Už víme, jak flavonoidy působí proti chřipce

Út, 24.11.2020
| Originální článek z: Forum/Pavla Hubálková
Doktorandi Václav Zima z PřF UK a Kateřina Radilová z 1. LF UK sdílí prvoautorské místo na vědecké publikaci, která popisuje mechanismus účinku flavonoidů proti chřipkovému viru.
Forum/Kateřina Radilová: Už víme, jak flavonoidy působí proti chřipce

Forum/Kateřina Radilová: Už víme, jak flavonoidy působí proti chřipce

Doktorandi Václav Zima z Přírodovědecké fakulty UK a Kateřina Radilová z 1. lékařské fakulty UK sdílí prvoautorské místo na vědecké publikaci, která popisuje mechanismus účinku flavonoidů proti chřipkovému viru.

„Tento konkrétní projekt začal před více než pěti lety na Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB),“ popisuje organický chemik Václav Zima. Výzkumu chřipkových virů a hledání účinných inhibitorů se ale laboratoře dr. Pavla Majera a doc. Jana Konvalinky věnují již delší dobu. Při hledání nových léčiv proti chřipce byl dříve celosvětově studován protein neuraminidasa – enzym na povrchu chřipkového viru, který se podílí na uvolňování nových virových částic z napadené lidské buňky. Na tento enzym byly na trhu dostupné inhibitory – například lék Tamiflu (účinná látka oseltamivir). Protože, obdobně jako jiné viry, i virus chřipky a s ním i jeho proteiny mutují, inhibitory vyvinuté na neuraminidasu mohou časem přestat fungovat.

Pozornost vědců se tedy začala obracet i na další virové proteiny, přes které by mohli zastavit případné epidemie. Jedním z nich je chřipková RNA-dependentní RNA polymerasa (dále jen chřipková polymerasa – poznámka redakce). Ta je pro hledání nových inhibitorů ideální cíl. Pro různé typy chřipkových virů je totiž stejná – konzervovaná a neobjevuje se v savčích buňkách. Obsahuje unikátní podjednotku, která umí „ukrást“‎ část hostitelské RNA. Na druhou stranu má i nevýhody – na rozdíl od povrchové neuraminidasy je chřipková polymerasa uvnitř buněk, takže vědci musí při hledání nových inhibitorů myslet i na průchod buněčnou membránou.

„Chřipková polymerasa má tři podjednotky – PA, PB1, PB2 – každá je důležitá pro určitou část životního cyklu viru. V tomto projektu jsme se společně s Carlosem Berenguerem pod vedením dr. Aleše Machary zaměřili na podjednotku PA,“ popisuje Václav Zima. „Pomocí techniky AlphaScreen, kterou pro tento enzym vyvinul dr. Milan Kožíšek, kolegové otestovali řadu látek a našli, že nejlépe interagují některé flavonoidy. Následovala doplňující studie vztahu mezi strukturou a aktivitou látek, kdy jsem připravoval látky, které se od přírodních flavonoidů jen drobně liší a nejsou komerčně dostupné. Tyto varianty se následně opět testují a hledáme, jaké části jsou důležité pro zachování protivirových účinků. Podle výsledků pak připravujeme další strukturní varianty,“ popisuje svůj podíl Václav Zima.

Technika AlphaScreen má jednoduchý princip: na streptavidinem obalenou „donorovou“‎ kuličku je připojen známý ligand vybavený biotinem (donorová kulička a ligand drží pohromadě právě díky pevné vazbě streptavidin-biotin). Na druhém typu kuliček tzv. „akceptorových“‎ je přes jinou biochemickou interakci (vazbu GST protein-redukovaný glutathion) připojen protein, v tomto případě PA podjednotka chřipkové polymerasy. Pokud dojde k interakci mezi PA podjednotkou a ligandem, kuličky se přiblíží a po osvícení dochází k přenosu vzniklého singletového kyslíku z donorové kuličky na akceptorovou a my pozorujeme emisi světla. V případě, že je v roztoku přítomen inhibitor této interakce, například flavonoid, tak dojde k oddálení kuliček a singletový kyslík nedoputuje k akceptorové kuličce a pozorujeme úbytek emitovaného záření.

