链阳性菌素可能的分子作用模式
第三节 细菌对MLS类抗生素产生耐药性的作用机制
细菌对MLS类抗生素产生耐药性的作用机制
尽管MLS类抗生素的抗菌作用机制与其结构 特征基本无关，但细菌对这类抗生素产生 耐药性的作用机制是不同的，它包括： 内在性耐药（intrinsic resistance）； 获得性耐药（acquired resistance）。
新生肽释放隧道的部分示意图
1）红霉素在核糖体上的结合位点
L22和L4形成的门防就是红霉素结合的靶位 点之一。 通过两种放射性标记了的红霉素衍生物 与核糖体结合实验发现L22及L4上有放射性， 并且还发现蛋白质L15能脱离50S 大亚基在 溶液中与红霉素作用，但结合作用较为微 弱。
2）红霉素抑制核糖体翻译作用的机制
1、红霉素抑制50S核糖体大亚基的形成
50S大装而成的，组装过程中先后有32S、42S中间产物产 生。 当细菌生长环境中存在红霉素时，正在组装中的尚 未有功能的50S亚单位就可能会和红霉素结合上 （结合位点与红霉素在成熟50S大亚基上的结合位 点相似但不完全相同），于是 50S大亚基的组装就 被停止，而这个无功能的50S大亚基中间产物因不 能进一步形成有功能的核糖体，最终会被核糖核酸 酶（如RNaseE）降解掉。 从细胞水平上看，细胞核糖体数量下降，蛋白合成 能力降低，细菌的生长被抑制住了。
药物钝化
主动转运
一、细菌对红霉素产生耐药性的作用机制
① 影响红霉素在胞内的积累（大环内酯的外 排机制）； ② 破坏红霉素的结构使其失去抗菌作用； ③ 改造或修饰红霉素在核糖体上的结合作用 位点。
（一）外排机制介导的细菌对大环内酯类 抗生素产生的耐药性
革兰阳性菌和革兰氏阴性菌都可以通过过量表达 外排泵这种膜蛋白来产生红霉素抗性作用； 外排泵是一种运输蛋白，用于将有毒物质（包 括临床上所用的抗生素）排出细胞外；
林可类
LIN
MLSB类抗生素对50S核糖体亚基结合位点的拓模式
一、红霉素的抗菌作用机制
核糖体是细胞中蛋白合成场所，无论原核或真 核细胞内核糖体的含量都与细胞蛋白合成活性 直接相关。一旦核糖体功能受到破坏，细胞会 由于不能合成蛋白而死亡。 红霉素在细胞中的作用对象就是核糖体，其作 用方式有两种： 一是抑制50S核糖体大亚基的形成; 另一个是抑制核糖体的翻译作用。
泰乐菌素
OH CH 3 HC O H 3C N H3CO O H 3C O O O CH 3 CH 3 R= O CH 3 HO O O CH 3 CH 3 O OH O CH 3 OR CH 3
交沙霉素
CH3 H3C N CH3 HO NH O HO OH SCH3 OH CH CH O
林可霉素类抗生素的化学结构
链阳性菌素对50S核糖体表现有特殊的作用机制：
喹奴普丁-达福普丁对金黄色葡萄球菌表现有特 殊的抗生素后效应，它不仅在细菌的对数生长期， 同时在迟滞期也有抗生素后效应（0.4～6.9小 时），而其它诸如万古霉素、庆大霉素、罗红霉 素和一些β-内酰胺类抗生素在细菌生长的迟滞期 基本上都没有后效应。 这是由于这种药物能够与核糖体形成稳定的喹 奴普丁-核糖体-达福普丁复合物，使体内的浓度 大大地提高（体内浓度高于体外58倍）所致。喹 奴普丁-达福普丁具有与链阳性菌素A和B化合物相 同的协同作用的抗菌机制。
链阳性菌素对50S核糖体表现有特殊的作用机制：
链链阳性菌素A起着阻断底物附着于肽酰转移酶中 心的供位和受位，即起着阻断肽链延长的开始； 而链阳性菌素B和其它一些大环内酯类抗生素一样 阻断蛋白链的延长； 另外，链阳性菌素A仅能结合在50S中不含氨基 酰－tRNA的A位和P位，这种结合后能够诱导核糖 体产生永久性的构像变化并产生一个多余的60S亚 基（这可能是由70S亚基分离而来），从而增加对 B组分的特殊亲和力，使达到杀菌作用，而链阳性 菌素B和其它大环内酯类抗生素能够在任何步骤与 核糖体结合。 因此，链阳性菌素A 和B的混合物就是通过这种双 重代谢阻断来达到抗菌作用的。
L
L SA M SA ML MS MLS S M L L M M M M
４-L O-核苷酰转移酶
４-L O-核苷酰转移酶 ND ND ND
pIP855
ND pIP815 ND
LinA’
LinA’
产气荚膜梭状 芽孢杆菌 链霉菌
ND ND 3-L O-磷酸转移酶 3-L O-核苷酰转移酶 ND 红霉素I型酯酶 红霉素II型酯酶 大环内酯2’-磷酸转移酶
2、红霉素抑制核糖体的翻译
核糖体是蛋白合成场所，它能把翻译中的各种组 分聚集起来完成遗传信息mRNA到多肽链的转变。 核糖体上与多肽合成有关的活性位点有5个： 1）mRNA结合部位； 2）接受AA-tRNA的部位； 3）结合或接受肽基tRNA的部位； 4）肽基转移部位（P位）； 5）形成肽链的部位（肽酰转移酶中心）。 红霉素抑制核糖体的翻译作用就是通过影响肽链 转移酶来完成的。
