ff1588d761d55f48f61a52249e1dcc24

Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Gramicidine</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Gramicidine</span></h1>

</header>

</div>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Gramicidin A (<i>Bacillus brevis</i>)

</th></tr>

</td></tr>

<tr>

<p>Vorhandene Strukturdaten: <span class=""><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/1mag">1mag</a></span>, <span class=""><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/1nrm">1nrm</a></span>, <span class=""><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/1jno">1jno</a></span>, <span class=""><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/1nru">1nru</a></span>, <span class=""><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/1mic">1mic</a></span>

</p>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Molare_Masse" title="Molare Masse">Masse</a>/Länge <a href="Prim%C3%A4rstruktur" title="Primärstruktur">Primärstruktur</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">15 Aminosäuren

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Bezeichner

</th></tr>

<tr>

<td>Externe IDs

</td>

<ul><li><a href="CAS-Nummer" title="CAS-Nummer">CAS-Nummer</a>: <span title="Untervorlage eingebunden: CASRN"></span><a rel="nofollow" class="external text" href="https://commonchemistry.cas.org/detail?cas_rn=1405-97-6">1405-97-6</a><span class="editoronly" style="display:none;"></span></li></ul>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Arzneistoffangaben

</th></tr>

<tr>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="DrugBank" title="DrugBank">DrugBank</a>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td>Wirkstoffklasse

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">Antibiotikum

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Transporter-Klassifikation

</th></tr>

<tr>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Membrantransport" title="Membrantransport">Bezeichnung</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">Gramicidin A-Kanal

</td></tr>

</tbody></table><p><span class="editoronly" style="display:none;"></span>

</p><p><b>Gramicidine</b> sind von Bakterien gebildete <a href="Peptid" title="Peptid">Peptid</a>-<a href="Antibiotika" class="mw-redirect" title="Antibiotika">Antibiotika</a>.

Für Arzneistoffe werden von dem <a href="Bakterium" class="mw-redirect" title="Bakterium">Bakterium</a> <i>Bacillus brevis</i> gebildete Gramicidine genutzt. Aus dem <a href="Grampositiv" class="mw-redirect" title="Grampositiv">grampositiven</a> Bodenbakterium lassen sich zwei strukturell und funktionell verschiedene Gramicidine isolieren: <b>Gramicidin D</b> (nach dem Entdecker <i><a href="Ren%C3%A9_Dubos" title="René Dubos"><u>D</u>ubos</a></i>) und <b>Gramicidin S</b> (nach dem Land des Entdeckers <a href="Georgi_Franzewitsch_Gause" title="Georgi Franzewitsch Gause">Georgi Gause</a> <i><u>S</u>owjetunion</i>).

</p><p>Das Bakterium <i>Aneurinibacillus migulanus</i> bildet das Gramicidin S. Eine Untersuchung ergab, dass das Bakterium gegen den Pilzbefall von Gurken durch den Falschen Mehltau eingesetzt werden kann.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Struktur">Struktur</h2></div>

<p><b>Gramicidin D</b> ist ein Gemisch aus Gramicidin A, B und C. Es ist ein lineares Pentadeka-Peptid mit der Primärsequenz:

<a href="Ameisens%C3%A4ure" title="Ameisensäure">Formyl</a>–<small>L</small>-<a href="Valin" title="Valin">Val</a><sub>1</sub>–<small>D</small>-<a href="Glycin" title="Glycin">Gly</a><sub>2</sub>–<small>L</small>-<a href="Alanin" title="Alanin">Ala</a><sub>3</sub>–<small>D</small>-<a href="Leucin" title="Leucin">Leu</a><sub>4</sub>–<small>L</small>-Ala<sub>5</sub>–<small>D</small>-Val<sub>6</sub>–<small>L</small>-Val<sub>7</sub>–<small>D</small>-Val<sub>8</sub>–<small>L</small>-<a href="Tryptophan" title="Tryptophan">Trp</a><sub>9</sub>–<small>D</small>-Leu<sub>10</sub>–<small>L</small>-<b>Xxx</b><sub>11</sub>–<small>D</small>-Leu<sub>12</sub>–<small>L</small>-Trp<sub>13</sub>–<small>D</small>-Leu<sub>14</sub>– <small>L</small>-Trp<sub>15</sub>–<a href="Ethanolamin" class="mw-redirect" title="Ethanolamin">Ethanolamin</a>,