Kateřina Radilová se podílela na pomyslném konci projektu a její krystalografické výsledky ukázaly a potvrdily vazbu flavonoidů do aktivního místa podjednotky PA chřipkového viru. „Měla jsem štěstí, že jsem přišla již k rozběhnutému projektu. První část – produkce superčistého proteinu, už byla optimalizovaná. Mým úkolem bylo ‘jen’ najít, při jakých podmínkách by proteiny vykrystalizovaly,“ popisuje. Nalézt vhodné podmínky krystalizace nebývá vždy jednoduché. „Občas se s nadsázkou říká, že krystalografie je takové čarodějnictví – že záleží kolik aut projede kolem budovy či v jaké je fázi měsíc,“ komentuje se smíchem. V tomto případě měla štěstí – protein podjednotky PA chřipkového viru krystalizuje do druhého dne. „Nepodařilo se nám, ale vytvořit krystal proteinu s předem navázaným ligandem, ten jsme tam museli navázat až v druhém kroku,“ popisuje drobný zádrhel, který je prý ale v krystalografii běžn‎ý.

Forum/Kateřina Radilová: Už víme, jak flavonoidy působí proti chřipce

Vzniklý krystal komplexu PA podjednotky chřipkového viru s navázaným flavonoidem, podobný zrnku soli, se následně pomocí rentgenového záření změří a ze získaných obrazců se poté zpětně určuje struktura proteinů. „To trvá i tři a více měsíců,” říká mladá vědkyně. „Spolu s docentem Jiřím Bryndou ze skupiny strukturní biologie dr. Pavlíny Řezáčové se nám navíc podařilo změřit i anomální signál a to se moc často nestává. Jedná se o zvláštní mapu elektronových hustot, kterou mají kovy nebo těžké prvky – v tomto případě dva manganaté ionty v aktivním místě enzymu,“ dodává.

Oba mladí vědci několikrát zdůrazňují, že nenašli nové léčivo: „To ani nebyl náš cíl – o to se snaží velké farmaceutické firmy. My jsme nově popsali mechanismus účinku přírodních látek – flavonoidů s polymerasou viru chřipky – což jsou velmi cenné znalosti pro další výzkum a cílené hledání nových léčiv,“ popisuje Václav Zima. „Doteď byla známá jen jedna studie zmiňující vazbu flavonoidu ze zeleného čaje epigalokatechinu galátu (EGCG) s chřipkovou polymerasou. My jsme k tomu navíc odhalili, po otestování přibližně 80-ti látek, i jiné způsoby, jak se flavonoidy váží do aktivního místa enzymu, což se doposud nevědělo,” dodává.

Forum/Kateřina Radilová: Už víme, jak flavonoidy působí proti chřipce

„O flavonoidech se dlouhodobě spekuluje, že mají antioxidační, protizánětlivé účinky, působí blahodárně na kardiovaskulární systém a pravděpodobně i ovlivňují signální dráhy složitých biologických procesů. V Mongolsku dokonce pijí pohankový čaj, který obsahuje flavonoid orientin – nejlepší v naší studii – proti chřipce,“ vyjmenovává Kateřina Radilová. „Pohanka k obědu vám neuškodí, ale rozhodně bych na to nespoléhala jako na prevenci nebo dokonce léčivo. Ve studii jsme popsali interakci flavonoidů s chřipkovou polymerasou na molekulární úrovni, daleko od složitosti lidského těla. Bude záležet na způsobu podání, dávce,... A nesmíme opomenout, že flavonoidy jsou velmi rychle metabolizovány – jsou potřeba další studie!“ zdůrazňuje a dodává, že i oni pokračují v dalších projektech týkajících se výzkumu chřipky, ale i aktuálního koronaviru SARS-CoV-2.

Mgr. Václav Zima

Pod vedením dr. Aleše Machary dokončuje doktorské studium v oboru Organická chemie na Přírodovědecké fakultě UK a na Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB), Ve vědecké kariéře plánuje pokračovat – aktuálně si domlouvá postdoktorandskou stáž u profesora Františka Turečka v Seattlu.

Mgr. Kateřina Radilová

Studuje třetím rokem doktorský program Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie na 1. lékařské fakultě UK. Na ÚOCHB se zabývá strukturní biologií a krystalografií. Jejím vedoucím je dr. Milan Kožíšek ze skupiny doc. Jana Konvalinky.

