Kanamycine

Die Kanamycine sind eine Gruppe strukturell eng verwandter Glycoside. In allen Fällen ist das 2-Desoxystreptamin (mittlerer Teil in der Struktur) glycosidisch über die 4–OH-Gruppe an ein 3-D-Glucosaminderivat verknüpft.

Handelsübliches Kanamycin enthält hauptsächlich Kanamycin A, ist aber ein Gemisch aus den Kanamycinen A, B und C. Es ist ein verschreibungspflichtiges Aminoglycosid-Antibiotikum aus Streptomyceten (Streptomyces kanamyceticus).

Tobramycin ist strukturell mit den Kanamycinen eng verwandt. Es kann aus Kanamycin B synthetisiert oder alternativ aus Fermentationslösungen von Streptomyces tenebarius gewonnen werden.^[1] Tobramycin ist ein gut geeignetes Aminoglycosidantibiotikum zur Behandlung von Pseudomonas aeruginosa-Infektionen. Dabei kommt Tobramycin sowohl als intravenöse Kurzinfusion (30-60min) als auch bei Mukoviszidose-Patienten mit einer Pseudomonas aeruginosa-Besiedlung in Form einer Inhalations-Therapie zum Einsatz.

Eigenschaften

Kanamycine sind basische, stark polare Oligosaccharide. Sie sind farblos, gut wasserlöslich und im pH-Bereich von 2,2–10,0 lösungsstabil.

Kanamycine
Name	Kanamycin A	Kanamycin B	Kanamycin C	Tobramycin	Dibekacin
Strukturformel
CAS-Nummer	8063-07-8 64013-70-3 (Disulfat)	4696-76-8	2280-32-2	32986-56-4	34493-98-6
PubChem	6032	439318	439582	36294	470999
Summenformel	C18H36N4O11	C18H37N5O10	C18H36N4O11	C18H37N5O9	C18H37N5O8
Molare Masse	484,50 g·mol−1	483,52 g·mol−1	484,50 g·mol−1	467,52 g·mol−1	451,52 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
GHS- Einstufung [2] [3] [4]	Disulfat Gefahr	Sulfat keine GHS-Piktogramme	keine Einstufung verfügbar	keine GHS-Piktogramme	keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze	360	keine H-Sätze	siehe oben	keine H-Sätze	siehe oben
	keine EUH-Sätze	keine EUH-Sätze	siehe oben	keine EUH-Sätze	siehe oben
	201-​308+313	siehe oben	siehe oben	keine P-Sätze	siehe oben
Gefahrstoff- kennzeichnung	T Giftig [2]	keine Gefahrensymbole	unbekannt	T Giftig [5]	unbekannt
R-Sätze	61	keine R-Sätze	?	20/21/22-61	?
S-Sätze	53-45	keine S-Sätze	?	3-7/9-22-36/37/39-45	?
LD50	> 4000 mg·kg−1 (Ratte, peroral) [6]

Verwendung

In Deutschland wird Kanamycin in der Humanmedizin als Sulfatsalz in Form von Augentropfen und -salben zur lokalen Behandlung bakterieller Infektionen des Auges (z. B. bei einer Bindehautentzündung) eingesetzt. In den USA sind von Kanamycin auch Darreichungsformen zur oralen und parenteralen Anwendung (Kantrex^®) im Handel.

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. In der Humanmedizin dient Kanamycin als Reserveantibiotikum unter anderem für die Behandlung multiresistenter Tuberkulose.

Weit verbreitet ist es auch in der Molekularbiologie als Selektionsantibiotikum. Gentechnisch veränderte Mikroorganismen, vornehmlich Escherichia coli werden zusätzlich zu den interessierenden Genen mit Resistenzgenen gegen Kanamycin ausgestattet. Somit wird eine Auslese von veränderten gegenüber nativen Mikroorganismen erlaubt, indem man in kanamycinhaltigen Medien kultiviert. Um solche transgenen E. coli Bakterien beispielsweise in LB-Medium selektiv zu kultivieren, wird eine Endkonzentration von etwa 50 µg/ml Medium verwendet. Auch andere Antibiotika wie Ampicillin oder Tetracycline werden für Selektionsmedien eingesetzt.

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.

Wirkungsweise

Kanamycin 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

Kanamycin-Monopräparate

Kanamycin ist in Deutschland unter den folgenden Namen erhältlich:

• zur topischen Anwendung (Augensalbe/-tropfen):
  • KANAMYCIN-POS
  • KANAMYTREX

• A07AA08
• J01GB04
• S01AA24

Tobramycin-Monopräparate

Tobramycin ist in Deutschland unter den folgenden Namen erhältlich:

• zur Inhalation bei Mukoviszidose:
  • TOBI
  • BRAMITOB
  • GERNEBCIN

• zur topischen Anwendung (Salbe):
  • TOBRAMAXIN

• zur parenteralen Anwendung
  • Tobramycin B. Braun
  • GERNEBCIN

• J01GB01
• S01AA12

Einzelnachweise

1. ↑ Theodor Dingermann (Hrsg.), Rudolf Hänsel (Hrsg.) und Ilse Zündorf (Hrsg.): Pharmazeutische Biologie: Molekulare Grundlagen und klinische Anwendungen. Springer Verlag Berlin; 1. Auflage 2002; ISBN 3-540-42844-5; S. 309 ff.
2. ↑ ^{a b} Datenblatt Kanamycin disulfate salt from Streptomyces kanamyceticus bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011.
3. ↑ Datenblatt Kanamycin B sulfate salt bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011.
4. ↑ Datenblatt Tobramycin bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011.
5. ↑ Datenblatt Kanamycine bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
6. ↑ Kanamycine. In: DrugBank