Neuroprotektivní triterpenoidy z keře Buddleja lindleyana

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová

     Neuroprotektivní látky jsou látky, které pomáhají chránit nervové buňky (neurony) před poškozením, degenerací nebo smrtí. Tyto látky mohou hrát klíčovou roli při prevenci a léčbě neurodegenerativních onemocnění, jako jsou Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, amyotrofická laterální skleróza (ALS) a další. Výzkum neuroprotektivních látek je stále v rané fázi, ale zájem o jejich potenciál v léčbě a prevenci neurodegenerativních onemocnění neustále roste (Levi & Brimble, 2004). Vzhledem k tomu, že mnoho těchto onemocnění nemá v současné době účinnou léčbu, jsou neuroprotektivní látky předmětem intenzivního zkoumání s cílem najít nové terapeutické přístupy. Zájem je zejména o neuroprotektivní látky přírodního původu (W±sik & Antkiewicz-Michaluk, 2017).

     V posledních letech se stále více výzkumníků pokouší hledat účinné léky na neurodegenerativní onemocnění s využitím přírodních látek rostlinného původu (Mohd Sairazi & Sirajudeen, 2020). Tyto sloučeniny jsou často dobře známé a používají se po staletí v tradiční medicíně a nyní jsou vědci znovu objevovány a podrobně studovány, aby porozuměli jejich molekulárnímu mechanismu účinku. Takovými rostlinami, o nichž je známo, že produkují neuroprotektivní metabolity, jsou také dvouděložné rostliny rodu Buddleja, řazené v současné taxonomii do čeledi krtičníkovité. V češtině jsou tyto rostliny známy pod názvem komule. Komule jsou zpravidla keře se vstřícnými listy a čtyřčetnými květy. Komule má malé, trubkovité květy, které jsou obvykle uspořádány v hustých, válcovitých či kuželovitých květenstvích. Barva květů se může lišit, od bílé, přes růžovou, fialovou, až po tmavě modrou nebo purpurovou. Tyto rostliny jsou populární pro své nápadné květenství a svou schopnost přitahovat motýly, což jim vyneslo přezdívku „motýlí keře“ (Navrátilová & Patočka, 2022).

 Čínská komule Buddleja lindleyana.

Alkaloidy pablenu kraňského (Scopolia carniolica)

Jiří Patočka

     Pablen kraňský (Scopolia carniolica) je vytrvalá rostlina z čeledi lilkovitých (Solanaceae), která je známá především svými jedovatými vlastnostmi (Stefanescu et al., 2006). Roste zejména ve střední a jihovýchodní Evropě, včetně oblastí jako Slovinsko, Rakousko, a severní Itálie (Lonati & Siniscalco, 2009). V České republice se vyskytuje vzácně, zejména na jihovýchodní Moravě (Slavec & Kocijancic, 1997). Pablen kraňský dorůstá výšky okolo 30–60 cm. Má střídavé, vejčité až srdčité listy s vroubkovaným okrajem a květy zvonkovitého tvaru, které jsou obvykle hnědo-fialové barvy a rostou jednotlivě na dlouhých stopkách. Plodem je bobule obsahující množství drobných semen.   

Perilla frutescens pentacyclic triterpenoid acids

Jiří Patočka, Sandra Maria Barbalho, Annette Lan

     Perilla frutescens is a plant belonging to the family Lamiaceae. This globally distributed plant is an important economic crop with a long history of cultivation in China as well as in some other Asian countries (Japan, Korea, India), where it is often cultivated both for its culinary and medicinal properties (Yu et al., 2017). Perilla bushy is an annual herb growing up to 60 cm tall. It has distinctly serrated leaves that can be green or purple in color. It blooms with small white or purple flowers arranged in racemose inflorescences (Beever & Woolhouse, 1975) and is often grown as an ornamental plant. Perilla seed oil is used in cosmetics and as a raw material for the production of varnishes and coatings. In some areas, perilla is considered an invasive species due to its ability to spread rapidly and crowd out native vegetation.

