Wikipedia

Gramicidin

blandning jonoforiska antibiotika

Gramicidin, även kallad gramicidin D, är en blandning av jonoforiska antibiotika, gramicidin A, B och C, som utgör ca 80 procent, 5 procent respektive 15 procent av blandningen. Var och en har två isoformer, så blandningen har 6 olika typer av gramicidinmolekyler. De kan extraheras från Brevibacillus brevis jordbakterier. Gramicidiner är linjära peptider med 15 aminosyror.[2] Detta står i kontrast till orelaterade gramicidin S, som är en cyklisk peptid. Gramicidin ingår i Bafucin sugtablett mot halsinfektion.

Gramicidin
Gramicidin En head-to-head dimer
Struktur av gramicidin A, B och C (klicka för att förstora)
Systematiskt namnPropane-1,2,3-triyl tri(oktadekanoat)
Kemisk formelC99H140 N20O17
Molmassa1 882,332 g/mol
UtseendeKristallint fast ämne
CAS-nummer1405-97-6
SMILESC[C@@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC1=CNC2=CC=CC=C21)C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC3=CNC4=CC=CC=C43)C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC5=CNC6=CC=CC=C65)C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC7=CNC8=CC=CC=C87)C(=O)NCCO)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C(C)C)NC=O
Egenskaper
Densitet0,862 g/cm³
Löslighet (vatten)0,006 mg/l[1] (30 °C)
Smältpunkt229 - 230[1] °C
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Medicinsk användning redigera

Gramicidiner fungerar som antibiotika mot grampositiva bakterier som Bacillus subtilis och Staphylococcus aureus, men inte bra mot gramnegativa som E. coli.[3]

Gramicidiner används i medicinska pastiller för halsinfektion och i aktuella läkemedel för att behandla infekterade sår. Gramicidiner blandas ofta med andra antibiotika som tyrocidin och antiseptika.[4] Gramicidiner används också i ögondroppar för bakteriella ögoninfektioner. I droppar blandas de ofta med andra antibiotika som polymyxin B eller neomycin. Flera antibiotika ökar effektiviteten mot olika bakteriestammar.[5] Sådana ögondroppar används också för att behandla ögoninfektioner hos djur, som hästar.[6]

Historik redigera

År 1939 isolerade René Dubos ämnet tyrothricin.[7][8] Senare visade sig detta vara en blandning av gramicidin och tyrocidin. Dessa var de första antibiotika som tillverkades kommersiellt.[8] Bokstaven "D" i gramicidin D är en förkortning för "Dubos",[9] och uppfanns för att skilja blandningen från gramicidin S.[10]

År 1964 bestämdes sekvensen av gramicidin A av Reinhard Sarges och Bernhad Witkop.[11][12]

År 1971 föreslogs den dimeriska head-to-head-strukturen av gramicidiner av D. W. Urry.[13]

År 1993 bestämdes strukturen hos gramicidin head-to-head dimer i miceller och lipidbilager genom lösning och solid-state kärnmagnetisk reaktion.[14]

Struktur och kemi redigera

Gramicidiner A, B och C är ickeribosomala peptider, så de har inga gener. De består av 15 L- och D-aminosyror. Deras aminosyrasekvens är:[2]

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-ethanolamine

Y är L-tryptofan i gramicidin A, L-fenylalanin i B och L-tyrosin i C. X bestämmer isoform. X är L-valin eller L-isoleucin- i naturliga gramicidinblandningar av A, B och C är cirka 5 procent av de totala gramicidinerna i soleucinisoformer.[2]

 
Gramicidin helices. Antiparallel (vänster) och parallella dubbla spiraler och helix dimer närvarande i lipidbilager. C och N är C- ochN-terminaler. [12]

Gramicidiner bildar helices. Det alternerande mönstret av D- och L-aminosyror är viktigt för bildandet av dessa strukturer. Helixar förekommer oftast som head-to-head dimers. Två gramicidiner kan också bilda antiparallella eller parallella dubbelhelices, särskilt i organiska lösningsmedel. Dimerer är tillräckligt långa för att spänna över cellulära lipidbilager och fungerar därmed som jonkanaltyp av jonoforer.[12]

Gramicidinblandning är ett kristallint fast ämne. Dess löslighet i vatten är minimal, 6 mg/l, och det kan bilda kolloidala suspensioner. Det är lösligt i små alkoholer, ättiksyra, pyridin, dåligt löslig i aceton och dioxan, och praktiskt taget olöslig i dietyleter och kolväten.[1]

Farmakologi redigera

Gramicidiner är jonoforer. Deras dimerer bildar jonkanalliknande porer i cellmembran och cellulära organeller av bakterier och djurceller.[15] Oorganiska monovalenta joner, såsom kalium (K+) och natrium (Na+), kan färdas fritt genom dessa porer genom diffusion. Detta förstör vitala jonkoncentrationsskillnader, det vill säga jongradienter, mellan membran och dödar därmed cellen via olika effekter. Till exempel stoppar jonläckage i mitokondrier mitokondriell ATP-produktion i celler med mitokondrier.[16]

Referenser redigera

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Gramicidin, 10 oktober 2022.

