Polymyxin ist die allgemeine Bezeichnung für eine Gruppe von chemisch verwandten Antibiotika, welche aus verschiedenen Stämmen von Bacillus polymyxa, einem Bodenbakterium (Nakajima 1967a; Stansly 1949a; Brownlee 1952a), stammen. Es wurden folgende Polymyxine identifiziert: A, B, C, D, E, F, K, M, P, S und T; in der Medizin werden vor allem Polymyxin B und Polymyxin E (Colistin) angewendet (O'Neil 2001a). Polymyxine sind pentakationische (Nettoladung +5) amphipathische Lipopeptidantibiotika, welche durch einen Heptapeptidring und einen Fettsäurenschwanz charakterisiert sind (Vaara 1992a).
Die Polymyxine wurden erstmals 1947 isoliert (Kasiakou 2005a; Storm 1977a; Falagas 2005a). Benedict und Langlykke waren die Ersten, welche über die antibiotischen Eigenschaften von Kulturen dieses Bacillus-Stammes berichteten (Benedict 1947a; Brownlee 1952a). Diese Antibiotika sind die wichtigsten Vetreter der Polypeptidantibiotika (Kroker 2003d) und alle Polymyxine besitzen weitgehend ähnliche biologische Eigenschaften. Unterschiede bestehen hinsichtlich der Toxizität und pharmakokinetischen Eigenschaften der verschiedenen Polymyxin-Salze (Plempel 1969a).
Die 5 Hauptvertreter sind Polymyxin A, B, C, D und E (Littlewood 2000a). Alle sind basische Cyclopeptide mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1'200 (Vogler 1966a; Ziv 1981c). Sie bestehen aus einem polykationischen Peptidring, welcher 8 bis 10 Aminosäuren mit einem hohen Anteil an 2,4-Diaminobuttersäureresten besitzt sowie eine Fettsäureseitenkette, die über eine Amidbindung am Peptidring angehängt ist (Evans 1999a). Die Unterscheidung zwischen den Polymyxinen kann anhand des Vorkommens der zusätzlichen Aminosäuren D-Leucin, L-Leucin, L-Isoleucin, D-Phenylalanin, D-Valin und D-Serin sowie über die Art der Fettsäure erfolgen. Letztere kann entweder (+)-6-Methyloktansäure oder 6-Methylheptansäure sein (Vogler 1966a). Polymyxine werden im Zytoplasma durch Peptidsynthetasen über Kondensierungsreaktionen gebildet (Marahiel 1997a). Zusätzliche Wirkstoffe mit der selben basischen Struktur wie Colistin und Polymyxin B wurden aus Bacillus spp. isoliert: Circulin, Octapeptin, Brevistin, Cerexin, Polypeptin und Stendomycin (Storm 1977a; Meyers 1974a; Evans 1999a). Diese waren aber aufgrund der Toxizität (Bergan 1982a) für die therapeutische Anwendung ungeeignet. Somit werden nur Colistin und Polymyxin B therapeutisch eingesetzt (Falagas 2005a; Ziv 1981c). Zur Verringerung der Toxizität wurden die Sulphat- sowie Methansulphonat-Derivate synthetisiert (Bergan 1982a).
Anhand von verschiedenen Studien wurde gezeigt, dass die Synthese von Polymyxinen durch Proteinsynthesehemmer wie Chloramphenicol, Borrelidin und Puromycin nicht gehemmt wird (Komura 1979a).