2.确定抗生素的作用方式
具体的教育目标(您将被测试的条款和概念)
细菌细胞的许多代谢活动与人类细胞的显著不同。至少在理论上,这些差异可以用于开发化疗药物。理想情况下,一种抗菌剂应该对细菌细胞有最大的影响,而对人体细胞只有很少或没有影响。在现实中,它几乎总是对人体有一些影响,无论是诱发过敏,还是肝、肾毒性。尽管在人体中出现了一些不良反应,但已经开发出了有效的抗生素,它们对细菌细胞有一种以上的作用模式:
A.抑制细胞壁合成
B.细胞膜的改变
C.抑制蛋白质合成
D.抑制核酸合成
E.抗体代谢活动或竞争性对抗
由于细菌具有由肽聚糖和人体细胞的重复单元组成的细胞壁,因此细菌细胞壁似乎是化疗的理想靶标。实际上,这是如此;以下抗生素已被开发为细胞壁合成的抑制剂:
一种。B.- 酰胺抗生素
青霉素G. | 牛奶蛋白 | 氨苄青霉素 | 阿莫西林 | 克罗克西林 |
青霉素V. | Nafcillin | Ticarcillin | Carbenicillin | 双石唑嗪 |
甲氧西林 | 哌啶素 |
2.头孢菌素
第一代第二代第三代第四代
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4.Thienamycins
5。B.-内酰胺酶抑制剂(如克拉维酸)
c .磷霉素(磷霉素)
D.万古霉素
E. Bacitracin.
F. ristocetin.
G. Falphomcin(膦酰亚霉素)
肽聚糖的生物合成包括三个阶段,每种阶段组成,每种阶段发生在细胞中的不同部位。
第1阶段发生在细胞质中。在该阶段,Murein,N-乙酰葡糖胺和N-乙酰丙氨酸肽的骨髓骨结构的重复单元以其尿嘧啶二磷酸(UDP)衍生物的形式合成。影响细胞壁代谢的唯一抗生素是D-环雷丁.D-环晶是D-丙氨酸的结构模拟;它与两种酶的底物结合位点结合,从而极其有效地预防D-丙氨酸掺入N-乙酰杂物酰肽中。
环丝氨酸(左)和d -ala- 9(右)的结构关系。
肽聚糖合成的阶段2发生在细胞质膜的内表面上,其中N-十六烷基脲从UDP转移到载体脂质中,然后被修饰以形成完全的肽聚糖亚基。修饰的性质取决于生物体。该阶段终止于完成亚基的易位到细胞质膜外部。影响细胞壁合成阶段的唯一抗生素是杆菌肽.Bacitracin是脂质磷酸酶的抑制剂。
Bacitracin A.含有噻唑啉环结构的一组多肽抗生素之一。
第3阶段发生在周质空间(在革兰氏阴性细菌中)和细胞壁的生长肽聚糖中发生。这是一种复杂的代谢序列,提供了多种化学治疗剂的靶标。最早的行为是万古霉素和ristocetin..它们通过与新生肽聚糖 - 脂质载体的D-丙氨酸-D-丙氨酸栓塞末端结合。这抑制了酶转基质。
生物合成的第三阶段继续是转肽类作用和可溶性的、未交联的、新生的肽聚糖与预先存在的、交联的、不可溶性的细胞壁肽聚糖基质的结合。这B.-RACTAM抗生素是肽聚糖链的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端的结构类似物。在细胞壁中,存在多达七种酶(取决于细菌种类),其通过其D-丙基-D-丙氨酸残基结合肽聚糖单元。这B.-lactams填充这些衬底结合位点,从而防止D-丙氨酸-D-丙氨酸残基的结合。酶结合B.内酰胺类抗生素被称为青霉素结合蛋白。
细菌的细胞质膜仅受两种临床使用的抗生素的影响。这些是多嗪B和多粘蛋白E(Colistin)。他们通过竞争地更换mg来行动2+和加利福尼亚州2+从带负电荷的磷酸盐基团上的膜脂质。结果是膜破坏。
通过阻断DNA合成/活性起作用的主要组抗菌剂是喹诺酮组。
甲硝唑作为一种抗DNA的抗生素有不同的作用方式。这种抗生素在被部分还原后,会以一种尚未明确的方式导致DNA碎片化。这种抗生素只对厌氧菌和一些寄生虫有效。
通过阻断DNA乙酶的亚基并诱导弛豫复合物类似物的形成来所有采用喹诺酮。
DNA乙酶使用ATP的能量引入双相DNA中的负超旋转。这是保持细菌染色体的负过外张力的关键酶。
DNA腺苷酶的签名机制。
喹诺酮包括:
NORFLOXACIN,环丙沙星 - 第二代
蛋白质合成是两个主要过程的最终结果,转录和翻译。抑制这两种蛋白的抗生素会抑制蛋白质的合成。
转录
