13.2A:細胞壁合成の阻害

主要用語

  • β-ラクタム抗生物質:分子構造にβ-ラクタム核を含むすべての抗生物質からなる、細胞壁合成を阻害する幅広いクラスの抗生物質。 これには、ペニシリン誘導体(penams)、セファロスポリン(cephems)、モノバクタム、カルバペネムが含まれる。
  • グリコペプチド抗生物質:グリコペプチド抗生物質は、グリコシル化環状または多環式ノニボソームペプチドから構成されています。 重要な糖ペプチド抗生物質には、バンコマイシン、テイコプラニン、テラバンシン、ブレオマイシン、ラモプラニン、デカプラニンが含まれる。 薬剤のこのクラスはpeptidoglycanの統合の禁止によって敏感な微生物の細胞壁の統合を禁じます。
  • ペプチドグリカン:細菌の細胞壁に見られるグリカンとペプチドのポリマー。

2種類の抗菌薬は、標的細菌の細胞壁合成を阻害または妨害することによって機能します。

2種類の抗菌薬は、標的細菌 動物細胞は細胞壁を持たないため、抗生物質は一般的に細菌の細胞壁形成を標的とする(ペプチドグリカンが重要な成分である)。 ペプチドグリカンの層は細胞壁の構造完全性のために重要であり、壁の最も外側および第一次部品である。

細胞壁合成を妨げる抗菌薬の最初のクラスは、β-ラクタム抗生物質(β-ラクタム抗生物質)であり、その分子構造にβ-ラクタム核を含むすべての抗生物質 これには、ペニシリン誘導体(penams)、セファロスポリン(cephems)、モノバクタム、カルバペネムが含まれる。 β-ラクタム系抗生物質は殺細菌性であり,細菌細胞壁のペプチドグリカン層の合成を阻害することによって作用する。 ペプチドグリカンの合成の最後のステップは、ペニシリン結合タンパク質(PBPs)によって促進される。 PBPは、ペニシリンまたは他のβ-ラクタム抗生物質との結合に対する親和性が異なる。

画像
図:ペニシリン回転楕円体生成: 細胞壁合成阻害剤(例えば、ペニシリン、バンコマイシン)の存在下での細菌細胞分裂の失敗を描いた図。1-ペニシリン(または他の細胞壁合成阻害剤)は、分裂細菌で増殖培地に添加される。2-細胞は成長し始めるが、拡大する細胞を収容するために新しい細胞壁を合成することができない。3-細胞の成長が続くにつれて、原形質膜によって覆われた細胞質は、細胞壁の隙間を通って絞り出され始める。4セル壁の完全性はさらに違反されます。 細胞のサイズは増加し続けますが、分裂溝の形成は新しい細胞壁を合成する能力に依存するため、余分な細胞質物質を二つの娘細胞に”ピンチオフ”することはできません。5-細胞壁は完全に流され、元の細胞に対して非常に脆弱なspheroplastを形成する。 細胞壁の損失はまた、その形状に対する制御を失うために細胞を引き起こすので、元の細菌が棒状であったとしても、球状体は一般的に球形である。 最後に、細胞が現在、その遺伝的および代謝物質の多くを倍増させているという事実は、恒常性をさらに破壊し、これは通常細胞の死につながる。

細菌は、β-ラクタム環を攻撃する酵素であるβ-ラクタマーゼを合成することによって、β-ラクタム抗生物質に対する耐性を発症することが多い。 この抵抗性を克服するために、β-ラクタム系抗生物質には、しばしば、クラブラン酸などのβ-ラクタマーゼ阻害剤が与えられる。

細胞壁合成を妨害する抗菌薬の第二のクラスは、グリコシル化環状または多環式ノニボソームペプチドからなる糖ペプチド抗生物質である。 重要な糖ペプチド抗生物質には、バンコマイシン、テイコプラニン、テラバンシン、ブレオマイシン、ラモプラニン、デカプラニンが含まれる。 薬剤のこのクラスはpeptidoglycanの統合の禁止によって敏感な微生物の細胞壁の統合を禁じます。 それらはpeptidoglycanに新しい単位の付加を防ぐ細胞壁内のアミノ酸に結合します。

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