ZUSAMMENFASSUNG DER ZELLWAND: beginnt im Zytoplasma; Bei ihrer Bildung werden die verschiedenen Peptidoglycanmonomere durch die Plasmamembran transloziert und an der Wand montiert. Im Zytoplasma werden die Monomere von NAM (Acetyl Muranic acid) produziert, die mit 5 Aminosäuren verbunden sind (von denen die letzten beiden D-Alanine sind), die durch Bindung an die Monomere von NAG (N-Acetylgucosamin) zu die verschiedenen Peptidoglycan-Moleküle. Auf der Plasmamembran befindet sich ein phosphoryliertes Transportlipid, das Undecaprenol genannt wird. Dieser Träger bindet an NAM und transportiert es durch die Membran; während dieser Passage bindet das NAM an das NAG. Das Dimer wird dann zum Wachstumspunkt auf Wandniveau transportiert, wo es sich vom Träger löst und zum Aufbau der Wand beiträgt.
Viele Antibiotika blockieren die Synthese der Bakterienwand, indem sie auf einen dieser drei Schritte einwirken. Cycloserin beispielsweise ist auf zytoplasmatischer Ebene aktiv, wo es den Aufbau des Pentapeptids NAM verhindert (blockiert die Umwandlung von L-Alanin in D-Alanin), Vancomycin hingegen verhindert die Freisetzung des NAG-NAM Dimer aus Undecaprenol.
Cephalosporine und Penicilline verhindern die Bildung von Querverbindungen zwischen der dritten und vierten Aminosäure der beiden parallelen Peptidoglykanketten. Tatsächlich haben Cephalosporine eine ähnliche Struktur wie das Dimer von D-Alanin.
Das Enzym Transpeptidase spaltet nach Bindung an das Dimer D-Alanin + D-Alanin die 5. Aminosäure ab, die dabei freigesetzte Energie wird genutzt, um die Verbindung zwischen der 3. Aminosäure einer Kette und der 4. der Parallelkette herzustellen.
Cephalosporine und Penicillin binden an diese Transpeptidase und verhindern so die Bildung von Cross-Links.
Andere Proteine namens PBP (Penicillium Binding Protein) greifen ebenfalls in die Bildung der dreidimensionalen Struktur des Peptidoglykans ein. Penicillin wirkt hauptsächlich durch Hemmung der Transpeptidase; Darüber hinaus führt diese hemmende Wirkung zur Aktivierung anderer Enzyme, sogenannter Autoisine, die zum Abbau der Zellwand führen (das Bakterium stirbt an der osmotischen Lyse).
Penicillinresistenz
Der zweite Ring, aus dem das Penicillin-Molekül (A) besteht, wird als Thiazolidin bezeichnet. Dieser Ring legt ein Radikal frei, das mit einer Aminogruppe oder mit anderen Radikalen kondensiert werden kann. An dieser Position können dann weitere chemische Gruppen hinzugefügt werden, wodurch Antibiotika entstehen, die als halbsynthetische Penicilline bekannt sind.
Eines der ersten halbsynthetischen Penicilline war das sogenannte Penicillin G oder Benzylpenicillin, das durch Züchtung des Pilzes gewonnen wurde Penicillium Chrysogenum in Gegenwart von Phenylessigsäure.
Im Allgemeinen waren die ersten Penicilline, einschließlich G, nur bei GRAM-positiven und empfindlich gegenüber B-Lactamasen aktiv. Daher die Notwendigkeit, andere Breitband-Penicilline (aktiv auf GRAM + und GRAM –) zu entwickeln und resistent gegen B-Lactamasen. Die häufigsten davon sind Ampicillin (Breitspektrum), Oxacillin (resistent gegen B-Lactamasen) und Mecillinam (sowohl Breitband- als auch resistent gegen B-Lactamasen).
Cephalosporine haben im Vergleich zu Penicillin ein breiteres Wirkungsspektrum und sind zudem resistenter gegen B-Lactamasen.
ANTBIOTIKA, DIE AUF DIE SYNTHESE VON DNA UND RNA WIRKEN
Novobiocin: Aktiv bei positiven GRAMs, es bindet an die B-Untereinheit der Gyrase.
Rifamycin: Inhibitor der DNA-Synthese: Es wird von einem Bakterium (Mittelmeer-Nokardie) und blockiert bakterielle RNA-Polymerasen, ohne die menschliche Aktivität zu beeinträchtigen.
ANTIBIOTIKA, DIE DIE PROTEINSYNTHESE HEMMEN
Bakterielle Ribosomen unterscheiden sich von denen von Eukaryoten und bestehen aus zwei Untereinheiten (50s und 30s), auf die verschiedene Antibiotika wirken können.
- Antibiotika, die auf der Untereinheit der 30er Jahre aktiv sind
Tetracycline: Breitspektrum-Bakteriostatika, die den Angriff der ersten Transfer-RNA verhindern, die in Bakterien oft für Methionin kodiert.
Aminoglykoside: Der Vorläufer ist Streptomycin, während die am häufigsten verwendeten Neomycin und Gentamacin sind. Diese Medikamente binden irreversibel an die 30er-Untereinheit und blockieren die Proteinsynthese.
- Antibiotika aktiv auf der Untereinheit der 50er Jahre
Makrolide: Die am häufigsten verwendeten sind Erythromycin und Chloramphenicol: beide aktiv sowohl auf positive als auch auf negative GRAMs Insbesondere Chloramphenicol muss aufgrund der möglichen toxischen Wirkungen hauptsächlich aufgrund von Hemmmechanismen unter ärztlicher Aufsicht verwendet werden.
ANTIBIOTIKA, DIE AUF DIE EXTERNE MEMBRANE VON NEGATIVEN GRAMS WIRKEN
Polymyxine: Sie sind selektiv, weil sie dem Lipopolissacarid LPS, das auf der äußeren Bakterienmembran des GRAM vorhanden ist, besonders ähnlich sind.
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