大环内酯类抗生素专家讲座

第五章大环内酯类抗生素

Macrolidesantibiotics大环内酯类抗生素专家讲座第1页第一节概述一、含义：大环内酯类抗生素(Macrolidesantibiotics)是以一个大环内酯为母体．经过羟基，以苷键和1—3个分子糖相联结一类抗生物质。大环内酯，或称巨环内酯，这个大环亦是连结一个或多个脱氧糖（多是红霉糖及脱氧糖胺）内酯环，内酯环能够是由12、14、15或16个单元组成。

大环内酯类抗生素专家讲座第2页二、分类（一）多氧大环内酯抗生素14元大环内酯类，包含红霉素(erythromycin)、竹桃霉素(oleandomycin)、克拉霉素(clarithromycin)、罗红霉素(roxithromycin)、地红霉素(dirithromycin)、泰利霉素(telithromycin)和喹红霉素(cethromycin)等。15元大环内酯类，包含阿奇霉素(azithromycin)。16元大环内酯类包含麦迪霉素(medecamycin)、乙酰麦迪霉素(acetylmedecamycin)、吉他霉素(kitasamycin)、乙酰吉他霉素(acetylkitasamycin)、交沙霉素(josamycin)、螺旋霉素(spiramycin)、乙酰螺旋霉素(acetylspiramycin)、罗他霉素(rokitamycin)等。大环内酯类抗生素专家讲座第3页红霉素大环内酯类抗生素专家讲座第4页竹桃霉素大环内酯类抗生素专家讲座第5页泰利霉素Telithromycin大环内酯类抗生素专家讲座第6页麦迪霉素吉他霉素大环内酯类抗生素专家讲座第7页乙酰螺旋霉素大环内酯类抗生素专家讲座第8页交沙霉素

Josamycin大环内酯类抗生素专家讲座第9页

作用机制

普通认为：大环内酯类可结合到50S亚基23SrRNA特殊靶位，阻止肽酰基tRNA从mRNA“A”位移向“P”位，使氨酰基tRNA不能结合到“A”位，选择抑制细菌蛋白质合成。大环内酯类抗生素专家讲座第10页大环内酯类抗生素与50S核糖体亚单位可逆性地结合，阻断肽链延伸

MLSB类抗生素对50S核糖体亚基结合位点拓模式大环内酯类抗生素专家讲座第11页（二）多烯大环内酯类抗生素结构特征：26-28元大环内酯。也能够依据共轭双键数量进行分类。作用机理：与真菌细胞膜固醇类成份结合，从而改变细胞膜通透性，造成致病菌死亡。无抗细菌活力，有抗酵母、霉菌和丝状真菌活力。大环内酯类抗生素专家讲座第12页大环内酯类抗生素专家讲座第13页（三）蒽沙大环内酯类抗生素环桥类抗生素，其脂肪链结构和立体化学与大环内酯类相同。如利福霉素。（一个脂及链桥经过酰胺键与芳香基团平面两个不相邻位置相连接）抗菌作用强大。对G+菌和一些G-菌、支原体等有较强作用。大环内酯类抗生素专家讲座第14页大环内酯类抗生素结构特征

1、化学结构差异大，但其抗菌机制和细菌耐药性机制非常相同；

2、抗菌谱较窄，对革兰氏阳性球菌（尤其是葡萄球菌、链球菌和肠球菌）和杆菌以及革兰阴性球菌有效；

3、这些药品尤其是氯林可霉素对厌氧菌也有效；

4、革兰氏阴性杆菌通常对这类药品不敏感，但一些肠杆菌和嗜血杆菌在体外对阿齐霉素敏感；大环内酯类抗生素专家讲座第15页5、对胃酸很不稳定，pH<4时几乎无抗菌活性；6、血药浓度较低，组织（如肺、痰、皮下组织、胆汁、前列腺等）中浓度相对较高，不易透过血脑屏障；7、主要经胆汁排泄，对胆道感染效果好。大环内酯类抗生素专家讲座第16页当前大环内酯类抗生素结构改造研究方向

