Antybiotyki
-produkty metabolizmu wtórnego
-działanie bakteriobójcze lub bakteriostatyczne przeciwko drobnoustrojom
-zróżnicowana, niejednorodna budowa
-wytwarzane są przez grzyby, promieniowce, bakterie
Antybiotyki β-laktamowe
- penicyliny wytwarzane są przez grzyby z rodzaju Penicillum
- głównym składnikiem penicyliny naturalnej jest kwas 6-aminopenicylinowy, do którego przyłączone są łańcuchy boczne
- składnikiem penicylin syntetycznych jest kwas 6-amiknopenicylinowy (wytworzony przez grzyby) podstawiony na drodze sprzęgania syntetycznymi fragmentami
- penicyliny działają zabójczo na G+, przemieszczając się przez warstwy peptydoglikanu wiążąc z tzw. białkami wiążącymi penicylinę (PBP), obecnymi w błonie kom. Wiąże się z PBP1 i PBP2 unieczynniając ich aktywność enzymatyczną
- cefalosporyny wytwarzane przez grzyby z rodzaju Cephalosporium oraz ich pochodne 7- metoksycefalosporyny, tzw. cefamycyny wytwarzane przez promieniowce.
Antybiotyki nowej generacji to: penem, karbapenem.
Antybiotyki aminoglikozydowe (aminocyklitolowe)
- działają zabójczo na G+ i G-
- hamują translację- wiążą się z małą podjednostką rybosomu
- wytwarzane przez promieniowce (Streptomyces) lub grzyby
- pierwszy wykryty to streptomycyna
Tetracykliny
- wytwarzane przez promieniowce
- szerokie spektrum działania wobec różnych bakterii G+ i G-, riketsji, pierwotniaków
- niszczą wiązania aminoacylo-tRNA w rybosomie
Makrolity
- wytwarzane przez promieniowce
- składają się z pierścienia laktamowego, do którego przywiązane są wiązaniem aminoglikozydowym reszty aminocukrów
- dzieli się je na 2 grupy: antybiotyki przeciwbakteryjne np. erytromycyna wytwarzana przez Saccharopolyspora erythera i przeciwgrzybowe i przeciwpierwotniakowe (antybiotyki polienowe, np. amfoteryczna B, nystatyna)
- erytromycyna hamuje syntezę białka łącząc się z większą podjednostką rybosomy
Antybiotyki peptydowe
- wytwarzane przez niektóre bakterie (laseczki Bacillus) oraz promieniowce
- znane to: tyrotrycyna produkowana przez Bacillus brevis, składająca się z gramicydyny S i tyrocydyny, o strukturze cyklicznych dekapeptydów; polimyksyny B i kolistyny (polimyksyna E; B.Polymyxa), bacytracyna (B.subtilis i B.licheniformis) oraz wakomycyna, a także nizyna wytwarzana przez Lactococcus lactis subsp. lactis
- działają na błonę zewnętrzną i cytoplazmatyczną tworząc kanały przez które wypływa zawartość komórki
Fitoncydy
- mieszanina lotnych związków pochodzenia roślinnego działająca silnie bakteriobójczo
- wydzielane przez czosnek (alliina- działanie na G+ i G-, przeciwgrzybicze, antywirusowa cebulę (metylo-propylo oraz propylenalliinę oraz sulfotlenek γ-propylenocysteiny), chrzan (sinigryna- działanie bakteriobójcze i przeciwreumatyczne)
Bakteriocyny
- białka wydzielone przez bakterie G-, działanie antagonistyczne na inne szczepy należące do tego samego gatunku lub gatunku spokrewnionego filogenetycznie
- nazwy tworzy się od nazw bakterii (E.coli- kolicyny, Proteusz- proteocyny, S.marcescens- marcescyny)
- są b silnie aktywne biologicznie
- zakres działania jest uwarunkowany obecnością w ścianie kom-ej wrażliwych szczepów odpowiednich receptorów zdolnych do ich wiązania
- wytwarzanie bakteriocyn jest związane z chorobotwórczością bakterii
- w ich charakterystyce uwzględnia się: rodzaj bakterii producentów, spektrum antybakteryjne, sposób działania, właściwości chem.