wobei Gramicidin A <a href="Tryptophan" title="Tryptophan">Tryptophan</a> (Trp), Gramicidin B <a href="Phenylalanin" title="Phenylalanin">Phenylalanin</a> (Phe) und Gramicidin C <a href="Tyrosin" title="Tyrosin">Tyrosin</a> (Tyr) an Position 11 im Peptid enthält. Die alternierende stereochemische Konfiguration (<small>L</small>- und <small>D</small>-Form) der Aminosäuren ist notwendig für die Bildung einer <a href="%CE%92-Helix" title="Β-Helix">β-Helix</a> in Membranen. Die weitere Unterteilung in A1 und A2, B1 und B2 sowie C1 und C2 kommt dadurch zustande, dass in der Position 1 anstelle von <a href="Valin" title="Valin">Valin</a> auch <a href="Isoleucin" title="Isoleucin">Isoleucin</a> vorkommen kann.

</p><p><b>Gramicidin S</b> hingegen ist ein cyclisches Deka-Peptid mit der Primärsequenz: [–<small>L</small>-Val–<small>L</small>-<a href="Ornithin" title="Ornithin">Orn</a>–<small>L</small>-Leu–<small>D</small>-<a href="Phenylalanin" title="Phenylalanin">Phe</a>–<small>L</small>-<a href="Prolin" title="Prolin">Pro</a>–]<sub>2</sub>. Auch Gramicidin J1 und Gramicidin J2 weisen eine Ringstruktur auf.

</p>

<th colspan="5">Lineare Gramicidine

</th></tr>

<tr>

</td></tr>

<th>Gramicidin

</th>

<td>Summenformel

</td>

<td>Molmasse

</td>

<td>X

</td>

<td>Y

</td></tr>

<tr>

</td>

</td>

<td>1882

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

</td>

</td>

<td>1896

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

</td>

</td>

<td>1843

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

</td>

</td>

<td>1857

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

</td>

</td>

<td>1859

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

</td>

</td>

<td>1873

</td>

</td>

</td></tr>

<th colspan="6">Cyclische Gramicidine

</th></tr>

<th>Gramicidin

</th>

<td colspan="5">Ringstruktur

</td></tr>

<tr>

</td>

<td colspan="4">┌<code><small>L</small>-Val</code>–<code>L-Orn</code>–<code>L-Leu</code>–<code>D-Phe</code>–<code>L-Pro</code>–<code>L-Val</code>–<code>L-Orn</code>–<code>L-Leu</code>–<code>D-Phe</code>–<code>L-Pro</code>┐<br> └────────────────────────────────────────────────────────┘

</td></tr>

<tr>

</td>

<td colspan="4">┌<code>L-Val</code>–<code>D-Orn</code>–<code>D-Phe</code>–<code>D-Leu</code>–<code>L-Phe</code>–<code>L-Pro</code>–<code>D-Orn</code>┐<br> └───────────────────────────────────────┘

</td></tr>

<tr>

</td>

<td colspan="4">┌<code>L-Val</code>–<code>L-Orn</code>–<code>D-Leu</code>–<code>D-Phe</code>–<code>L-Pro</code>–<code>D-Orn</code>┐<br> └─────────────────────────────────┘

</td></tr>

</tbody></table>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Entdeckungsgeschichte">Entdeckungsgeschichte</h2></div>

<p>Gramicidin D wurde erstmals 1940 von <a href="Ren%C3%A9_Dubos" title="René Dubos">René Dubos</a><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> und Gramicidin S erstmals 1944 von Braschnikowa und <a href="Georgi_Franzewitsch_Gause" title="Georgi Franzewitsch Gause">Georgi Gause</a><sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> aus dem Kulturüberstand von <i>Bacillus brevis</i> isoliert. Gramicidin D wird selbst nicht am <a href="Ribosom" title="Ribosom">Ribosom</a>, sondern über die <a href="Nichtribosomales_Peptid" title="Nichtribosomales Peptid">nichtribosomale Peptidsynthese</a> synthetisiert.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die Synthesemaschinerie setzt sich aus einem cytoplasmatischen Multienzymkomplex zusammen. Diese Synthese ist jedoch etwas <i>ungenauer</i> als die ribosomale, wodurch wohl die Unterschiede in Gramicidin A, B und C entstehen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Wirkungsmechanismus">Wirkungsmechanismus</h2></div>