(1)继续修饰红霉素化学结构；(2)寻找含有抗菌特点新大环内酯；(3)探索含有抗菌活性以外其它生理活性物质；(4)开辟新用途。大环内酯类抗生素专家讲座第17页新大环内酯类

本类药品特点有：①对胃酸稳定，口服生物利用度高；②血药浓度高，组织渗透性好；③半衰期较长，用药次数少；④抗菌谱广，对革兰阴性菌和一些细胞内衣原体抗菌活性增强；⑤对金葡菌、化脓性链球菌含有良好抗生素后效应；⑥不良反应较天然品少而轻。大环内酯类抗生素专家讲座第18页第二节

红霉素

1．结构红霉素是由红霉内酯与去氧氨基己糖(desosamme)和红霉糖缩合而成碱性苷。红霉素

erythromycin红霉素是由红色链丝菌培养液中分离出来一个抗生素，1952年发觉，1953年首次上市。大环内酯类抗生素专家讲座第19页种类包含A、B和C、D、E–三者差异A：C-12=-OHC-3′=-OCH3B：C-12=-HC-3′=-OCH3C：C-12=-OHC-3′=-OH大环内酯类抗生素专家讲座第20页2、物理性质为白色或类白色结晶或粉末。无臭，味苦。红霉素是一个碱性化合物，能和无机或有机酸类形成在水中溶解度较大盐类。红霉素碱能够有三种不一样结晶形式：它们结晶水含量和熔点都各不相同，其中有两个晶形熔点为130-132℃，另一个为190-192℃。风干红霉素含水量为7％-10％。当晶体完全失水后，就变成无定形粉末，但仍不失去活性。大环内酯类抗生素专家讲座第21页3、溶解性和稳定性红霉素碱易溶于醇类、醚、丙酮、氯仿和醋酸乙酯、醋酸戊酯，不易溶于水。所以工业上利用此性质加温至45—55℃并保温，使红霉素碱从水中析出结晶。干燥条件比较稳定。在pH6-8水溶液中也较为稳定。大环内酯类抗生素专家讲座第22页4化学性质红霉素在碱性条件下，内酯环易破裂，加酸后，也不再成环。大环内酯类抗生素专家讲座第23页大环内酯类抗生素专家讲座第24页二、红霉素生物合成1.红霉素内酯生物合成2.糖生物合成3.红霉素生物合成大环内酯类抗生素专家讲座第25页二、红霉素生物合成dTDP=脱氧胸苷二磷酸，erythronolide=红霉内酯，mycarose=碳霉糖，desosamine=脱氧红霉糖胺2.7.1.1=己糖激酶，2.7.1.2=葡萄糖激酶，5.4.2.2=葡萄糖磷酸变位酶，2.7.7.24=葡萄糖-1-磷酸胸苷酰基转移酶，4.2.1.46=dTDP-葡萄糖-4,6-脱水酶，2.3.1.94=红霉内酯合酶大环内酯类抗生素专家讲座第26页红霉素生源结构图：大环内酯类抗生素专家讲座第27页三、红霉素生产工艺红霉素是1952年由麦夸尔等于菲律宾群岛找到红霉素链霉菌所产生代谢产物。当前依然采取该菌变株来生产红霉素游离碱，再由其制成各种盐类或酯类，如乳糖酸红霉素、红霉素硬脂酸酯、红霉素碳酸乙酯和无味红霉素等。大环内酯类抗生素专家讲座第28页一、生产菌种一、生产菌种菌种特征：红霉素链霉菌在合成琼脂培养基上生长菌落，是由淡黄色变为微带褐红色菌种选育：快中子效果最好。侧重抗噬菌体菌株选育。大环内酯类抗生素专家讲座第29页二、发酵工艺及控制关键点砂土孢子——→母斜面————→子斜面————→种子罐———————→繁殖罐——————→发酵罐——————→发酵液——→提炼

