Chemické vlastnosti biomolekúl verzus ich ochranný účinok pred ochoreniami sprevádzajúcimi starnutie
11. 12. 2022 | videné 199-krát
Rastlinné obsahové látky so štruktúrou tzv. Michaelových akceptorov predstavujú perspektívu z hľadiska ich využitia v prevencii a liečbe ochorení spojených so starnutím, ako sú napr. rakovina alebo Alzheimerova choroba. Nedostatok elektrónov v molekulách týchto látok môže podmieňovať ich priaznivý účinok na bunky a tkanivá. Cielená obmena štruktúry dosiahnutá chemickou syntézou môže navyše prispievať k jeho optimalizácii.
Štúdie s využitím bunkových kultúr ukazujú, že chemicky upravený derivát rastlinného flavonoidu kvercetínu─4'-O-(2-chlóro-1,4-naftochinón-3-yloxy) kvercetín (CHNQ) vo vysokých koncentráciách zvyšuje oxidačný stres v imunitných bunkách mozgu, v mikrogliách. Tieto bunky významne prispievajú k rozvoju zápalu v mozgu a neurologických porúch v priebehu starnutia. Nízke koncentrácie CHNQ však v mikrogliách potláčali markery zápalu. Molekulový mechanizmus zahsňa aktiváciu ochrannej signálnej dráhy Nrf2/Keap-1, ktorá je citlivá na oxidačný stres vyvolaný CHNQ (a). Prekurzory pre syntézu CHNQ, kvercetín a 1,4-naftochinón (teda látky, ktorých chemickým spojením CHNQ vzniká), ukázali uvedené priaznivé účinky len v obmedzenej miere.
Podobne chemická úprava obsahového flavonoidu papradia, protoapigenónu, viedla k zlepšeniu jeho schopnosti vyvolať oxidačný stres a poškodenie v nádorových bunkách melanómu. Nová zlúčenina, protoapigenón 1'-O-butyl éter (PABut), tak bola schopná vyvolať starnutie (senescenciu) v bunkách melanómu, čím sa dosiahol lepší protinádorový účinok (b). Paradoxne, PABut zlepšoval detoxifikačné mechanizmy v starých kožných bunkách (fibroblastoch), čo naznačuje, že táto látka môže chrániť nemalígne bunky pred starnutím.
Biologické účinky biomakromolekúl takisto významne súvisia s ich chemickými vlastnosťami. Prehľadná práca sumarizuje poznatky o vplyvoch fyzikálno-chemických faktorov v bunke, ako sú pH, teplotné výkyvy a reakcie s produktmi oxidačného metabolizmu, na funkciu proteazómu ako významného detoxifikačného enzýmu, ktorý sa podieľa na ochrane pred starnutím. Ďalej sa porovnávajú dôkazy o priamej interakcii proteazómu s chorobnými proteínovými zhlukmi (sprevádzajúcimi napr. Alzheimerovu a Parkinsonovu chorobu) s poznatkami získanými z imobilizačných biotechnológií.
Centrum experimentálnej medicíny SAV
Riešitelia: Lucia Račková a kol.
Projekty: VEGA 2/0041/17, APVV-18-0336
Projekty: VEGA 2/0041/17, APVV-18-0336
-
ŠKANDÍK, Martin – MRVOVÁ, Nataša – BEZEK, Štefan – RAČKOVÁ, Lucia. Semisynthetic quercetin- quinone mitigates BV-2 microglia activation through modulation of Nrf2 pathway. In Free Radical Biology and Medicine, 2020, vol. 152, p. 18-32. (2019: 6.170 – IF, Q1 – JCR, 1.841 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0891-5849.
-
CSEKES, Erika – VÁGVÖLGYI, Máté – HUNYADI, Attila – RAČKOVÁ, Lucia. Protoflavones in melanoma therapy: Prooxidant and pro-senescence effect of protoapigenone and its synthetic alkyl derivative in A375 cells. In Life Sciences, 2020, vol. 260, art. no. 118419. (2019: 3.647 – IF, Q2 – JCR, 1.031 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0024-3205.
-
RAČKOVÁ, Lucia – CSEKES, Erika. Proteasome Biology: Chemistry and Bioengineering Insights. In Polymers : Open Access Polymer Science Journal, 2020, vol. 12, no. 12, art. no. 2909, [58] p. (2019: 3.426 – IF, Q1 – JCR, 0.704 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 2073-4360.
-
MEČÁROVÁ, Jana – ČÍŽOVÁ, Alžbeta – RAČKOVÁ, Lucia – BYSTRICKÝ, Slavomír. Anti-staphylococcal activity of quaternized mannan from the yeast Candida Albicans. In Carbohydrate Polymers, 2020, vol. 240, art. no. 116228. (2019: 7.182 – IF, Q1 – JCR, 1.514 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 0144-8617.