<p>Seine <a href="Bakterizid" title="Bakterizid">bakterizide</a> Wirkung als <a href="Porenbildendes_Toxin" title="Porenbildendes Toxin">porenbildendes Toxin</a> kommt durch Einlagerung des <a href="Lipophil" class="mw-redirect" title="Lipophil">lipophilen</a> <a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">Moleküls</a> in <a href="Zellmembran" title="Zellmembran">Zellmembranen</a> zustande: Zwei Moleküle Gramicidin bilden einen <a href="Ionenkanal" title="Ionenkanal">Ionenkanal</a> zwischen dem <a href="Zytoplasma" class="mw-redirect" title="Zytoplasma">Zytoplasma</a> und dem Zelläußeren. Dieser Kanal ist spezifisch für einwertige (monovalente) Kationen wie z. B. Kalium, lässt jedoch zweiwertige (divalente) Kationen sowie Anionen nicht durch. Dadurch setzt ein unregulierter Ionenfluss in Richtung des jeweiligen Konzentrations- und <a href="Elektrochemischer_Gradient" title="Elektrochemischer Gradient">elektrochemischen Gradienten</a> ein, der zum Zelltod führt. Je nach Konzentration reicht die Wirkung von einem Absenken der Membranfluidität und Aktivierung/Inhibierung membranständiger Enzyme über geänderte Ionenpermeabilität bis hin zu einer völligen Zerstörung der Membran. Dadurch wirkt Gramicidin sowohl für <a href="Prokaryotisch" class="mw-redirect" title="Prokaryotisch">prokaryotische</a> als auch für <a href="Eukaryotisch" class="mw-redirect" title="Eukaryotisch">eukaryotische</a> Zellen giftig.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verwendung">Verwendung</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Arzneistoff">Arzneistoff</h3></div>

<p>Gramicidin D wird als Antibiotikum vor allem in Kombinationspräparaten zur äußerlichen Anwendung (<a href="Auge" title="Auge">Auge</a>, <a href="Ohr" title="Ohr">Ohr</a>, <a href="Nase" title="Nase">Nase</a>, <a href="Haut" title="Haut">Haut</a>) angewendet. Der Arzneistoff (<a href="International_Nonproprietary_Name" class="mw-redirect" title="International Nonproprietary Name">Freiname</a> Gramicidin) besteht zu mindestens 95 % in Summe aus den linearen Gramicidinen A1, A2, B1, C1 und C2. Daran macht Gramicidin A1 mit mindestens 60 % den Hauptanteil aus, Gramicidin B2 ist als Verunreinigung zu maximal 2 % enthalten.

</p><p>Das natürlich vorkommende Gemisch von Gramicidin und Tyrocidin nennt man <a href="Tyrothricin" title="Tyrothricin">Tyrothricin</a>. Es wird vor allem bei <a href="Infektion" title="Infektion">Infektionen</a> in <a href="Mundh%C3%B6hle" title="Mundhöhle">Mundhöhle</a> und <a href="Rachen" title="Rachen">Rachen</a> (Lutschtabletten) oder zur Wundbehandlung (Gel/Puder) verwendet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Biochemie">Biochemie</h3></div>

