Классификация антибиотиков
Сложилось несколько подходов к классификации антибиотиков: по принципу биологического происхождения (предпочтительна для биологов, изучающих организмы-продуценты антибиотических веществ);
по химическому строению (удобна для химиков, занимающихся изучением строения молекул антибиотиков и путей из синтеза); по типу и механизму биологического действия (принята в медицинской практике).
Тип действия антибиотиков бывает цидным (бактерицидным, фун-гицидным, вирицидным, протозоацидным), под ним понимают необратимое нарушение жизнедеятельности (гибель) инфекционного агента, и статическим (бактериостатическим, фунгистатическим, виристатиче-ским, протозоостатическим), при котором прекращается или приостанавливается размножение возбудителя. Такая градация имеет основное практическое значение при лечении тяжелых инфекций, особенно у пациентов с нарушениями иммунитета, когда обязательно назначение «цидных» препаратов.
Связь антимикробного препарата с точками приложения в микробной клетке может быть прочной или непрочной, что, в той или иной мере, определяет степень активности данного препарата. Антибиотики должны обладать высокой избирательной токсичностью, т.е. они должны быть активны по отношению к микробным клеткам и безвредны для клеток больного организма. Подобная избирательная токсичность может быть реализована лишь в том случае, если активные биохимические системы микробных клеток - мишени антибиотиков - отличны от подобных систем клеток макроорганизма. Селективная токсичность может носить пограничный характер, когда отличия в биохимических структурах клеток организма человека и бактерии заключаются в различном положении фосфолипидов в цитоплазматической мембране. Проблема селективности антибиотиков сложнее по причине того, что для репликации вирусы используют ферменты клеток хозяина.
В зависимости от точки приложения и механизма биологического действия антибиотики делят на:
I. Специфические ингибиторы биосинтеза клеточной стенки (пе-нициллины, цефалоспорины и цефамицины, ванкомицин, рис-томицин, циклосерин, бацитрацин, тиенамицины и др.)
II. Препараты, нарушающие молекулярную организацию и функции клеточных мембран (полимиксины, полиены).
III.Препараты, подавляющие синтез белка на уровне рибосом (макролиды, линкомицины, аминогликозиды, тетрациклины, левомицетин, фузидин).
IV. Ингибиторы синтеза РНК на уровне РНК-полимеразы и ингибиторы, действующие на метаболизм фолиевой кислоты (ри-фампицины).
V. Ингибиторы синтеза РНК на уровне ДНК-матрицы (актиноми-цины, антибиотики группы ауреоловой кислоты).
VI. Ингибиторы синтеза ДНК на уровне ДНК-матрицы (митомицин С, антрациклины, нитрофураны, налидиксовая кислота).
При выделенном возбудителе назначают антибиотики с максимально узким спектром активности, так как «избыточная» широта спектра не дает преимуществ и опасна с точки зрения подавления нормальной микрофлоры.
Общая стратегия рекомбинантных микроорганизмов, способных синтезировать антибиотики, состоит во введении в организм хозяина специфических генов, клонированных в подходящем векторе, которые кодируют один или несколько ферментов, катализирующих не свойственные микроорганизму метаболические реакции, или генов, влияющих на осуществляемый им в норме биосинтез определенных соединений.
При создании рекомбинантных штаммов Streptomyces - основного микроорганизма, используемого для получения антибиотиков, важно, чтобы трансформация и отбор трансформированных клеток не должны быть слишком сложны. В отличие от Е. coli, Streptomyces существуют не в виде изолированных клеток, а в виде протяженных мицелл, поэтому перед трансформацией необходимо ферментативное разрушение клеточной стенки мицелл и высвобождение отдельных протопластов. Без этого невозможно отличить трансформированные клетки от не-трансформированных, поскольку видимые колонии на твердой среде будут образовываться из группы клеток, а не из индивидуальной клетки. Соответственно колонии, растущие в присутствии селективного антибиотика, будут представлять собой смесь трансформированных и нетрансформированных клеток. Проникновение плазмидной ДНК в протопласты Streptomyces облегчается в присутствии ПЭГ. После трансформации протопласты высевают на твердую среду, чтобы образова-' лась клеточная стенка, а затем для отбора трансформированных клеток переносят на селективную среду, обычно содержащую неомицин, где образуется колония, выросшая из трансформированных клеток, способных синтезировать антибиотик.
С помощью генетических или биохимических экспериментов можно идентифицировать, затем выделить один или несколько ключевых ферментов биосинтеза антибиотиков, определить их N-концевые аминокислотные последовательности и, исходя из этих данных, синтезировать олигонуклеотидные комплементарные последовательности.
Дата добавления: 2016-07-22; просмотров: 2446;