红霉素发酵普通采取孢子悬液接入种子罐，经二级种子扩大培养后移入发酵罐、利用分批补料方式，进行发酵生产。大环内酯类抗生素专家讲座第30页

1．孢子制备及控制关键点孢子培养普通采取淀粉、玉米浆、硫酸铵等琼脂斜面培养基，37℃，培养7-8d，长成熟。应该避光培养。孢子培养基中配比适当与斜面孢子质量和菌种发酵单位有主要关系。琼脂本身质量对孢子质量和数量也有主要影响，而这一点经常为人们所忽略。大环内酯类抗生素专家讲座第31页

2．种子培养及控制关键点种子培养是采取淀粉、葡萄糖、黄豆饼粉、硫酸铵和碳酸钙等组成培养基。各级种子于28-35℃进行培养，经一定时间后，种子生长成熟，即可加入发酵罐。种子培养基成份和质量对孢子发芽和种子质量有主要关系，种子质量还与种子培养时消耗功率大小有显著关系。大环内酯类抗生素专家讲座第32页3．发酵生产及控制关键点

红霉素发酵普通都使用复合培养基：淀粉、葡萄糖为碳源；黄豆饼粉、硫酸铵为氮源以碳酸钙作缓冲剂；丙酸作为前体。接种量为10％。培养温度为28—35℃，pH值为7。

大环内酯类抗生素专家讲座第33页(1)培养基碳源：发酵培养基最适碳源是蔗糖，各种碳源效果大小次序为，蔗糖＞葡萄糖＞淀粉＞糊精。采取葡萄糖和淀粉混合碳源，其效果与使用蔗糖是相同。氮源：黄豆饼粉、玉米浆比很好。前体：丙酸，流加正丙醇，如表5-5.无机盐：铁盐有抑制作用。以P、Mg为最主要，对促进前体生长和生物合成有显著影响。大环内酯类抗生素专家讲座第34页

(2)发酵条件控制通气量影响。在稀薄培养基中，通气效率很好，能够满足菌需氧量，所以红霉素生物合成不受通气影响。但在丰富培养基中，红霉素产量则随通气速率增加而提升。

pH值影响：红霉素链霉菌生长最适pH值为6．6—7．0，而红霉素合成最适PH值为6．7—6．9。当PH6.3时，红霉素部分失效，再低下时，生物合成停顿当PH高于7.2时，菌丝很快自溶，同时造成C组分上升，对产品质量影响很大。二氧化碳影响：有显著抑制红霉素生产作用。大环内酯类抗生素专家讲座第35页三、提取和精制大环内酯类抗生素专家讲座第36页1、萃取剂选择（1）有机溶剂选择：醋酸丁酯、二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷。（2）缓冲溶液：醋酸、草酸、硼酸、柠檬酸。2、pH选择：pH9-10用醋酸丁酯萃取，然后再pH4-5用磷酸缓冲液反萃取，萃取选择性最高，红霉素最纯。3、成盐：红霉素乳酸盐。大环内酯类抗生素专家讲座第37页第三节利福霉素类抗生素利福霉素是1975年由意大利Lepetit研究室Sensi等发觉，他们从地中海拟无枝酸菌培养液中能够得到利福霉素A、B、C、D、E五种组分。利福霉素组员虽多，但抗菌活性不一，有实用价值者甚少。大环内酯类抗生素专家讲座第38页一、结构利福霉素各结构组分上差异在于芳香核上侧链不一样。

大环内酯类抗生素专家讲座第39页二、抗菌特征这类抗生素毒性低、疗效高且抗菌谱较广，可特异性地与依赖DNARNA聚合酶作用，抑制细菌DNA转录过程；而且对肿瘤RNA病毒依赖RNADNA逆转录酶有抑制作用。广泛应用于治疗G＋(革兰氏阳性菌)、结核病、麻风病和与艾滋病相关分枝杆菌感染。大环内酯类抗生素专家讲座第40页三、利福霉素SV生产工艺（一）生产菌种利福霉素产生菌是1975年米兰研究室从法国拉斐尔植物园土样中分离筛选取得，当初将其分类为地中海链霉菌，属于放线菌。以后依据生物化学分类法划入诺卡式菌属（因其细胞壁化学组成有消旋二氨基康二酸、阿拉伯糖、半乳糖）。大环内酯类抗生素专家讲座第41页（二）发酵过程及