Neomisin

Neomisin adalah antibiotik aminoglikosida yang menunjukkan aktivitas bakterisidal terhadap basil aerobik gram-negatif dan beberapa bakteri dalam kelas bacilli anaerobik yang belum timbul resistensi. Umumnya tidak efektif melawan bakteri dalam kelas bacilli gram-positif dan gram negatif anaerobik. Neomisin hadir dalam formulasi oral dan topikal termasuk krim, salep, dan tetes mata. Neomisin termasuk dalam golongan antibiotik aminoglikosida yang mengandung dua atau lebih gula amino yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik.

Neomisin ditemukan pada tahun 1949 oleh ahli mikrobiologi Selman A. Waksman dan muridnya Hubert Lechevalier di Universitas Rutgers. Neomycin menerima persetujuan untuk penggunaan medis pada tahun 1952. Universitas Rutgers diberikan paten untuk neomisin pada tahun 1957.

 Sejarah Penemuan 
Neomisin ditemukan pada tahun 1949 oleh ahli mikrobiologi Selman A. Waksman dan muridnya Hubert Lechevalier di Universitas Rutgers. Obat ini diproduksi secara alami oleh bakteri Streptomyces fradiae. Sintesis memerlukan kondisi nutrisi tertentu baik dalam kondisi aerobik stasioner atau terendam. Senyawa tersebut kemudian diisolasi dan dimurnikan dari bakteri.

Kegunaan dalam Medis 
Neomisin biasanya diaplikasikan sebagai sediaan topikal, seperti dalam obat kombinasi Neosporin (berisi neomisin/polimiksin B/basitrasin). Antibiotik ini juga dapat diberikan secara oral, yang biasanya dikombinasikan dengan antibiotik lain. Neomisin tidak diserap dari saluran pencernaan dan telah digunakan sebagai tindakan pencegahan ensefalopati hepatik dan hiperkolesterolemia. Dengan membunuh bakteri di saluran usus, neomisin menjaga kadar amonia tetap rendah dan mencegah ensefalopati hepatik, terutama sebelum bedah gastrointestinal.

Waksman dan Lechevalier awalnya mencatat bahwa neomisin aktif melawan bakteri resisten streptomisin serta Mycobacterium tuberculosis, bakteri agen penyebab tuberkulosis. Neomisin juga telah digunakan untuk mengobati pertumbuhan bakteri berlebih di usus kecil. Neomisin tidak diberikan melalui suntikan, karena sangat nefrotoksik (merusak fungsi ginjal) bahkan jika dibandingkan dengan aminoglikosida lainnya. Pengecualiannya adalah ketika neomisin dimasukkan dalam jumlah kecil sebagai pengawet pada beberapa vaksin, biasanya 25 μg per dosis.
Spektrum
Mirip seperti aminoglikosida lainnya, neomisin memiliki aktivitas yang sangat baik melawan bakteri gram-negatif dan sebagian efektif melawan bakteri gram-positif. Obat ini relatif beracun bagi manusia, dengan reaksi alergi yang dicatat sebagai reaksi merugikan yang umum (lihat: hipersensitivitas). Dokter terkadang menyarankan penggunaan salep antibiotik tanpa neomisin, seperti Polisporin. Berikut ini merupakan data kerentanan konsentrasi hambat minimum (MIC) untuk beberapa bakteri gram negatif yang signifikan secara medis. 
Enterobacter cloacae: >16 g/ml 
Escherichia coli: 1 g/ml 
Proteus vulgaris: 0,25 g/ml

 Efek Samping 
Pada tahun 2005–06, neomisin merupakan alergen kelima yang paling umum dalam hasil uji tempel (10,0%). Ia juga dikenal sebagai antagonis asam gama-aminobutirat dan dapat menyebabkan sawan dan psikosis. Seperti aminoglikosida lainnya, neomisin telah terbukti bersifat ototoksik, menyebabkan tinitus, gangguan pendengaran, dan masalah sistem vestibular pada sejumlah kecil pasien. Neomisin memengaruhi koklea, yang terletak di telinga bagian dalam.Langman, A. Neomycin ototoxicity. Otolaryngology Head and Neck Surgery 1994, 110, 441-444. Gangguan pendengaran disebabkan oleh kematian sel rambut telinga, yang terjadi sebagai respons terhadap pengobatan dengan neomisin. Pasien dengan tinitus atau gangguan pendengaran sensorineural disarankan untuk berbicara dengan praktisi kesehatan tentang risiko dan efek samping sebelum mengonsumsi obat ini.

 Biologi Molekuler 
Aktivitas 
Aktivitas antibakteri neomisin berasal dari pengikatannya pada subunit 30S ribosom prokariotik, yang menghambat translasi mRNA prokariotik.

Neomisin juga menunjukkan afinitas pengikatan yang tinggi terhadap fosfatidilinositol 4,5-bifosfat (PIP2), komponen fosfolipid membran sel.

