Kanamycin
Kanamycin ist ein antibiotisch wirksamer Arzneistoff, der als Hauptbestandteil fast ausschließlich Kanamycin A enthält. Begleitend treten Kanamycin B und C auf. Es wird hauptsächlich lokal angewendet, insbesondere bei Infektionen des Auges.
| Strukturformel | ||||||||||||||||||||||
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| Kanamycin A | ||||||||||||||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||||||||||||||
| Freiname | Kanamycin | |||||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C18H36N4O11 | |||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißer Feststoff[1] | |||||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||||||||
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| Arzneistoffangaben | ||||||||||||||||||||||
| ATC-Code | ||||||||||||||||||||||
| Wirkstoffklasse | ||||||||||||||||||||||
| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||
| Molare Masse | 484,50 g·mol−1 | |||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | |||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt |
>175 °C (Zersetzung)[1] | |||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||||||||||||||
Zusammensetzung
BearbeitenKanamycin stellt ein Gemisch aus den strukturell sehr ähnlichen Kanamycinen A, B und C dar.
| Name | Allgemeine Grundstruktur | R1 | R2 | R3 | R4 |
|---|---|---|---|---|---|
| Kanamycin A | 
|
–OH | –OH | –OH | –NH2 |
| Kanamycin B | –NH2 | –OH | –OH | –NH2 | |
| Kanamycin C | –NH2 | –OH | –OH | –OH |
Arzneilich verwendetes Kanamycin, das in Form der jeweiligen Kanamycinsulfate[2][3][4][5] eingesetzt wird, besteht zu ca. 98 % aus Kanamycin A.[6] Im begleitend vorkommenden Kanamycin C ist 6-D-Glucosamin durch 2-D-Glucosamin ersetzt. Das Europäische Arzneibuch begrenzt den Anteil des stärker toxischen Kanamycins B auf maximal 4 %.[7]
Eigenschaften
BearbeitenKanamycin ist ein Aminoglykosid-Antibiotikum aus der Streptomyceten-Gattung Streptomyces kanamyceticus, aus der es erstmals 1957 isoliert wurde.[8] Das Wirkspektrum umfasst insbesondere aerobe gramnegative Keime. Es besteht eine weitgehende Kreuzresistenz von Kanamycin mit Neomycin und eine partielle Kreuzresistenz mit anderen Aminoglykosid-Antibiotika wie Streptomycin und Gentamycin.[9]
Kanamycin wirkt bei systemischer Anwendung oto- und nephrotoxisch.[10]
Verwendung
BearbeitenMedizinisch
BearbeitenDie ersten Handelspräparate waren Kanamycin (von Grünenthal), Kanamytrex (von Boehringer Ingelheim) und Resistomycin (von Bayer).[11]
In Deutschland wird Kanamycinsulfat in der Humanmedizin in Form von Augentropfen und -salben zur lokalen Behandlung bakterieller Infektionen des Auges (z. B. bei einer Bindehautentzündung) eingesetzt. In den USA waren von Kanamycin auch Darreichungsformen zur oralen und parenteralen Anwendung (Handelsname Kantrex) im Handel. Ferner dient Kanamycin als Reserveantibiotikum unter anderem für die Behandlung multiresistenter Tuberkulose.
In der Veterinärmedizin wird Kanamycin als Reserveantibiotikum zur Behandlung von Magen-Darm-Infektionen durch Kanamycin-empfindliche Erreger bei Hunden und Katzen sowie in Kombination mit Spiramycin bei akuten und chronischen, gegen andere Therapien resistente Mastitiden verwendet.
Gentechnik
BearbeitenWeit verbreitet ist Kanamycin in der Gentechnik als Selektionsantibiotikum. Gentechnisch veränderte Mikroorganismen wie Escherichia coli oder Chloroplasten-DNA von genmodifizierten Pflanzen werden zusätzlich zu den interessierenden Genen mit Resistenzgenen gegen Kanamycin ausgestattet.[12] Im Gegensatz zu den meisten anderen Antibiotika wirkt Kanamycin auch auf Pflanzen toxisch. Entsprechend kann beim Arbeiten mit transgenen Pflanzen und einer entsprechenden Versuchsdurchführung auch auf Kanamycin-Selektionsmedien zurückgegriffen werden. Somit werden veränderte gegenüber nativen Organismen erkannt, wenn unter Kanamycin kultiviert wird.[13] Kanamycin-Resistenzen treten daher im Umfeld gentechnisch veränderter Anpflanzungen gehäuft auf.[14]
Auch andere Antibiotika wie Ampicillin oder Tetracycline werden als Selektionsmarker an Bakterien eingesetzt.
