User:Mrfrost89

Gramicidin je heterogena mešanica šestih različnih antibiotičnih spojin od tega je približno 80% je gramicidina A, 6% gramicidina B in 14% gramicidina C. Vse so pridobljene iz bakterije Bacillus brevis in jih s skupnim imenom jih imenujemo gramicidin D. Gramicidin D so linearni peptadekapeptidi-gre za verigo narejeno iz do 15 aminokislin. Gre za nasprotje od gramicidina S, kateri ima ciklično peptidno verigo.

Uporaba:
Gramicidin deluje proti po Gramu pozitivnim bakterijam (z izjemo po Gramu pozitivnih bacilov) in po Gramu negativnim organizmom, kot je na primer bakterija Neisseria. Njegova terapevtska uporaba je omejena na topikalno aplikacijo, saj povzroča hemolizo že v nižjih koncentracijah, zato ga ne uporabljamo za interno uporabo. Ker pa je povrhnjica (epidermis) sestavljena iz mrtvih celic, ga lahko uporabljamo na površini kože ne da bi pri tem prišlo do poškodb. Tako so ga uporabljali med drugo svetovno vojno za zdravljenje ran in razjed. Uporablja se predvsem kot lokalni antibiotik in je ena izmed treh sestavin antibiotika polysporina za očesne raztopine.

Zgodovina:
Leta 1939 je Francoski mikrobiolog René Dubos uspel izolirati tirotricin, kasneje se je izkazalo, da je v resnici izoliral dve substanci in sicer gramacidin (20%) in kar 80% tirocidina. Danes ju poznamo kot prva komercialno proizvedena antibiotika. Kasneje so jih izpodrinili penicilini, ki so varnejši in imajo širši spekter delovanja.

Struktura in sestava:
Gramicidin je polipeptid pri kateremu se izmenjuje tako L- in D-aminokisline (vsi izmed njih imajo tudi hidrofobno stransko verigo), ki jih lahko zapišemo z splošno formulo: formil-L-X-Gly-L-Ala-D-Leu-L-Ala-D-Val-L-Val-D-Val-L-Trp-D-Leu-L-Y-D-Leu-L-Trp-D-Leu-L-Trp-etanolamin X,Y….sta različna pri različnih molekulah gramicidina

X in Y sta odvisna od molekule gramicidina. Obstajata valinska in izolevcinska različici vseh treh vrst gramicidina in X je lahko katerakoli od prej nastetih aminokislin. Y določi katera je katera: kot Y gramicidin A vsebuje triptofan, B fenilalanin in C tirozin. Pomemdno je da si sledijo alternirajoče stereokemične konfiguracije ( v obliki D in L) aminokislin: to je zelo pomembno za končno obliko β-heliksa.

Veriga nastane v hidrofobični notranjosti lipidnega dvosloja celice, tako da naredi β-heliks. Heliks, sam po sebi ni enako dolg kot celoten razpon membrane, ampak se dimerizira tako, da naredi podolgovat kanal. Dve molekuli gramicidina se povežeta v ionski kanalček. C-konec je obrnjen proti zunanjosti, N-konca pa sta v središču lipidnega dvosloja.

Struktura gramicidinovega dimera v micelijih (glava-glava) in lipidnih dvoslojev je bila determinirana s raztopino gramacidina v solid-state	 NMR. Strukturo je prvotno predpostavil D. W. Urry leta 1971. V organskih topilih in kristalih te peptidne oblike tvorijo različne tipe nenativnih dvojnih heliksov.

Farmakološki učinek:
Protibakterijski učinek gramicidina je posledica povečanja prepustnosti celične membrane bakterije, kar omogoča anorganskim kationom (npr. Na+), da potuje skozi in pri tem spremeni ionski gradient med citoplazmo in zunajceličnim okoljem.

Hladky in Haydon sta dokazala da gramicidin D na grampozitivne bakterije tako, da se tvori kanalčke. Na splošno so ti kanali selektivni za monovalentne katione, ki so razvrščeni v istem vrstnem redu kot je vodna mobilnost teh ionov. Dvovalentni kationi, kot so naprimer Ca2+ blokirajo kanal z vezavo blizu ustja kanala, tako da namesto prepustnosti pride do izključitve prepuščanja anionov. To še posebej velja za Cl-, saj je njihova hidratacijska lupina termodinamsko močnejša kot pri večini drugih monovalentnih kationov. Kanal je napolnjen z približno šestimi molekulami vode, skoraj vse te molekule se morajo premakniti ko pride do transporta iona.