Makrolid antibiotikumok Közös tulajdonságok: - nagy laktongyűrű - aminocukor + valódi cukor - bázikusak (-NH2), sóképzés - bioszintézis: poliketid típusú - támadáspont: riboszóma 50S
Eritromicin 1952, Mc Guire izolálta Str. erythreusból Szerkezet: (A) CH3 CH3
CH3
O
N CH3
OH
O CH3
OH O OH
O
OH
CH3
Tulajdonságok: glucoheptonát
-
12
CH3 kladinóz
CH3 laktongyûrû
O B: 12-OH helyett 12-H C: kladinóz helyett mikaróz ( -O-CH3 helyett -OH)
CH2 CH3
CH3
sóképzés
dezózamin
OH
O
O
CH3 CH3
O
(terc.
N),
sztearát,
laktobionát,
laurilszulfát,
- semleges pH-n stabil, savra, lúgra, hőre bomlik, sói stabilabbak - a szabad bázis vízben rosszul oldódik Bioszintézis: poliketid szintézis = hibás zsírsavszintézis A tipikus zsírsavszintézis: CoA-S-CO-CH3 + CO2 +ATP Enzim-S-CO-R + malonil-CoA Enzim-S-C-CH2-C-R + CO2 + CoASH O O Enzim-S-C-CH2-CH-R O OH Enzim-S-C-CH=CH-R + H2O O Enzim-S-C-CH2-CH2-R O
CoA-S-CO-CH2-COOH (malonil-CoA)
körfolyamat
Ugyanez propionillal és metil-malonillal is megy. A poliketid szintéziseknél nem megy végig a redukció, valamelyik lépcsőn megáll.
Az eritromicinnél 1 propionil (láncindítás) + 6 metil-malonil csoport épül be: O
O
O O
OH
5 NADPH (red.)
O O S Enzim
O
OH
OH
izomerizálás, hidroxilezés, gyûrûzárás
CH2 CH3
O
O OH
O CH2 CH3
OH
A cukorrészek külön (G-6-P-bõl): CH2OH O OH
CH2
OH
OH
O OH
-H2O
OH
CH3 O OH
OH
O
OH OH
OH
H2 OH
OH
OH
CH3 O OH -H2O
OH
OH OH
CH3
O OH
O OH CH3
CH3 OH O OH
O OH
OH
OH
O
CH3
O
O OH
CH3 OH
OH
OH
O
OH CH3
O
O OH
O OH CH3 OH NH
CH3
OH CH3
OH
O OH
CH3 OH
OH
O OH
O OH
CH3 OCH3
CH3 CH3 mikaróz
CH3 kladinóz
dezózamin
N
CH3
Előállítás: fermentáció, prekurzor: propionsav, propilalkohol Hatásmód: riboszóma 50S alegységének egy fehérjéjéhez kötődik. A kötésben zavarják egymást a kloramfenikollal és a tetraciklinekkel. Hatásspektrum: Gram +, coccus-ok Rezisztencia: gyorsan kialakul, egylépcsős Kinetika: felszívódás: saválló sók nagyrészben, a max. 2-3 óra, felezési ideje 2-3 óra kötődés: 40-60% kiürülés: epével 20-30%, vizelettel 2-15%, széklettel Adagolás: orálisan, 1-2 g/nap, 4 részletben
OH
Oleandomicin (Spiramicin) Oletetrin: kombináció, Oleandomicin és tetrán együtt.
