1. Образование антибиотиков в естественных и лабораторных условиях. Вещества предшественники для биосинтеза антибиотиков
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
антибиотики образуются высшими грибами, водорослями и растениями, причем обычно такие антибиотики характеризуются малой специфичностью биологического действия; 2) наиболее разнообразные антибиотики образуются актиномицетами (не менее 50 % из всех известных), мицелиальными грибами (около 10 %), из эубактерий наиболее часто продуцентами являются представи тели родов Bacillus и Pseudomonas (около 400−600), причем большинство антибиотиков бактериального происхождения – полипептиды; 3) очень часто определенный штамм образует семейство сходных по структуре и одинаково синтезируемых антибиотиков, но возможно образование одним продуцентом двух или более неродственных со-единений; 4) образование антибиотиков не является видоспецифичным или ро-доспецифичным свойством продуцента: один и тот же антибиотик может синтезироваться далеко отстоящими в систематическом отношении мик-роорганизмами. Однако связь между таксономическим положением и синтезом определенных групп антибиотиков все же прослеживается (терпеноидные структуры синтезируются только грибами, а стерины входят в число компонентов их клеточных стенок). Подавление антибиотиками роста других организмов включает два понятия: бактериостатическое, при котором после удаления антибиотика из среды рост восстанавливается, и бактерицидное – необратимое летальное действие антибиотика на клетку. В том случае, если гибель микрооорганизма определяется лизисом клетки, говорят о бактериоли-тическом действии антибиотика. Соответствующие указанным выше эффектам концентрации антибиотиков получили название бактерицидных и бактериостатических. Основная характеристика активности антибиотика – минимальная концентрация, подавляющая рост микроорганизмов, которая называется минимальная подавляющая (или ингибирующая) концентрация (МПК, МИК). На эту величину оказывают влияние ряд факторов: состав среды, в которой проводится определение (рН, наличие сыворотки, определенных катионов); условия инкубирования (температура, время, аэрация); величина и плотность инокулюма и т. п. Кроме того, характеризуя действие антибиотика, особенно необходимо учитывать вид микроорганизмов и форму его нахождения in vivo − внутри- или внеклеточно. Величина биологической активности антибиотиков обычно выражается в условных единицах, содержащихся в 1 мл раствора (ед/мл) или в 1 мг препарата (ед/мг). За единицу антибиотической активности принимается минимальное количество антибиотика, способное подавить развитие или задержать рост определенного числа клеток стандартного штамма тест-микроба в единице обьема питательной среды. Например, за единицу активности пенициллина принято минимальное количество препарата, задерживающее рост золотистого стафилококка в 50 мл бульона, а для стрептомицина – минимальное количество антибиотика, задерживающее рост кишечной палочки в 1 мл бульона. 48. Хлорамфеникол и фузидиевая кислота: механизмы действия и развития резистентности. Бактериостатическое действие хлорамфеникола, выделенного в 1947 году и образуемого S. venezuellаe, основывается на ингибировании синтеза белка на 70S рибосомах. Показано, что антибиотик связывается с одним белком малой субъединицы и семью белками большой субъединицы. Хлорамфеникол ингибирует активность пептидилтрансферазы. Это антибиотик широкого спектра действия, хорошо всасывается из желудочно-кишечного тракта. Используется для лечения инфекций, вызываемых кокками, лихорадки Скалистых гор, сыпного тифа. Основное побочное действие – поражение костного мозга, анемия, лейкопения. Устойчивость к хлорамфениколу определяется наличием фермента хлорамфениколацетилтрансферазы (САТ). Этот фермент участвует в ацетилировании с помощью АсКоА гидроксильной группы антибиотика. САТ – тетрамер, состоящий из идентичных полипептидных цепей, каждая из которых участвует в образовании активного центра. У энтеробактерий обнаружены четыре типа САТ, которые различаются по электрофоретической подвижности, чувствительности к ингибиторам, серологическим свойствам. Например, штаммы энтеробактерий, устойчивые к хлорамфениколу и фузидиевой кислоте, содержат САТ I типа, и показано, что устойчивость к обоим антибиотикам кодируется одним и тем же геном. Это объясняют тем, что фермент имеет домен, который легко связывается с ароматическими соединениями, структурно не сходными с хлорамфениколом. Надо отметить, что активные центры ферментов САТ всех четырех типов имеют сходные последовательности. Все ферменты энтеробактерий являются конститутивными, и синтез их детерминируется плазмидными генами. Фузидиевая кислота, относящаяся к группе стероидных соединений, была выделена в 1960 году из культуральной жидкости гриба Fusarium coccidium. В первых исследованиях было показано, что антибиотик активен в отношении широкого круга грамположительных бактерий, особенно стафилококков, обладает низкой токсичностью. Фузидиевая кислота in vivo и in vitro ингибирует синтез белка в про- и эукариотических клетках на том этапе, когда происходит транслокация, в результате чего рибосома передвигается относительно мРНК на один кодон. Рибосома содержит пептидил-тРНК в сайте А, деацетилированная тРНК находится в сайте Р и в процессе транслокации удаляется. Пептидил-тРНК передвигается из А- в Р-сайт, а рибосома, соответсвенно, на один кодон. Транслокация нуждается в факторе элонгации (транслоказе), который катализирует гидролиз ГТФ. Для этого образуется комплекс с ГТФ, который гидролизуется на рибосоме с высвобождением ГДФ, рибосомы и фактора G. Фузидиевая кислота стабилизирует этот комплекс и препятствует вследствие этого повторному использованию фактора элонгации G и ГДФ. На 80S рибосомах мишенью для действия является фактор элонгации 2, однако вследствие малой внутриклеточной концентрации антибиотика его токсическое действие не проявляется. Устойчивость к фузидиевой кислоте обусловлена изменением фактора элонгации за счет хромосомальных мутаций, что приводит к изменению белоксинтезирующей системы. Такие мутанты характеризуются низкими скоростями роста. Другой механизм опосредован наличием плазмидных генов и связан с удалением антибиотика из клетки. Наконец, существует механизм устойчивости за счет хлорамфениколацетилтрансферазы I типа энтеробактерий, которая связывает молекулу антибиотика и препятствует связыванию с фактором G. |