在转录过程中,DNA中的遗传信息通过依赖于DNA的RNA聚合酶转移到RNA核苷酸的互补序列。这种酶由5个亚单位组成,即ß、ß'、a、a'和S..改变模板DNA结构或抑制RNA聚合酶的抗生素会干扰RNA的合成,进而影响蛋白质的合成。
放线菌素D与DNA中的鸟嘌呤结合,使DNA变形,从而阻断转录。
利福平(利福平或利福霉素)通过选择性抑制DNA依赖性RNA聚合酶来抑制蛋白质合成。它通过以非共价方式结合β亚基来实现这一点。
翻译
在细菌细胞中,mRNA转化为蛋白质的翻译可以分为三个主要阶段:肽链的引发,伸长和终止。蛋白质合成从mRNA,30s核糖体亚基和甲基丙酰转移RNA(FIMET-TRNA)的关联开始,以形成30S启动复合物。该综合体的形成还需要鸟氨酸三磷酸(GTP)和三种蛋白质引发因子的参与。密码子8月是mRNA中的发起信号,并由FEMET-TRNA的抗助听器识别。随后加入50s核糖体亚基以形成70s引发复合物,并将结合的GTP水解。
在蛋白质合成的延伸阶段,氨基酸被按照信使rna所指示的顺序一次一个地添加到正在生长的多肽中。正是这个阶段最容易受到一些抗生素的抑制。核糖体是其中的靶点。核糖体上有两个结合位点,P(肽基或供体位点)和A(氨基酰基)位点。在起始阶段的末尾,fMet-tRNA分子是空的。在延伸循环的第一步,一个氨基酰基trna被插入核糖体上的空A位点。插入的特定物种取决于位于A位点的mRNA密码子。蛋白质延伸因子和GTP是多肽链延伸所必需的。
在伸长阶段的下一步骤中,位于肽基供体部位位于肽基供体部位的FMET-TRNA的甲醛甲基乙苯残基从其与TRNA的连接释放,并与肽键合到一种- 受体位点中的氨基酰基-TRNA的氨基,形成二肽基-TRNA。催化该肽形成的酶是肽基转移酶,其是50S核糖体亚基的一部分。
在形成肽键之后,不带电的TRNA占据P位点,而二肽基TRNA占据遗址。伸长循环的最终阶段是通过伸长因子EF-G催化的易位,并且需要GTP。它由三个动作组成:
(2)来自受体部位的FMET-氨基酰基-TRNA的运动
肽基供体部位
(3)沿mRNA的核糖体的运动或转移
从5'朝向3'末端的三个长度
核苷酸。
多肽链从氨基末端朝向羧基末端氨基酸生长并保持与TRNA连接并在链伸长期间与mRNA-核糖体复合物结合。完成后,在链终止期间释放。当在核糖体的部位遇到链终止信号(UAA,UAG或UGA)时触发终止。蛋白质释放因子与肽基转移酶触发水解的终止子密码子结合。多肽被释放,并且信使 - 核糖体-TRNA复合物分离。
几个医学上重要的抗生素欠他们对70年代细菌核糖体的特定攻击的选择性抗菌作用,哺乳动物80S核糖体不受影响。那些在30s核糖体上行事的人是:
大啰啉代价:
阿奇霉素Diarithromycin.
克拉霉素红霉素
作用于核糖体50s部分的抗生素包括:
linezolid.
嘌呤霉素
通过竞争性拮抗剂的代谢途径抑制剂包括:
异烟肼-抑制霉菌酸合成
磺酰胺 - 抑制叶酸生物合成
甲氧苄啶-抑制叶酸的生物合成
1.对细胞的细胞壁有效的抗生素包括B.-lactams,循环丝氨酸,乙醛,
异烟肼,磷霉素,万古霉素,脱赤素和ristocetin。
2.这B.-RACTAM抗生素在结构上有关,因为它们都含有一个B.内酰胺环。这些是青霉素类,头孢菌素类,单巴氏菌类和硫霉素类。它们都是d-丙酰-d-丙氨酸的类似物。
3.对细菌细胞质膜有效的抗生素是多粘蛋白B和E(Colistin)。
4.对细菌DNA有活性的抗生素是喹诺酮类(萘啶酸、诺氟沙星和环丙沙星),可以抑制DNA旋转酶,甲硝唑,可以片段DNA。
5.阻断细菌转录的抗生素是放线霉素D和利福平。
6.通过结合30S核糖体阻断细菌中平移的抗生素是氨基糖苷,亚硝脲,北霉素和四环素。
7.氨基糖苷类抗生素在结构上有关,因为它们均含有独特的氨基酰键环
结构体。这些包括Amikacin,庆大霉素,卡那霉素,新霉素,链霉素和杂草蛋白。
8.通过结合50s核糖体来阻断翻译的抗生素包括氯霉素,红霉素,
克拉霉素,林霉素,克林霉素,嘌呤霉素,念珠菌和喹啉/达福素。
9.大环内酯抗生素在结构上有关,因为它们均含有12-22个碳原子的大环内酯环,其中一个或多个糖附着。这些包括红霉素,克拉霉素,阿齐霉素和亚霉素。
10.通过抑制叶酸生物合成而起作用的抗生素包括磺胺类和甲氧苄氨嘧啶。