Actinomicina este un antibiotic obținut din specii de Streptomyces, bacterii filamentoase din sol cunoscute pentru producerea unei game de produse naturale. Acest compus inhibă transcrierea ADN-ului în ARN, provocând astfel moartea celulelor. Capacitatea de a provoca sinuciderea celulelor a făcut din actinomicina D un medicament de chimioterapie timpurie. Acest compus este extrem de toxic pentru celulele normale, deci este utilizat numai pentru anumite tipuri de cancer specializate. Un nume alternativ pentru medicament este dactinomicina.
Streptomyces este o bacterie gram pozitivă care face parte din grupul actinomicetelor. Aceste bacterii din sol sunt renumite pentru producerea de antibiotice și alte produse naturale. Concurența între microorganismele din sol este acerbă, iar producția de compuși care ucid alte organisme ajută actinomicetele să supraviețuiască.
O parte din motivul pentru care actinomicina este un antibiotic atât de de succes este faptul că structura sa chimică include două peptide ciclice. Această grupare neobișnuită de aminoacizi este foarte greu de degradat pentru alte organisme. De asemenea, include un aminoacid D în fiecare dintre inelele peptidice ciclice. De obicei, aminoacizii se găsesc în configurația L. Utilizarea unor astfel de atribute biochimice atipice contribuie la succesul acestui actinomicet în sol.
Izolarea actinomicinei în 1940 a adus premiul Nobel pentru Selman Waksman. Studiile asupra mecanismului de acțiune al acestui antibiotic au arătat că acesta a acționat prin legarea de ADN-ul dublu catenar și oprirea transcripției acestui ADN în ARN. Fiind legată în acest mod, actinomicina a inhibat ARN polimeraza să avanseze. Această activitate a determinat celulele să se sinucidă, un proces cunoscut sub numele de apoptoză.
Capacitatea de a provoca apoptoză este o proprietate valoroasă. Celulele canceroase se răspândesc mult mai repede decât celulele din țesutul normal, vecin, deoarece și-au pierdut controlul și nu suferă atât de multă apoptoză. Medicamentele care provoacă apoptoză au potențial ca tratamente pentru cancer. Un medicament care este injectat intravenos și circula prin sânge pentru a ucide celulele canceroase este cunoscut ca un agent anti-neoplazic – un medicament pentru chimioterapie.
Actinomicina D a fost folosită ca medicament pentru chimioterapie de mulți ani. Puterea acestei clase de medicamente este specificitatea lor în uciderea celulelor care se divid. Acest lucru face mai probabil ca acestea să omoare celulele canceroase, mai degrabă decât celulele țesuturilor necanceroase. Cu toate acestea, compusul este foarte toxic pentru celulele normale. Medicamentul este monitorizat cu mare atenție atunci când este utilizat.
Pe lângă utilizările sale în tratamentul cancerului și ca antibiotic, capacitatea actinomicinei de a lega ADN-ul a făcut ca acest compus să fie util pentru studii în biochimie și biologie celulară. Este folosit pentru a inhiba sinteza ARN. De asemenea, poate fi creat un derivat fluorescent care este cunoscut sub numele de 7-aminoactinomicină D. Această substanță chimică este folosită pentru a colora ADN-ul monocatenar. Este un marker valoros pentru a determina dacă celulele au murit sau nu.