Noter redigera

  1. ^ [a b c] The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals (12th). Merck. 1996. Sid. 712. ISBN 0911910123. OCLC 34552962. 
  2. ^ [a b c] ”The linear pentadecapeptide gramicidin is assembled by four multimodular nonribosomal peptide synthetases that comprise 16 modules with 56 catalytic domains”. The Journal of Biological Chemistry 279 (9): sid. 7413–9. February 2004. doi:10.1074/jbc.M309658200. PMID 14670971. 
  3. ^ ”Solubilized gramicidin A as potential systemic antibiotics”. ChemBioChem 13 (1): sid. 51–5. January 2012. doi:10.1002/cbic.201100671. PMID 22113881. 
  4. ^ ”Efficacy and safety of a triple active sore throat lozenge in the treatment of patients with acute pharyngitis: Results of a multi-centre, randomised, placebo-controlled, double-blind, parallel-group trial (DoriPha)”. International Journal of Clinical Practice 72 (12): sid. e13272. December 2018. doi:10.1111/ijcp.13272. PMID 30329199. 
  5. ^ ”The efficacy and safety of topical polymyxin B, neomycin and gramicidin for treatment of presumed bacterial corneal ulceration”. The British Journal of Ophthalmology 88 (1): sid. 25–8. January 2004. doi:10.1136/bjo.88.1.25. PMID 14693766. 
  6. ^ Equine ophthalmology (2nd). Elsevier Saunders. 2011. Sid. 111, 190. ISBN 9781437708462. 
  7. ^ ”Studies on a bactericidal agent extracted from a soil bacillus: I. Preparation of the agent. Its activity in vitro”. The Journal of Experimental Medicine 70 (1): sid. 1–10. June 1939. doi:10.1084/jem.70.1.1. PMID 19870884. 
  8. ^ [a b] ”René Dubos: unearthing antibiotics”. The Journal of Experimental Medicine 203 (2): sid. 259. February 2006. doi:10.1084/jem.2032fta. PMID 16528813. 
  9. ^ ”Exchange of gramicidin between lipid bilayers: implications for the mechanism of channel formation”. Biophysical Journal 113 (8): sid. 1757–1767. 2017. doi:10.1016/j.bpj.2017.08.049. ISSN 0006-3495. PMID 29045870. Bibcode: 2017BpJ...113.1757L. 
  10. ^ ”Gramicidin from Bacillus brevis product No. G 5002”. sigmaaldrich.com. 1997-09-06. https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Product_Information_Sheet/2/g5002pis.pdf. 
  11. ^ ”gramicidin A. IV. Primary sequence of valine and isoleucine gramicidin A”. Journal of the American Chemical Society 86 (9): sid. 1862–1863. 1964. doi:10.1021/ja01063a049. ISSN 0002-7863. 
  12. ^ [a b c] ”Exploring the structural relationship between encapsulated antimicrobial peptides and the bilayer membrane mimetic lipidic cubic phase: studies with gramicidin A′”. RSC Advances 6 (73): sid. 68685–68694. 2016. doi:10.1039/C6RA13658C. Bibcode: 2016RSCAd...668685M. 
  13. ^ ”The gramicidin A transmembrane channel: a proposed pi(L,D) helix”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 68 (3): sid. 672–6. March 1971. doi:10.1073/pnas.68.3.672. PMID 5276779. Bibcode: 1971PNAS...68..672U. 
  14. ^ ”High-resolution conformation of gramicidin A in a lipid bilayer by solid-state NMR”. Science 261 (5127): sid. 1457–60. September 1993. doi:10.1126/science.7690158. PMID 7690158. Bibcode: 1993Sci...261.1457K. https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.7690158. 
  15. ^ ”N-terminally glutamate-substituted analogue of gramicidin A as protonophore and selective mitochondrial uncoupler”. PLOS ONE 7 (7): sid. e41919. 2012. doi:10.1371/journal.pone.0041919. PMID 22911866. Bibcode: 2012PLoSO...741919S. 
  16. ^ ”Gramicidin A: A New Mission for an Old Antibiotic”. Journal of Kidney Cancer and VHL 2 (1): sid. 15–24. 2015. doi:10.15586/jkcvhl.2015.21. PMID 28326255. 

Externa länkar redigera

Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Gramicidin&oldid=51624141”