Антибиотики Пенициллины. Антибиотики Антибиотиками называют вещества, синтезируемые микроорганизмами и способные препятствовать развитию микроорганизмов. - презентация

1 Антибиотики Пенициллины

2 Антибиотики Антибиотиками называют вещества, синтезируемые микроорганизмами и способные препятствовать развитию микроорганизмов. Флемингу (1929) впервые удалось наблюдать противомикробную активность зеленой плесени Флюри (1940) выделил из этой плесени натриевую соль пенициллина В СССР первые образцы пенициллина получили в 1942 году микробиологи З. В. Ермольева и Т. И. Балезина

3

4 К настоящему времени описано более 2000 антибиотиков, но лишь около 3% из них нашли применение в медицине. По химической структуре антибиотики относятся к различным классам органических соединений. Большая часть их имеет сложную гетероциклическую структуру. Синтез антибиотиков труден, поэтому в промышленных масштабах их получают микробиологическим путем. Широко развито также производство полусинтетических антибиотиков. Оно основано на химической модификации соединения, выделяемого из культуральной жидкости, вырабатываемой определенным штаммом микроорганизмов.

5 Плесневый гриб Penicillium chrysogenum

6 Пенициллины В основе структуры пенициллинов лежит пенициллиновая кислота, содержащая два конденсированных гетероциклических кольца – четырехчленное -лактамное (А) и пятичленное тиазолидное (В).

7 Получение пенициллинов Пенициллины могут быть вьщелены из природных материалов биосинтетически или комбинацией методов биологического и химического синтеза. При промышленном производстве пенициллинов сначала получают аминопенициллановую кислоту из культуры плесневого гриба Penicillium chrysogenum или Penicillium notatum, а затем микробиологическим или химическим способом проводят ацилирование аминогруппы карбоновой кислотой или ее хлорангидридом.

8 Пенициллиновое «ядро» или 6- аминопенициллановая кислота

9 При биосинтезе пенициллинов в питательную среду добавляют вещества-«предшественники», которые используются плесневым грибом для замещения атома водорода в аминогруппе молекул пенициллинов. В частности, при производстве бензилпенициллина предшественником служит фенилуксуеная кислота или ее производные.

10 Природные и полусинтетические пенициллины представляют собой N- ацилированные различными ацильными радикалами производные 6- аминопенициллановой кислоты. Природа радикала в ацильной группе учитывается в названии пенициллина. Например, соединение с R = C 6 H 5 CH 2 называют бензилпенициллином, а с R=C 6 H 5 OCH 2 – феноксиметилпенициллином.

11 Химическая основа антибактериального действия пенициллинов Пенициллины тормозят одну из последних стадий в сборке пептидогликановой структуры клеточной стенки бактерий. Эта стадия заключается во взаимодействии пентаглицина с концевым фрагментом D-Ala-D-Ala пептидных цепей, соединенных с муреином. Реакция проходит с участием фермента карбоксипептидазы (катализирующей поперечное сшивание белков) с отщеплением одного звена D- аланина D-Ala-D-Ala + K = D-Ala-Co-K +D-аланин D-Ala-Co-K + H 2 N-CH 2 -COOH = D-Ala-Co-NH-Gly + K

12 Пенициллин имеет структурное сходство с конформацией субстрата, т.е. фрагментом D-Ala-D- Ala, поэтому может занимать на активном центре карбоксипептидазы место, предназначенное для субстрата. Такое блокирование фермента приводит к нарушению процесса построения клеточной бактериальной стенки, что вызывает гибель бактерий. Пенициллин ингибирует фермент только у микроорганизмов. Ферментная система животного организма, неспособная использовать аминокислоты D-ряда, не затрагивается.

13

14 Резистентность к пенициллинам Развитие резистенции к пенициллинам связано с синтезом микроорганизмами фермента пенициллиназы, катализирующей раскрытие лактамного цикла пенициллинов. При этом пенициллины превращаются из производных 6-аминопенициллановой кислоты в производные пенициллоиновой кислоты. Аналогичное раскрытие цикла происходит под действием кислот, что делает невозможным пероральное применение пенициллина (через рот).

15 Из природных пенициллинов наименьшую токсичность проявляет бензилпенициллин. В настоящее время синтезированы и широко применяются полусинтетические пенициллины, устойчивые к действию кислот и лактамаз. Среди них в первую очередь следует упомянуть феноксиметилпенициллин, ампициллин, амоксициллин.

16 Ампициллин

17 Амоксициллин

18