Ini adalah antibiotik spektrum luas. Ini digunakan untuk mengobati berbagai infeksi bakteri.
Dalam pengobatan konjungtivitis digunakan sebagai salep mata.
Komposisi
Berat molekul: 323,1 g / mol
Rumus molekul: C11H12Cl2N2O5
Larutan stok : 10 mg / ml dalam metanol atau hingga 35 mg / ml dalam etanol dan disimpan pada -20ºC.
Konsentrasi akhir: 30-35 g / mL (untuk plasmid salinan tinggi)
Penanganan dan keamanan
Kloramfenikol dianggap berbahaya dan berpotensi karsinogenik. Kenakan sarung tangan dan hindari menghirup debu.
Stabilitas
Kloramfenikol larut dalam air, tetapi tidak stabil dalam larutan berair dan lebih rentan terhadap hidrolisis oleh sinar ultraviolet. Setelah degradasi, larutan Kloramfenikol menjadi kuning dan terbentuk endapan kuning-oranye.
Modus aksi
Bakteriostatik. Ini menghambat sintesis protein dengan berinteraksi dengan bagian 50S dari ribosom 70S. Pada konsentrasi yang lebih tinggi dapat menghambat sintesis DNA.
Modus resistensi
Resistensi yang diberikan oleh produk gen CAT (Chloramphenicol Acetyl Transferase) dari Tn9 (dalam resistensi terhadap plasmid rekombinan disebut CATR, CAMR atau CMR).
asal usul
Kloramfenikol adalah antibiotik spektrum luas yang efektif melawan sebagian besar strain bakteri Gram-positif dan Gram-negatif. Kloramfenikol berasal dari bakteri Streptomyces venezuelae dan sekarang diproduksi secara sintetis.
Pada tahun 1950, Kloramfenikol menjadi antibiotik pertama yang diproduksi secara sintetis dalam skala besar.
Kloramfenikol efektif melawan berbagai macam mikroorganisme, tetapi karena efek samping yang serius, termasuk kerusakan pada sumsum tulang, menyebabkan anemia aplastik pada manusia.
Kloramfenikol sekarang hanya digunakan pada manusia untuk mengobati infeksi serius dan mengancam jiwa (misalnya, demam tifoid).
Sifat Bakterisida
- Kloramfenikol bersifat bakteriostatik tetapi dapat menjadi bakterisida pada konsentrasi tinggi.
- Ini menghentikan pertumbuhan bakteri dengan mengikat ribosom bakteri (memblokir Peptidil transferase) dan menghambat sintesis protein.
- Ini digunakan sebagai penanda yang dapat dipilih dalam percobaan kloning molekuler di mana gen Kloramfenikol asetil transferase (CAT) fungsional akan memberikan resistensi terhadap sel yang mengandung plasmid. E. coli ditumbuhkan dalam media Kloramfenikol dan hanya sel yang ditransformasi dengan plasmid yang mengandung gen CAT (dalam plasmid yang dikenal sebagai CATR, CAMR atau CMR) yang akan bertahan.
- Kloramfenikol larut dalam lemak, memungkinkannya berdifusi melalui membran sel bakteri. Kemudian secara reversibel mengikat protein L16 dari subunit 50S ribosom bakteri, di mana transfer asam amino ke rantai peptida yang sedang tumbuh dicegah dengan menurunkan konstanta laju katalitik dari Peptidyl Transferase.
Penekanan aktivitas Peptidyl Transferase menghambat pembentukan ikatan Peptida dan sintesis protein berikutnya.
Resistensi alami terhadap kloramfenikol pada bakteri disebabkan oleh aktivitas enzim Kloramfenikol Acetyl Transferase yang dikode oleh gen CAT.
Kloramfenikol Acetyl Transferase mengkatalisis transfer gugus asetil dari Asetil Koenzim A (Asetil COA) ke gugus hidroksil C3 antibiotik.
Produk reaksi, Acetyl Chloramphenicol, tidak mengikat ke pusat Peptidyl Transferase dari Ribosom 70S juga tidak menghambat Peptidyl Transferase.
Ada tiga mekanisme resistensi terhadap Kloramfenikol:
- Berkurangnya permeabilitas membran.
- Mutasi subunit ribosom 50S.
- Ekspresi gen Chloramphenicol Acetyl Transferase (CAT).
Mutasi yang menyebabkan resistensi subunit ribosom 50S jarang terjadi. Sangat mudah untuk memilih untuk mengurangi permeabilitas membran terhadap kloramfenikol in vitro dengan melewati bakteri secara serial, dan ini adalah mekanisme resistensi tingkat rendah yang paling umum terhadap kloramfenikol.