Tylosin Takarmány adalék
PRIMYCIN A PRIMYCIN története és néhány tulajdonsága
Magyarországon Vályi-Nagy irányításával indult a szervezett antibiotikum kutatás. Az izolált primycin, penicilsav, achoricinek, flavofungin, desertomycin, grubilin antibiotikumok közül a primycinnel foglalkoztak behatóbban, mert mind a törzs, mind a hatóanyag új volt. A primycin az Ebrimicin®zselé és krém hatóanyaga. A primycinről, mint az első magyar antibiotikumról Vályi-Nagy és munkatársai először 1954-ben a Nature-ben, majd 1956-ban a Pharmazie-ban számoltak be. A hatóanyagot termelő törzs a viaszmoly (Galeria melonella) béltraktusából izolálták, majd „homokkultúrában” konzerválták. Szabó G. és Preobrazsenszkaja 1962-ben Actinomyces primycini n-spnek identifikálta. E törzs a jelenlegi törzs sterilis holotipusa volt. A gazdagon sporuláló, ipari szinten termelő törzs szelektivitásáról Vályi-Nagy és Kulcsár 1969ben számolt be.A törzs taxonómiai besorolása Szabó I. és munkatársaitól származik, és a törzset Thermomonospora galeriensis comb. nov. néven FBUA 1274. sorszámmal deponálták. Az Ebrimicin® már az első vizsgálatok szerint kitűnt a Gram-pozitív mikroorganizmusok és a pathogén, valamint apathogén Mycobacktérium törzsek elleni nagy hatékonyságával. Az azóta eltelt időben számos kutató által végzett antimikrobás vizsgálatok eredményeként megállapítható, hogy az antimikrobás spektruma igen széleskörű: a Gram-pozitív baktériumokra (beleértve a más hatóanyagokra rezisztens és polirezisztens törzseket is), valamint a Mycobacktérium törzsekre igen alacsony koncentrációban „cid” hatású, és hat a sarjadzó és fonalas gombákra, vibriókra, egyes algák, protozoonok és makrovírusok ellen is. Magasabb koncentrációban hatásos a Gram-negatív baktérium törzsekre is, beleértve a rezisztens és polirezisztens törzseket is. Az Ebrimicin® készítményben a főkomponens, a primycin A primycin az Ebrimicin® készítményben primycin szulfát formában van jelen; mely a Thermopolyospora galeriensis Actinomyceta törzs által termelt, több biológiailag aktív komponens szulfátjának keveréke.
A primycin szerkezetiképlete: n-C4H9 OH
O
CH3
OH
OH
OH
CH3
O H3C
CH3
CH3
OH
NH
OH
C H2N
OH
OH
OH
OH H CH2OH H HO H O H O
.1/2SO42-
OH
+ NH2
A összegképlete:
primycin
(C55H104N3O17)2SO4
A primycin kémiai neve: 18-arabinozil-2-butil-3,7,11,15,19,21,23,25,27,37-dekahidroxi-4,16,32,34,36pentametil-tetrakonta-16,32-dién-35-O-lakton-40-guanidin szulfát {5-/19-(α-D-Arabinofuranoziloxi)-35-butil-10,12,14,16,18,22,26,30,34nonahidroxi-3,5,21,33-tetrametil-36-oxooxaciklohezatriakonta-4,40-dién-2-il/-4hidroxihezil}-guanidin szulfát A primycin kémiája Az Ebrimicin® (Primycin) egy antibiotikum komplex, mely három főkomponensből [primicin A, B, C], valamint 12-15 minor komponensből áll, melyek a főkomponens homológjai. Így a szerkezeti képlete a következő:
R2 OH
O
CH3
OH
OH
OH
CH3
O H3C
R1 CH3
CH3
OH
NH
OH
C H2N
OH
OH
OH
+ NH2
A komponensnél az R1=O-arabinóz B komponensnél az R1=-H C komponensnél az R1=-OH •
OH
.1/2SO42-
Ahol: A1B1C1-nél R2=butil csoport A2B2C2-nél R2=pentil csoport A3B3C3-nél R2=hexil csoport
A primycin a nem polién-tipusú makrolidlaktonok csoportjához tartozik. A legnagyobb 36 tagú gyűrűs szerkezetével, továbbá hogy a gyűrűhöz a guanidin csoport mellett arabinóz is kapcsolódik, egyedülálló.
• • • • • • •
A primycin hőálló antibiotikum (főzhető, autoklávozható). Vízben rosszul (50µg/ml), szerves oldószerben jobban oldódik: Metanolban 2,000µg/ml 1,2-propilénglykolban 5,000µg/ml N-metil-2-pirrolidinben hőmérséklettől függően 10-18%-os oldat készíthető Adszorptív tulajdonságú, felületaktív, elektrolit érzékeny. A baktériumok többségénél a primycin hatékonyságának pH optimuma pH8-as értéknél van. A Primycin minőségi követelményei
• • • • • • • • • •
Külső: Drappos- vagy sárgásfehér színű por pH: 0,1%-os vizes szuszpenzióban pH=4,0-6,0 Nehézfémek: Legfeljebb 50µg/g(=0,005%)vasat, illetve (=0,001%) ólomot tartalmazhat. Komponensarány:A VRK módszerrev végzett komponensarány: Σ„A” főkomponens 58-77% „B” főkomponens 13-18% Biológiai érték: A szárított anyagból legalább 850E/mg. Szárítási veszteség: Legfeljebb 5,0% lehet 110˚C-n, 2 óra alatt. Szulfáthamu: Legfeljebb 5,0% lehet. Ártalmatlansági vizsgálat: i.p. LD50=legalább 20mg/testsúly kg.
