| Klinische Daten | |
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| Synonyme | Bacillus brevis Gramicidin D |
| ATC-Code | |
| Identifier | |
| CAS-Nummer | |
| DrugBank | |
| ChEMBL | |
| ECHA-InfoCard | 100.014.355  |
| Chemische und physikalische Daten | |
| Formel | [194565018] C H 140 N 20 O 17 |
| Molmasse | 1882,3 g / mol g · mol -1 |
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 (Verify) | |
Gramicidin ist eine heterogene Mischung von drei antibiotischen Verbindungen, Gramicidine A B und C ]was 80%, 6% bzw. 14% ausmacht [1] die alle aus den Bodenbakterienarten Bacillus brevis gewonnen und gemeinsam Gramicidin D genannt werden. Gramicidin D enthält lineare Pentadecapeptide, das heißt Ketten aus 15 Aminosäuren. [2] Dies steht im Gegensatz zu Gramicidin S, einer cyclischen Peptidkette.
Gramicidin wurde 1939 in den Vereinigten Staaten entdeckt. [3]
Medizinische Verwendungen [ edit ]
Gramicidin wirkt gegen Gram-positive Bakterien mit Ausnahme der Gram-positiven Bazillen. und gegen ausgewählte Gram-negative Organismen, wie Neisseria Bakterien. Seine therapeutische Verwendung ist auf die topische Anwendung beschränkt, da es in niedrigeren Konzentrationen eine Hämolyse induziert als der Zelltod der Bakterien, so dass es nicht intern verabreicht werden kann. Da die äußere Epidermis aus abgestorbenen Zellen besteht, wird das Auftragen auf die Hautoberfläche keinen Schaden verursachen.
Es wird hauptsächlich als topisches Antibiotikum verwendet und ist einer der drei Bestandteile der ophthalmischen Lösung für die Verwendung von Antibiotika Polysporin.
Geschichte [ edit ]
Im Jahr 1939 isolierte der in Frankreich geborene amerikanische Mikrobiologe René Dubos die Substanz Tyrothricin und zeigte später, dass es aus zwei Substanzen, Gramicidin (20%) und besteht Tyrocidin (80%). Dies waren die ersten kommerziell hergestellten Antibiotika.
Zusammensetzung und Struktur [ edit ]
Gramicidin ist ein Polypeptid mit alternierenden L- und D-Aminosäuren mit der allgemeinen Formel: Formyl-L- X -Gly-L-Ala-D-Leu-L-Ala-D-Val-L-Val-D-Val-L-Trp-D-Leu-L- Y -D-Leu-L-Trp-D-Leu-L-Trp-Ethanolamin
X und Y hängen vom Gramicidinmolekül ab. Es gibt Valin- und Isoleucin-Varianten aller drei Gramicidin-Arten, und "X" kann beides sein. Y bestimmt, was ist was; als Y enthält Gramicidin A Tryptophan, B-Phenylalanin und C-Tyrosin. Beachten Sie auch die alternierenden stereochemischen Konfigurationen (in Form von D und L) der Aminosäuren. Dies ist entscheidend für die Bildung der β-Helix.
Die Kette fügt sich im hydrophoben Inneren der zellulären Lipiddoppelschicht zu einer β-Helix zusammen. Die Helix selbst ist nicht lang genug, um die Membran zu überspannen, aber sie dimerisiert sich, um den langgestreckten Kanal zu bilden, der zum Spannen der gesamten Membran benötigt wird.
Die Struktur des Gramicidin-Kopf-an-Kopf-Dimers in Mizellen und Lipiddoppelschichten wurde durch Lösungs- und Festkörper-NMR bestimmt. [4] Die Struktur wurde erstmals 1971 von DW Urry vorgeschlagen. [5] Kristalle bildet dieses Peptid verschiedene Arten von nicht-nativen Doppelhelices.
