Léčivé houby - Medicinal fungi

Léčivé houby jsou houby které obsahují metabolity nebo mohou být indukovány k produkci metabolitů biotechnologie Vyvinout léky na předpis. Sloučeniny, z nichž se úspěšně vyvinuly léky nebo jsou ve výzkumu, zahrnují antibiotika, protinádorové léky, cholesterol a ergosterol inhibitory syntézy, psychotropní drogy, imunosupresiva a fungicidy.

Dějiny

Ačkoli houbové produkty se již dlouho používají v tradiční medicína, schopnost identifikovat prospěšné vlastnosti a poté extrahovat účinnou látku začala objevem penicilin podle Alexander Fleming v roce 1928.[1] Od té doby bylo objeveno mnoho potenciálních antibiotik a byl zkoumán potenciál různých hub syntetizovat biologicky aktivní molekuly užitečné při různých klinických terapiích. Farmakologické výzkum identifikováno protiplísňový, antivirový, a antiprotozoan sloučeniny z hub.[2]

Ganoderma lucidum, známý v čínštině jako líng zhī („lihovina“), a v japonštině jako mannentake („houba 10 000 let“), byl dobře studován.[Citace je zapotřebí ] Další druh rodu Ganoderma, G. applanatum, zůstává pod základním výzkumem.[Citace je zapotřebí ] Inonotus obliquus byl používán v Rusku již v 16. století a byl uveden v Alexandr Solženicyn román z roku 1967 Cancer Ward.[3]

Výzkum a vývoj léčiv

Rakovina

40x mikroskopie jasného pole spor Pestalotia / Pestalotiopsis. Všimněte si příloh. Některé kmeny (Pestalotiopsis pauciseta ) vyrábět taxol.[4][5]

Paclitaxel je syntetizován pomocí Penicillium raistrickii a fermentace rostlinných buněk. Houby mohou syntetizovat jiné mitotické inhibitory počítaje v to vinblastin, vinkristin, podofylotoxin, griseofulvin, aurantiamin, oxalin, a neoxalin.[6][7]

11,11'-Dideoxyverticilin A, izolát mariňáků plísně Penicillium, byl použit k vytvoření desítek polosyntetických, protirakovinných sloučenin.[8] 11,11'-dideoxyverticilin A, andrastin A, kyselina barcelonová A, a kyselina barcelonová B, jsou inhibitory farnesyltransferázy který může být vyroben plísně Penicillium.[9] 3-O-methylfunikon, anicequol, duclauxin, a rubratoxin B., jsou protirakovinné / cytotoxické metabolity plísně Penicillium.

plísně Penicillium je potenciálním zdrojem léku na leukémii asparagináza.[10]

Některé země to schválily Beta-glukan plísňové extrakty lentinan, polysacharid-K, a polysacharidový peptid tak jako imunologické adjuvans.[11] Důkazy naznačují, že toto použití je účinné při prodloužení a zlepšení kvality života pacientů s určitými druhy rakoviny, ačkoli: Memorial Sloan-Kettering Cancer Center poznamenává, že „k prokázání role lentinanu jako užitečného doplňku léčby rakoviny jsou zapotřebí dobře navržené, rozsáhlé studie“.[12] Podle Cancer Research UK „„ v současné době neexistují důkazy o tom, že by jakýkoli druh hub nebo extrakt z hub mohl předcházet nebo léčit rakovinu “.[13] Plísňové metabolity jako např ergosterol, klavilaktony a triterpenoidy jsou účinné inhibitory Cdk, které vedou k zastavení G1 / S nebo G2 / M rakovinných buněk. Jiné metabolity, jako je panepoxydon, jsou inhibitory NF-kB. Fragmenty fukosy a manózy buněčné stěny hub jsou antagonisty receptorů VEGF [14]

Antibakteriální látky (antibiotika)

Alexander Fleming vedl cestu k beta-laktamová antibiotika s plísně Penicillium plísně a penicilin. Následné objevy zahrnuty alamethicin, afidikolin, brefeldin A, cefalosporin,[15] cerulenin, citromycin, eupenifeldin, fumagillin,[15] fusafungin, kyselina fusidová,[15] kyselina helvolic,[15] kyselina itakonová, MT81, nigrosporin B, kyselina usnová, verrucarin A, vermikulin a mnoho dalších.

Ling Zhi-8, imunomodulační protein izolovaný z Ganoderma lucidum

Antibiotika retapamulin, tiamulin, a valnemulin jsou deriváty fungálního metabolitu pleuromutilin. Plectasin, austrocortilutein, austrocortirubin, koprinol, oudemansin A, strobilurin, iludin, pterulon, a sparassol jsou předmětem výzkumu jejich potenciální antibiotické aktivity.

