Đại cương
Polymyxin là tên gọi của một nhóm kháng sinh có cấu trúc polypeptid do vi khuẩn Bacillus polymyxa và Bacillus circulans tạo ra. Năm 1947, ba nhóm các nhà khoa học gồm nhóm Ainsworth, nhóm Benedict và nhóm Stansly đã phân lập được từ chủng vi khuẩn Bacillus polymyxa một hỗn hợp gồm 5 polymyxin A, B, C, D và E. Các nghiên cứu sau này cho thấy polymycin B, D, E lại chia ra B1, B2, D1, D2, E1 và E2. Danh sách các polymyxin được tìm thấy từ các chủng vi khuẩn ngày càng nhiều như pilymyxin M, polymycin F1, polymyxin F2, F3… Do độc tính cao đối với thận nên chỉ hai trong số các chất trên là polymyxin B và polymyxin E được dùng dưới dạng muối sulfat để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gram âm.
Đến năm 1950, Koyama và cộng sự đã chiết được từ môi trường nuôi cấy chủng vi khuẩn Bacillus colistinus chất colistin hay colimyxin bao gồm ba chất colistin A, B và C có hoạt tính kháng khuẩn mạnh gấp 4 lần polymyxin mà độc tính lại thấp hơn khá nhiều. Các phân tích về cấu trúc hóa học sau này cho thấy colistin A chính là polymyxin E1.
Cấu trúc hóa học và tính chất
Các polymyxin đã đươc nghiên cứu kĩ, riêng polymyxin dã tổng hợp được. Về mặt cấu tạo chúng là một polypeptid vòng chỉ khác nhau về thành phần và số lượng amino acid. Phân tử polymyxin M có chứa D – leucin, 3 gốc treoonin và 6 gốc acid anpha, gamma diaminobutyric DAB. Ngoài ra còn chứa một gốc acid 6 – metyloctanic. Các polymyxin có tác dụng diệt khuẩn, thuốc gắn vào phospholipid làm thay đổi tính thấm của màng tế bào và cấu trúc của màng tế bào vi khuẩn. Hoạt tính kháng khuẩn của polymyxin B chỉ giới hạn trên một số chủng vi khuẩn gram dương như E. Coli, Aerobacter aerogenes, Salmonella, Proteus… và đặc biệt là trên trực khuẩn mủ xanh Ps. Aeruginosa. Trong y học, polymyxin B được dùng tại chỗ, đơn độc hay phối hợp với một số hợp chất khác neomycin sulfat, oxytetracylin, hydrocortison… điều trị nhiễm khuẩn mắt, tai mũi họng và một số nhiễm khuẩn khác. Polymyxin E hay colistin được dùng trong y học dưới dạng muối sulfat để điều trị tại chỗ nhiễm khuẩn đường tiết niệu hay nhiễm khuẩn đường tiêu hóa. Dạng muối colistin natri mesilat được dùng dưới dạng tiêm để điều trị nhiễm khuẩn huyết, viêm màng não, nhiễm khuẩn thận… và chỉ sử dụng khi không dùng được thuốc khác do độc tính cao.
Chiết xuất polymycin từ môi trường lên men
Trong công nghiệp để chiết xuất polymycin đã sử dụng phương pháp trao đổi ion. Bản chất hóa học của kháng sinh là polypeptid. Các amino acid trong phân tử polymycin có chứa các nhóm amin tự do, có khả năng trao đổi với nhóm carboxyl của phân tử nhựa loại carboxycationit. Quá trình chiết có thể tiến hành như sau:
Dịch lên men xong được acid hóa đến pH 3,5 -4 để giải phóng kháng sinh. Lọc loại sinh khối. Dịch lọc được trung hòa bằng NaOH. Có thể chiết polymyxin từ dịch lọc này bằng dung môi hữu cơ n- butanol. Sau đó kết tủa bằng aceton.
Dịch lọc được trung hòa rồi lọc qua bppng thủy tinh đến trong suốt ròi bơm qua các cột trao đổi ion. Cột đã baox hòa rửa bằng nước cất hay nước đã khử khoáng.
Phản hấp thụ kháng sinh, tẩy màu. Trung hòa dịch. Sau đó phun sấy để thu lấy kháng sinh.
