Неомицин является антибиотиком, синтезируемым Act. fradiae и некоторыми другими видами актиномицетов.
До недавнего времени неомицин имел в СССР три синонима: колимицин, мицерин и фрамицин. Однако после того как была доказана идентичность данных антибиотиков неомицину, вместо трех препаратов стали выпускать один под названием неомицин. В состав антибиотиков неомицинового комплекса входят: неомицин А (неамин), неомицин В и С. Все три вещества являются оптически активными основаниями. Неомицины В и С имеют аналогичный состав и являются изомерными веществами, отличающимися только пространственной конфигурацией. В состав неомицинов В и С входят: неомицин А (неомин), D-рибоза, диаминогексоза В или С.
Предполагают, что механизм биосинтеза молекулы неомицинов складывается из ряда последовательных этапов. В начале процесса происходит синтез отдельных компонентов неомицина. Глюкоза аминируется с образованием глюкозамина. Далее глюкозамин превращается в 2,6-диамино-5-кетоальдогексозу. Последняя восстанавливается, вероятно, при участии НАДФ, при этом образуются неозамины В и С. 2,6-диамино-5-кетоальдогексоза может также служить промежуточным продуктом для образования дезоксистрептамина. Реакция IV представляет собой альдольную циклизацию, после чего происходит восстановление кислорода у пятого углеродного атома молекулы, что приводит к образованию дезоксистрептамина. Из глюкозы, кроме D-глюкозамина, образуется D-рибоза. Далее из образовавшихся фрагментов молекулы неомицинов происходит синтез антибиотика: неозамин С, соединяясь с дезоксистрептамином, образует неомицин А (неамин). Неозамин В с D-рибозой образуют необиозамин В. На заключительном этапе необиозамин В и необиозамин А, соединяясь, дают молекулу неомицина В. Если в реакции с D-рибозой участвует неозамин С, то образуется неомицин С.
В представленной схеме не все реакции нашли экспериментальное подтверждение в опытах с меченой глюкозой. Некоторые этапы гипотетичны. Однако имеющийся экспериментальный материал показывает, что биосинтез молекулы осуществляется из углеводов, в частности глюкозы. Поэтому особое внимание должно быть уделено углеводному обмену продуцента.
Для ферментации неомицина обычно используют среды, содержащие соевую муку, дрожжевой автолизат, кукурузный экстракт, гидролизат казеина и т. п. Из углеводов наиболее часто применялись глюкоза и крахмал или их смесь, взятая в определенных пропорциях. Более предпочтительным из названных углеводов, по-видимому, оказывается крахмал. Так, в опытах М. М. Левитова и А. Н. Мешкова (1963) при культивировании продуцента на среде, содержащей крахмал, образовывалось в два раза больше биомассы и приблизительно в пять раз больше антибиотика, чем на среде с глюкозой. Мицелий, выросший на среде с глюкозой, весьма интенсивно ассимилировал питательные вещества; он содержал значительно больше нуклеиновых кислот. Кроме того, по сравнению с крахмальной средой на среде, содержащей глюкозу, отмечался более низкий уровень pH.
Исследования, проведенные с целью изучения динамики содержания отдельных компонентов неомицинового комплекса в процессе биосинтеза при культивировании продуцента на соевой среде, показали, что в начале ферментации в культуральной жидкости отмечалось значительное преобладание в неомициновом комплексе неомицина А. Затем его содержание снижалось и в конце процесса он не обнаруживался. По другим данным, Act. fradiae в основном образует неомицины В и С, причем 90% составляет неомицин В.