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文档简介

第1,3章抗生素的作用机制,第2,1节普遍讨论抗生素是抑制微生物群体生长的物质。群体来自单细胞增殖。也就是说,构成细胞物质的克隆,然后细胞分裂为两个子细胞的过程中产生。3,抗生素影响微生物细胞代谢的条件,(1)进入细胞,到达作用部位;(2)在物理上与细胞结构(目标分子)相结合,这种细胞结构参与维持细胞生长或环境稳定不可或缺的某些过程;(3)抗生素与主要酶或细胞结构结合。、抑制细胞壁的合成,影响细胞膜的通透性,抑制DNA合成,抑制蛋白质合成,抑制RNA合成,影响叶酸代谢,抗生素的作用机制,抗生素在分子水平干扰微生物细胞基本代谢之一的机制。5,抗生素根据阻碍代谢过程的抗生素一般分为5类,(1)细胞壁合成抑制剂;(2)遗传物质的克隆或转录抑制剂;(3)蛋白质合成抑制剂;(4)细胞膜功能抑制剂;(5)抗代谢产物。6,2节研究方法,需要进行一系列实验研究,以明确抗生素作用机制。包括:(1)完全的细胞水平,(2)部分纯化的无细胞体系水平,(3)一个或多个纯化的酶体系水平。7,1,在整个细胞水平研究活性,用标记的胸腺肽追踪DNA合成,用尿蛋白追踪RNA合成。苯丙氨酸追踪蛋白质合成。乙酰氨基葡萄糖追踪肽聚糖的合成。对敏感菌株的培养基,放射性标记特定前体,蛋白质,DNA,肽聚糖,RNA,抗生素,8,利福平在完全细胞水平作用的机制,原草效,9,2,部分纯化的非细胞系统中的活动研究,如果确定抗生素的原作用,抗生素干扰(1(2)参与聚合的酶或细胞器官;(3)决定前驱体与聚合物混合的信息系统。10,特定工作过程,抗生素在体外抑制生长细胞中的大分子等,一般作用于聚合过程,也作用于信息分子;不在体外抑制,在生长细胞中抑制,可以对前体的合成或激活起作用。1 .聚合酶或细胞器官、前体物质、蛋白质、DNA、肽聚糖、2。信息系统,RNA,合成或激活,抗生素,细胞外实验:部分纯化的细胞提取物,11,利福平在部分纯化的无细胞体系中起作用。当这种体外转录剂被细菌的RNA聚合酶催化时,其活性被利福平抑制,被真核细胞的RNA聚合酶催化时,其活性不受利福平抑制。推论:生长细胞中RNA合成的阻断来自rifampin和RNA聚合酶的直接作用。以RNA聚合酶、核苷三磷酸、RNA、DNA为模板,研究利福平、12、3、精制酶系统中的活性,聚合酶通常包含多种成分,每种成分都可能成为抗生作用的靶标。可以确定哪些酶反应受到了干扰,哪些成分是抗生素作用的靶标。13、目标聚合系统的鉴定,(1)通过检测放射化学方法或蛋白质色谱变化或蛋白质电泳迁移率的变化,确认抗生素和酶蛋白结合形成的复合物。(2)在抗生素耐药突变菌株中,具有抗生素作用的目标蛋白可以分离变化产生的抗性菌株。原菌株中目标蛋白的一种成分,不是构成重组系统,而是每次用抗菌菌株代替。与目标蛋白的抗生素活性相关的成分取决于抑制的消失。14,利福平在精制酶体系中的作用机制,16,1,细胞壁的结构和结构,细胞壁的功能保持细菌的外形,维持体内高渗透压,17,肽聚糖的结构,n-乙酰葡萄糖胺(g),n-乙酰细胞壁酸(m),g细菌的细胞壁,g细菌的细胞壁是由肽聚糖和相当多的人壁酸组成的一种细胞壁。19,2脂蛋白,2.g-细菌的细胞壁,3肽聚糖,1外膜,亲水性外膜孔蛋白,壁膜缝隙,质膜,20,成分,肽聚糖,磷壁酸,脂质肽聚糖的生物合成、大肠杆菌肽糖糖的生物合成可分为三个阶段。(1)基本单位UDP-细胞壁酰基五肽的形成(2)单体形成和转运蛋白转移(3)肽聚糖链的组装和三维结构的构建,25,UDP UDP-细胞L-ala、d-Glu和m - DAP分别添加到UDP-m中,生成中间体细胞壁酰基三肽、二肽d-ala-d-ala(两个l-ala分子是异构和缩合的),并添加到细胞壁二肽中所有这些反应都发生在细胞质中。