抗生物是一类由特殊微生物产生(主要是放线菌),作用并杀灭特定致病微生物(多为细菌)的次级代谢产物。不同的抗生素的抑制细菌生长的机理是不一样的,按照大多资料的分类,可以大致分为4大类:
抑制细胞壁的形成
破坏细胞膜的结构和功能
抑制蛋白质的合成
抑制核酸的合成
(图片来源于苏宏鑫版奥赛讲义,特此注明以表敬意)
对于核酸(NA)生物合成的抑制
利福平可以通过与RNA聚合酶b亚基牢固结合,抑制DNA依赖的RNA聚合酶的作用。利福平为利福霉素类半合成抗生素,属于广谱抗生素,对于结核分枝杆菌和部分非结核分枝杆菌,在宿主细胞内外均有较好的杀菌作用。对于需氧型G+菌效果亦不错。
另外,诺氟沙星等抗生物可以抑制DNA解旋酶的活性,使得染色质保持异染色质状态,从根本上抑制了代谢。
磺胺类药物可以与对-氨基苯甲酸发生竞争性抑制,通过抑制二氢叶酸合成酶,使得二氢叶酸无法合成,进而影响到核酸的生成,起到抑制细菌生长的作用。
对于蛋白质合成的抑制
红霉素、氯霉素、(氯)林肯霉素等与细菌核糖体50S亚基特异性结合,发生竞争性抑制。四环素类可以可特异性的与核糖体30S亚基A位点结合,干扰mRNA与30S亚基复合物的形成,通过抑制肽链的延伸进而抑制蛋白质的合成。
嘌呤霉素等可以抑制tRNA的转运功能,使得氨基酸无法转运到mRNA-核糖体复合物处进行翻译。
破坏细胞膜结构
以多粘菌素为例,是一类多肽类抗生素,不能口服,为兼性分子,具有表面活性。其肽链中带正电荷的游离氨基可与G-细菌细胞膜上带负电荷的磷酸基团发生作用,使得膜结构变疏松,膜面积增大,通透性改变,细胞内的核苷酸等物质外流,导致菌体死亡。但是由于多粘菌素具有很明显的肾脏和神经毒性,故已经很少使用。
抑制肽聚糖的形成,破坏细胞壁
对于G+菌而言,其最外层由肽聚糖组成的细胞壁能起到渗透屏障的作用,维持细胞的形态稳定,这一点是与植物细胞壁相同。
以青霉素为例,G+菌的细胞壁要顺利合成需要有转肽酶的催化,青霉素通过与转肽酶结合,对前提物质产生了竞争性抑制,使得肽聚糖合成受阻,细胞壁缺失,失去了渗透屏障的保护,导致菌体死亡。
现在,许多抗生素已经较少使用或者退出市场,就是由于常见致病菌对于该抗生素的抗药性已经较强。联系抗药性产生的原理,告诉我们要慎用抗生素!
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