Грамицидин - Gramicidin

Грамицидин А.gif
Грамицидин А-димер
Идентификаторы
Условное обозначение N / A
TCDB 1.D.1
OPM суперсемейство 65
Белок OPM 1грм
Грамицидин
Структура грамицидинов AB C.png
Структура грамицидина A, B и C (нажмите, чтобы увеличить)
Клинические данные
Код УВД
Идентификаторы
Количество CAS
PubChem CID
DrugBank
ChemSpider
UNII
КЕГГ
ЧЭМБЛ
ECHA InfoCard 100.014.355 Отредактируйте это в Викиданных
Химические и физические данные
Формула C 99 H 140 N 20 O 17
Молярная масса 1 882 0,332  г · моль -1
3D модель ( JSmol )
Температура плавления От 229 до 230 ° C (от 444 до 446 ° F)
Растворимость в воде 0,006 мг / л
  • C [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) ЧПУ (= O) [C @ H] (C (C) C) NC = O
  • InChI = 1S / C60H92N12O10 / c1-35 (2) 31-43-53 (75) 67-45 (33-39-19-11-9-12-20-39) 59 (81) 71-29-17- 25-47 (71) 55 (77) 70-50 (38 (7) 8) 58 (80) 64-42 (24-16-28-62) 52 (74) 66-44 (32-36 (3) 4) 54 (76) 68-46 (34-40-21-13-10-14-22-40) 60 (82) 72-30-18-26-48 (72) 56 (78) 69-49 ( 37 (5) 6) 57 (79) 63-41 (23-15-27-61) 51 (73) 65-43 / h9-14,19-22,35-38,41-50H, 15-18, 23-34,61-62H2,1-8H3, (H, 63,79) (H, 64,80) (H, 65,73) (H, 66,74) (H, 67,75) (H, 68,76) (Н, 69,78) (Н, 70,77) проверитьY
  • Ключ: IUAYMJGZBVDSGL-UHFFFAOYSA-N проверитьY
 ☒NпроверитьY (что это?) (проверить)  

Грамицидин , также называемый грамицидином D , представляет собой смесь ионофорных антибиотиков , грамицидинов А , В и С , которые составляют около 80%, 5% и 15% смеси соответственно. Каждая имеет 2 изоформы , поэтому в смеси имеется 6 различных типов молекул грамицидина. Их можно извлечь из почвенных бактерий Brevibacillus brevis . Грамицидины - это линейные пептиды с 15 аминокислотами . Это контрастирует с неродственным грамицидином S , который представляет собой циклический пептид.

Медицинское использование

Грамицидины действуют как антибиотики против грамположительных бактерий, таких как Bacillus subtilis и Staphylococcus aureus , но неэффективны против грамотрицательных бактерий, таких как кишечная палочка .

Грамицидины используются в лекарственных пастилках от боли в горле и в местных лекарствах для лечения инфицированных ран. Грамицидины часто смешивают с другими антибиотиками, такими как тирокидин и антисептики . Грамицидины также используются в глазных каплях при бактериальных инфекциях глаз. В каплях их часто смешивают с другими антибиотиками, такими как полимиксин B или неомицин . Множественные антибиотики повышают эффективность против различных штаммов бактерий. Такие глазные капли также используются для лечения глазных инфекций животных, например лошадей.

История

В 1939 году Рене Дюбо выделил тиротрицин . Позже было показано, что это смесь грамицидина и тироцидина . Это были первые антибиотики, производимые на коммерческой основе. Буква «D» в грамицидине D является аббревиатура «Дюбо», и была изобретена , чтобы дифференцировать смесь из грамицидина S .

В 1964 году Райнхардом Сарджесом и Бернхадом Виткопом была определена последовательность грамицидина А.

В 1971 г. Д. Урри предложил димерную структуру грамицидинов «голова к голове».

В 1993 г. структура димера грамицидина «голова к голове» в мицеллах и липидных бислоях была определена с помощью ЯМР в растворе и в твердом состоянии .

Строение и химия

Грамицидины A, B и C - нерибосомные пептиды , поэтому у них нет генов . Они состоят из 15 L- и D-аминокислот. Их аминокислотная последовательность:

формил -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- этаноламин

Y представляет собой L- триптофан в грамицидине A, L- фенилаланин в B и L- тирозин в C. X определяет изоформу . X представляет собой L- валин или L- изолейцин - в природных смесях грамицидинов A, B и C около 5% от общего количества грамицидинов составляют изоформы изолейцина.

Грамицидин спирали. Антипараллельные (слева) и параллельные двойные спирали и димер спирали, присутствующий в липидных бислоях. С и Н являются С- и N-терминалов .

Грамицидины образуют спирали. Чередование D- и L-аминокислот важно для образования этих структур. Спирали чаще всего встречаются в виде димеров « голова к голове» . 2 грамицидины также могут образовывать антипараллельные или параллельные двойные спирали, особенно в органических растворителях. Димеры имеют достаточные длину , чтобы охватить клеточные бислой липидов и , следовательно , функцию как ионные каналы -тип из ионофоров .

Смесь грамицидинов представляет собой твердое кристаллическое вещество. Его растворимость в воде минимальна, 6 мг / л, и он может образовывать коллоидные суспензии. Растворим в небольших спиртах , уксусной кислоте , пиридине , плохо растворим в ацетоне , диоксане , практически нерастворимом диэтиловом эфире и углеводородах .

Фармакологический эффект

Грамицидины - это ионофоры . Их димеры образуют поры, подобные ионным каналам, в клеточных мембранах и клеточных органеллах бактерий и клеток животных. Неорганические одновалентные ионы , такие как калий (K + ) и натрий (Na + ), могут свободно проходить через эти поры посредством диффузии . Это разрушает жизненно важные различия в концентрации ионов, то есть ионные градиенты между мембранами, тем самым убивая клетку посредством различных эффектов. Например, утечка ионов в митохондрии останавливает выработку митохондриального АТФ в клетках с митохондриями.

Грамицидины можно использовать в качестве местных антибиотиков в низких дозах, даже если они потенциально смертельны для клеток человека. Бактерии погибают при более низких концентрациях грамицидина, чем клетки человека. Грамицидины не используются внутрь, так как их значительное потребление может вызвать гемолиз и, среди прочего, быть токсичным для печени, почек, мозговых оболочек и обонятельной системы .

использованная литература