Merochloriny, antibakteriální mořské meroterpenoidy

Jiří Patočka

              Meroterpenoidy jsou skupinou přírodních sloučenin, které jsou částečně odvozeny od terpenoidů a částečně od jiných biochemických struktur, jako jsou například fenoly, alkaloidy nebo flavonoidy. Název "meroterpenoid" pochází z řeckého slova "meros," což znamená "část," z názvu terpenoid. To vyjadřuje skutečnost, že tyto sloučeniny mají smíšený původ - obsahují jak terpenoidní část, tak i část neterpenoidní.

     Meroterpenoidy jsou známé pro svou širokou škálu biologických aktivit, včetně antimikrobiálních, protinádorových, protizánětlivých a antioxidačních vlastností. Jsou nalezeny v různých přírodních zdrojích, včetně rostlin, hub, mořských organismů a mikroorganismů (Goyer et al., 2023). Vzhledem k jejich komplexním chemickým strukturám a biologickým účinkům jsou meroterpenoidy předmětem intenzivního výzkumu v oblasti farmacie a biochemie.

           Takovou zajímavou skupinou mořských meroterpenoidů jsou merochloriny (Ryu et al., 2019). Merochloriny jsou skupina přírodních sloučenin, které byly izolovány z mořských mikroorganismů, bakterií Streptomyces sp. Tyto sloučeniny jsou zajímavé kvůli své unikátní chemické struktuře a biologické aktivitě. Jak název napovídá, merochloriny obsahují atomy chloru, které jsou vázány na aromatický kruh. Na jejich zabudování do molekul merochlorinů se podílí bakteriální haloperoxidasa (VHPO), enzym obsahující ve svém aktivním centru vanad (Kaysser et al., 2012). Tyto enzymy, známé jako vanad-haloperoxidázy, využívají vanad jako kofaktor pro katalytickou aktivitu (Diethelm et al., 2014). Jsou schopné oxidovat halogenidy za vzniku halogenovaných sloučenin, což může být součástí obrany bakterií proti predátorům nebo patogenům. Vanad-haloperoxidázy jsou tedy specifickým typem haloperoxidáz, které jsou závislé na přítomnosti vanadu (Franssen, 1994). Merochloriny dále obsahují složité polycyklické aromatické systémy a některé z nich mají p-chinonové uspořádání. V molekule se často vyskytují neobvyklé vazby mezi uhlíkovými atomy, jako například různě substituované kruhy nebo můstky. Tyto strukturální rysy nejen že činí merochloriny chemicky zajímavými, ale také jim dodávají různé biologické aktivity, jako jsou antimikrobiální, protirakovinné a další léčebné vlastnosti (López‐Pérez et al., 2017).

Kandík psí zub (Erythronium dens-canis) a jeho bioaktivní látky

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová, Jana Matějíčková

     Kandík psí zub (Erythronium dens-canis L.) je vytrvalá bylina z čeledi liliovitých (Liliaceae). Tento druh je známý svými zajímavými květy. Roste především v lesích a křovinách střední a jižní Evropy, včetně České republiky. Kandík vyrůstá z malé podzemní cibulky, která připomíná psí zub, což dalo rostlině druhové jméno. Rostlina má 10–20(–30) cm vysoký stonek na jehož vrcholu je jeden nicí růžový až fialový květ s šesti okvětními lístky, které se obracejí dozadu. Kvete v březnu až dubnu. Kvetoucí rostlina vyniká dvěma přízemními kožovitými listy eliptického tvaru, které na první pohled zaujmou panašovaným zbarvením se stříbřitými a hnědými skvrnami, které postupně mizí a přecházejí do živé zelené barvy. Hnědé skvrny pocházejí z vakuolárních antokyanů v subepidermální buněčné vrstvě, zatímco vzduchové prostory mezi horní epidermis a pod ní ležícím chlorenchymem vedly ke stříbřitým skvrnám. Obě listové plochy se nelišily ve fotosyntetických pigmentech, organizaci chloroplastů a fotosyntetických parametrech. Zelenání hnědých skvrn v důsledku resorpce anthokyanů bylo rychlejší u nekvetoucích rostlin než u kvetoucích, k němuž došlo pouze v době, kdy se vyvíjely mladé plody. Vymizení anthokyanů nezměnilo strukturně-funkční vlastnosti fotosyntetických tkání, což dokazuje že antokyanová pigmentace listů neovlivňuje využití fotosyntetického světla a nemá žádnou fotoprotektivní funkci. Předpokládá se proto, že komplexní barevný vzor listů funguje především jako maskování, aby listy unikly býložravcům. Mimo to reflexní stříbřité skvrny by mohly hrát roli při přitahování opylovačů u tohoto raně kvetoucího druhu (La Rocca et al., 2014). Nekvetoucí rostlina má list pouze jeden. Plodem je tobolka obsahující hnědá semena se žlutým masíčkem (La Rocca et al., 2014; Bělohlávková, 2010).