10µg/g
A Primycin más nevei: Reducin, Valycin, Ebrimycin, Debricin. A Primycin szintézise Az 1961.december 15-én megjelent szababadalomban a primycint fermentációs úton, Streptomyces primicini gombatörzs tenyésztésével nitrogén- és szénforrást, valamint szervetlen sókat tartalmazó folyékony táptalajon, pl. alámerülő kultúrával termelték. A fermentáció befejezésével barnássárga színű, jellegzetes szagú, lúgos kémhatású fermentációs levet kaptak. A hatóanyag fermentációs léből való elkülönítését vagy vízzel nem keveredő alkohollal végzett extrakcióval, vagy ún. csapadékos adszorpcióval történt. Az 1967. július 20-án megjelent szababadalom a primycin termelésére a Thermopolyospora galeriensis törzset alkalmazza az alacsony termelőképességű Streptomyces primicini törzzsel szemben. Információim szerint napjainkban is a Thermopolyospora galeriensis törzset használják a primycin előállítására. /A teljes szabadalmi leírások a függelékben megtalálhatóak./ Az Ebrimicin® hatásmechanizmusa Az Ebrimicin® hatásmódját többen vizsgálták. A vizsgálatok egyértelműen igazolták, hogy az Ebrimicin® hatása specifikus jellegű membránkárosító hatásra vezethető vissza: alacsonyabb koncentrációjú Ebrimicin® csak a gram-pozitív mikroorganizmusokból képzett vezikulumok permeabilitását növeli meg a szubsztráttal szemben, a Gram-negatívokat nem. E különbséggel magyarázható az
Ebrimicin® antibakteriális spektruma. Magasabb Ebrimicin® koncentrációk a membrán ATP-áznak gátlószerei, ezzel magyarázható a Gram-negatív mikroorganizmusokkal szemben megfigyelt növekedés-gátlás. Felszívódási vizsgálatok Az Ebrimicin® egy nem-polién makrolid molekula, amely az antibiotikumok e csoportjának legnagyobb gyűrűvel rendelkező tagja. Feltehetően ezzel magyarázható az Ebrimicin® azon tulajdonsága, hogy még igen nagy adagba alkalmazva sem szívódik fel a bőrről vagy a gyomor-bél traktusból, melyet számos vizsgálat bizonyít. Az Ebrimicin® egyszeri és ismételt per os adagolás után sem volt kimutatható a kísérleti állatok (patkányok) véréből. Felszívódási vizsgálatokat végeztek ép és égett patkány bőrfelületén is, és egyik esetben sem volt az Ebrimicin® a vérből kimutatható. Az Ebrimicin® gél Az Ebrimicin® gél fő hatóanyaga a primycin. A gél hatóanyaga (a primycin) a Thermimonospora galeriensis (Mincromonospora) törzs által termelt antibiotikum. Ez egy szélesspektrumú kizárólag lokálisan alkalmazható eredeti magyar antibiotikum. Az Ebrimicin® gél összetétele a következő: Primycinium sulfuricum 20mg Lidocanium 200mg 10g alkoholtartalmú gélben A Gram-pozitív baktériumokra, és a polirezisztens törzsekre is baktericid hatású; a Gram-negatívokra bakteriosztatikus. A primycinnel szemben rezisztencia kialakulását ezidáig nem észlelték. Nem allergizál, konzerváló anyagokra és lanolinra túlérzékeny betegeken is alkalmazható. Rendkívül stabil, szobahőmérsékleten tárolva még oldataiban is évekig megőrzi hatékonyságát. Nem okoz sebváladék pangást. Kozmetikailag előnyös, hogy színtelen. In vivo kimutatták, hogy a primycin számos antibiotikum (penicillin, tetracyclin-származékok, streptomycin, neomycin) hatását fokozza.
ÖSSZEFOGLALÁS Részletek a MEDIKUS UNIVERSALIS SUPPLEMENTUMA XX.évfolyamámak 2. számából (1987 március):Ebrimycin®-gél szimpózium 1954-ben Vályi-Nagy, Uri, Szilágyi izolálta a „Streptomyces primicini”-t. 1962-ben Szabó és Preobazseknszkaja identifikálta az „Actinomyces primicinit”-t. 1969-ben Vályi-Nagy és munkatársai a törzs homokkultúrájából új, jobban termelő törzset szelektáltak „Termomonospora galeriensis comb. nov.”-ot.