H3CO O H3C O OR
C H HO O
O H 3C H3C O H3C N HO O O CH 3 O OCH 3 OH CH 3 O CH 3 CH 3
OH H3C O O
CH 3
H3C
竹桃霉素
O CH 3 HC H3C H3C HO O O OCH 3 OCH 3 O CH 3 OH O H3C O HO O O H3C N CH 3 CH 3 O OH CH 3 OH CH 3 O
大环内酯类抗生素与50S核糖体亚单位可逆性地结合，阻断肽链的延伸
MLSB类抗生素对50S核糖体亚基结合位点的拓模式
MLS类抗生素对50S核糖体上肽酰基转移酶
结构域的结合位点
MLS类抗生素 肽酰基转移酶结构域
Ⅰ
Ⅱ
III
链阳性菌素B类 14元大环内酯类 ERY
VS
16元大环内酯类
LEU/SPM
VM
链阳性菌素A类
钝化 酶机 制介 导的 细菌 对大 环内 酯类 抗生 素产 生的 耐药 性
SA SB L L
M
SA O-酰基转移酶 SB 水解酶 ND ４-L O-核苷酰转移酶
ND
pIP524 pIP524 ND pIP856
pIP860
saa sbh LinA’
人葡萄球菌
溶血葡萄球菌
乳房链球菌 屎链球菌 乳酸杆菌属
CH 3 O CH 3
O
HO O
O
OH CH 3 O CH 3 O CH 3 CH 3
CH 3 N O O CH 3 O H C 3 N O CH 3 CH 3 O OH O CH 3 OH CH 3 Spiramycin I Spiramycin II Spiramycin III R=H R = COCH3 R = COCH2CH3 CH 3 CH 3
O H3C OH H3C OH H3C O CH 3 O CH 3
O
CH 3 OH CH 3 O
HO
2'
H3C N O CH3 CH3
O
OCH3 CH3 OH CH3
Erythromycin A
OH CH 3 HC O H3C N H3CO O H3C O OH Leucomycin A1
OH CH 3 HC O H3C N H3CO O H3C O O O CH 3 Midecamycin A1 HO O O CH 3 O CH 3 O OH CH 3 O CH 3 O CH 3
ND ND ND ND ND pIP1100 pIP1527 ND ereA ereB
假单孢菌 大肠艾希氏菌
1、红霉素抑制50S核糖体大亚基的形成
一般来说，大环内酯类抗生素对于50S大亚基形成 的抑制作用是特异性的，即30S亚基的形成不受抗 生素的影响，而且已组装好了的50S大亚基也不会 被降解。 但是新近文献报道在流感嗜血细胞中酮内酯类抗 生素泰利霉素（telithromycin）及ABT-773能在 相同程度上抑制50S和30S亚基的组装。
2、红霉素抑制核糖体的翻译
肽酰转移酶中心定位在23S rRNA结构域V的中心 环部位，这个中心环还向外发散着一些发夹环， 发夹环中间的空挡由多个蛋白填充起来，并由这 些蛋白中和rRNA磷酸骨架所带的电荷在肽链转移 酶中心的下方有一个新生肽释放隧道（见图）； 新生肽释放隧道主要是由RNA组成，但它也含有 L4和L22等蛋白，并且这个隧道最狭小的部分就是 由L22和L4组成的（见图），这两个蛋白从隧道的 背面互相靠近形成了一个门防（这种限制的功能 至今未知，推测可能通过由L22和L4形成的这个限 制来感应释放隧道中蛋白链的信息）。
二、链阳性菌素的协同作用机制 ——链阳菌素A和B组分在体内的协同作用
组分
MIC(ml/L)
CFU
蛋白质合成 抑制模式 可逆
A或B
100
不变
A+B
1
降低10-2 ～ 10-3
不可逆
链阳菌素A和B组分在体内的协同作用
链阳菌素A和B组分在体内的协同作用
链阳性菌素独特的作用机制表现为: 1)与核糖体非共价结合的强度异常大; 2)当其A组分与50S 亚基结合后能够诱导产生 永久性即使A组分去除的构像变化，这种变 化一直保持到核糖体解离至亚基准备进入 第二次循环。
第七章 第一节
MLS类抗生素及细菌耐药性 MLS类抗生素的结构特性
MLS类抗生素的结构特性
MLS(macrolides-lincosamidsstreptogramins)是一类包括： 十四、十五和十六元大环内酯类抗生素； 林可霉素类抗生素； 链阳性菌素类抗生素。
MLS类抗生素的结构特性
1、化学结构差异大，但其抗菌机制和细菌 耐药性机制非常相似； 2、抗菌谱较窄，对革兰氏阳性球菌（特别 是葡萄球菌、链球菌和肠球菌）和杆菌以 及革兰阴性球菌有效； 3、这些药物尤其是氯林可霉素对厌氧菌也 有效； 4、革兰氏阴性杆菌通常对这类药物不敏感， 但某些肠杆菌和嗜血杆菌在体外对阿齐霉 素敏感。