 Kandík psí zub (Erythronium dens-canis L.). Foto: Mgr. Z. Navrátilová

Laskavce jedlé a léčivé

Radoslav Patočka, Jiří Patočka

     Laskavce (Amaranthus) jsou rodem rostlin patřících do čeledi laskavcovitých (Amaranthaceae). Tento rod zahrnuje 60-70 druhů, z nichž 40 je považováno za původní v Americe. Amaranthus (v řečtině nesmrtelný) byl základní plodinou v civilizacích Aztéků, Mayů a Inků. Dnes jsou laskavce běžné ve všech částech světa. Pěstují se a konzumují v Indii, Nepálu, Číně, Indonésii, Malajsii, na Filipínách, v celé Střední Americe, Mexiku, Jižní a východní Africe.

     Laskavce jsou známé pro své charakteristické květenství a listy, které mohou být výrazně zbarvené. Některé druhy laskavců jsou pěstovány jako okrasné rostliny, zatímco jiné jsou známé svými jedlými semeny, která jsou bohatá na bílkoviny a používají se v mnoha kuchyních, často jako náhražka obilovin (Alegbejo, 2013). Listy, výhonky, křehké stonky a zrna se také konzumují v omáčkách nebo polévkách, vařené s jinou zeleninou, s hlavním jídlem nebo samotné. Mimo to jsou laskavce také oblíbené jako zdroj krmiva pro hospodářská zvířata. Laskavce jsou také odolné vůči suchu, což z nich činí důležitou plodinu v oblastech s nepříznivými podmínkami pro pěstování tradičních obilovin.

     Laskavce jsou většinou druhy cizí, které k nám byly zavlečeny (často s vlnou či bavlnou) na nádraží a skládky a odkud pak na rumiště, okraje cest a na pole. Většinou rostou společně s různými druhy merlíků (Chenopodium) (Dostál, 1989). Typickým zástupcem druhu je laskavec skloněný (Amaranthus deflexus), synantropní druh, který byl zavlečen do Evropy s uvedenými komoditami z Jižní Ameriky již kolem roku 1800. V současné době se tento druh vyskytuje v západní i střední Evropě, v oblasti mediteránní, v jižní části Ruska, v oblasti Kavkazu, v jižní Asii, v zadní Indii, v Austrálii, na Novém Zélandě, v severní i jižní Africe. Z území České republiky je jeho výskyt znám již od roku 1905. V Brně se laskavec skloněný začal šířit z okolí dnes zaniklých továren Mosilana a Vlněna někdy kolem roku 1965 (Grüll F. (1979). V České republice je znám zejména z intravilánů měst a obcí v nížinách a to téměř výhradně na Moravě, Charakteristický je již zmíněný výskyt v Brně, vzácněji roste v Olomouci, známy jsou též výskyty z Břeclavi. Z Čech je znám především z Prahy. Kromě rumišť a skládek se objevuje ve spárách dlažby a u zdí. Preferuje sušší, ale živinami a dusíkem dobře zásobené půdy (Fajmon,  et al., 2008). 

     Laskavec skloněný dosahuje výšky až 50 cm a má hladké listy kopinatého tvaru s hladkými nebo mírně zvlněnými okraji. Drobné, nazelenalé květy jsou seskupené v hustých klasech umístěných v paždí listů nebo na koncích větví. Květům chybí okvětní lístky. Rostlina produkuje četná malá, tmavá semena, což jí umožňuje rychle se šířit v narušených oblastech a protože je tolerantní k různým typům půdy, je úspěšným kolonizátorem (Costea et al., 2004).

