G418

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G418，即遺傳黴素（Geneticin），是一種氨基糖苷類抗生素，結構與慶大黴素B1相似。G418最初是於細菌小单孢菌（英语：Micromonospora）中發現^[1]。G418是新黴素的類似物，其作用機理也與新黴素相似。即，G418可以通過阻斷多肽合成（蛋白轉譯）殺死原核細胞或真核細胞^[1]。新黴素抗性基因neo可以編碼一種能使G418失效的酶氨基糖苷3'磷酸转移酶（英语：aminoglycoside-3’-phosphotransferase），進而使細胞獲得對G418的抗性^[1]。在實驗室中，利用上述機制，可以使用G418篩選基因工程改造後的細胞^[2]。

G418
IUPAC名 (2R,3S,4R,5R,6S)-5-Amino-6-[(1R,2S,3S,4R,6S)-4,6-diamino-3-[(2R,3R,4R,5R)-3,5-dihydroxy-5-methyl-4-methylaminooxan-2-yl]oxy-2-hydroxycyclohexyl]oxy- 2-(1-hydroxyethyl)oxane-3,4-diol
别名	遺傳黴素 O-2-Amino-2,7-didesoxy-D-glycero-α-D-gluco-heptopyranosyl-(1→4)-O-(3-desoxy-4-C-methyl-3-(methylamino)-β-L-arabinopyranosyl- (1→6))-D-streptamin
识别
CAS号	49863-47-0
PubChem	123865
ChemSpider	21106441
SMILES	O[C@H]3[C@H](O)[C@@H](N)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H](N)C[C@@H](N)[C@H](O[C@H]1OC[C@](C)(O)[C@H](NC)[C@H]1O)[C@H]2O)OC3[C@@H](O)C
InChI	1/C20H40N4O10/c1-6(25)14-11(27)10(26)9(23)18(32-14)33-15-7(21)4-8(22)16(12(15)28)34-19-13(29)17(24-3)20(2,30)5-31-19/h6-19,24-30H,4-5,21-23H2,1-3H3/t6-,7-,8+,9+,10+,11-,12-,13+,14?,15+,16-,17+,18+,19+,20-/m0/s1
InChIKey	BRZYSWJRSDMWLG-NQRKCNNJBI
DrugBank	DB04263
性质
化学式	C20H40N4O10
摩尔质量	496.55 g·mol^−1
溶解性（水）	50 mg/mL
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

作用機理及抗性機理

G418是一種特殊的抗生素。G418既可以殺死真核細胞，也可以殺死原核細胞。G418的作用機理是通過與80S核糖體（真核細胞）或70S核糖體（原核細胞）結合，進而阻止蛋白轉譯過程中的延長過程，使合成中的多肽鏈合成中止。最終，細胞會因爲缺乏必要的蛋白而死亡^[3][4]。基於G418的作用機理，對蛋白質需求較高的細胞，如分裂中的細胞，會比對蛋白質需求相對較少的細胞更快被G418殺死^[5]。新黴素抗性基因neo可以使細胞在含有G418的培養基中存活。neo基因抵抗G418的機理在於，neo基因能編碼一種氨基糖苷3'磷酸转移酶（英语：aminoglycoside-3’-phosphotransferase）。該酶可使G418磷酸化，減小其與核糖體的親和力，達到讓G418失效的作用^[6]。

細胞生物學中的應用

導入neo基因等G418抗性基因的真核細胞可以於含有G418的培養基中存活，而無這類基因的細胞則會在這種培養環境中死亡。研究人員可以利用這一點，於載體上加入neo基因。這樣，當把載體導入細胞時，neo基因也會一併導入。之後，在培養基中加入G418即可殺死未能成功導入載體的細胞，而留下成功導入載體的細胞，利於後續研究的進行^[1][7]。

參見

• 滅瘟素（Blast）
• 嘌呤黴素（Puromycin）
• 新黴素

參考

1. Geneticin. Thermo Fisher Scientific. [2017-11-29]. （原始内容于2017-08-08）. 
2. . labome.com. [2010-01-09]. （原始内容存档于2009-12-29）. 
3. Antibiotics: Mode of Action and Mechanism of Resistance. (PDF). Promega. [2017-11-29]. （原始内容 (PDF)于2017-12-01）. 
4. G418 manual (PDF). invivogen. [2017-11-29]. （原始内容 (PDF)于2018-01-27）. 
5. G418 introduction. invivogene. [2017-11-29]. （原始内容于2017-11-19）. 
6. Kotra, LP, Haddad J, Mobashery, S. Aminoglycosides: Perspectives on Mechanisms of Action and Resistance and Strategies to Counter Resistance. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2000, 44 (12): 3249–56. PMC 90188  . PMID 11083623. doi:10.1128/aac.44.12.3249-3256.2000. 
7. Harvey Lodish; et al. Chapter5: Molecular Genetic Techniques. Molecular Cell Biology (7th edition). Macmillan Higher Education. 2013: 171–223. ISBN 978-1-4641-0981-2.  引文格式1维护：显式使用等标签 (link)