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
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
H- und P-Sätze	H: 302‐361
	P: 281 [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 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.[4] 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.[5]

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

Eintrag zu Streptomycinsulfat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Februar 2018. (JavaScript erforderlich)
Eintrag zu Streptomycin in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM), abgerufen am 22. Mai 2021.
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. Bd. 55, S. 66–69.
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.
Antibiotika in der Landwirtschaft. In: lid.ch. 9. Oktober 2018, abgerufen am 1. März 2019.

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[GESTIS-1] Eintrag zu Streptomycinsulfat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Februar 2018. (JavaScript erforderlich)

[ChemIDplus-2] Eintrag zu Streptomycin in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM), abgerufen am 22. Mai 2021.

[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. Bd. 55, S. 66–69.

[4] 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.

[5] Antibiotika in der Landwirtschaft. In: lid.ch. 9. Oktober 2018, abgerufen am 1. März 2019.