Laskavec skloněný (Amaranthus deflexus). Foto: Radoslav Patočka      

Loboforiny: Bioaktivní sekundární metabolity mořských bakterií

Jiří Patočka 

     Loboforiny jsou skupinou přírodních produktů, které jsou produkovány bakteriemi rodu Streptomyces (Jiang  et al., 1999).Tyto půdní bakterie se vyskytují přirozeně v různých prostředích a mají schopnost produkovat širokou škálu bioaktivních látek, které mají antibiotické, protinádorové, antifungální a další biologické účinky. Jsou proto předmětem intenzivního vědeckého výzkumu. Loboforiny jsou jedním z mnoha příkladů těchto látek, které mají potenciál stát se základem pro nové terapeutické přístupy (Niu et al., 2011).

Neuroprotective effects of Paullinia cupana, a plant of the Amazon rainforest

Jiří Patočka, Sandra Maria Barbalho, Matěj Malík

     Paullinia cupana known as guarana is a climbing plant originally from the Amazon, mainly from the regions of Brazil and Venezuela. The first written description of guarana was made by a Jesuit missionary named Johannes Philippus Bettendorf (1625–1698) in 1669. This missionary working in the Amazon region observed that the Indians consumed a drink made from guarana that had diuretic properties and was effective against headaches, fevers and spasms (Marques et al., 2019). It was officially described as a medicinal plant in 1977 in the Brazilian Pharmacopoeia (Farmacopeia Brasileira, 1977).

Čičorka pestrá (Securigera varia): Srdeční glykosidy

Jiří Patočka

    Čičorka pestrá (Securigera varia), dříve známá jako Coronilla varia, je kvetoucí rostlina z čeledi bobovité (Fabaceae). Tato rostlina je původem z Evropy, Asie a severní Afriky, ale byla zavlečena i do jiných oblastí, včetně Severní Ameriky. Jde o vytrvalou bylinu, která patří mezi barevné jeteloviny a pěstuje se jako doplňková pícnina (Lassen,1989). Je mírně jedovatá a ve větším množství může být pro zvířata nebezpečná (Aganga et al., 2011). Je rozšířena od nížin až po podhorské oblasti, ve vyšších polohách se vyskytuje zřídka.  Přednostně roste na vápencových půdách. Nejčastěji ji můžeme najít na suchých či mírně vlhkých loukách, travnatých stráních, mezích, železničních náspech a na okrajích cest. Čičorka pestrá má růžové až fialové květy, které rostou v zaoblených hroznech a jsou docela atraktivní, díky čemuž je rostlina oblíbená pro okrasné účely. Kvetou od konce jara do konce léta. Plodem je lusk (lusk), typický pro rostliny z čeledi Fabaceae, obsahující více semen. Čičorka pestrá je díky rozsáhlému kořenovému systému účinným prostředkem pro stabilizaci půdy, zejména na svazích a náspech. Rostlina se také používá v krajinářství pro své atraktivní květy a schopnost rychle pokrýt velké plochy (Franco et al., 2022).

Stromatální pigmenty houby Pyrenomaxa  invocans 

Jiří Patočka, Radoslav Patočka

     Houbové stromatální pigmenty jsou látky nacházející se ve stromatech hub. Stromata jsou kompaktní struktury tvořené houbovými vlákny (hyfami) a často slouží jako ochranné prostředí pro tvorbu spor, které jsou klíčové pro reprodukci hub. Tyto struktury mohou být různě zbarvené v závislosti na přítomnosti různých pigmentů (Stadler & Fournier, 2006).

     Pigmenty v houbách mohou zahrnovat melanin, karotenoidy, chinony a další sloučeniny, které nejen přispívají k barevné rozmanitosti hub, ale také hrají různé ochranné role, například chrání buňky před UV zářením, oxidativním stresem nebo mohou odrazovat predátory (Straus, 1953). Takovou skupinou oranžových pigmentů jsou také azafilony, skupina chemických sloučenin patřících do třídy mykotoxinů (Pimenta et al., 2021), jako je rubiginosin A, mitorubrin, mitorubrinol a jeho acetát z houby Pyrenomyxa invocans z čeledi Xylariaceae (dřevnatkovité).