Действующие вещества
Физические и химические свойства
Касугамицин – аминогликозный антибиотик с широким спектром действия, получаемый ферментацией бактерии порядка Актиномицеты (Actinomycetales) Семейство Стрептомицеты (Streptomycetaceae) род Streptomyces – Streptomyces kasugaensis[2]. Молекула касугамицина, как и других аминогликозидных антибиотиков, состоит из кольца аминоциклитола, связанного с другими остатками аминосахаров гликозидными связями[3].
Касугамицин в химически чистом виде – бесцветное кристаллической вещество. Стабилен при комнатной температуре. Стабилен в слабых кислотах и нестабилен в сильных кислотах и щелочах. DT50 (50ºС) 47 дней (pH 5), 14 дней (pH 9)[2].
Физические характеристики:
- молекулярная масса – 379,363[5];
- плотность – 2,0±0,1 г/см3[5];
- температура кипения – 585,9±60,0°C при 760 мм рт. ст.[5];
- точка вспышки – 308,2±32,9°C[5];
- температура плавления – +202°С–+204°С[2];
- давление пара при 25ºС: < 1,3 х 10~2 мПа[2];
- растворимость (при 25°С):
- вода – 228г/дм3;
- метанол – 0,003г/дм3;
- ацетоне и ксилол < 09001 г/дм3[2].
Действие на вредные организмы
Антимикробный эффект касугамицина, как и других аминогликозидных антибиотиков, объясняется способностью их молекул связываться 3OS-субъеденицей прокариотической рибосомы и вызывать ошибки трансляции, приводящие к остановке синтеза полипептидных цепей. Это приводит к подавлению жизнедеятельности болезнетворных микроорганизмов[3].
Применение
Касугамицин применяют для борьбы с фитопатогенными грибами и бактериями. В частности, на территории России разрешен к применению пестицид фунгицидного и бактерицидного действия Касумин 2Л, ВР, действующее вещество – касугамицин. Препарат предназначен для профилактики и лечения: пирикуляриоза риса, сосудистого бактериоза крестоцветных культур и слизистого бактериоза капусты, чёрная бактериальная пятнистость томатов, бактериальная крапчатость томатов, бактериальный ожог яблони[1].
Токсикологические свойства и характеристики
Касугамицин нефитотоксичен для риса, томатов, сахарной свеклы, картофеля и других культурных и дикорастущих растений. Отличается низкой токсичностью для теплокровных и рыб. Гигиенические нормативы в России не установлены[4][2].
Острая пероральная токсичность касугамицина ЛД50 для крыс более 5 000 мг/кг. Острая дермальная токсичность ЛД50 для кроликов – более 2 000 мг/кг. Вещество не оказывает раздражающего действия на кожу и слизистую оболочку глаз кролика, не обладает мутагенными и тератогенными свойствами, не влияет на репродукцию крыс[2].
Класс опасности
- 3В – для человека;
- 3 – для пчел[1].
Допуски по применению
Использование препаратов с действующим веществом касугамицин запрещено в водоохраной зоне водоемов[1].
Авиационная обработка препаратами с действующим веществом касугамицин разрешена[1].
Получение
Касугамицин образуется в прокариотическрм организме Streptomyces kasugaensis. Биосинтез вещества включает множество стадий, обычно несколько десятков. При этом D-глюкоза связывается с нуклеозидом. Образуется аминоциклитольное кольцо к которому через гликозидные связи присоединены специфические сахара (аминосахара, C-разветвленные сахара)[3].
Для более высокого выхода продукта постоянно ведется работа по созданию новых штаммов. В результате многократного повторения раундов мутагенеза с дальнейшим отбором мутантов приходят к повышению выхода продукта[3].
В промышленности для выращивания культуры используют биореакторы большого рабочего объема. Источниками углерода являются – глюкоза, крахмал декстрин. Источник азота – соевая мука. В среду роста касугамицин выделяют при достижении определенного уровня pH. После отделения клеточной массы производят концентрирование культуральной жидкости. Очищенный антибиотик получают методом ионообменной хроматографии[3].
История
Касугамицин был открыт в 1962 году японским химиком и микробиологом Умэдзава Хамао. Первоначально применялся только для борьбы с грибковыми заболеваниями риса, заменив более токсичный для человека антибиотик бластицидин S. В дальнейшем оказался эффективен для борьбы с широким спектром фитопатогенных микроорганизмов на достаточно широком спектре культур[4].
2. МУК 4.1.3291-15. Определение остаточных количеств касугамицина в воде, почве, зеленой массе, соломе и зерне риса методом высокоэффективной жидкостной хроматографии: Методические указания. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2015. – 18 с.
3. Шмид Р. Наглядная биотехнология и генетическая инженерия [Электронный ресурс] / Р. Шмид ; пер. с нем. — 2-е изд. (эл.). — Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf: 327 с.). — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015 Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Наглядная биотехнология и генетическая инженерия / Р. Шмид ; пер. с нем. —М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014 — 324 с.: ил.
4. Ягафорова Г.Г. Микроорганзмы – продуценты биологически активных веществ: Учебное пособие/ М: Химия, 2002 – 227 с.