Forum: magazín Univerzity Karlovy
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis of Elemental Impurities in Lithium Iron Phosphate Cathode Materials for LIBs by ICP-OES

Instrumentace
ICP/OES
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie, Materiálová analýza

Monitoring of Adhesive Curing using Time Course Measurement with FTIR Spectroscopy

Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Materiálová analýza

Škola MS: Portály LabRulez: Jak se stát jejich součástí a vyhledávat informace

Instrumentace
---
Výrobce
---
Zaměření
---

Advancing Research of Lithium-Ion Batteries Using the Agilent Cary 630 FTIR Spectrometer

Instrumentace
FTIR Spektroskopie
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Materiálová analýza

Determination of Brix, fructose, glucose, and sucrose with NIRS

Instrumentace
NIR Spektroskopie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články


Článek | Zdraví

Koronavirus SARS – kapesní pandemie

Poznejte koronaviry z odborného hlediska na příkladu SARS-CoV, který byl první pandemií 21. století. Jaký byl původ nového viru a jak se šířil? Jaká byla léčba a vývoj virostatik proti SARS?

Video | Článek

Doc. Rumlová: Našli jsme si cestu, jak pomoci

Součástí konsorcia, za účelem vývoje alternativních diagnostických sad, jsou i zástupci VŠCHT Praha, kteří v našich laboratořích připravují dva enzymy, jež jsou základem stanovení koronaviru

Článek | Video

Mladá vědkyně Ivana Mejdrová hledá zbraň proti virům

Vědkyně Ivana Mejdrová z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se podílí na hledání účinných léčivých látek proti pikornavirům, které způsobují nejen rýmu, ale i závažná onemocnění srdce a mozku.

Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
 

Podobné články


Článek | Zdraví

Koronavirus SARS – kapesní pandemie

Poznejte koronaviry z odborného hlediska na příkladu SARS-CoV, který byl první pandemií 21. století. Jaký byl původ nového viru a jak se šířil? Jaká byla léčba a vývoj virostatik proti SARS?

Video | Článek

Doc. Rumlová: Našli jsme si cestu, jak pomoci

Součástí konsorcia, za účelem vývoje alternativních diagnostických sad, jsou i zástupci VŠCHT Praha, kteří v našich laboratořích připravují dva enzymy, jež jsou základem stanovení koronaviru

Článek | Video

Mladá vědkyně Ivana Mejdrová hledá zbraň proti virům

Vědkyně Ivana Mejdrová z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se podílí na hledání účinných léčivých látek proti pikornavirům, které způsobují nejen rýmu, ale i závažná onemocnění srdce a mozku.

Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
 

Podobné články


Článek | Zdraví

Koronavirus SARS – kapesní pandemie

Poznejte koronaviry z odborného hlediska na příkladu SARS-CoV, který byl první pandemií 21. století. Jaký byl původ nového viru a jak se šířil? Jaká byla léčba a vývoj virostatik proti SARS?

Video | Článek

Doc. Rumlová: Našli jsme si cestu, jak pomoci

Součástí konsorcia, za účelem vývoje alternativních diagnostických sad, jsou i zástupci VŠCHT Praha, kteří v našich laboratořích připravují dva enzymy, jež jsou základem stanovení koronaviru

Článek | Video

Mladá vědkyně Ivana Mejdrová hledá zbraň proti virům

Vědkyně Ivana Mejdrová z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se podílí na hledání účinných léčivých látek proti pikornavirům, které způsobují nejen rýmu, ale i závažná onemocnění srdce a mozku.

Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?
 

Podobné články


Článek | Zdraví

Koronavirus SARS – kapesní pandemie

Poznejte koronaviry z odborného hlediska na příkladu SARS-CoV, který byl první pandemií 21. století. Jaký byl původ nového viru a jak se šířil? Jaká byla léčba a vývoj virostatik proti SARS?

Video | Článek

Doc. Rumlová: Našli jsme si cestu, jak pomoci

Součástí konsorcia, za účelem vývoje alternativních diagnostických sad, jsou i zástupci VŠCHT Praha, kteří v našich laboratořích připravují dva enzymy, jež jsou základem stanovení koronaviru

Článek | Video

Mladá vědkyně Ivana Mejdrová hledá zbraň proti virům

Vědkyně Ivana Mejdrová z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se podílí na hledání účinných léčivých látek proti pikornavirům, které způsobují nejen rýmu, ale i závažná onemocnění srdce a mozku.

Článek | Video

Umělá inteligence AlphaFold způsobila v biologii revoluci

Umělá inteligence AlphaFold umí s vysokou přesností určovat prostorovou strukturu proteinů. Co přesně to znamená? Jak se umělá inteligence učí? Přišli strukturní biologové o práci?