药物作用机理
使抗生素分解或失去活性
细菌产生一种或多种水解酶或钝化酶来水解或 修饰进入细菌内的抗生素使之失去生物活性。 如:细菌产生的β-内酰胺酶能使含β-内酰胺环 的抗生素分解;细菌产生的钝化酶(磷酸转移 酶、核酸转移酶、乙酰转移酶)使氨基糖苷类 抗生素失去抗菌活性。
使抗菌药物作用的靶点发生改
由于细菌自身发生突变或细菌产生某种酶的修 饰使抗生素的作用靶点(如核酸或核蛋白)的 结构发生变化,使抗菌药物无法发挥作用。 如:耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌是通过对青 霉素的蛋白结合部位进行修饰,使细菌对药物 不敏感所致。
干扰蛋白质的合成
细菌核糖体由50S和30S亚基组成,许多抗菌 药物能干扰细菌核糖体的功能,抑制蛋白质合 成,使细菌丧失生长繁殖的物质基础,导致细 菌死亡。
氨基糖苷类:如链霉素(streptomycin)、庆大霉素 (gentamicin)、妥布霉素(tobramycin)、阿米 卡星(amikacin)、地贝卡星(dibekacin)等,其 杀菌机制主要是与核糖体30S亚基不可逆地结合,将 已接上的甲酰蛋氨酰-tRNA解离,抑制蛋白质合成起 始过程;亦可阻止核糖体与释放因子结合,阻断蛋白 质的释放;
四环素类:如四环素(tetracycline)、多西 环素(doxycycline)、替加环素 (tigecycline),可特异性地与核糖体30S亚 基A位结合,影响蛋白质合成初始阶段和释放
大环内酯类:如红霉素(erythromycin)、螺 旋霉素(spiramycin)、克拉霉素 (clarithromycin)、阿齐霉素 (azithromycin),可与核糖体50S亚基结合, 阻断转肽作用和mRNA位移,故而抑制蛋白质 合成
临床应用的抗菌药物包括抗生素(antibiotic) 和化学合成抗菌药物。抗生素是某些微生物在 代谢过程中产生的一类抗菌物质,极微量即能 选择性地抑制或杀死某些病原微生物。抗生素 大多由放线菌和丝状真菌产生。在抗生素母核 中加入不同侧链或通过母核结构改造而获得的 为半合成抗生素,完全化学合成的为化学合成 抗菌药物。
抗生素杀菌方式
阻碍细胞壁的形成 干扰蛋白质的合成 抑制核酸的转录和复制 影响细胞膜的功能
阻碍细胞壁的形成
肽聚糖是细菌细胞壁的主要组份。许多抗 菌药物能干扰肽聚糖的合成,使细菌不能合成 完整的细胞壁,可导致细菌死亡。其中糖肽类 抗生素,如万古霉素(vancomycin)和替考 拉宁(teicoplanin),可与UDP-胞壁酰五肽 末端的D-Ala-D-Ala结合,形成复合物,可抑 制肽聚糖链延伸或肽链交联
影响细胞膜的功能
细菌细胞膜具有选择性屏障作用,并具有多种 酶系统,参与生化代谢过程。多粘菌素 (ploymycin)作用于革兰阴性杆菌的磷脂, 使细胞膜受损,细胞浆内容物漏出,引起细菌 死亡。
细菌对抗生素的抗药性主要有5种机制
使抗生素分解或失去活性 使抗菌药物作用的靶点发生改变 细胞特性的改变 细菌产生药泵将进入细胞的抗生素泵出细胞 改变代谢途径
利福霉素类:如利福平(rifampicin)、利福布丁 (rifabutin)等,可与细菌的DNA依赖性RNA多聚酶 β亚单位结合,抑制mRNA的合成; 磺胺类药物:如磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole, SMZ),通过阻断核苷酸前体物质四氢叶酸的合成, 抑制核酸的合成; 硝基咪唑类:如甲硝唑(metronidazole),产生中 介化合物,引起DNA链断裂,干扰DNA复制。
谢谢大家!
林可霉素(lincomycin)和克林霉素 (clindamycin):抗菌机制与大环内酯类相 似; 氯霉素(chloramphenicol):可与核糖体 50S亚基结合,使肽链延伸受阻。
抑制核酸的转录和复制
主要药物有: 喹诺酮类:如诺氟沙星(norfloxacin)、环 丙沙星(ciprofloxacin)、氧氟沙星 (ofloxacin)、吉米沙星(gemifloxacin) 等,通过与DNA解旋酶-DNA复合体相结合, 抑制DNA的断裂-重接循环,干扰DNA双螺旋 形成,阻碍遗传信息的复制,发挥杀菌作用;
抗菌药物杀菌机制及 细菌对抗生素的抗药性
微生物
张静会
1941年青霉素投入临床使用,细菌感染性疾 病的治疗从此进入抗生素时代。到了20世纪 80年代,越来越多的细菌对抗生素产生耐药 性,抗菌治疗面临严重问题。了解抗菌药物的 杀菌机制和细菌耐药性的产生机制,有助于正 确地使用抗菌药物和指导开发新型抗菌药物, 控制细菌耐药性的产生和扩散。
细胞特性的改变
细菌细胞膜渗透性的改变或其它特性的改变使 抗菌药物无法进入细胞内
.细菌产生药泵将进入细胞的抗生素泵出细 胞
细菌产生的一种主动运输方式,将进入细胞内 的药物泵出至胞外。
.改变代谢途径
磺胺药与对氨基苯甲苯酸(PABA),竞争 二氢喋酸合成酶而产生抑菌作用。如,金黄色 葡萄球菌多次接触磺胺药后,其自身的PABA 产量增加,可达原敏感菌产量的20~100 倍, 后者与磺胺药竞争二氢喋酸合成酶Βιβλιοθήκη 使磺胺药 的作用下降甚至消失。
β-内酰胺类抗生素能与细菌竞争性抑制参与肽 聚糖合成所需的转肽酶和羧肽酶等,抑制四肽 侧链上D-Ala与五肽交联桥之间的联结或侧链 直接相连。被β-内酰胺类抑制的酶具有与青霉 素结合的能力,故称之为青霉素结合蛋白。
β-内酰胺类抗生素含有一个β-内酰胺环,主要种类有:青霉素 类:如青霉素G(penicillin G)、甲氧西林(methicillin)、氨 苄西林(ampicillin)、阿莫西林(amoxicillin)、哌拉西林 (piperacillin)等; 头孢菌素类:包括第一代如头孢拉定(cefradine)、第二代如 头孢克洛(cefaclor)、第三代如头孢他啶(ceftazidime)、 头孢曲松(ceftriaxone)和第四代如头孢匹罗(cefpirome) 头孢菌素; 单环β-内酰胺类:如氨曲南(aztreonam); 碳青霉烯类:如亚胺培南(imipenem)、比阿培南 (biapenem); 头霉素:如头孢西丁(cefoxitin)、头孢美唑(cefmetazol)。