抗生素的作用机制综述

“抗生素”一词来源于“抗菌素”一词，意思是“对抗生命”。“抗生素是由一种微生物产生的有机化合物，即使浓度很低，对其他微生物也是有毒的。然而，现代抗生素也是部分或全部通过合成手段制造的。抗生素通过作用于不同细胞位点的各种机制抑制或杀死微生物，更具体地说是细菌。抗生素的作用机制千差万别。

抗生素分类方案

抗生素有很多种分类方法。最常见的方案是基于它们的分子结构、作用模式和活性谱。相同结构的抗生素具有相似的有效性和毒性。

基于结构的标准抗生素类别包括β -内酰胺类、大环内酯类、四环素类、喹诺酮类、氨基糖苷类、磺胺类、糖肽类和恶唑唑酮类。

作用机制抗生素的

抗生素的作用机制如下:

抗生素的靶点	抗生素的作用机制	抗生素
细胞壁	杀菌，抑制肽聚糖的生物合成，抑制或破坏肽聚糖交联，破坏前体运动	Beta-lactam:青霉素，头孢菌素(头孢曲松，头孢噻肟)，碳青霉烯(美罗培南)单巴坦 糖肽:万古霉素 杆菌肽
胞质膜	杀菌但对人体也是有毒的，只在有限的量使用。抗生素增加细胞渗透性，使细胞内容物从细胞中泄漏出来。	多粘菌素(革兰氏阴性细菌的好药) 短杆菌肽，短杆菌酪肽(革兰氏阳性)
蛋白质合成	这两个杀菌而且抑菌，作用于50和30亚基，停止蛋白质合成。	在50岁时行动: 大环内酯类:红霉素 氯霉素 Oxazolidine 30年代的表演: 四环素 氨基糖甙类:链霉素，庆大霉素，新霉素，卡那霉素，妥布霉素，阿米卡星
核酸合成	杀菌抗生素干扰细菌DNA和RNA合成	作用于DNA旋回酶: 喹诺酮类:萘啶酸 氟喹诺酮类原料药:环丙沙星，诺氟沙星，氧氟沙星 Aminocoumarin:新生霉素 作用于RNA聚合酶: 利福霉素:利福平
叶酸合成	抑菌，抑制DHF和THF的合成。	抑制PABA对DHF的作用:磺酰胺 抑制DHF对THF:甲氧苄氨嘧啶

杀菌杀灭细菌的药剂是什么抑菌是一种抑制细菌生长和繁殖但不一定杀死细菌的药剂。

抑制细胞壁合成

细菌细胞壁由几层肽聚糖组成，由肽链和聚糖(糖)组成。细胞壁聚糖由N-乙酰壁酸(NAM)和N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)组成。转糖苷酶有助于这些糖的交联。类似地，肽链的D-丙氨酸-D-丙氨酸部分在青霉素结合蛋白(PBP)的存在下由甘氨酸残基交联。这种交联增强了细胞壁。下面给出了不同的抗生素通过不同的机制抑制细胞壁合成。

• 糖肤:糖肽结合到前体肽聚糖亚基肽侧链的D-丙氨酸D-丙氨酸部分。大分子药物万古霉素阻止d -丙酰亚基与抑制肽聚糖合成的PBP结合。

• Beta-lactam抗生素:这类抗生素的主要靶点是PBPs。β -内酰胺环模仿肽链的D-丙氨酸部分，通常由PBP结合。然后PBP与-内酰胺环相互作用，不能进行转肽类反应，新的肽聚糖的合成被阻断。这种肽聚糖层的破坏导致细菌裂解。

• 杆菌肽:像杆菌肽这样的抗生素可以阻止前体的运动，而前体是肽聚糖形成所必需的。

膜功能抑制

细胞质膜具有选择性渗透性。因此，它的主动运输系统通过整体转运蛋白控制微分子和大分子和离子的进出。由于细胞质膜由脂肪酸组成，抗生素的目标是脂肪酸合成和膜磷脂。这类抗生素通过类似洗涤剂的活性诱导随机孔隙，导致细胞分子泄漏、呼吸抑制、吸水增加，最终导致细胞死亡。革兰氏阳性细菌有较厚的细胞壁来保护细胞膜。因此，革兰氏阳性细菌自然对这些抗生素有耐药性。

多粘菌素B抗生素具有亲脂性和亲水性基团，破坏脂肪，导致毛孔形成和细胞死亡。

抑制蛋白质合成

信使rna是利用DNA中的信息制备的。此外，核糖体从mRNA中存在的遗传密码中制造蛋白质。原核70年代核糖体有两个亚单位，30年代和50年代。抗生素针对它们并抑制蛋白质合成。

