Gramicidine - Gramicidin

Gramicidine A.gif
Dimère de gramicidine A en tête-à-tête
Identifiants
symbole N / A
TCDB 1.D.1
superfamille OPM 65
protéine OPM 1grm
Gramicidine
Structure des Gramicidines AB C.png
Structure de la gramicidine A, B et C (cliquez pour agrandir)
Donnée clinique
code ATC
Identifiants
Numero CAS
CID PubChem
Banque de médicaments
ChemSpider
UNII
KEGG
ChEMBL
Carte d'information de l'ECHA 100.014.355 Modifiez ceci sur Wikidata
Données chimiques et physiques
Formule C 99 H 140 N 20 O 17
Masse molaire 1 882 .332  g·mol -1
Modèle 3D ( JSmol )
Point de fusion 229 à 230 °C (444 à 446 °F)
solubilité dans l'eau 0,006 mg/l
  • 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)CNC(=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)(H,69,78)(H,70,77) ChèqueOui
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La gramicidine , également appelée gramicidine D , est un mélange d' antibiotiques ionophores , gramicidine A , B et C , qui représentent respectivement environ 80 %, 5 % et 15 % du mélange. Chacun a 2 isoformes , donc le mélange a 6 types différents de molécules de gramicidine. Ils peuvent être extraits des bactéries du sol Brevibacillus brevis . Les gramicidines sont des peptides linéaires de 15 acides aminés . Ceci contraste avec la gramicidine S non apparentée , qui est un peptide cyclique.

Utilisations médicales

Les gramicidines agissent comme des antibiotiques contre les bactéries à Gram positif comme Bacillus subtilis et Staphylococcus aureus , mais pas bien contre les bactéries à Gram négatif comme E. coli .

Les gramicidines sont utilisées dans les pastilles médicinales pour les maux de gorge et dans les médicaments topiques pour traiter les plaies infectées. Les gramicidines sont souvent mélangées à d'autres antibiotiques comme la tyrocidine et les antiseptiques . Les gramicidines sont également utilisées dans les collyres pour les infections oculaires bactériennes. En gouttes, ils sont souvent mélangés à d'autres antibiotiques comme la polymyxine B ou la néomycine . Les antibiotiques multiples augmentent l'efficacité contre diverses souches de bactéries. Ces collyres sont également utilisés pour traiter les infections oculaires des animaux, comme les chevaux.

Histoire

En 1939, René Dubos a isolé la substance tyrothricine . Plus tard, il s'est avéré qu'il s'agissait d'un mélange de gramicidine et de tyrocidine . Ce sont les premiers antibiotiques à être fabriqués commercialement. La lettre "D" dans la gramicidine D est l'abréviation de "Dubos", et a été inventée pour différencier le mélange de la gramicidine S .

En 1964, la séquence de la gramicidine A a été déterminée par Reinhard Sarges et Bernhad Witkop.

En 1971, la structure dimère tête à tête des gramicidines a été proposée par DW Urry.

En 1993, la structure du dimère tête à tête de la gramicidine dans les micelles et les bicouches lipidiques a été déterminée par RMN en solution et à l'état solide .

Structure et chimie

Les gramicidines A, B et C sont des peptides non ribosomiques , ils n'ont donc pas de gènes . Ils se composent de 15 acides aminés L et D. Leur séquence d'acides aminés est :

formyle -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- éthanolamine

Y est le L- tryptophane dans la gramicidine A, la L- phénylalanine dans B et la L- tyrosine dans C. X détermine l' isoforme . X est la L- valine ou la L- isoleucine - dans les mélanges de gramicidines naturelles de A, B et C, environ 5% des gramicidines totales sont des isoformes d'isoleucine.

Hélices de gramicidine. Doubles hélices antiparallèles (à gauche) et parallèles et le dimère d'hélice présent dans les bicouches lipidiques. C et N sont des C- et N-terminaux .

Les gramicidines forment des hélices. L'alternance des acides aminés D et L est importante pour la formation de ces structures. Les hélices se présentent le plus souvent sous forme de dimères tête à tête . Les gramicidines 2 peuvent également former des doubles hélices antiparallèles ou parallèles, notamment dans les solvants organiques. Les dimères sont suffisamment longs pour couvrir les bicouches lipidiques cellulaires et fonctionnent ainsi comme des ionophores de type canal ionique .

Le mélange de gramicidine est un solide cristallin. Sa solubilité dans l'eau est minime, 6 mg/l, et il peut former des suspensions colloïdales . Il est soluble dans les petits alcools , l' acide acétique , la pyridine , peu soluble dans l' acétone , le dioxane , l' éther diéthylique pratiquement insoluble et les hydrocarbures .

Effet pharmacologique

Les gramicidines sont des ionophores . Leurs dimères forment des pores de type canal ionique dans les membranes cellulaires et les organites cellulaires des bactéries et des cellules animales. Les ions monovalents inorganiques , tels que le potassium (K + ) et le sodium (Na + ), peuvent traverser librement ces pores par diffusion . Cela détruit les différences de concentration en ions vitaux, c'est-à-dire les gradients d'ions , entre les membranes, tuant ainsi la cellule via divers effets. Par exemple, la fuite d'ions dans les mitochondries arrête la production d' ATP mitochondrial dans les cellules mitochondriales.

Les gramicidines peuvent être utilisées comme médicaments antibiotiques topiques à faibles doses, même si elles sont potentiellement mortelles pour les cellules humaines. Les bactéries meurent à des concentrations de gramicidine inférieures à celles des cellules humaines. Les gramicidines ne sont pas utilisées en interne, car leur apport important peut provoquer une hémolyse et être toxique pour le foie, les reins, les méninges et le système olfactif, entre autres effets.

Les références