnou součástí mnoha pokrmů. Tento článek shrnuje současné vědecké poznatky o nutričním složení artyčoku, jeho tradičním kulinářském využití a farmakologických vlastnostech, s důrazem na hepatoprotektivní, hypolipidemické, choleretické a antioxidační účinky. Zdůrazněn je synergický potenciál mezi jeho potravinářskou a medicinální hodnotou. Artyčok je vytrvalá rostlina původem ze Středomoří, kde jsou jeho nezralá květní poupata konzumována jako zelenina. Kromě kulinářského významu má artyčok bohatou historii v tradiční evropské bylinné medicíně, zejména při léčbě zažívacích obtíží a jaterních dysfunkcí (Ben Salem ert al., 2015). Moderní farmakognozie potvrdila biologickou aktivitu této rostliny a identifikovala klíčové bioaktivní sloučeniny. Jedlé části artyčoku (báze/listové pochvy a vnitřní listeny) jsou bohatým zdrojem vlákniny, vitamínů (zejména vitamínu C, K, kyseliny listové) a minerálů (draslík, hořčík, železo).  V kuchyni se artyčoky připravují vařením, dušením, grilováním nebo nakládáním. Během tepelné úpravy dochází k částečné degradaci některých termolabilních sloučenin, jako je vitamín C. Nicméně, mnoho polyfenolů zůstává stabilních a jejich biologická dostupnost se může zvýšit. Hořká chuť, za kterou jsou zodpovědné deriváty kyseliny kávové a seskviterpenlaktony, je v gastronomii ceněna a stimuluje tvorbu trávicích šťáv, čímž již na úrovni příjmu potravy podporuje zažívání.

Termospermin, nový typ rostlinného regulátoru růstu

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová, Matěj Malík

Termospermin je derivátem běžnějšího polyaminu sperminu a představuje klíčový regulátor vývoje rostlin, zejména při formování xylému (dřeva) (Yoshimoto et al., 2016). Přestože byl původně považován za minoritní látku, současný výzkum ukazuje, že je široce rozšířený v rostlinné říši a funguje jako nový typ rostlinného regulátoru růstu. Jeho primární a nejlépe prozkoumanou funkcí je negativní regulace diferenciace a proliferace xylémových cév, což je zásadní pro udržení strukturální integrity stonku všech rostlin (Yoshimoto et al., 2012). Tato recenzní práce shrnuje současné poznatky o biosyntéze termosperminu, jeho molekulárním mechanismu působení prostřednictvím regulace translace mRNA, jeho nezastupitelné roli ve vývoji xylému a jeho potenciálních aplikacích v biotechnologiích a zemědělství.

Syringin – léčivý glykosid šeříku

Martin Doucha

     Syringin je glykosid ze skupiny fenylpropanoidů, bílá krystalická látka hořké chuti. Je málo rozpustný ve studené vodě, výborně se naopak rozpouští v horké vodě, ethanolu, methanolu či pyridinu, velmi špatně v chloroformu či benzenu (Qingyuan et al., 2024). V odborné literatuře se setkáme i s dalšími názvy pro tuto látku, např. eleutherosid B, lilacin, ligustrin atd. Přítomen je v celé řadě rostlin – v rostlinách rodu šeřík (Syringa), v ptačím zobu, zlatici převislé, jmelím bílém, banánovníku zeleninovém, eleuterokoku ostnitém, cesmíně kulaté a dalších víc jak 100 rostlinných druzích (Wang et al., 2021).

Syringin

Mucilago crustacea (pěnitka bílá): Taxonomie, morfologie, ekologie a fenologie terestrické hlenky

Jiří Patočka, Jeroným Krištof

     Mucilago crustacea (Wigand) (syn. Didymium crustaceum), známá pod českým názvem pěnitka bílá, je pozoruhodný druh hlenky (Myxomycota) z čeledi Didymiaceae. Tento druh je charakteristický tvorbou rozsáhlých, často kontinuálních, krustovitých plodnic (aethalií), což jej odlišuje od většiny ostatních zástupců řádu Physarales. Přestože byla dlouho řazena do rodu Didymium, moderní fylogenetické studie vedly k obnovení samostatného rodu Mucilago. Článek shrnuje taxonomii, morfologii, ekologii, fenologii a rozšíření tohoto druhu s důrazem na středoevropské, zejména české území.