Inhibitory biosyntézy cholesterolu

The červená kvasnicová rýže houba, Monascus purpureus, může syntetizovat tři statiny.

Statiny jsou důležitou třídou léků snižujících hladinu cholesterolu; the byla odvozena první generace statinů z hub.[16] Lovastatin, první komerční statin, byl extrahován z fermentačního média z Aspergillus terreus.[16] Průmyslová výroba je nyní schopná produkovat 70 mg lovastatinu na kilogram substrátu.[17] The červená kvasnicová rýže houba, Monascus purpureus, může syntetizovat lovastatin, mevastatin a simvastatin předchůdce monacolin J. Nikotinamid ribosid, inhibitor biosyntézy cholesterolu, vyrábí Saccharomyces cerevisiae.

Antimykotika

Některá antimykotika jsou odvozena nebo extrahována z jiných druhů hub. Griseofulvin je odvozen z řady plísně Penicillium druh;[18] kaspofungin je odvozen z Glarea lozoyensis.[19] Strobilurin, azoxystrobin, mikafungin, a echinokandiny, jsou všechny extrahovány z hub. Anidulafungin je derivát Aspergillus metabolit.

Antivirotika

Mnoho hub obsahuje potenciální antivirové sloučeniny, které zůstávají v předběžném výzkumu, například: Lentinus edodes, Ganoderma lucidum, Ganoderma colossus, Hypsizygus marmoreus, Cordyceps militaris, Grifola frondosa, Scleroderma citrinum, Flammulina velutipes, a Trametes versicolor, Fomitopsis officinalis.[20][21][22][23]

Imunosupresiva

Cyklosporin byl objeven v Tolypocladium inflatum, zatímco Bredinin byl nalezen v Eupenicillium brefeldianum a Kyselina mykofenolová v Penicillium stoloniferum. Zdrojem byly termofilní houby fingolimod předchůdce myriocin. Aspergillus syntetizuje imunosupresiva gliotoxin a endokrocin. Subglutinoly jsou imunosupresiva izolovaná z Fusarium subglutinans.[24]

Malárie

Codinaeopsin, efrapeptiny, zervamiciny a antiamoebin jsou vyráběny houbami a zůstávají pod základní výzkum[25]

Cukrovka

Mnoho fungálních izolátů působí jako Inhibitory DPP-4, inhibitory alfa-glukosidázy, a inhibitory alfa amylázy v laboratorních studiích. Ternatin je plísňový izolát, který může ovlivnit hyperglykémii.[26]

Psychotropní účinky

Hlavní článek: Psilocybinová houba

Mnoho hub má dobře zdokumentované psychotropní účinky, některé závažné a spojené s akutními a život ohrožujícími vedlejšími účinky.[27] Mezi nimi je Amanita muscaria, muchomůrka. Více široce používané neformálně je řada hub kolektivně známých jako "kouzelné houby", které obsahují psilocybin a psilocin.[27]

Historie výroby chleba zaznamenává smrtící ergotismus způsobený námel, nejčastěji Claviceps purpurea, parazit obilnin.[28][29] Psychoaktivní námelový alkaloid léky byly následně extrahovány nebo syntetizovány počínaje od námelu; tyto zahrnují ergotamin, dihydroergotamin, ergometrin, ergokristin, ergokryptin, ergokornin, metysergid, bromokriptin, kabergolin, a pergolid.[28][30]

Vitamin D2

The fotochemie biosyntézy vitaminu D2

Houby jsou zdrojem ergosterol na které lze převést vitamin D2 po vystavení ultrafialový světlo.[31][32][33]

Kvasinky

Kvasinky Saccharomyces se průmyslově používá k výrobě aminokyseliny lysin, stejně jako rekombinantní proteiny inzulín a povrch hepatitidy B. antigen. Transgenní kvasinky se používají k výrobě artemisinin, stejně jako analogy inzulínu.[34] Candida se průmyslově používá k výrobě vitamínů kyselina askorbová a riboflavin. Pichia se používá k produkci aminokyseliny tryptofan a vitamin pyridoxin. Rhodotorula se používá k produkci aminokyseliny fenylalanin. Moniliella se průmyslově používá k výrobě cukrový alkohol erythritol.