Wirkungsweise
BearbeitenKanamycin durchdringt die bakteriellen Zellmembranen durch passive Diffusion oder durch (sauerstoffabhängigen) aktiven Transport. Es lagert sich an die 30S-Untereinheit membranassoziierter Ribosomen an und hemmt damit die bakterielle Proteinsynthese.
Handelsnamen
Bearbeiten- Kanamycin-POS (D)
Weblinks
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Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b c d Eintrag zu Kanamycin A bei Toronto Research Chemicals, abgerufen am 11. September 2021 (PDF).
- ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycinmonosulfat-Monohydrat: CAS-Nr.: 5965-95-7, PubChem: 56841873, ChemSpider: 32697394, Wikidata: Q27231440. C18H36N4O11 · H2SO4 · H2O (Kanamycinmonosulfat Ph. Eur.)
- ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycinsulfat, mit Angaben zum Schwefelsäure-Gehalt: CAS-Nr.: 3847-27-6, EG-Nr.: 223-347-1, Wikidata: Q120176652. C18H36N4O11 · x H2SO4 (Saures Kanamycinmonosulfat Ph. Eur., Kanamycin acid sulfate Ph. Eur.)
- ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycindisulfat: CAS-Nr.: 64013-70-3, EG-Nr.: 613-414-7, ECHA-InfoCard: 100.123.349, PubChem: 24721551, Wikidata: Q72515067. C18H36N4O11 · 2 H2SO4 (Kanamycin acid sulfate Int. Ph.)
- ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycinsulfat: CAS-Nr.: 25389-94-0, EG-Nr.: 246-933-9, ECHA-InfoCard: 100.042.652, GESTIS: 135133, PubChem: 441374, ChemSpider: 390116, Wikidata: Q27107073. C18H36N4O11 · H2SO4 (Kanamycin Sulfate USP)
- ↑ T. Dingermann, K. Hiller, G. Schneider, I. Zündorf: Schneider Arzneidrogen. 5. Auflage. Elsevier 2004, ISBN 3-8274-1481-4, S. 547 f.
- ↑ Europäisches Arzneibuch 10. Ausgabe, Grundwerk (Ph. Eur. 10.0), S. 4444: Monografie „Kanamycinmonosulfat“. Deutscher Apotheker Verlag, 2020.
- ↑ Karl Wurm, A. M. Walter: Infektionskrankheiten. In: Ludwig Heilmeyer (Hrsg.): Lehrbuch der Inneren Medizin. Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1955, 2. Auflage ebenda 1961, S. 9–223, hier: S. 54.
- ↑ Fachinformation Kanamycin-POS Augentropfen/Augensalbe, Ursapharm. Stand: Dezember 2020.
- ↑ Kantrex auf drugs.com, abgerufen am 6. August 2021.
- ↑ Karl Wurm, A. M. Walter: Infektionskrankheiten. In: Ludwig Heilmeyer (Hrsg.): Lehrbuch der Inneren Medizin. 1961, S. 54.
- ↑ Helaine Carrer, Tish Noel Hockenberry, Zora Svab, Pal Maliga: Kanamycin resistance as a selectable marker for plastid transformation in tobacco. In: Molecular and General Genetics, Band 241, Nr. 1, 1993, S. 49–56.
- ↑ Xu ShuAng, Chu YunXia, Zhang Hui, Zhu LongYing, Zhu WeiMin: GMO detection in eight different tomato varieties by using qualitative PCR technique and Kanamycin-resistance. In: Genomics and Applied Biology, Band 28, Nr. 4, 2009, S. 765–769.
- ↑ Markus Woegerbauer, Josef Zeinzinger, Richard Alexander Gottsberger, Kathrin Pascher, Peter Hufnagl, Alexander Indra, Reinhard Fuchs, Johannes Hofrichter, Ian Kopacka, Irina Korschineck, Corina Schleicher, Michael Schwarz, Johann Steinwider, Burkhard Springer, Franz Allerberger, Kaare M. Nielsen, Klemens Fuchs: Antibiotic resistance marker genes as environmental pollutants in GMO-pristine agricultural soils in Austria. In: Environmental Pollution, Band 206, 2015, S. 342–351, doi:10.1016/j.envpol.2015.07.028.