Az 50-es években, amikor még alig néhány antibiotikummal rendelkeztek (bár köztük volt a penicillin, streptomycin, tetracyclin, chloramphenicol) egy új amtibiotikum felfedezése rendkívül nagyjelentőségű volt.
A Primycin kutatás 1987-es helyzete A makrolid antibiotikumok csoportjába tartozó primycint hosszú ideig egységes anyagnak vélték, és ezért szerkezetét egyetlen képlettel jellemezték:
n-C4H9 OH
O
CH3
OH
OH
OH
CH3
O H3C
CH3
CH3
OH
NH
OH
C H2N
OH
OH
OH
OH H CH2OH H HO H O H O
·1/2 SO42-
OH
+ NH2
Azonban a primycin szerkezeti képlete a következő:
R2 OH
O
CH3
OH
OH
OH
CH3
O H3C
R1 CH3
CH3
OH
NH
OH
C H2N
OH
OH
OH
.1/2SO42-
OH
+ NH2
Ahol: A komponensnél az R1=O-arabinóz B komponensnél az R1=-H C komponensnél az R1=-OH
A1B1C1-nél R2=butil csoport A2B2C2-nél R2=pentil csoport A3B3C3-nél R2=hexil csoport
Rétegkromatográfiás vizsgálatok alaoján a primycin több, mint húsz komponensből álló anyagkeverék. Oszlopkromatográfiás módszerrel 12 vegyületet izoláltak tisztán, amelyek közül 9 szerkezetét derítették föl.Az addig megismertszerkezetű anyagok 3 alcsoportba (A, B és C)sorolhatók a laktongyűrűhöz kapcsolódó R1 helyettesítő szerint, melyek jelentése az A-csoportban arabinóz, Bcsoportban hidrogén, C-csoportban hidroxil. Az alapcsoportok mindegyike azonos tipusú homológok (A1, A2, A3; B1, B2, B3; C1, C2, C3;) keveréke az R2 szubsztituenstől függően: az 1 jelzésűekben butil, a 2 jelzésűekben pentil, a 3 jelzésűekben hexil csoport található. Igazolták, hogy az A1 komponensnek megfelelő van ezek közül a legnagyobb mennyiségben jelen. Megállapították, hogy a primycin bázisok hatására szerkezetváltozást szenved, ami a biológiai aktivitást is befolyásolja. Ezért az új primycin-sókat, amik jobb oldékonyságuk révén az elválasztást lehetővé tették, bázis hozzáadása nélkül, anionos cserebomlással képezték a primycin-szulfátból.
A Primycin mikrobiológiai értékelése A primycinről számos hazai és külfödi kutató által végzet antimikrobás vizsgálatok eredményeinek összesítéséből az alábbiak állapíthatók meg: • A primycin baktericid: • 0,02µg/ml–től Gram+ baktériumokra, beleértve a polirezisztens törzseket is • 10µg/ml–től hat Gram- baktériumokra, beleértve a polirezisztens törzseket is • 5µg/ml-től patogén gombákra is effektív • 1µg/ml-től hatékony a humán és állatpatogén vibriókra • hatását leírták algákra, amőbákra, Propionibaktériumokra, és a Trichomonasra sis • Az addig vizsgált mikróbákra rezisztencia kialakulását nem észlelték. • Nem allergizál. • A szövetek regenerációját elősegíti. • Egyedülálló stabil: főzhető, autoklávozható, szobahőmérsékleten tárolva még oldatai is évtizedekig megőrzik antimikrobiális hatásukat. A primycin hatóanyagkomplex, amelynek egyes komponensei önmagukban is rendelkeznek antimikrobás aktivitással és egymással szinergisták. A primycin, mint komplex gyógyszerhatóanyag a terápiás értelemben vett hatékonyság szempontjából potencírozó szinergizmust mutat oxytetraciklinnel, neomycinnel, streptomycinnel, doxyciklinnel, sisomycinnel, actinomycinnel. A fenti megállapítások 20 nemzetközi tesztorganizmussal végzett 200 kísérlet eredményére vezetherők vissza. A primycin gyógyszerhatóanyaggal vizsgálatokat végeztek a dermatológiában, a szemészetben, baleseti sebészetben, szeptikus csontsebészetben. A primycin az Ebrimycin®-gél hatóanyaga, mely gél terápiás alkalmazásának egyik fő területe a pyrogen bőrfertőzések kezelése.
