Kas ir aktinomicīns?

Streptomyces ir grampozitīva baktērija, kas pieder aktinomicītu grupai. Šīs augsnes baktērijas ir slavenas ar to, ka ražo antibiotikas un citus dabiskus produktus. Konkurence starp mikroorganismiem augsnē ir sīva, un tādu savienojumu ražošana, kas nogalina citus organismus, palīdz aktinomicītiem izdzīvot.

Daļa no iemesla, kāpēc aktinomicīns ir tik veiksmīga antibiotika, ir tas, ka tā ķīmiskā struktūra ietver divus cikliskus peptīdus. Šo neparasto aminoskābju grupu citiem organismiem ir ļoti grūti noārdīties. Tas satur arī D aminoskābi katrā no cikliskajiem peptīdu gredzeniem. Parasti aminoskābes atrodamas L konfigurācijā. Šādu netipisku bioķīmisko atribūtu izmantošana veicina šī aktinomicīta panākumus augsnē.

Par aktinomicīna izolāciju 1940. gadā Selmanam Vaksmanam tika piešķirta Nobela prēmija. Šīs antibiotikas darbības mehānisma pētījumi parādīja, ka tā iedarbojas, saistoties ar divpavedienu DNS un apturot šīs DNS transkripciju RNS. Saistoties šādā veidā, aktinomicīns kavēja RNS polimerāzes virzību uz priekšu. Šī darbība izraisīja šūnu pašnāvību, procesu, kas pazīstams kā apoptoze.

Spēja izraisīt apoptozi ir vērtīgs īpašums. Vēža šūnas izplatās daudz ātrāk nekā šūnas blakus esošajos normālos audos, jo tās ir zaudējušas kontroli un netiek pakļautas tik daudz apoptozes. Narkotikas, kas izraisa apoptozi, var izmantot vēža ārstēšanu. Zāles, ko injicē intravenozi un cirkulē asinīs, lai iznīcinātu vēža šūnas, ir pazīstamas kā pretaudzēju līdzeklis – ķīmijterapijas zāles.

Aktinomicīns D ir izmantots kā ķīmijterapijas zāles daudzus gadus. Šīs zāļu klases spēks ir to specifika, nogalinot šūnas, kas dalās. Tādējādi ir lielāka iespējamība, ka tie iznīcinās vēža šūnas, nevis nevēža audu šūnas. Tomēr savienojums ir ļoti toksisks normālām šūnām. Zāles tiek ļoti rūpīgi uzraudzītas, kad tās lieto.

Papildus izmantošanai vēža ārstēšanā un kā antibiotikas aktinomicīna spēja saistīt DNS ir padarījusi šo savienojumu noderīgu bioķīmijas un šūnu bioloģijas pētījumos. To lieto, lai kavētu RNS sintēzi. Var izveidot arī fluorescējošu atvasinājumu, kas pazīstams kā 7-aminoaktinomicīns D. Šo ķīmisko vielu izmanto, lai iekrāsotu DNS, kas ir vienpavedienu. Tas ir vērtīgs marķieris, lai noteiktu, vai šūnas ir mirušas vai nē.