Reference

  1. ^ „Objev a vývoj penicilinu“. Americká chemická společnost, mezinárodní historické chemické památky. 2020. Citováno 11. března 2020.
  2. ^ Engler M, Anke T, Sterner O (1998). „Produkce antibiotik Collybia nivalis, Omphalotus olearis, Favolaschia a Pterula druhů na přírodních substrátech“. Zeitschrift für Naturforschung C. 53 (5–6): 318–24. doi:10.1515 / znc-1998-5-604. PMID  9705612. S2CID  7189999.
  3. ^ Zheng W, Miao K, Liu Y, Zhao Y, Zhang M, Pan S, Dai Y (červenec 2010). „Chemická rozmanitost biologicky aktivních metabolitů ve sklerotii Inonotus obliquus a ponořené kultivační strategie pro regulaci jejich produkce“. Aplikovaná mikrobiologie a biotechnologie. 87 (4): 1237–54. doi:10.1007 / s00253-010-2682-4. PMID  20532760. S2CID  22145043.
  4. ^ Bemani E, Ghanati F, Rezaei A, Jamshidi M (červenec 2013). „Vliv fenylalaninu na produkci taxolu a antioxidační aktivitu extraktů z lískových buněk kultivovaných v suspenzi (Corylus avellana L.)“. Journal of Natural Medicines. 67 (3): 446–51. doi:10.1007 / s11418-012-0696-1. PMID  22847380. S2CID  15557576.
  5. ^ Gangadevi V, Murugan M, Muthumary J (srpen 2008). „Stanovení taxolu z Pestalotiopsis pauciseta, fungálního endofytu léčivé rostliny“. Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao = Čínský žurnál biotechnologie. 24 (8): 1433–8. doi:10.1016 / s1872-2075 (08) 60065-5. PMID  18998547.
  6. ^ Nicoletti R, Ciavatta ML, Buommino E, Tufano MA (2008). "Protinádorové extrolity produkované plísně Penicillium druh" (PDF). International Journal of Biomedical and Pharmaceutical Sciences. 2 (1): 1–23. Archivovány od originál (PDF) dne 26. prosince 2014. Citováno 26. srpna 2016.
  7. ^ "Protinádorové extrolity produkované plísně Penicillium druh" (PDF). Archivovány od originál (PDF) 26. prosince 2014. Citováno 17. srpna 2014. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  8. ^ „Aktualizace výzkumu: Chemici najdou pomoc přírody v boji proti rakovině - MIT News Office“. Web.mit.edu. 2013-02-27. Citováno 2013-12-17.
  9. ^ Overy DP, Larsen TO, Dalsgaard PW, Frydenvang K, Phipps R, Munro MH, Christophersen C (listopad 2005). „Andrastin A a metabolity kyseliny barcelonové, inhibitory proteinové farnesyltransferázy z Penicillium albocoremium: chemotaxonomický význam a patologické důsledky“. Mykologický výzkum. 109 (Pt 11): 1243–9. doi:10.1017 / S0953756205003734. PMID  16279417.
  10. ^ Shrivastava A, Khan AA, Shrivastav A, Jain SK, Singhal PK (2012). „Kinetické studie L-asparaginázy z Penicillium digitatum“. Preparativní biochemie a biotechnologie. 42 (6): 574–81. doi:10.1080/10826068.2012.672943. PMID  23030468. S2CID  30396788.
  11. ^ Ina K, Kataoka T, Ando T (červen 2013). „Použití lentinanu k léčbě rakoviny žaludku“. Protirakovinové látky v léčivé chemii. 13 (5): 681–8. doi:10.2174/1871520611313050002. PMC  3664515. PMID  23092289.
  12. ^ "Lentinan". Memorial Sloan-Kettering Cancer Center. 27. února 2013. Citováno 26. srpna 2016.
  13. ^ "Houby a rakovina". Cancer Research UK. 30. 8. 2017. Citováno 26. srpna 2016.
  14. ^ Zmitrovich IV (2015). "Protirakovinové metabolity Basidiomycota a jejich molekulární cíle. Přehled" (PDF). Vestnik Permskogo Universiteta. Biologiya. 2015 (3): 264–86.
  15. ^ A b C d Broadbent, Douglas (červenec 1966). "Antibiotika produkovaná houbami". Botanická revize. 32 (3): 219–242. JSTOR  4353729.
  16. ^ A b Tobert JA (červenec 2003). „Lovastatin a další: historie inhibitorů HMG-CoA reduktázy“. Recenze přírody. Objev drog. 2 (7): 517–26. doi:10.1038 / nrd1112. PMID  12815379. S2CID  3344720.
