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Lexikon der Biochemie: Gramicidine

Gramicidine, eine Gruppe von Peptidantibiotika, die von Bacillus brevis produziert wird. Gramicidin S, cyclo-(-Val1-Orn-Leu-D-Phe-Pro5)2, wurde 1944 isoliert, zwei Jahre später wurde die Struktur aufgeklärt. 1956 gelang die Totalsynthese und damit die erste Chemosynthese eines Peptidantibiotikums. G. S wirkt gegen grampositive, jedoch nicht gegen gramnegative Bakterien. Konformationsstudien führten zu einem Raummodell mit einer dominierenden antiparallelen Faltblattstruktur. Die Biosynthese von G. S erfolgt nach dem Prinzip der S-Aminoacyl-Aktivierung mit Vorordnung an Enzymmatrizen, ein Biosyntheseschema, das auch für verschiedene andere Peptidantibiotika zutrifft. Die G. A-C sind lineare Pentadecapeptide mit N-terminalem Formylrest und C-terminaler β-Ethanolamidgruppe. In Abhängigkeit von der N-terminalen Aminosäure (Val oder Ile) unterscheidet man zwischen den Valin-Gramicidinen A-C und den Isoleucin-Gramicidinen A-C. Bemerkenswert ist die alternierende Anordnung von L- und D-Aminosäuren. Man nimmt an, dass sich die linearen G. um K+- und Na+-Ionen und andere monovalente Kationen gruppieren und auf diese Weise eine Kanalstruktur (Pore) ausbilden, durch die die Kationen transportiert werden. Sie induzieren als Ionophore den Transport von monovalenten Kationen durch biologische Membranen, aber auch durch künstliche Phospholipid-Doppelschichten. G. finden als Lokalantibiotika gegen Infektionen durch grampositive Bakterien Verwendung.

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