G-418

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Geneticin
Andere Namen	G-418 O-2-Amino-2,7-didesoxy-D-glycero- α-D-gluco-heptopyranosyl- (1→4)-O-(3-desoxy-4-C-methyl-3-(methylamino)- β-L-arabinopyranosyl- (1→6))-D-streptamin (2R,3S,4R,5R,6S)-5-Amino-6-[(1R,2S,3S,4R,6S)- 4,6-diamino-3-[(2R,3R,4R,5R)-3,5-dihydroxy- 5-methyl-4-methylaminooxan-2-yl]oxy- 2-hydroxycyclohexyl]oxy-2-(1-hydroxyethyl)oxan- 3,4-diol (IUPAC)
Summenformel	C20H40N4O10
CAS-Nummer	49863-47-0 1405-41-0 (Monosulfat) [1] 108321-42-2 (Disulfat) [2]
PubChem	123865
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	496,55 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Löslichkeit	löslich in Wasser
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [3] Gesundheits- schädlich (Xn) R- und S-Sätze R: 42/43-61 S: 24/25
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Geneticin (G-418^[1]) ist eine antibakteriell wirksame Substanz (Antibiotikum) aus der Gruppe der Aminoglycoside. Es vermittelt seine antibiotische Wirkung über eine Hemmung der Proteinbiosynthese. Da Geneticin in besonderem Ausmaß auch die Proteinbiosynthese in Zellen höherer Organismen (z. B. Säugetierzellen) hemmt, findet Geneticin keine therapeutische Anwendung. Sein wichtigstes Anwendungsgebiet ist die Zellbiologie, in welcher Geneticin zur Selektion von genetisch veränderten Zelllinien dient.

Vorkommen

Geneticin wurde erstmals 1974 aus dem Micromonospora rhodorangea-Stamm NRRL 5326 isoliert.^[4]

Wirkmechanismus

Wie auch die Aminoglycoside hemmt Geneticin die zelluläre Proteinbiosynthese. Während viele Aminoglykoside ausschließlich prokaryotische 70S Ribosomen in verschiedenen Stadien der Translation inhibieren, wirkt Geneticin auch auf die Proteinbiosynthese in eukaryotischen Zellen.^[5] So bindet Geneticin an die 80S Ribosomen aus Bakterien, Pilzen, Algen, pflanzlichen wie auch aus tierischen Zellen.^[6] An Ribosomen gebundenes G418 verhindert die Elongation der Translation.

Anwendungsgebiete

Geneticin findet insbesondere in der Zellbiologie zur Selektion stabil transfizierter eukaryotischer Zellen Anwendung. Hierbei wird einerseits die Zelltoxizität des Geneticins für eukaryotische Zellen und andererseits die Möglichkeit der intrazellulären Geneticininaktivierung durch Einschleusung eines Neomycin-Geneticin-Resistenzgens (Neo^r) ausgenutzt.^[7] Die für Resistenzen gegen Geneticin verantwortlichen Gene codieren für Aminoglykosid-Phosphotransferasen (APT). Diese phosphorylieren Geneticin an den Hydroxylgruppen und unterdrücken damit die Wirkung der Substanz.^[8][9]

Quellen

1. ↑ ^{a b} g-418.com
2. ↑ Datenblatt bei Calbiochem
3. ↑ MSDS von Invitrogen
4. ↑ Wagman, G.H. et al. (1974): Antibiotic G-418, a new Micromonospora-produced aminoglycoside with activity against protozoa and helminths: fermentation, isolation, and preliminary characterization. In: Antimicrob. Agents Chemother. Bd. 6, S. 144–149. PMID 15828184
5. ↑ Bar-Nun, S. et al. (1983): G-418, an elongation inhibitor of 80 S ribosomes. In: Biochim. Biophys. Acta. Bd. 741, S. 123–127. PMID 6193810; doi:10.1016/0167-4781(83)90018-0
6. ↑ Davies, J. und Jimenez, A. (1980): A new selective agent for eukaryotic cloning vectors. In: Am J Trop Med Hyg. 29(5 Suppl); 1089–1092; PMID 7001938; PDF (freier Volltextzugriff, engl.)
7. ↑ Davies, J. & Jimenez, A. (1980): A new selective agent for eukaryotic cloning vectors. In: Am. J. Trop. Med. Hyg. Bd. 29, 1089–1092. PMID 7001938
8. ↑ Spektrum Akademischer Verlag GmbH: Herder LEXIKON der Biochemie und der Molekularbiologie Spektrum. Heidelberg-Berlin-Oxford 1995, ISBN 3-86025-158-9 (Bd. 2).
9. ↑ Hadfield, C. et al. (1990): G418-resistance as a dominant marker and reporter for gene expression in Saccharomyces cerevisiae. In: Curr. Genet. Bd. 18, S. 303–313. PMID 2174744