抗生素的作用机制

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1、1第三章　抗生素的作用机制2第一节　一般性论述抗生素是微生物群体生长的抑制物。群体生长来自单个细胞繁殖，即构成细胞物质的复制和随后细胞分裂为两个子细胞过程。3抗生素影响微生物细胞的代谢的条件(1)进入细胞并到达作用位点；(2)物理性地结合于细胞结构(靶分子)，该细胞结构参与对保持细胞生长或内环境稳定必不可少的某一过程；(3)抗生素与主要酶或细胞结构结合。抑制细胞壁的合成影响胞浆膜的通透性抑制DNA合成抑制蛋白质合成抑制RNA合成影响叶酸代谢抗生素的作用机制抗生素在分子水平上干扰微生物细胞任一基本代谢的某一种机制。5根据抗生素干扰代谢过程的不同，抗生素通常分为五大类(1)细

2、胞壁合成抑制物；(2)遗传物质的复制或转录抑制物；(3)蛋白质合成抑制物；(4)细胞膜功能抑制物；(5)抗代谢物。6第二节　研究方法为了阐明一个抗生素的作用机制，需要进行一系列的实验研究。包括：(1)完整细胞水平，(2)部分纯化的无细胞体系水平，(3)一个或多个纯化的酶体系水平。7一、在完整细胞水平上对活性的研究用标记的胸苷追踪DNA合成、尿苷追踪RNA合成。苯丙氨酸追踪蛋白质合成。乙酰葡萄糖胺追踪肽聚糖合成。敏感菌株的培养基放射性标记特异前体物蛋白质DNA肽聚糖RNA抗生素8利福平在完整细胞水平上的作用机制原初效应9二、在部分纯化的无细胞体系中对活性的研究一旦确定了抗生

3、素的原初效应，接着就必须阐明产生抑制是因为抗生素干扰：(1)前体物的合成或激活；(2)参与聚合的酶或细胞器；(3)决定前体物掺入聚合物的信息系统。10具体操作过程如果抗生素在体外抑制与在生长细胞中所抑制的大分子相同，那么它通常作用在聚合过程，也可能作用于信息分子；如果体外不抑制，而生长细胞中抑制，则可能作用于前体物的合成或激活。1.聚合的酶或细胞器前体物蛋白质DNA肽聚糖2.信息系统RNA合成或激活抗生素细胞外实验：部分纯化的细胞抽提物11利福平在部分纯化的无细胞体系中作用机制这个体外转录体系由细菌的RNA聚合酶催化时，其活性将被利福平抑制，由真核细胞的RNA聚合酶催化时

4、，其活性并不被利福平抑制。推论：生长细胞中RNA合成的阻断，来自于利福平与RNA聚合酶的直接作用。RNA聚合酶核苷三磷酸RNADNA为模板利福平×12三、在纯化的酶体系中对活性的研究聚合酶通常包含多种成分，每一种成分都可能成为抗生素作用的靶子。在一定限度内，能够确定是哪一种酶反应受到了干扰，并且鉴定出哪一个成分是抗生素作用的靶子。13靶聚合体系的鉴定（1）通过放射化学方法或检测蛋白质色谱变化或蛋白质电泳迁移率变化，鉴定出抗生素与酶蛋白结合后形成的复合物。（2）从抗生素抗性突变株中可以分离出抗生素作用的靶蛋白发生了变化而产生的抗性菌株。在体外每次分别将原株中靶蛋白的一种成分

5、用抗性变株来代替构成重组系统，根据抑制的消失可以确定靶蛋白中与抗生素活性有关的组份。14利福平在纯化的酶体系中的作用机制ββ亚基突变×RNAβ亚基＋利福平的复合物×利福平×15第三节细胞壁合成抑制物首先简要介绍不同种类微生物的细胞壁化学结构和主要成分的合成途径。16一、细胞壁的结构和构造细胞壁的功能保持细菌外形维持菌体内高渗透压17肽聚糖的结构N—乙酰葡萄糖胺(G)N—乙酰胞壁酸(M)181．G＋细菌的细胞壁G＋细菌的细胞壁是一层均一物质，由肽聚糖和相当数量的磷壁酸组成。壁磷壁酸膜磷壁酸192脂蛋白2．G－－细菌的细胞壁3肽聚糖1外膜亲水性的跨外膜孔蛋白壁膜间隙质膜20成

6、分肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质占细胞壁干重的%含量很高（30-95）含量较高（<50）一般无（<2）0含量很低（5-20）0含量较高（10-20）含量较高G＋G－G＋`G－细胞壁成分的区别21链球菌G+菌----紫色22大肠杆菌G-菌----淡红色23铜绿假单胞菌G-菌----淡红色243．肽聚糖的生物合成大肠杆菌肽聚糖的生物合成可以分为三个阶段。(1)基本单元UDP-胞壁酰五肽的形成(2)单体的形成及跨膜转运(3)肽聚糖链的组装及三维结构的构建25UDP－胞壁酰五肽的结构UDP-N-乙酰葡萄糖胺GM26(1)基本单元UDP-胞壁酰五肽的形成N－乙酰葡萄糖胺（G）以其激活形式

7、UDP－G与磷酸烯醇式丙酸酮缩合，双键还原形成UDP-N－乙酰胞壁酸（UDP－M）；L－Ala、D－Glu和间－DAP相继加到UDP－M上，生成中间物胞壁酰三肽，二肽D－Ala－D－Ala(由两个L－Ala分子异构和缩合而来)又加到胞壁酰二肽上，形成UDP－胞壁酰五肽终产物。所有这些反应均发生在细胞质中。27UDP－胞壁酰五肽形成示意图磷酸烯醇式丙酸酮UDP-N-乙酰葡萄糖胺UDP-N-乙酰胞壁酸胞壁酰三肽UDP－胞壁酰五肽胞浆28(2)单体的形成及跨膜转运UDP－胞壁酰五肽首先脱去UMP，胞壁酸的端基异构体C原子与十一聚异戊