Презентация о механизмах действия антибиотиков и классификации антибиотиков по из механизму действия.
Механизм биологического действия антибиотиков обусловлен спецификой химического строения препарата и особенностями структуры и химического состава бактериальной клетки. Антибиотики избирательно токсичны для патогенных микробов, но не для организма хозяина.
Антибиотики существенно различаются по механизму действия. Являясь химическими веществами с избирательным спектром действия, они фиксируются определенными микробными клетками, проникают в них и нарушают отдельные жизненные процессы клетки, т. е. действуют на различные стороны метаболизма микробной клетки.
2. Механизм биологического действия антибиотиков
обусловлен спецификой химического строения
препарата и особенностями структуры и
химического состава бактериальной клетки.
Антибиотики избирательно токсичны для
патогенных микробов, но не для организма хозяина.
Антибиотики существенно различаются по
механизму действия. Являясь химическими
веществами с избирательным спектром действия,
они фиксируются определенными микробными
клетками, проникают в них и нарушают отдельные
жизненные процессы клетки, т. е. действуют на
различные стороны метаболизма микробной клетки.
3. Классификация
антибиотиков по
механизму их
действия
1. Специфические ингибиторы синтеза
клеточной стенки микробов: β-лактамные
антибиотики – пенициллины и цефалоспорины,
циклосерин, ванкомицин, ристомицин.
2. Антибиотики, нарушающие молекулярную
организацию и функции клеточных мембран:
полимиксины, полиены.
3. Антибиотики, подавляющие синтез белка на
уровне рибосом: хлорамфеникол (левомицетин),
линкомицин, макролиды (эритромицин,
олеандомицин), тетрациклины, аминогликозиды.
4. Ингибиторы синтеза РНК на уровне РНК-
полимеразы: рифампицины.
5. Ингибиторы синтеза РНК на уровне ДНК-
матрицы: актиномицины.
6. Антибиотики-ингибиторы синтеза ДНК на
уровне ДНК-матрицы: антрациклины, блеомицины.
Все антибиотики по механизму действия
разделены на 6 групп:
4. 1.
Специфическ
ие
ингибиторы
синтеза
клеточной
стенки мик-
робов.
В данную группу могут быть объединены
соединения, препятствующие биосинтезу
клеточной стенки на различных этапах. В общем
виде можно выделить три группы таких
соединений:
1) ингибиторы образования компонентов, из
которых строится клеточная стенка;
2) ингибиторы реакций переноса структурных
блоков клеточной стенки из цитоплазмы
наружу;
3) ингибиторы образования связей (сшивок)
между элементами пептидогликана.
5. Обязательным компонентом наружной
мембраны прокариотических микроорганизмов (
кроме микоплазм) является пептидогликан –
биологический полимер, состоящий из
параллельных полисахаридных
цепей.Пептидогликановый каркас приобретает
жесткость при образовании между
полисахаридными цепями поперечных сшивок.
Поперечные сшивки образуются через
аминокислотные мостики, замыкание сшивок
осуществляют ферменты карбокси- и
транспептидазы (ПСБ). Β-лактамные антибиотики
способны связываться с активным центром
фермента и подавлять его функцию.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ B-
ЛАКТАМОВ
6. 2. Антибиотики,
нарушающие молекулярную
организацию и функции
клеточных мембран
1
Все антибиотики,
действующие на
клеточную
мембрану, могут
вызывать
нарушение
осмотических
свойств клетки, не
являясь при этом
высокоспецифичн
ыми. Зачастую они
относятся к
токсичным
соединениям и в
силу этого
применяются
местно.
2
Антибиотики этой
группы могут быть
классифицированы
следующим
образом:
3
1. Вещества,
нарушающие
надмолекулярную
структуру и
организацию
клеточной
мембраны, что
приводит к
высвобождению
клеточных
веществ.
4
2. Вещества-
ионофоры,
участвующие в
транспорте катионов
и ионов. Они могут
быть подразделены:
a) на
каналообразователи
(образуют в
мембране канал для
опр-х в-в);
б) подвижные
переносчики,
проходящие с ионом
через мембрану,
или подвижные
ионофоры.
7. 1. К веществам первой группы, нарушающим структуру мембраны,
относят антибиотики, которые имеют пептидное кольцо, состоящее
менее чем из 10 аминокислот, но к этому кольцу присоединяется
пептидная цепь, а к ней – разветвленная жирная кислота (8–9
атомов углерода). Активны данные соединения в отношении
грамотрицательных бактерий.