  17. ^ Jahromi MF, Liang JB, Ho YW, Mohamad R, Goh YM, Shokryazdan P (2012). „Produkce lovastatinu Aspergillus terreus s využitím agro-biomasy jako substrátu při fermentaci v pevném stavu“. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2012: 196264. doi:10.1155/2012/196264. PMC  3478940. PMID  23118499.
  18. ^ Block, Seymour Stanton (2001). Dezinfekce, sterilizace a konzervace. Lippincott Williams & Wilkins. p. 631. ISBN  978-0683307405. Archivováno od originálu 2016-12-20.
  19. ^ Richardson, Malcolm D.; Warnock, David W. (2003). Diagnostika a léčba houbových infekcí. ISBN  978-1-4051-15780.
  20. ^ Pradeep P, Manju V, Ahsan MF (2019), Agrawal DC, Dhanasekaran M (eds.), „Antivirová potence složek hub“, Léčivé houby: Nedávný pokrok ve výzkumu a vývoji, Springer Singapore, str. 275–297, doi:10.1007/978-981-13-6382-5_10, ISBN  9789811363825
  21. ^ Friedman M (listopad 2016). „Houbové polysacharidy: chemie a antiobezita, antidiabetika, rakovina a vlastnosti antibiotik v buňkách, hlodavcích a lidech“. Potraviny. 5 (4): 80. doi:10,3390 / potraviny5040080. PMC  5302426. PMID  28231175.
  22. ^ Zhang T, Ye J, Xue C, Wang Y, Liao W, Mao L a kol. (Říjen 2018). "Strukturální charakteristiky a bioaktivní vlastnosti nového polysacharidu z Flammulina velutipes". Sacharidové polymery. 197: 147–156. doi:10.1016 / j.carbpol.2018.05.069. PMID  30007599.
  23. ^ Girometta C (březen 2019). „Fomitopsis officinalis ve světle bioaktivních metabolitů: přehled“. Mykologie. 10 (1): 32–39. doi:10.1080/21501203.2018.1536680. PMC  6394315. PMID  30834150.
  24. ^ Kim H, Baker JB, Park Y, Park HB, DeArmond PD, Kim SH a kol. (Srpen 2010). „Celková syntéza, přiřazení absolutní stereochemie a studie vztahu struktury a aktivity subglutinolů A a B“. Chemistry, asijský deník. 5 (8): 1902–10. doi:10.1002 / asia.201000147. PMID  20564278.
  25. ^ Nagaraj G, Uma MV, Shivayogi MS, Balaram H (leden 2001). „Antimalarická aktivita peptidových antibiotik izolovaných z hub“. Antimikrobiální látky a chemoterapie. 45 (1): 145–9. doi:10.1128 / aac.45.1.145-149.2001. PMC  90252. PMID  11120957.
  26. ^ Lo HC, Wasser SP (2011). „Léčivé houby pro kontrolu glykemie u diabetes mellitus: historie, současný stav, budoucí perspektivy a nevyřešené problémy (recenze)“. Mezinárodní žurnál léčivých hub. 13 (5): 401–26. doi:10.1615 / intjmedmushr.v13.i5.10. PMID  22324407.
  27. ^ A b „Profil drog halucinogenních hub“. Evropské monitorovací centrum pro drogy a drogovou závislost. Citováno 18. října 2020.
  28. ^ A b Schiff, Paul L. (2006). "Ergot a jeho alkaloidy". American Journal of Pharmaceutical Education. American Journal of Pharmaceutical Education. 70 (5): 98. doi:10,5688 / aj700598. ISSN  0002-9459.
  29. ^ Shiel, William C. „Lékařská definice ergotismu“. MedicineNet. Citováno 18. října 2020.
  30. ^ Schade R, Andersohn F, Suissa S, Haverkamp W, Garbe E (leden 2007). „Agonisté dopaminu a riziko regurgitace srdeční chlopně“. The New England Journal of Medicine. 356 (1): 29–38. doi:10.1056 / NEJMoa062222. PMID  17202453.
  31. ^ Keegan RJ, Lu Z, Bogusz JM, Williams JE, Holick MF (leden 2013). „Fotobiologie vitaminu D v houbách a jeho biologická dostupnost u lidí“. Dermato-endokrinologie. 5 (1): 165–76. doi:10,4161 / derm. 23321. PMC  3897585. PMID  24494050.
  32. ^ Kamweru PK, Tindibale EL (2016). „Vitamin D a vitamin D z hub vyzařovaných ultrafialovým zářením (recenze)“. Mezinárodní žurnál léčivých hub. 18 (3): 205–14. doi:10.1615 / IntJMedMushrooms.v18.i3.30. PMID  27481154.
  33. ^ Cardwell, Glenn; Bornman, Janet F .; James, Anthony P .; Black, Lucinda J. (10.10.2018). „Přehled hub jako potenciálního zdroje vitaminu D ve stravě“. Živiny. 10 (10): 1498. doi:10,3390 / nu10101498.
  34. ^ Peplow M. „Sanofi zahajuje výrobu léků na malárii | Chemistry World“. Rsc.org. Citováno 2013-12-17.

externí odkazy