Chloramfenikol
- produkowany przez Streptomyces venezuelae, na skalę przemysłową uzyskiwany syntetycznie
- antybiotyk o szerokim spektrum działania
- budową chemiczną zbliżony do fenyloalaniny
- wiąże się z podjednostką 50S rybosomy, hamuje aktywność peptydylotransferazy i zaburza biosyntezę białka
- bakteriostatyczny (działanie odwracalne)
- bakterie oporne na chloramfenikol wytwarzają enzym acetylotransferazę
Linkozamidy
- pod względem chemicznym różnią się od makrolidów, ale charakteryzują się podobnym spektrum i mechanizmem działania
- dzielmy je na: naturalne (linkomycyna), półsyntetyczne (klindamycyna)
- linkomycyna- produkt fermentacji Streptomyces lincolensis var. lincolencis
- linkomycyna- aktywna wobec bakterii Gram-dodatnich zwłaszcza wobec gronkowców
Ryfamycyny
- produkowane przez szczepy Streptomyces mediterranei
- zbudowane a łańcucha alifatycznego podstawionego licznymi grupami funkcyjnymi oraz chromoforowej części aromatycznej
- na drodze transformacji i chemicznej modyfikacji naturalnych ryfamycyn otrzymano wiele pochodnych: ryfamid, ryfazyna, ryfampicyna
- szerokie spektrum działania przeciwbakteryjnego, uniemożliwia biosyntezę mRNA
Antybiotyki różne
- nowobiocyna (katomycyna, streptoniwicyna)
- zbudowana z rdzenia kumarynowego mającego odpowiednie podstawniki
- produkt fermentacji Streptomyces spheroides i Streptomyces niveus
- działa bakteriostatycznie przy dużych stężeniach bakteriobójczo
Oporność drobnoustrojów na działanie antybiotyków
- oporność wrodzona - będąca cechą wrodzoną danego gatunku, szczepu lub też grupy bakterii, w stosunku do konkretnego antybiotyku lub zespołu antybiotyków (np. G-są odporne na penicyliny)
- oporność nabyta - pojawiająca się po pewnym okresie stosowania antybiotyku wobec bakterii. Jest ona następstwem mutacji zachodzącej w genach chromosomalnych lub plazmidowych bakterii i z tego względu rozróżniamy oporność chromosomową lub plazmidową
Mechanizm działania antybiotyków
1.Hamowanie syntezy kwasów nukleinowych przez blokowanie matrycy albo polimerazy DNA lub RNA na poziomie:
-replikacji DNA (mitomycyna- matryca, neomycyna- polimeraza)
-syntezy RNA (aktynomycyny- matryca, ryfamycyny- polimeraza)
2.Hamowanie syntezy białka jako wynik blokowania:
-funkcji rybosomów (aminoglikozydy)
-wiązania tRNA (makrolidy niepolienowe, chloramfenikol, tetracykliny)
3.Zaburzenia funkcji błon biolog poprzez:
-zmiany w strukturze błony (polimykyny, amfoterycyna)
-transport jonów poza komórkę (jonofory, gramicydyna, nystatyna)
4.Zakłócenie syntezy składników ściany komórkowej na etapie:
-syntezy peptydoglikanu (cykloseryna, bacytracyna, wankomycyna)
-transpeptydacji (antybiotyki B-laktamowe)
5.Zakłócenie procesów energetycznych lub oddechowych (antymycyna, oligomycyna, pirymycyna)
Określiliśmy wpływ antybiotyków na rozwój bakterii i grzybów.
Wrażliwość drobnoustrojów na antybiotyki.
Nazwa antybiotyku |
Symbol |
Strefa zahamowania wzrostu [mm] |
Stopień wrażliwości |
||||||||
|
|
L.d. |
Ps.f |
M.l. |
E.c. |
S.c. |
L.d. |
PS.f |
M.l |
E.c |
S.c |
Penicylina |
P |
0 |
0 |
48 |
0 |
0 |
O |
O |
W |
O |
O |
Kolistyna |
Cs |
20 |
18 |
18 |
13 |
0 |
W |
W |
W |
x |
O |
Streptomycyna |
S |
0 |
0 |
35 |
19 |
0 |
O |
O |
W |
x |
O |
Erytromycyna |
E |
0 |
0 |
40 |
0 |
0 |
O |
O |
W |
O |
O |
Chloramfenikol |
C |
0 |
0 |
44 |
20 |
0 |
O |
O |
W |
x |
O |
Neomycyna |
N |
0 |
14 |
20 |
13 |
0 |
O |
x |
x |
x |
O |
Najbardziej odporne na antybiotyki jest Sacchromyces cerevisiae.
Określiliśmy antybiotyczne oddziaływanie promieniowców na bakterie i drożdże.
Wpływ promieniowców na wzrost drobnoustrojów towarzyszących.
Drobnoustrój |
Streptomyces odoriver |
Streptomyces viridis |
Escherichia coli |
+ |
+ |
Rhizobium leguminosarum |
+ |
- |
Micrococcus luteus |
+ |
+ |
Saccharomyces cerevisiae |
+ |
+ |