Geneticin

Geneticin (G-418) ist eine antibakteriell wirksame Substanz (Antibiotikum) aus der Gruppe der Aminoglycoside. Es vermittelt seine antibiotische Wirkung über eine Hemmung der Proteinbiosynthese. Da Geneticin in besonderem Ausmaß auch die Proteinbiosynthese in Zellen höherer Organismen (z. B. Säugetierzellen) hemmt, findet Geneticin keine therapeutische Anwendung. Sein wichtigstes Anwendungsgebiet ist die Zellbiologie, in welcher Geneticin zur Selektion von genetisch veränderten Zelllinien dient.

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Geneticin
Andere Namen	G-418 O-2-Amino-2,7-didesoxy-D-glycero-α-D-gluco-heptopyranosyl-(1→4)-O-(3-desoxy-4-C-methyl-3-(methylamino)-β-L-arabinopyranosyl-(1→6))-D-streptamin (2R,3S,4R,5R,6S)-5-Amino-6-[(1R,2S,3S,4R,6S)-4,6-diamino-3-[(2R,3R,4R,5R)-3,5-dihydroxy-5-methyl-4-methylaminooxan-2-yl]oxy-2-hydroxycyclohexyl]oxy-2-(1-hydroxyethyl)oxan-3,4-diol (IUPAC) Geniticin
Summenformel	C20H40N4O10
Kurzbeschreibung	farbloses Pulver[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 49863-47-0 108321-42-2 (Disulfat) PubChem 123865 ChemSpider 21106441 DrugBank DB04263 Wikidata Q410036
Eigenschaften
Molare Masse	496,55 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Löslichkeit	löslich in Wasser[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 317​‐​334 P: 261​‐​280​‐​342+311[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Vorkommen

Geneticin wurde erstmals 1974 aus dem Micromonospora rhodorangea-Stamm NRRL 5326 isoliert.^[3]

Wirkmechanismus

Wie auch die anderen Aminoglykoside hemmt Geneticin die zelluläre Proteinbiosynthese. Während viele Aminoglykoside ausschließlich prokaryotische 70S-Ribosomen in verschiedenen Stadien der Translation inhibieren, wirkt Geneticin auch auf die Proteinbiosynthese in eukaryotischen Zellen.^[4] So bindet Geneticin an die 80S-Ribosomen aus Pilzen, Algen, pflanzlichen wie auch aus tierischen Zellen.^[5] An Ribosomen gebundenes Geneticin verhindert die Elongation der Translation.

Anwendungsgebiete

Geneticin findet insbesondere in der Zellbiologie zur Selektion stabil transfizierter eukaryotischer Zellen Anwendung. Hierbei wird einerseits die Zelltoxizität des Geneticins für eukaryotische Zellen und andererseits die Möglichkeit der intrazellulären Geneticininaktivierung durch Einschleusung eines Neomycin-Geneticin-Resistenzgens (Neo^r) ausgenutzt.^[5] Die für Resistenzen gegen Geneticin verantwortlichen Gene codieren für Aminoglykosid-Phosphotransferasen (APT). Diese phosphorylieren Geneticin an den Hydroxygruppen und unterdrücken damit die Wirkung der Substanz.^[6][7]

Einzelnachweise

1. Datenblatt G 418 disulfate salt bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 27. Januar 2017 (PDF).
2. Datenblatt bei Calbiochem (Memento vom 28. September 2007 im Internet Archive) (PDF; 25 kB).
3. Wagman, G.H. et al. (1974): Antibiotic G-418, a new Micromonospora-produced aminoglycoside with activity against protozoa and helminths: fermentation, isolation, and preliminary characterization. In: Antimicrob. Agents Chemother. Bd. 6, S. 144–149. PMID 15828184
4. Bar-Nun, S. et al. (1983): G-418, an elongation inhibitor of 80 S ribosomes. In: Biochim. Biophys. Acta. Bd. 741, S. 123–127. PMID 6193810; doi:10.1016/0167-4781(83)90018-0
5. Davies, J. und Jimenez, A. (1980): A new selective agent for eukaryotic cloning vectors. In: Am J Trop Med Hyg. 29(5 Suppl); 1089–1092; PMID 7001938; doi:10.4269/ajtmh.1980.29.1089.
6. Spektrum Akademischer Verlag GmbH: Herder LEXIKON der Biochemie und der Molekularbiologie Spektrum. Heidelberg-Berlin-Oxford 1995, ISBN 3-86025-158-9 (Bd. 2).
7. Hadfield, C. et al. (1990): G418-resistance as a dominant marker and reporter for gene expression in Saccharomyces cerevisiae. In: Curr. Genet. Bd. 18, S. 303–313, PMID 2174744.