Resistensi 
Resistensi neomisin disebabkan oleh salah satu dari dua gen kanamisin kinase. Gen yang memberikan resistensi terhadap neomisin biasanya disertakan dalam plasmid DNA yang digunakan untuk membentuk garis sel manusia stabil yang mengekspresikan protein hasil kloning dalam kultur. Banyak plasmid ekspresi protein yang tersedia secara komersial mengandung gen neo-resistensi sebagai penanda yang dapat dipilih. Saat ini, penelitian sedang dilakukan untuk memahami apakah turunan neomisin memiliki efek antibiotik yang sama tetapi tetap efektif melawan bakteri yang resisten terhadap neomisin.Bera, S.; Zhanel, G.; Schweizer, F. Design, Synthesis, and Antibacterial Activities of Neomycin−Lipid Conjugates: Polycationic Lipids with Potent Gram-Positive Activity | Journal of Medicinal Chemistry. Journal of Medicinal Chemistry 2003, 51, 6160-6164.

 Jalur Biosintetik 
Neomisin pertama kali diisolasi dari Streptomyces fradiae dan Streptomyces albogriseus pada tahun 1949 (NBRC 12773). Neomisin adalah campuran neomisin B (framisetin); dan epimer neomisin C-nya, komponen terakhir menyumbang sekitar 5–15% dari campuran. Ini adalah senyawa dasar yang paling aktif dengan reaksi alkali. Ia juga termostabil dan larut dalam air (sementara tidak larut dalam pelarut organik). Neomisin memiliki aktivitas yang baik terhadap bakteri gram-positif dan gram-negatif, tetapi bersifat ototoksik. Oleh karena itu, penggunaannya dibatasi pada pengobatan oral untuk infeksi usus.

Neomisin B terdiri dari empat gugus terkait: D-neosamina, 2-deoksistreptamina (2-DOS), D-ribosa, dan L-neosamina.

Neomisin A, juga disebut neamina, mengandung D-neosamina dan 2-deoksistreptamina. Enam gen bertanggung jawab atas biosintesis neamina: gen DOIS (btrC, neo7); L-glutamin: gen DOI aminotransferase (btrS, neo6); gen glikosiltransferase yang diduga (btrM, neo8); gen yang diduga aminotransferase (mirip dengan glutamat-1-semialdehida 2,1-aminomutase) (btrB, neo18); gen alkohol dehidrogenase yang diduga (btrE, neo5); dan gen putatif dehidrogenase lainnya (mirip dengan korin dehidrogenase dan flavoprotein terkait) (btrQ, neo11). Deasetilase yang bertindak untuk menghilangkan gugus asetil pada gugus N-asetilglukosamin zat antara aminoglikosida (Neo16) masih harus diklarifikasi (urutan mirip dengan BtrD).

Berikutnya adalah perlekatan D-ribosa melalui ribosilasi neamina, menggunakan 5-fosforibosil-1-difosfat (PRPP) sebagai donor ribosil (BtrL, BtrP); glikosiltransferase (potensi homolog RibF, LivF, Parf) gen (Neo15).

Neosamin B (L-neosamina B) kemungkinan besar dibiosintesis dengan cara yang sama seperti neosamin C (D-niosamina) dalam biosintesis neamina, tetapi dengan langkah epimerisasi tambahan yang diperlukan untuk memperhitungkan keberadaan neosamin B epimerik dalam neomisin B.


Neomisin B dan C adalah molekul 23 karbon dengan struktur empat cincin. Tiga cincin beranggota enam, dan satu cincin beranggota lima.National Center for Biotechnology Information Neomycin. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/8378 (accessed Nov 5, 2023). Neomisin B dan C merupakan stereoisomer satu sama lain dan hanya berbeda pada satu stereosenter, yang satu memberikan konformasi R dan yang lainnya memberikan konformasi S. Neomycin C dapat menjalani sintesis enzimatik dari ribostamycin.

 Komposisi 
Neomisin tingkat standar terdiri dari beberapa senyawa terkait termasuk neomisin A (neamina), neomisin B (framisetin), neomisin C, dan beberapa senyawa kecil yang ditemukan dalam jumlah yang jauh lebih rendah. Neomisin B adalah komponen paling aktif dalam neomisin, diikuti oleh neomisin C dan neomisin A. Neomisin A adalah produk degradasi tidak aktif dari isomer C dan B. Jumlah komponen-komponen ini dalam neomisin bervariasi dari satu lot ke lot lainnya tergantung pada produsen dan proses produksinya.

 Pengikatan DNA 
Aminoglikosida seperti neomisin dikenal karena kemampuannya mengikat RNA dupleks dengan afinitas tinggi. Konstanta hubungan neomisin dengan RNA situs A berada pada kisaran 109 M−1. Namun lebih dari 50 tahun setelah penemuannya, sifat pengikatan DNA masih belum diketahui. Neomisin telah terbukti menginduksi stabilisasi termal DNA tripleks, tetapi memiliki sedikit atau hampir tidak berpengaruh pada stabilisasi dupleks B-DNA. Neomisin juga terbukti mengikat struktur yang mengadopsi struktur bentuk A, salah satunya adalah DNA tripleks. Neomisin juga mencakup pembentukan tripleks hibrid DNA:RNA.

 Referensi 

Kategori:Antibiotik aminoglikosida
Kategori:Bahan pengikat DNA
Kategori:Otologi
Kategori:Reagen kultur sel