27,UDP -细胞壁五肽形成图,膦酸丙酸-丙氨酸,UDP-N-乙酰葡萄糖胺,UDP-N-乙酰细胞酸,细胞壁三肽,UDP-细胞壁五肽,细胞质通过,1-4糖苷结合,将n-乙酰氨基葡萄糖添加到细胞壁酸中,实现了单体的合成。这种反应发生在细胞质膜上。29,以上合成图,UDP-细胞壁酰基五肽,十一异戊二烯磷酸,UDP-GLC,1-4糖苷键,细胞膜,30,(3)肽聚糖链的组装和三维糖苷酶:在催化剂m上的c-1和g上的c-4之间形成-糖原键。肽酶:在4-位中催化d-ala和相邻5肽中的DAP的-氮,形成肽结合(这种反应是通过释放5肽捐赠者的末端d-ala引起的)。 d-羧肽酶:催化五肽末端d-ala水解。恩肽酶:催化水解合成肽聚糖链。微生物在生长和分裂中必须合成新的肽聚糖。这时,恩多肽酶在细胞壁内激活,通过已经存在的链的部分水解形成自由团,通过肽和糖原反应接收新的肽聚糖链。31、肽聚糖链合成的示意性5肽通过反肽反应和糖原反应将二糖肽5肽传递给受体,即新生的肽聚糖链。在糖原转化反应中,释放出一品红异戊二烯血磷酸,再次循环。P-P-Lipid,HO-G-M-P-P-Lipid,细胞壁,5肽,糖原反应,32,大肠杆菌肽聚糖但是金黄色葡萄球菌发生了重要的变化。 5肽中的第二个氨基酸是Lys,不是m-DAP。二糖肽合成后,5个Gly分子通过肽结合连接到Lys的-NH2。转肽反应发生在五肽末端d-ala的羧基(末端d-ala也释放)和末端Gly的氨基之间。34、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌肽聚糖的结构、35、2、细菌细胞壁合成抑制剂特性、杀菌效果:通过两种机制,可以产生杀菌效果,分解或分解细胞。第一种情况是,肽聚糖结构松弛,内部高渗压使细胞解除多聚死亡。第二种情况下,可以有其他作用机制,例如抑制膈肌形成(PBP-3)或细胞长度(PBP-3),使细胞死亡。对静止细胞不起作用。对缺乏细胞壁的微生物(支原体、l型细菌、原生质体)不起作用。36,3,肽聚糖合成抑制剂,根据活性部位的不同,肽聚糖合成抑制剂1。细胞壁酰基多肽合成抑制剂2。膜反应抑制剂3。扩链及三维细胞壁结构形成抑制剂,37,1。肽聚糖合成抑制剂,这些抗生素是肽聚糖合成前反应的抑制剂。38,磷霉素的作用机制,enol丙酮酰基-n-g,丙酮酰基转移酶,不可逆,杀菌效果,磷霉素,39,环丝氨酸的作用机制,丙氨酸拉塞拉膜反应抑制剂,用于畜牧业的巴什肽;另一个是雷莫拉宁。41,巴什特拉肽的作用机制,11聚异戊二烯磷酸,11聚异戊二烯疲劳磷酸,UDP-细胞壁酰基五肽,巴什肽,42,雷莫拉宁的作用机制,每一聚异戊二烯磷酸,每一聚异戊二烯疲劳磷酸,UDP-延长链和三维细胞壁结构形成抑制物,-lactam抗生素:这种家族抗生素包括青霉素、头孢菌素、杜霉素和非经典-lactam抗生素,如安非他明和亚胺培南。这种抗生素为了干扰细胞壁的形成,阻断胃蛋白酶合成最后阶段的机制也类似。青霉素g对生长细菌中DNA,RNA,蛋白质,细胞壁中放射性同位素标记前体混合的影响,-内酰胺抗生素的作用机制,抑制细菌细胞壁的合成,2。引起细菌的自溶酶活性,反式肽酶,-lactam作用机制,47,青霉素,d-ala-d-ala-ala二肽的结构结构结构,48,青霉素结合蛋白(。细胞生长所需的PBPs通常具有转肽酶活性,它们控制细胞延长(PBP-1)和分裂(PBP-3)的这种基本过程。-内酰胺类抗生素在抑制参与肽聚糖合成的酶方面存在一定的差异。有些抗生素抑制反式肽酶,有些则抑制d-羧肽酶,有些则间接抑制糖苷酶作用。