BRASSINOSTEROIDY Rostlinné hormony Barbora Slavíková

Co jsou to brassinosteroidy (BRs) Výskyt a význam brassinosteroidů Syntéza nových analogů Testování

Brassinosteroidy - Brassinolid přírodní rostlinné hormony (auxiny, gibereliny, cytokininy, kys. abscisová, ethylén) výskyt v přírodě v rostlinách ve velmi malém množství Brassinolid (Bl)- objeven v pylových zrnech řepky(Brassica napus) v roce 1979 (22R,23R,24S)-2a,3a,22,23-tetrahydroxy-24-methyl-7oxa-7a-homo-5a-cholestan-6-on

Význam brassinosteroidů Účinky podporující růst rostlin (růst a dělení buněk, indukují kvetení, zrání plodů, klíčení semen, mají vliv na fotosyntezu…) Protistresové účinky (zvyšují odolnost rostlin vůči abiotickým a biotickým stresům-sucho, chlad, pesticidy, sůl, nemoci, škůdci…) BRs působí prostřednictvím přenosu signálu přes receptor lokalizovaný na buněčné membráně. huseníček (Arabidopsis thaliana) identifikován první gen pro receptory rostlinných BRs

Proč syntetizovat analoga brassinolidu Izolace Bl neefektivní (40 kg pylu  10 mg) Syntéza Bl složitá, neefektivní (‹1 %) Metabolická nestabilita Řešení Syntéza epibrassinolidu – obdobná účinnost (5 mg cca 90 $) Studium vztahu mezi strukturou a aktivitou Hledání strukturně podobných účinných sloučenin, metabolicky stabilnějších a levnějších Počítačové modelování – jak zacílit syntézu

Syntéza epibrassinolidu Ergosterol-redukce-tosylace-presmyk na i-steroid-oxidace-otevreni cyklopropanoveho kruhu-NN-dimethylacetamid, pyridinium tosylat. LiBr-hydroxylace olefinu katalyzovana OsO4 s N-methylmorpholin N-oxidem-Baeyer oxidace-trifluorperoctovou

Počítačové modelování Program MOE QSAR-Quantitative Structure-Activity Relationships QSAR- analýza- odhad vlastností a osudu org. sloučenin v prostředí, účinku sloučenin na živé organismy…

Porovnání struktur

GRID mapy A B

Cíl práce Syntéza brassinosteroidů se zvýšenou metabolickou stabilitou -zablokování poloh metabolické deaktivace (A-kruh, postranní řetězec…) zavedením fluoru do molekuly

Syntéza analogů brassinosteroidů

Syntéza analogů brassinosteroidů

Syntéza analogů brassinosteroidů

Testování účinnosti látek Brassinolidní aktivita Test na druhém internodu fazole Test na stéblu rýže Polní testy Protinádorové aktivity Test vazby na GABAA receptor

Test na druhém internodu fazole 7 dní staré rostliny-1 až 2 mm dlouhý druhý internod-různá koncentrace testovaných látek v lanolinu ()- odečet po 5 dnech, rozdíl délek kontroly a ošetřené rostliny BS,

Test na druhém internodu fazole

Test na stéblu rýže 4 dny staré rostliny- různé konc. Testovaných látek v 95% etanolu (0.5 mikro l) , do tmy, odečet po dvou dnech. Počet rostlinek 10-12, opakováno 3-4

Polní testy BRs zvyšují výnos kulturních plodin zvláště v nepříznivých podmínkách, jsou přirozené pro rostliny, chrání životní prostředí (2 x 10-11 mol.l-1, cca 20 mg na ha) Sledování: hmotnost sušiny, délka stébla, délka klasu, počet odnoží, množství a složení semen, hořčiny, cukernatost, obsah chlorofylu, Čína: použití do tabáku, cukrové třtiny, řepky, čaje a k ošetření ovocných stromů. Rusko: ošetření brambor, rajčat, okurky, pepře a ječmene U nás testy na pšenici, sóje, lupině, řepce, chmelu, hrachu, kukuřici…

Protinádorová aktivita Calcein (acetoxymethoxy) AM- indikátor životnosti buněk (díky vysokému záchytu v živých buňkách a silné fluorescenci) rozpustný v DMSO buněčné linie (leukémie, karcinom prsu…)

Výsledky testování látek na druhém internodu fazole Testovaná látka Rozdíl délky růstu v mm (koncentrace 10-10 mol . L-1) 24-epiBR 54 1 43,4±0,9 2 19,5±4,9 3 18,42,3 4a 3,1±5,7 4b 11±1,1 4c 0,9±3,7

Výsledky testování látek na druhém internodu fazole Conc. Mol.L-1 1 Kontrola Rozdíl v mm 1,00E-07 21,928571 20,5 1,428571 1,00E-10 63,928571 43,42857 1,00E-12 34,785714 14,28571

Výsledky testování látek na protinádorovou aktivitu (IC50) Testovaná látka CEMa (mM) MCF 7b (mM) 28-homocastasteron 13±2,8 >50 1 2 3 4a 4b 35,3±1,6 48,2±0,6 4c a T-lymphoblastic leukemia cell line CEM bBreast carcinome cell lines MCF-7

Výsledky testování látek ve vazbě na GABAA receptor Testovaná látka [35S]-TBPS (%) 100nM Imax(%) IC50 (nM) allopregnanolone 56,2±6,0 79 80 4a 47,2±15,1 57,9 900 4b 95,1±14,8   4c 56.6±14.6 59,4 100 koncentrace od 1 nM do 10 μM()

Literatura Poděkování Slavíková B. et al. J. Med. Chem., 2008, 51 (13), pp 3979–3984 Eignerová B. et al. J. Med. Chem., 2009, 52 (18), pp 5753–5757 Šíša M. et al. Steroids 72 ( 2007 ) 740–750 Poděkování medicinální steroidy, ÚOCHB Praha laboratoř růst. regulátorů, PřF ÚP a ÚEB AV ČR, Olomouc , Dr. Oklešťková Universitat Ramon Llull, Barcelona Psychiatrické Centrum, Praha- Dr.Krištofíková Universitat Ramon Llull

Děkuji za pozornost