Kanamycin

Kanamycin ist ein antibiotisch wirksamer Arzneistoff, der als Hauptbestandteil fast ausschließlich Kanamycin A enthält. Begleitend treten Kanamycin B und C auf. Es wird hauptsächlich lokal angewendet, insbesondere bei Infektionen des Auges.

Strukturformel
Kanamycin A
Allgemeines
Freiname	Kanamycin
Andere Namen	6-O-(3-Amino-3-desoxy-α-D-glucopyranosyl)-4-O-(6-amino-6-desoxy-α-D-glucopyranosyl)-2-desoxy-D-streptamin Kanamycin A
Summenformel	C18H36N4O11
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 59-01-8 (Kanamycin A) 64013-70-3 (Kanamycin-A-Disulfat) 25389-94-0 (Kanamycin-A-Sulfat) EG-Nummer 200-411-7 ECHA-InfoCard 100.000.374 PubChem 6032 ChemSpider 5810 DrugBank DB01172 Wikidata Q27094615
Arzneistoffangaben
ATC-Code	A07AA08 J01GB04 S01AA24
Wirkstoffklasse	Aminoglykosid-Antibiotika
Eigenschaften
Molare Masse	484,50 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	>175 °C (Zersetzung)
Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Kanamycin A Gefahr H- und P-Sätze H: 360 P: 201​‐​202​‐​280​‐​308+313
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Zusammensetzung

Kanamycin stellt ein Gemisch aus den strukturell sehr ähnlichen Kanamycinen A, B und C dar.

Kanamycine

Name	Allgemeine Grundstruktur	R^1	R^2	R^3	R^4
Kanamycin A		–OH	–OH	–OH	–NH2
Kanamycin B		–NH2	–OH	–OH	–NH2
Kanamycin C		–NH2	–OH	–OH	–OH

Arzneilich verwendetes Kanamycin, das in Form der jeweiligen Kanamycinsulfate eingesetzt wird, besteht zu ca. 98 % aus Kanamycin A. Im begleitend vorkommenden Kanamycin C ist 6-D-Glucosamin durch 2-D-Glucosamin ersetzt. Das Europäische Arzneibuch begrenzt den Anteil des stärker toxischen Kanamycins B auf maximal 4 %.

Eigenschaften

Kanamycin ist ein Aminoglykosid-Antibiotikum aus der Streptomyceten-Gattung Streptomyces kanamyceticus, aus der es erstmals 1957 isoliert wurde. Das Wirkspektrum umfasst insbesondere aerobe gramnegative Keime. Es besteht eine weitgehende Kreuzresistenz von Kanamycin mit Neomycin und eine partielle Kreuzresistenz mit anderen Aminoglykosid-Antibiotika wie Streptomycin und Gentamycin.

Kanamycin wirkt bei systemischer Anwendung oto- und nephrotoxisch.

Verwendung

Medizinisch

Die ersten Handelspräparate waren Kanamycin (von Grünenthal), Kanamytrex (von Boehringer Ingelheim) und Resistomycin (von Bayer).

In Deutschland wird Kanamycinsulfat in der Humanmedizin in Form von Augentropfen und -salben zur lokalen Behandlung bakterieller Infektionen des Auges (z. B. bei einer Bindehautentzündung) eingesetzt. In den USA waren von Kanamycin auch Darreichungsformen zur oralen und parenteralen Anwendung (Handelsname Kantrex) im Handel. Ferner dient Kanamycin als Reserveantibiotikum unter anderem für die Behandlung multiresistenter Tuberkulose.

In der Veterinärmedizin wird Kanamycin als Reserveantibiotikum zur Behandlung von Magen-Darm-Infektionen durch Kanamycin-empfindliche Erreger bei Hunden und Katzen sowie in Kombination mit Spiramycin bei akuten und chronischen, gegen andere Therapien resistente Mastitiden verwendet.

Gentechnik

Weit verbreitet ist Kanamycin in der Gentechnik als Selektionsantibiotikum. Gentechnisch veränderte Mikroorganismen wie Escherichia coli oder Chloroplasten-DNA von genmodifizierten Pflanzen werden zusätzlich zu den interessierenden Genen mit Resistenzgenen gegen Kanamycin ausgestattet. Im Gegensatz zu den meisten anderen Antibiotika wirkt Kanamycin auch auf Pflanzen toxisch. Entsprechend kann beim Arbeiten mit transgenen Pflanzen und einer entsprechenden Versuchsdurchführung auch auf Kanamycin-Selektionsmedien zurückgegriffen werden. Somit werden veränderte gegenüber nativen Organismen erkannt, wenn unter Kanamycin kultiviert wird. Kanamycin-Resistenzen treten daher im Umfeld gentechnisch veränderter Anpflanzungen gehäuft auf.