青霉素,青霉素结合蛋白(PBPs,rotinin),细胞壁酸,50,4节核酸复制和转录抑制剂,DNA复制RNA转录,51,1,遗传信息的转录和复制,核酸合成多种不同的酶参与DNA复制。52,DNA克隆,前导链,延迟链,DNA在克隆时先解开双链,形成复制叉,复制叉形成多种蛋白质和酶参与的更复杂的克隆过程。前导链和后续链的区别在于,从克隆开始处开始按5-3 继续合成,okazaki片段就不会形成,随着克隆叉的出现,约2 3kb的okazaki片段将持续合成。单链Dna结合蛋白、DNA分解酶、大肠杆菌的DNA蛋白、53、大肠杆菌DNA复制表面模型、(1)DNA分解酶释放双螺旋。有些蛋白质保持双链。(2)铅链上引物酶催化合成RNA引物。(3)DNA聚合酶III以RNA为引物,在3-oh合成冈崎片段。(4,5)DNA聚合酶I分解RNA片段,完成DNA合成。(6)连接酶连接相邻片段。RNA链,54,在原核细胞中进行RNA合成,RNA合成过程相对简单。在细菌中,RNA聚合酶催化。RNA聚合酶由4个蛋白质亚碱、和识别转录早期DNA序列所需的因子组成。55,RNA聚合酶功能,(1)通过形成DNA和复合体,分离DNA双链。(2)把第一个核苷酸放在其中一个DNA链的正确位置(开始)。(3)混合第二核苷酸,在第一和第二核苷酸之间形成第一磷酸二酯键。(4)沿着DNA链移动,不断混合核苷酸,然后用磷酸二酯键连接。(。(5)达到特殊DNA的序列时,合成过程终止(终止)。在很多情况下,终止需要另一个蛋白质因子rho()。56,真核细胞内RNA聚合酶,真核细胞内包含3种RNA聚合酶,每个RNA聚合酶由多个蛋白质亚基组成。不同聚合酶合成不同种类的RNA。位于核仁的RNA聚合酶I合成28S和18SrRNA;RNA聚合酶II具有多种mRNA合成。RNA聚合酶III合成tRNA和5SrRNA。57,2,复制和转录抑制剂示例,复制和转录抑制剂分为抑制前体类似物、前体合成的两类。DNA模板功能抑制剂和酶(酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶)抑制剂可以抑制核酸聚合。58,核酸合成抑制剂,DNA聚合酶,RNA聚合酶,谢拉剂,59,1。DNA模板功能抑制剂会干扰DNA的模板功能,抑制复制和转录。可以破坏第三级结构,也可以制造模板DNA结构的化学变化(链间隙、碱基的切割、双链之间的共享结合)。60,这种抗生素有两个共同点。多元核和真核细胞的DNA无差异地结合,效果不寻常,因此一般毒性很大。同时抑制DNA和RNA的合成,在某些条件下,可以优先抑制某些核酸。61,(1)抑制剂-化学修饰的DNA,丝裂霉素,62,丝裂霉素,丝裂霉素是细胞毒性药物,在DNA的两条链之间形成了共价键,双链不分离。这种作用效果是不可逆的,具有杀菌效果。但是选择性不足,毒性很强,不能用作抗微生物药,但它是抗癌剂。63,博雷林,这种抗生素只用于特定种类的肿瘤。多霉素是在单链和双链DNA上产生多个断点,释放单核苷酸的DNA损伤剂。64,(2)抑制剂-可与DNA分子形成可逆复合物的DNA和复合物。大部分结构包含平面多环体系,可以插入双螺旋DNA的碱基之间,所以被称为内藏剂。65,放线菌d,放线菌d临床使用仅限于抗肿瘤。放线菌素d抑制DNA和RNA的合成,但在特殊情况下对RNA合成有更多影响。66,放线菌d的化学结构和与DNA的相互作用,放线菌d分子上的三环结构部分由DNA中的一些GpC序列形成复合物。放线菌d分子中的肽环与DNA链的侧面相互作用,对复合物的稳定性有很大作用。C,G,67,蒽

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