30年代的抑制剂

• 氨基糖甙类:氨基糖苷类与A位点附近30s亚基rRNA相互作用，抑制易位。它会导致误解和过早终止翻译。

• 四环素:这些抗生素作用于16s rRNA的保守序列，防止tRNA与A位点结合。

50s亚基抑制剂

• 氯霉素:它与23s rRNA的肽转移酶腔的保守序列相互作用，阻止tRNA与核糖体的A位点结合。氯霉素可以进入血脑屏障。因此，这些抗生素被用于治疗中枢神经系统感染。

• 大环内酯类，林可沙胺类，链霉素B:这些抗生素靶向50核糖体单位的23s rRNA的肽基转移酶中心。它导致不完整的肽链过早分离。

• Oxazolidone这些抗生素通过结合23s r RNA的50s亚基干扰蛋白质合成。

抑制核酸合成

DNA和RNA对于细菌的生长和繁殖是必不可少的。一些抗生素，如利福霉素，以RNA的合成为目标，而其他抗生素则以DNA的复制为目标。为了靶向这些核酸，抗生素必须很容易地通过屏障(细菌膜)并附着在某些阻止它们形成的位点上。

RNA转录抑制剂

• 利福霉素利福霉素是麻醉素的一个子类。这个目标是dna依赖的RNA聚合酶，它阻止转录的开始。同样，它也阻止核苷酸的加入，阻止RNA的延伸。它们不与哺乳动物RNA相互作用，但对革兰氏阳性细菌和一些革兰氏阴性细菌有广泛的作用。

DNA复制的抑制剂

• 喹诺酮类和氟喹诺酮类:它们通过抑制细菌II型拓扑异构酶(DNA旋回酶和拓扑异构酶IV)来干扰DNA的盘绕。喹诺酮类与拓扑异构酶的活性位点结合，氟喹诺酮类形成DNA-酶复合物，中断两条DNA链的结合。这些专门针对细菌拓扑异构酶。

• 蒽环霉素:它们阻止了哺乳动物细胞和细菌细胞中DNA和RNA的合成。它们通过形成共价键直接与DNA链或DNA拓扑异构酶II复合物结合。

抑制叶酸合成

叶酸是DNA和RNA合成、生长和增殖所必需的。叶酸是通过饮食提供给人类的，而细菌必须合成叶酸。对氨基苯甲酸(PABA)是叶酸合成的底物。

磺胺类和甲氧苄氨嘧啶抑制叶酸合成的不同步骤。磺胺与PABA具有结构上的相似性，与天然底物PABA相比，磺胺对酶-翼酸二氢合成酶具有更高的亲和力。因此，磺胺抑制酶合成二氢叶酸(DHF)从PABA。

甲氧苄氨嘧啶在叶酸合成中起作用较晚;它抑制二氢叶酸还原酶合成四氢叶酸(THF)。磺胺与甲氧苄氨嘧啶配伍具有协同增效作用，可降低毒性188.博金宝 为了抵抗。

抗生素工作的挑战

抗生素的作用机制可能面临一些障碍，如下所列。

• 抗生素耐药性

抗生素的发现是医学上最杰出的成就之一。由于抗生素的高效，各种严重疾病得到了控制。但是，随着时间的推移，细菌变得越来越聪明。细菌产生抗性基因来保护自己免受抗生素的伤害。细菌通过变异对抗生素产生抗药性，以克服大量使用。细菌对抗生素的耐药性可能是由于目标分子的修饰或抗生素的失活。一些细菌通过外排机制表现出耐药性，而另一些细菌则表现出渗透性改变或代谢途径被绕过。

实验室应进行抗生素敏感性测试、MBC和MIC测试。它帮助临床医生推荐正确的抗生素类型和剂量，以最大限度地减少抗生素耐药性。

• 副作用

有些抗生素给药后在宿主体内出现各种副作用。副作用从轻微到严重，如发烧和恶心，到严重的过敏反应，包括过敏反应。大多数抗生素的一个常见副作用是腹泻，因为抗生素破坏了肠道菌群的保护层。由于潜在的不良副作用，抗生素还必须测试其选择性毒性。

参考文献

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• 抗生素与选择性毒性。生物学LibreTextshttps://bio.libretexts.org/Bookshelves/Microbiology/Book%3A_Microbiology_(无限)3 3 a_antimicrobial_drugs / 13.1% / 13%