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根据抗生素对细菌和动物细胞的不同结构或不同成份的作用,可将抗生素的作用机理分为以下4种类型:1影响细胞壁的生成2影响细胞膜的功能3抑制核酸的生物合成4抑制蛋白质的生物合成5其它类型一、影响细胞壁的生成细胞壁的生物合成有以下三步:1、肽多糖前体的合成:即N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰胞壁酸-五肽的合成。在细胞质中进行。2、线性多糖链的生成:在细胞膜中进行3、线性肽多糖链的交链:在细胞膜外进行抑制肽多糖生物合成的抗生素1、作用于肽多糖合成的第一阶段:磷霉素,环线酸氨等;2、作用于肽多糖合成的第二阶段;万古霉素,瑞斯妥菌素,杆菌肽等;3、作用于肽多糖合成的第三阶段:青霉素,头胞菌素类等;二、影响细胞膜功能细胞膜的功能有:液态脂质双分子层+蛋白质,是一层半透膜,具有选择通透性,转运营养物质,与DNA复制,细胞壁合成和能量生成代谢等有关。由于细菌和动物的细胞膜有相似之处。所以,此类抗生素对人体毒性较大。影响细菌细胞膜功能的抗生素有:(1)多粘菌素B及E;(2)短杆菌肽s和短杆菌酪肽;影响真菌细胞膜功能的抗生素:主要有多烯族抗生素,含两性霉素B和曲霉素,制霉菌素(四烯)等。三、抑制核酸生物合成的抗生素1、丝裂霉素C:具有与烷化剂相似的作用:可使鸟嘌呤或胞嘧啶发生烷化,甚至交联(如在DNA双链距离最近的鸟嘌呤之间)或使DNA解聚。2、博来霉素:(至少16种组分):主要是导致DNA单链断裂。3、柔毛霉素(蒽环类):主要与DNA结合,抑制DNA与RNA的合成(嵌入→主体障碍)4、放线菌素D:对DNA和RNA合成均有抑制作用:其机制是放线菌素D分子中的吩噁嗪环嵌入DNA螺旋中,两内酯环与DNA分子中的脱氧鸟嘌呤核苷通过氢键相结合形成复合物,从而破坏DNA作为复制和转录模板的功能,此外还抑制RNA和DNA聚合酶反应5.抑制RNA合成的抗生素:如利福霉素类:在低浓度下可抑制细菌RNA聚合酶:但对DNA聚合酶,即使是高浓度也无作用,而且抑制真核细胞RNA聚合酶的浓度比抑制原核细胞RNA酶的浓度大100~10000倍。四、抑制蛋白质合成的抗生素蛋白质合成分为:肽链合成的起始、延长和终止3个阶段。①链合成的起始mRNA上的AUG(GUG)是起始信号。在起始因子-3(IF-3),Mg2+的参与下,mRNA上有起始密码子的部位与核糖核蛋白体30s亚基结合;在甲酰蛋氨酰-tRNA(fMet-tRNA),IF-1,IF-2,GTP参与下以其反密码与mRNAd起始密码结合,形成30s亚基起始复合物;50s核糖核蛋白体亚基与30s亚基起始复合物结合,形成70s起始复合物。②链的延长③链合成的终止:细胞内蛋白质合成是由多个核糖核蛋白体同时在一个mRNA链上进行。抑制蛋白质合成起始过程的抗生素,如春雷霉素,氨糖类(次要)等。抑制蛋白质延长过程的抗生素有:大环内酯类、氨糖类、氯霉素、大环内脂类、林肯霉素和羧链孢酸等。1、抑制氨基酰tRNA和核糖核蛋白体结合,主要作用于核糖核蛋白体(rRNA)的30s亚基。四环类氨糖类;2、抑制转肽反应:氯霉素、大环内酯类、林肯霉素等,作用与rRNA50s亚基;3、抑制移位反应:羧链孢酸等,作用于rRNA50s亚基,此外,还有干扰细胞能量代谢和电子传递体系的抗生素,如抗霉素抑制电子从Cyb到Cyc1的传递。五、其它类型总的来说,抗生素作用机制有两种:抑菌与杀菌。其中,抑菌作用抗生素:包括四环素类,大环内酯类,林肯霉素类,磺胺类,氯霉素类等,它们只抑制具有生长活性的病原菌繁殖,而对静止细胞不起作用,故须与体内免疫系统协同作用。杀菌作用抗生素:包括氨基糖苷类、喹诺酮类、利福霉素类、脂肽类抗生素等,可直接杀死病原菌细胞,一般在作用浓度下能在4-8小时内杀死99%以上的病原菌,用于免疫功能下降的病人。β-内酰胺类抗生素为杀菌抗生素,但在低浓度下呈抑菌作用。总结而言,抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用,主要是针对“细菌有而人(或其它高等动植物)没有”的机制进行杀伤,共有5大类作用机理:阻碍细菌细胞壁的合成,导致细菌在低渗透压环境下膨胀破裂死亡,以这种方式作用的抗生素主要是β-内酰胺类抗生素。哺乳动物的细胞没有细胞壁,不受这类药物的影响。与细菌细胞膜相互作用,增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道,让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。以这种方式作用的抗生素有多粘菌素和短杆菌肽等。阻碍细菌DNA的复制和转录,阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻,阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。以这种方式作用的主要是人工合成的抗菌剂喹诺酮类(如氧氟沙星)。与细菌核糖体或其反应底物(如tRNA、mRNA)相互所用,抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成。以这种方式作用的抗生素包括四环素类抗生素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素、氯霉素等。影响叶酸代谢抑制细菌叶酸代谢过程中的二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原酶,妨碍叶酸代谢。因为叶酸是合成核酸的前体物质,叶酸缺乏导致核酸合成受阻,从而抑制细菌生长繁殖,主要是磺胺类和甲氧苄啶。
本文标题:抗生素机理
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