Auch andere Antibiotika wie Ampicillin oder Tetracycline werden als Selektionsmarker an Bakterien eingesetzt.

Wirkungsweise

Kanamycin durchdringt die bakteriellen Zellmembranen durch passive Diffusion oder durch (sauerstoffabhängigen) aktiven Transport. Es lagert sich an die 30S-Untereinheit membranassoziierter Ribosomen an und hemmt damit die bakterielle Proteinsynthese.

Handelsnamen

• Kanamycin-POS (D)

Weblinks

Commons: Kanamycin – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise

1. Eintrag zu Kanamycin A bei Toronto Research Chemicals, abgerufen am 11. September 2021 (PDF).
2. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycinmonosulfat-Monohydrat: CAS-Nummer: 5965-95-7, PubChem: 56841873, ChemSpider: 32697394, Wikidata: Q27231440. C₁₈H₃₆N₄O₁₁ · H₂SO₄ · H₂O (Kanamycinmonosulfat Ph. Eur.)
3. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycinsulfat, mit Angaben zum Schwefelsäure-Gehalt: CAS-Nummer: 3847-27-6, EG-Nummer: 223-347-1, Wikidata: Q120176652. C₁₈H₃₆N₄O₁₁ · x H₂SO₄ (Saures Kanamycinmonosulfat Ph. Eur., Kanamycin acid sulfate Ph. Eur.)
4. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycindisulfat: CAS-Nummer: 64013-70-3, EG-Nummer: 613-414-7, ECHA-InfoCard: 100.123.349, PubChem: 24721551, Wikidata: Q72515067. C₁₈H₃₆N₄O₁₁ · 2 H₂SO₄ (Kanamycin acid sulfate Int. Ph.)
5. Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kanamycinsulfat: CAS-Nummer: 25389-94-0, EG-Nummer: 246-933-9, ECHA-InfoCard: 100.042.652, GESTIS-Stoffdatenbank: 135133, PubChem: 441374, ChemSpider: 390116, Wikidata: Q27107073. C₁₈H₃₆N₄O₁₁ · H₂SO₄ (Kanamycin Sulfate USP)
6. T. Dingermann, K. Hiller, G. Schneider, I. Zündorf: Schneider Arzneidrogen. 5. Auflage. Elsevier 2004, ISBN 3-8274-1481-4, S. 547 f.
7. Europäisches Arzneibuch 10. Ausgabe, Grundwerk (Ph. Eur. 10.0), S. 4444: Monografie „Kanamycinmonosulfat“. Deutscher Apotheker Verlag, 2020.
8. Karl Wurm, A. M. Walter: Infektionskrankheiten. In: Ludwig Heilmeyer (Hrsg.): Lehrbuch der Inneren Medizin. Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1955, 2. Auflage ebenda 1961, S. 9–223, hier: S. 54.
9. Fachinformation Kanamycin-POS Augentropfen/Augensalbe, Ursapharm. Stand: Dezember 2020.
10. Kantrex auf drugs.com, abgerufen am 6. August 2021.
11. Karl Wurm, A. M. Walter: Infektionskrankheiten. In: Ludwig Heilmeyer (Hrsg.): Lehrbuch der Inneren Medizin. 1961, S. 54.
12. Helaine Carrer, Tish Noel Hockenberry, Zora Svab, Pal Maliga: Kanamycin resistance as a selectable marker for plastid transformation in tobacco. In: Molecular and General Genetics, Band 241, Nr. 1, 1993, S. 49–56.
13. Xu ShuAng, Chu YunXia, Zhang Hui, Zhu LongYing, Zhu WeiMin: GMO detection in eight different tomato varieties by using qualitative PCR technique and Kanamycin-resistance. In: Genomics and Applied Biology, Band 28, Nr. 4, 2009, S. 765–769.
14. Markus Woegerbauer, Josef Zeinzinger, Richard Alexander Gottsberger, Kathrin Pascher, Peter Hufnagl, Alexander Indra, Reinhard Fuchs, Johannes Hofrichter, Ian Kopacka, Irina Korschineck, Corina Schleicher, Michael Schwarz, Johann Steinwider, Burkhard Springer, Franz Allerberger, Kaare M. Nielsen, Klemens Fuchs: Antibiotic resistance marker genes as environmental pollutants in GMO-pristine agricultural soils in Austria. In: Environmental Pollution, Band 206, 2015, S. 342–351, doi:10.1016/j.envpol.2015.07.028.