Антибиотики – ингибиторы синтеза белка

Весь механизм синтеза белка делят на две стадии: активация и узнавание аминокислот соответствующими транспортными РНК и полимеризация аминокислот на рибосомах.

Несмотря на общую схему, между синтезом белка у про- и эукариотических организмов имеются принципиальные отличия, благодаря которым антибиотики могут избирательно действовать в отношении эу- и прокариотических организмов.

 

Признак	Эукариот	Прокариот
Размер рибосом	80S (40S,50S)	70S (30S,50S)
Состав рибосом (%) белок РНК	60 40	40 60
рРНК	Животные – 5S, 18S, 29S Растения – 5S, 25S, 16S	5S, 23S, 16S
Инициирующая аминоацил-тРНК	Разные
Факторы инициации, элонгации	Разные

 

Есть антибиотики, избирательные только к эукариот, только к прокариот, а также антибиотики, не обладающие избирательностью. Антибиотики, не обладающие избирательностью, или избирательны к эукариот, токсичны и в медицине не используются (исключение – противоопухолевые).

Антибиотики, избирательные к прокариот, обладают чаще всего бактериостатическим действием (так как временная остановка синтеза белка не является губительным для клетки, если снять действие, то клетка вернется к нормальной жизнедеятельности). В больших концентрациях антибиотики этой группы бактерицидны.

Условно все антибиотики, нарушающие синтез белка, делят на 4 группы:

- ингибиторы активации аминокислот и реакции переноса

- ингибиторы функций малых рибосомальных субъединиц

- ингибиторы функций больших субъединиц

- ингибиторы внерибосомных факторов

Первая группа малочисленна, и там нет существенных для медицины антибиотиков.

30S-субъединицы выполняют две важные функции:

1) предоставляет участок для связывания с мРНК

2) предоставляет А-участок для связывания с инициирующей аминоацил-тРНК и последующих

Вторая группа: тетрациклины (больше 50, природные и полусинтетические), широкого спектра действия, Г+ и Г-, в том числе риккетсии и хламидии (облигатные внутриклеточные паразиты). Первичный механизм действия связан с подавлением фермента, который участвует в соединении аминоацил-тРНК с А-сайтом рибосомы. Он также изменяет морфологические, серологические и культуральные свойства микроорганизмов, нарушает мембранную проницаемость, процесс дыхания, тормозят фосфорилирование, изменяют активность ферментов основных метаболических путей. В больших токсических концентрациях для человека может угнетаться синтез белка в рибосомах. Относится к слаботоксическим препаратам, в клетки человека поступает путем пассивной диффузии, но он гидрофильный и плохо проникает в клетку, а в клетки микроорганизмов он засасывается путем активного транспорта, поскольку используются транспортные системы некоторых кислых аминокислот (например, аспарагина).

Третья группа: макролиды (эритромицин), хлорамфеникол, левомицетин.

50S субъединица предоставляет Р-сайт для связывания пептидил-тРНК и учавствует в образовании пептидной связи между аминокилотми.

Левомицетин активен в отношении многих групп микроорганизмов. Механизм связан с подавлением образования пептидной связи в Р-участке большой частицы за счет подавления пептидилтрансферазы. Также происходит нарушение физико-химических свойств рибосом, что приводит к появлению рибосомальных частиц с резко ослабленной функцией. Влияет на систему транспорта электронов дыхательной цепи.

Макролиды (эритромицин). Действуют на Г+, Г- и некоторые простейшие. Механизм действия связан с нарушением синтеза белка на стадии транслокации, этот антибиотик ингибирует перемещение рибосом. Также приводит к конформационным нарушениям Р-сайта.

Четвертая группа: немногочисленная, нарушают функционирование растворенных ферментов (фузидин, тиромицины).