Streptomycin

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Streptomycin
Andere Namen	Streptomycin A 5-(2,4-Diguanidino-3,5,6-trihydroxy-cyclohexoxy)-4-[4,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)-3-methylamino-tetrahydropyran-2-yl]oxy-3-hydroxy-2-methyl-tetrahydrofuran-3-carbaldehyd (IUPAC)
Summenformel	C21H39N7O12
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 57-92-1 3810-74-0 (Sulfat) EG-Nummer 200-355-3 ECHA-InfoCard 100.000.323 PubChem 19649 ChemSpider 18508 DrugBank DB01082 Wikidata Q192717
Arzneistoffangaben
ATC-Code	A07AA04 J01GA01
Wirkstoffklasse	Antibiotikum
Wirkmechanismus	Hemmer der Proteinbiosynthese
Eigenschaften
Molare Masse	581,57 g·mol−1
Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Sulfat Achtung H- und P-Sätze H: 302​‐​361fd P: 201​‐​202​‐​264​‐​270​‐​301+312​‐​308+313 [1]
Toxikologische Daten	9000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Streptomycin ist ein Aminoglykosid-Antibiotikum, welches von zahlreichen Streptomyceten gebildet wird.

Geschichte

Streptomycin wurde erstmals am 19. Oktober 1943 von Selman Waksman und seinen Mitarbeitern Albert Schatz und Elizabeth Bugie an der Rutgers University aus Streptomyces griseus isoliert.^[3] Für die Entdeckung erhielt Waksman, der 1944 die Wirksamkeit des Streptomycins bei der menschlichen Tuberkulose entdeckte,^[4] 1952 den Nobelpreis für Medizin. Streptomycin erlangte große Bedeutung als erstes Antibiotikum gegen Tuberkulose. Außerdem wird Streptomycin in der Landwirtschaft zur Bekämpfung von Feuerbrand eingesetzt. In den Staaten der EU und in der Schweiz sind keine Pflanzenschutzmittel mit diesem Wirkstoff zugelassen.^[5] Trotzdem wurden 2011 im Kanton Thurgau neun Tonnen Honig entdeckt, welche den Toleranzwert von Streptomycin überschritten hatte. 2016 wurden fünf andere Pflanzenschutzmittel als Alternativen zur Bekämpfung des Feuerbrands zugelassen.^[6]

Wirkung

Streptomycin zeigt ein breites Wirkungsspektrum, wobei vor allem gram-negative Erreger geschädigt werden. Streptomycin bindet an die 30S-Untereinheit der prokaryontischen 70S-Ribosomen, deformiert dessen Struktur und hemmt damit die Bildung des Initiationskomplexes. Dementsprechend wird die gesamte Translation und in Folge eine Bakterienvermehrung unterbunden.

Resistenzen beruhen auf veränderten Ribosomenbindungsstellen. Dann kann Streptomycin sogar als Kohlenstoffquelle genutzt werden und fördert somit Wachstum und Vermehrung resistenter Keime.

Aufgrund seiner geringen therapeutischen Breite bei gleichzeitig rascher Resistenzentwicklung ist Streptomycin nur bei Tuberkulose und wenigen speziellen Infektionen (Streptokokken- bzw. Enterokokken-Endokarditis, Pest, Brucellose und Tularämie) und nur als Kombinationstherapie angezeigt. Es wird (als Sulfatsalz) in Form parenteraler Trockenpulverformulierungen angewendet.

Unerwünschte Wirkung

Bei längerer Anwendung können Schäden am Gehör und den Nieren entstehen (Ototoxizität, Nephrotoxizität).

Synthese

An der Biosynthese der Verbindung sind zahlreiche Enzyme beteiligt, welche ausgehend von Glucose zunächst die Monosaccharide einzeln modifizieren, bis zunächst eine Verknüpfung zum Disaccharid erfolgt und anschließend das Trisaccharid gebildet wird. Die erhaltene Vorstufe wird nach erfolgter Ausschleusung durch Dephosphorylierung mittels extrazellulärer Phosphatase in die aktive Form überführt. Streptomycin enthält das ungewöhnliche Monosaccharid L-Streptose.

Auf Grund der Komplexität der chemischen Struktur kommt wirtschaftlich nur die biotechnologische Herstellung in Frage. Diese erfolgt mit Streptomyces griseus-Stämmen, wobei eine Ausbeute von mehr als 10 Gramm pro Liter zu erwarten ist (bei einer Laufzeit des Fermenter von 120 Stunden und entsprechenden Optimierungen).

Handelsnamen

Monopräparate

Strepto-Fatol (D), sowie ein Generikum (D)

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Eintrag zu Streptomycinsulfat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Mai 2022. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ Eintrag zu Streptomycin in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM), abgerufen am 22. Mai 2021. (Seite nicht mehr abrufbar, Inhalt nun verfügbar via PubChem ID 19649)
3. ↑ A. Schatz, E. Bugie, S. Waksman (1944): Streptomycin, a substance exhibiting antibiotic activity against gram-positive and gram-negative bacteria. In: Proc. Soc. Exp. Biol. Med. Band 55, S. 66–69.
4. ↑ Paul Diepgen, Heinz Goerke: Aschoff/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin. 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 65.
5. ↑ Generaldirektion Gesundheit und Lebensmittelsicherheit der Europäischen Kommission: Eintrag zu Streptomycin in der EU-Pestiziddatenbank; Eintrag in den nationalen Pflanzenschutzmittelverzeichnissen der Schweiz, Österreichs und Deutschlands, abgerufen am 27. März 2016.
6. ↑ Antibiotika in der Landwirtschaft. In: lid.ch. 9. Oktober 2018, abgerufen am 1. März 2019. 

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