Полимиксин В – бактерицидный антибиотик, продуцируемый
бактериями Bacillus polymixa. Положительно заряженный
полипептид электростатически связывается с анионными
фосфатными группировками мембранных фосфолипидов,
вытесняя при этом катионы Mg2+, обеспечивающие
стабильность мембраны. Одновременно во внутренние
гидрофобные участки мембраны встраивается боковая цепь
жирной кислоты. Структура мембраны изменяется, и
нарушаются параметры ее проницаемости (происходит потеря
ионов К+).
2. Вещества второй группы являются циклическими полипептидами,
состоящими из 10 аминокислот и имеющими свободные аминогруппы,
активны в отношении грамположительных бактерий.
Типичный представитель ионофорных антибиотиков – валиномицин.
Действие валиномицина на мембрану обусловлено высокой
специфичностью комплекса и его гидрофобностью снаружи. Липофильная
молекула калий – валиномицин с общим положительным зарядом
перемещается через мембрану путем простой диффузии, удаляя катионы
калия из клетки. Процесс очень эффективен: одна молекула может
переносить до 104 ионов в минуту. Выкачивание катионов калия в
конечном итоге приводит к ингибированию процессов биосинтеза белка.
8. 3. Антибиотики, подавляющие синтез
белка на уровне рибосом
Нарушения синтеза белка возможны на уровне субъединиц рибосом и других структурных элементов
цитоплазмы. Первые нарушения наступают при применении макролидов, хлорамфеникола, линкомицина.
Хлорамфеникол блокирует связывание РНК с 50S субъединицей рибосомы. Нарушения синтеза белка на
уровне 30S субъединиц рибосом возникают при использовании тетрациклинов, спектиномицина,
аминогликозидов, мупироцина.Тетрациклины препятствуют связыванию РНК, несущей аминокислоты, с
рибосомой 30S. Аминогликозиды мешают нормальному функционированию т-РНК. Следствием этого
является неправильное распределение аминокислот, а целостность и функциональная активность рибосом
в клетках – одно из необходимых условий процесса синтеза белковых молекул. Из всех препаратов,
подавляющих синтез белка, только аминогликозиды вызывают необратимые процессы. Аминогликозиды
проникают через отверстия деформированной внешней мембраны в цитоплазму и, связываясь с
рибосомами, нарушают синтез белка. При этом увеличивается поступление аминогликозида в клетку,
происходит дальнейшее нарушение синтеза белка, что приводит к дезорганизации структуры мембраны,
нарушению ее проницаемости, и вследствие этого, гибели клетки.
9. 4. Ингибиторы
синтеза РНК на
уровне РНК-
полимеразы
Этот механизм действия
характрен для рифампицина.
Рифампицин ингибирует
активность ДНК-зависимой
РНК-полимеразы, связываясь с
ее бета- субъединицей,
препятствует ее
присоединению к ДНК, и
ингибирует транскрипцию РНК,
нарушая синтез белков.
10. 5. Ингибиторы
синтеза РНК на
уровне ДНК-
матрицы
К этой группе относят актиномицины. Механизм
действия актиномицинов обусловлен торможением
репликации ДНК, что приводит к нарушению образования
РНК. Без адекватной ретрансляции генетического кода на
РНК невозможен синтез ферментных и других белков.
Актиномицин (актиномицин Д) ингибирует
клеточную пролиферацию путём образования стабильного
комплекса с ДНК и нарушения ДНК-зависимого
синтеза РНК (транскрипции). В ходе связывания с ДНК
плоская часть молекулы антибиотика встраивается между
параллельными плоскостями пар оснований ДНК.
Стабильность образующегося комплекса увеличивают
пептидные лактоны, которые входят в малую бороздку
спирали ДНК, охватывая при этом около 6 пар оснований.
В результате такой интеркаляции спираль ДНК частично
раскручивается. Связывание актиномицина D с ДНК
является обратимым, поскольку обеспечивается только
нековалентными взаимодействиями,
но диссоциация образующегося при этом комплекса очень
кинетически медленная, что на практике позволяет
считать связывание необратимым. Образование
комплекса в сочетании с частичным раскручиванием
спирали ДНК и обеспечивают замедление транскрипции,
что находит своё выражение в остановке клеточного
деления.
11. 6.
Антибиотики-
ингибиторы
синтеза ДНК
на уровне
ДНК-матрицы
К ним относят антрациклиновык
антибиотики, включающие блеом
Препараты, относящиеся к данно
обладают цитотоксическим дейс
ингибирующим синтез нуклеинов
кислот, за счёт интеркаляции ме
парами азотистых оснований, что
приводит к нарушению вторично
спирализации ДНК, за счёт
взаимодействия с топоизомеразо
Кроме того происходит взаимоде
липидами клеточных мембран, и
нарушается транспорт ионов и це
других функций клетки. Блемици
свою очередь, вызывают фрагме
молекул ДНК.