Strain Enterobacteriaceae dan bakteri Gram negatif lainnya secara konstitutif mengekspresikan Kloramfenikol Acetyl Transferase yang diangkut dalam plasmid, yang memberikan resistensi obat (sehingga mereka secara alami resisten terhadap Kloramfenikol).
Beberapa varian gen CAT telah dijelaskan, semuanya membentuk trimer subunit yang identik.
Varian tipe I yang dikodekan oleh segmen 1102 bp dari transposon Tn9 banyak digunakan sebagai gen reporter di mana promotor minimal menyatu dengan urutan varian tipe I, untuk mengukur ekspresi CAT sementara.
Sebagian besar analisis kinetik dan struktural telah dilakukan dengan varian tipe III dari gen CAT, yang menghasilkan kristal yang cocok untuk analisis sinar-X.
Kemajuan dalam Penelitian Bakteri
Pada 1970-an dan awal 1980-an di laboratorium biologi molekuler, Kloramfenikol sering ditambahkan ke biakan plasmid salinan sedang dan tinggi yang sedang tumbuh.
Kloramfenikol menghambat sintesis protein dan menghambat sintesis DNA inang, tetapi tidak berpengaruh pada replikasi plasmid yang rileks (salinan tinggi). Jumlah salinan plasmid yang direlaksasi meningkat selama inkubasi kultur bakteri dalam obat.
Amplifikasi diperlukan untuk mencapai hasil tinggi dari plasmid yang relaks, yang biasanya bereplikasi hanya dalam jumlah sedang pada bakteri inangnya.
Dengan adanya Kloramfenikol, vektor-vektor yang mengandung replika pMB1 atau colE1 tipe liar ini terus berlanjut hingga 2000 atau 3000 salinan telah terakumulasi di dalam sel. Plasmid setelah tahun 1982 (misalnya, plasmid PUC) mengandung replika colE1 yang dimodifikasi dan bereplikasi pada jumlah salinan yang tinggi sehingga amplifikasi tidak diperlukan.
Penggunaan Saat Ini
Saat ini, mengobati kultur bakteri dengan Kloramfenikol mungkin masih memiliki beberapa keuntungan. Karena kloramfenikol menghambat replikasi bakteri, jumlah salinan plasmid meningkat dua sampai tiga kali dengan adanya obat karena volume dan viskositas lisat bakteri berkurang, menyederhanakan pemurnian plasmid.
Banyak peneliti menemukan bahwa menambahkan kloramfenikol ke kultur yang tumbuh jauh lebih nyaman daripada berurusan dengan lisat yang sangat kental. Plasmid yang menggunakan protein RepA sebagai regulator positif (misalnya, PSC101) tidak dapat diamplifikasi dengan Kloramfenikol.
Selama bertahun-tahun, amplifikasi plasmid dengan adanya Kloramfenikol dianggap efektif hanya jika bakteri inang dikultur dalam media minimal.
Namun, protokol yang menggunakan media kaya kloramfenikol memberikan hasil tinggi yang dapat direproduksi dengan galur E. coli yang menyimpan plasmid dengan jumlah salinan rendah yang membawa replika pMB1 atau colE1.
Peningkatan hasil pBR322 dan turunannya telah diperoleh dari kultur yang diperlakukan dengan Kloramfenikol konsentrasi rendah (10-20 g / ml) yang tidak sepenuhnya menekan sintesis protein inang.
Alasan untuk hasil ini tidak dipahami, tetapi dapat dijelaskan apakah replikasi plasmid yang membawa asal colE1 memerlukan faktor inang yang tidak stabil yang terus disintesis selama penghambatan parsial sintesis protein.
Sisi aktif Kloramfenikol Acetyl Transferase mengandung residu Histidin dan diduga bertindak sebagai katalis basa umum dalam reaksi asetilasi.
Dua substrat Kloramfenikol dan Asetil-KoA mendekati situs aktif melalui terowongan yang terletak di sisi berlawanan dari molekul.
Karena enzim CAT memiliki kandungan residu Histidin yang relatif tinggi, hal ini menghasilkan pemurnian bersama dengan protein bertanda-Nya pada kolom Ni NTA jika protein bertanda-Nya diekspresikan dalam galur yang resisten terhadap E. coli Kloramfenikol.
Tidak direkomendasikan untuk menggunakan strain bakteri tersebut untuk ekspresi protein rekombinan yang diberi tag-Nya.