β- 内酰胺类抗生素在线视频

下面首先跟大家介绍

第一节 β-内酰胺类抗生素

β-内酰胺呢内抗生素主要是指

青霉素和头孢菌素类抗生素

青霉素在1929年由英国医生

弗莱明首次发现

青霉素具有明显

抑制革兰氏阳性菌的作用

在1941年青霉素开始用于临床

但是由于青霉素使用过程中

发现它性质不稳定抗菌谱窄

以及耐药性等缺点

因此对青霉素进行结构修饰

为了得到耐酸耐酶广谱的

半合成青霉素

从1945年发现头孢菌素开始

1962年第一代头孢菌素用于临床后

头孢菌素是20世纪70年代

发展最猛最迅速上市品种最多

的一类抗生素

先后出现第二第三和第四代

具有抗菌谱广

活性强疗效高

毒性低等特点

目前头孢菌素类抗生素

占抗感染药物销售额的40%

β-内酰胺类抗生素的基结构

就是因为它焊有一个β-内酰胺环

β-内酰胺环是一个四元环

由于四元环张力比较大

所以结构不是很稳定

容易发生开环失活

但同时-内酰胺环的活性呢

也使得它容易和细菌发生

酰氨化作用

从而抑制细菌的生长

所以说它的不稳定性呢

也正是它的活性

它的环张力可以从杂化

轨道方面来解释

大家都知道sp2杂化轨道是120度

SP3杂化呢是109度28分

那么这个分子呢含有

一个sp2杂化和三个sp3杂化轨道

理论上它的内角和应该是448.5度

但实际上呢按四边形计算只有360度

理论与实际有90左右的差别

所以说β-内酰胺环具有

很强的环张力

β-内氨酰氨抗生素分类呢主要分成几类

包括β-内氨酰氨类青霉素

头孢菌素类

烯碳青霉烯类

青霉烯类

氧青霉素类和单环的β-内酰胺类

贝塔内酰胺类都具有类似的结构特点

就是具有一个β-内酰胺环

除单环的β-内酰胺抗生素外

β-内酰胺与另一个五元环

或者六元环稠合

稠合环上都有一个羧基

β-内酰胺环羰基

α-碳都有一个酰胺基侧链

青霉素和头孢菌素都是

以氮原子编号为1沿5元环

或6元环方向依次编号

青霉素类抗生素的

母核上有3个手性碳原子

具有活性的绝对构型是2S

5R

6R

头孢菌素类抗生素的

母核上有2个手性碳原子

具有活性的绝对构型是6R

7R

β-内酰胺抗生抗菌活性

不仅与母核的构性有关

而且还与酰胺基上

取代基的手性碳原子有关

取代基的手性碳原子有关

结构方面

β-内酰环为一个平面结构

但两个相稠合的环不共面

青霉素沿N1-C5轴折叠

头孢菌素沿N1-C6轴折叠

β-内酰胺类抗生素的作用机制

都是抑制细菌细胞壁的合成

细胞壁是包裹在微生物

细胞外面的一层刚性结构

它决定着微生物细胞的形状

保护其不因内部高渗透压而破裂

失去细胞壁的保护

细胞膜内的组织会有较高的渗透压

那么细菌会因为

这个渗透导致细胞膜破裂

从而导致细菌死亡

细胞壁呢它主要是

由粘肽组成有网状结构的

含糖多肽

由N-乙酰胞壁酸

N-乙酰葡萄糖胺和

多肽线型高聚物经交联而成

如果我们把细胞壁

比喻成我们穿的衣服

那么细胞壁的形成过程

就像是一个织布的过程

织布需要先将一些丝线竖向排列

然后将这些丝线横向穿插连接起来

从而完成织布

在细胞壁的形成过程中

竖向排列的丝线和横向连接的

丝线都是由肽链组成

肽链的延长和交联都需要

转肽酶的参与才能完成

所以转肽酶的作用

就显得异常的重要

在短黏肽链末端含有

D-丙氨酸-D-丙氨酸的结构

这个结构和β-内酰胺类抗生素的

E-核心结构非常相似

不管是在这个化学结构

F-和立体结构上都非常相似

所以转肽酶会误β-内酰胺类抗生素是

G-粘肽末端并与之结合

由于β-内酰胺活性很高会与

H-粘肽转肽酶活性中心

I-以共价键形式不可逆结合

导致转肽酶失活

这种不可逆的酶抑制作用

使细胞壁交联程序受阻

细胞壁结构不完整

从而导致细菌死亡

β-内酰胺抗生素

在细菌和细细胞之间

具有高度的选择性

它只会选择性的杀灭细菌

而对人体是没有伤害

就是因为它的作用机制

因为哺乳动物的细胞没有细胞壁

细菌含有细胞壁

而β-内酰胺抗生素

只是阻止细胞壁的合成

所以说选择性非常的好

而且呢由于革兰氏阳性菌的

细胞壁粘肽含量比阴性菌高

所以说青霉素对革兰氏阳性菌的

活性较好也就是这个原因

以上就是β-内酰胺抗生素的

抗菌作用机理

下面大家做一下习题

巩固一下本小节内容