Pharmakologische Wirkung [ edit ]
Die bakterizide Wirkung von Gramicidin ist ein Ergebnis der Erhöhung der Permeabilität der bakteriellen Zellmembran, wodurch anorganisches Monovalenz ermöglicht wird Kationen (z. B. Na + ) durchlaufen, um den Ionengradienten zwischen dem Cytoplasma und der extrazellulären Umgebung uneingeschränkt zu durchbrechen. [6]
Das Gramicidin D fungiert als Kanal demonstriert von Hladky und Haydon, die die einheitliche Leitfähigkeit des Kanals untersuchten. Im Allgemeinen sind Gramicidin-Kanäle für einwertige Kationen vollständig selektiv und die Einkanal-Leitfähigkeiten für die Alkalikationen sind in der gleichen Reihenfolge wie die wässrigen Beweglichkeiten dieser Ionen eingestuft. Zweiwertige Kationen wie Ca 2+
blockieren den Kanal, indem sie sich in der Nähe des Mundes binden, so dass er im Wesentlichen für zweiwertige Kationen undurchlässig ist und Anionen nicht berücksichtigt. Cl -
wird insbesondere aus dem Kanal ausgeschlossen, da seine Hydratisierungsschale thermodynamisch stärker ist als die der meisten einwertigen Kationen. Der Kanal ist für die meisten monovalenten Kationen durchlässig, die sich in einer einzigen Datei durch den Kanal bewegen. Der Kanal ist mit etwa sechs Wassermolekülen gefüllt, von denen fast alle beim Transport eines Ions verdrängt werden müssen. Daher transportieren Ionen, die sich durch die Gramicidin-Pore bewegen, eine einzige Reihe von Wassermolekülen. Ein solcher Fluss von Ionen- und Wassermolekülen ist als Flusskopplung bekannt. In Gegenwart eines zweiten Typs permeablen Ions koppeln die beiden Ionen auch ihren Fluss. Wie Valinomycin und Nonactin ist der Gramicidin-Kanal gegenüber Kalium selektiv, jedoch nur geringfügig. Es hat ein Permeabilitätsverhältnis von 2,9. Obwohl es für Anionen undurchlässig ist, gibt es Bedingungen, unter denen eine Anionenpermeation beobachtet werden kann. Seine Fähigkeit, Kationen zu binden und zu transportieren, beruht auf dem Vorhandensein von Kationenbindungsstellen, eine stark und die andere schwach im Kanal.
Referenzen [ edit ]
- ^ Bourinbaiar AS, Coleman CF (November 1997). "Die Wirkung von Gramicidin, einem topischen Kontrazeptivum und antimikrobiellen Wirkstoff mit Anti-HIV-Aktivität, gegen Herpes-Simplex-Viren Typ 1 und 2 in vitro." Archives of Virology . 142 (11): 2225–35. doi: 10.1007 / s007050050237. PMID 9672588.
- ^ Burkhart BM, Gassman RM, Langs DA, Pangborn WA, Duax WL, Pletnev V (1999). "Konformation von Gramicidin D, Dynamik und Ionentransport der Membran". Biopolymere . 51 (2): 129–44. doi: 10.1002 / (SICI) 1097-0282 (1999) 51: 2 <129::AID-BIP3> 3.0.CO; 2-Y. PMID 10397797.
- ^ Levy SB (2002). Das Antibiotika-Paradoxon: Wie der Missbrauch von Antibiotika ihre Heilkräfte zerstört (2. Aufl.). Cambridge, Massachusetts: Perseus Publ. p. 51. ISBN 9780738204406.
- ^ RR Ketchem, Hu W., Cross TA (September 1993). "Hochauflösende Konformation von Gramicidin A in einer Lipiddoppelschicht durch Festkörper-NMR". Science . 261 (5127): 1457–60. doi: 10.1126 / science.7690158. PMID 7690158.
- ^ Urry DW (März 1971). "Der Gramicidin-A-Transmembrankanal: eine vorgeschlagene Pi (L, D) - Helix". Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika . 68 (3): 672–6. doi: 10.1073 / pnas.68.3.672. PMC 389014 . PMID 5276779.
- ^ Alvarez-Leefmans FJ, Delpire E (10. August 2009). Physiologie und Pathologie von Chloridtransportern und -kanälen im Nervensystem: Von Molekülen zu Krankheiten . Akademische Presse. S. 142–146. ISBN 978-0-12-374373-2 . 3. Dezember 2010 abgerufen.
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