<p>In der Forschung wird Gramicidin unter anderem bei der elektrophysiologischen Untersuchung von Zellen angewandt. Bei der sogenannten <i>perforated patch</i>-Technik (eine Variante der <a href="Patch-Clamp-Technik" title="Patch-Clamp-Technik">Patch-Clamp-Technik</a>) wird eine Glas-Pipette mit einer leitenden Lösung gefüllt, welche außerdem Gramicidin enthält. Wird die Spitze dieser Pipette auf eine Zellmembran aufgesetzt, bildet das Gramicidin Poren/Kanäle in der Membran der zu untersuchenden Zelle, womit ein leitender Kontakt zwischen Messpipette und Zelle hergestellt wird. Da die entstehenden Kanäle für Ionen durchlässig sind, nicht aber für größere Zellbestandteile, können die elektrischen Eigenschaften einer Zelle gemessen werden, ohne gravierende Veränderungen des intrazellulären Milieus (bei der herkömmlichen Patch-Clamp-Technik wird dagegen das intrazelluläre Milieu stark verändert).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Kontraindikationen">Kontraindikationen</h2></div>

<p>Bei Verdacht auf Verbindung des Anwendungsgebiets mit dem <a href="Liquorraum" class="mw-redirect" title="Liquorraum">Liquorraum</a> oder den <a href="Hirnhaut" class="mw-redirect" title="Hirnhaut">Hirnhäuten</a> darf Gramicidin nicht angewendet werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Fertigarzneimittel">Fertigarzneimittel</h2></div>

<p><b><a href="Kombinationspr%C3%A4parat" title="Kombinationspräparat">Kombinationspräparate</a></b>

</p>

<ul><li>mit Polymyxin-B und <a href="Neomycin" title="Neomycin">Neomycin</a> bzw. <a href="Bacitracin" title="Bacitracin">Bacitracin</a>: Neosporin (CH), Polyspectran (D)</li>

<li>mit Dexamethason: Sofradex (CH)</li>

<li>mit Fluocinonid, Neomycin, Nystatin: Mycolog (CH), Topsym polyvalent (CH)</li></ul>

<p><b>Monopräparate</b>

</p>

<ul><li>nur im natürlichen Gemisch mit Tyrocidin als <a href="Tyrothricin" title="Tyrothricin">Tyrothricin</a>: Dorithricin (D), Lemocin (D), Tyrosur (D)</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>B.A. Wallace: <i>Gramicidin channels and pores</i>. In: <i>Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem.</i>, Band 19, 1990, S. 127–157. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1694667?dopt=Abstract">PMID 1694667</a>.</li>

<li>Andrea Vescovi: <i>Synthese, Struktur- und Funktionsuntersuchung von THF-Gramicidin Hybrid-Ionenkanälen</i>. Logos Verlag, Berlin 2002, ISBN 3-8325-0068-5.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Commons"></span></span></div><b><span class=""><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Gramicidin?uselang=de"><span lang="en">Commons</span>: Gramicidine</a></span></b> – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien</div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Christina Schuster und Annegret Schmitt: <i>Efficacy of a bacterial preparation of Aneurinibacillus migulanus against downy mildew of cucumber (Pseudoperonospora cubensis)</i> In: <i>Eur J Plant Pathol</i>, November 2017. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/s10658-017-1385-4">10.1007/s10658-017-1385-4</a></span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">R.D. Hotchkiss, R.J. Dubos: <i>Fractionation of the bactericidal agent from cultures of a soil bacillus</i>. In: <i>J. Biol. Chem.</i>, Band 132, 1940, S. 791–792. <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r261891140">

/* start https://de.wikipedia.org/ */

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/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20070929121202/http://www.jbc.org/cgi/reprint/132/2/791.pdf">jbc.org</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 29. September 2007 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>) (PDF)</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">R.D. Hotchkiss, R.J. Dubos: <i>Chemical Properties of bactericidal substances isolated from cultures of a soil bacillus</i>. In: <i>J. Biol. Chem.</i>, Band 132, 1940, S. 793–794. <a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20070929103007/http://www.jbc.org/cgi/reprint/132/2/793.pdf">jbc.org</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 29. September 2007 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>) (PDF)</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">G.F. Gause, M.G. Brazhnikova. In: <i><a href="Nature" title="Nature">Nature</a></i>, Band 154, 1944, S. 703.</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20140125040259/http://www.ggause.com/gausbio.htm">Georgy Gause.</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 25. Januar 2014 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>) Gause Journal</span>

</li>

</ol>

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Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema. Er dient weder der Selbstdiagnose noch wird dadurch eine Diagnose durch einen Arzt ersetzt. Bitte hierzu den Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten!</div>

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