Biologické makromolekuly lektiny se významně podílejí na některých chorobách, a proto je v současnosti vědci stále více zkoumají a hledají moderní způsoby léčby. V rukách teroristů se však lektin může stát i hrozivou zbraní.
Pod pojmem „cukr“ si většina z nás představí bílou látku ve formě prášku, krystalků nebo kostek, kterou běžně používáme k dochucování jídel a nápojů. Řada cukrů (sacharidů) se však spolu podílí i na významných biologických jevech, z nichž mnohé ještě nebyly objasněny.
Jak se hledá oběť
V nepřeberném množství biologických makromolekul, které tvoří živé organismy, zaujímají významné místo sloučeniny zvané lektiny. Z biochemického hlediska se jedná o proteiny, které rozeznávají zcela určité mono- nebo oligosacharidy (viz slovníček). To znamená, že v případě setkání nějakého lektinu s vhodným sacharidem se obě molekuly pevně navážou na sebe. K čemu je to dobré? Začíná tak například celá řada bakteriálních infekcí. Bakterie mají totiž na svém povrchu lektiny, které si „osahají“ povrch buňky hostitelského organismu. Odpovídá-li sacharid vyčnívající z hostitelské buňky lektinu, bakterie se pevně naváže na hostitele a může na něm začít parazitovat. Stejně si na svém povrchu nosí lektiny i viry, houby a další organismy, které potřebují jednoznačně rozpoznat svého budoucího hostitele či oběť.
Jednotlivých druhů lektinů se v přírodě vyskytuje nesmírné množství a snahou vědců je rozčlenit tyto biomolekuly do nějakých smysluplných kategorií. S rozvojem vědeckých metod a se zvyšováním výkonnosti počítačů však počet objevených a popsaných lektinů stoupá přímo závratnou rychlostí a dodnes tak nebyla navržena jednotná klasifikace, která by vyhovovala celému vědeckému světu.
Zaútočí příště ricinem?
V roce 1978 vyvolala v Evropě pozdvižení vražda bulharského novináře a spisovatele Georgiho Markova, který žil v exilu ve Velké Británii. Vrah bodl Markova do stehna špičkou speciálně upraveného deštníku. Do novinářova těla tak vpravil kovovou kuličku naplněnou ricinem. Markova zachvátila téhož večera vysoká horečka a po dvou dnech v londýnské nemocnici zemřel.
Jedovatá látka ricin není z biochemického hlediska nic jiného než lektin, který znemožňuje syntézu proteinů a již v malém množství způsobuje smrt. Mechanismus působení je přitom poměrně jednoduchý. Jedna část molekuly ricinu se váže na povrch hostitelské buňky (v tomto případě novinářovy) a umožňuje tak proniknutí jedu dovnitř. Druhá část molekuly pak zablokuje syntézu proteinů a buňka je tím odsouzena k záhubě.
Ricin je přírodní látka, která se dá poměrně snadno a levně izolovat ze semen skočce obecného (Ricinus communis). Původní domovinou skočce byla východní Afrika, v současnosti je však rostlina pěstována téměř po celém světě. Zvláště po útocích z 11. září existují obavy, že by ricin mohla zneužít některá z teroristických organizací. Ricin šířený ve formě aerosolu by mohl mít daleko tragičtější následky než například útok sarinem v tokijském metru z roku 1995, který zasáhl přes 5000 cestujících a vyžádal si 12 lidských životů.
Antibiotikum „na míru“!
Zejména bělošskou populaci po celém světě postihuje dědičné onemocnění zvané cystická fibróza. U postižených jedinců dochází k tvorbě abnormálně hustého hlenu v dýchací a trávicí soustavě. Genová porucha způsobuje, že epiteliální (povrchové) buňky v plicích a v zažívacím ústrojí trpí neobvykle vysokou koncentrací monosacharidu fukosy na svém povrchu. To poskytuje ideální příležitost bakterii Pseudomonas aeruginosa (české jméno nemá), která doslova pokryje povrch plic a vytvoří neprostupný hlen.
V současnosti je onemocnění cystickou fibrózou nevyléčitelné a léčba se tedy snaží pouze zmírnit obtíže, které nemoc provázejí. Jistou šanci při hledání nových léčebných postupů by představovala genová terapie, ta ovšem po celém světě dosud naráží na řadu především etických překážek.
Další nadějí pro pacienty s cystickou fibrózou je hledání nových, účinnějších antibiotik. Místo víceméně náhodného testování nevyzkoušených látek nyní vědecký výzkum přikročil k nové strategii: výkonné počítače umožňují detailně modelovat vzájemné působení bakteriálního lektinu s hostitelským sacharidem. Na základě tohoto poznatku bude možné navrhnout antibiotikum „na míru“, které bude cíleně likvidovat bakterii Pseudomonas aeruginosa.
Sacharidy kralují Zemi
Cukry tvoří v přírodě nenahraditelnou součást všech živých organismů. Je to nejhojněji rozšířená skupina biomolekul na zeměkouli a dá se říci, že o ně doslova zakopáváme na každém kroku. Stromy i rostliny jsou totiž z velké části tvořeny celulózou – polysacharidem, který má pro ně důležitou strukturní funkci.
Vedle nich se v přírodě nalézá také obrovské množství polysacharidů zásobních, z nichž nejznámější je škrob, který je obrovskou „spižírnou“ energie pro rostliny a živočichy.
Existuje však i pestrá paleta dalších druhů sacharidů, které sice v přírodě nejsou zastoupeny v tak hojném množství, jejich funkce ovšem není o nic méně významná. Podílejí se totiž na vzájemných „vztazích“ mezi buňkami nebo různými organismy – zprostředkovávají jejich vzájemnou komunikaci. Protože jsou tyto cukry pevně vázány na proteiny, říká se výsledným makromolekulám glykoproteiny. Ty se hojně vyskytují na povrchu buněk různých organismů, sacharidová část přitom vyčnívá jako nějaká anténa. Právě díky těmto „anténám“ mohou buňky vzájemně komunikovat
Je ricinový olej nebezpečný?
Proslulý ricinový olej se rovněž lisuje ze semen skočce obecného, jedovatý ricin se však zničí vařením oleje ve vodě. Takto získaný olej je již neškodný a používá se například jako silné projímadlo, při výrobě kosmetických a farmaceutických přípravků, a uplatňuje se dokonce i jako motorový olej.
