Биосинтетические процессы. Образование вторичных метаболитов. Виды антибиотиков. Механизм действия
Вторичные метаболиты – вещества микробного или растительного происхождения, не существенные для роста и продукции собственно продуцента. Многие из таких веществ играют большую роль как лечебные, стимулирующие препараты, добавки к кормам. В качестве продуцентов вторичных метаболитов микроорганизмы приобрели огромное значение в медицине, экономике и промышленности.
Вторичные метаболиты обычно образуются в конце ростовых процессов, образование зависит от условий роста, состава питательных сред.
К вторичным метаболитам относят: антибиотики; токсины; витамины; алкалоиды; экзополисахариды; ферменты.
Антибиотики – это вещества биологического происхождения, способные даже в низких концентрациях подавлять или прекращать рост микроорганизмов. Подавляют рост фунгистатические и бактеристатические антибиотики, а прекращают рост грибов или бактерий – фунгицидные и бактерицидные.
К синтезу антибиотиков способны в основном грибы семейства Aspergilales, актиномицины и некоторые эубактерии. К настоящему времени охарактеризовано подробно более 2000 антибиотиков. По химическому разнообразию синтезируемых антибиотиков первое место занимают микроорганизмы рода Streptomyces.
К важнейшим антибиотикам, применяемым в медицине и промышленности относятся пенициллин, цефалоспорины, стрептомицин, тетрациклин, грамицидин и многие другие.
*Наиболее важным веществом антибактериальной природы до сих пор остается пенициллин, синтезируемый Penicillum notatum, P. chrysogenum и некоторыми другими грибами. Пенициллин – низкомолекулярное вещество неферментное, имеющее бета-лактамное кольцо.
Удалось получить и полусинтетические пенициллины – природный пенициллин расщепляется до 6-аминопенициллановой кислоты, к которой затем присоединяются различные боковые группы.
Для человека пенициллин не токсичен, но может вызывать побочные аллергические реакции при повторном применении.
Наиболее распространены полусинтетические пенициллины – фенетициллин, метициллин, ампициллин.
Все пенициллины подавляют синтез клеточной стенки бактерий. Многие бактерии образуют пенициллазу (бета-лактамаза), которая расщепляет бета-лактамное кольцо пенициллина и инактивирует его.
* Цефалоспорины. Эти антибиотики являются продуктами одного из видов грибов цефалоспориумов. В настоящее название гриба Acremonium chrysogenum. Цефалоспорин С имеет бета-лактамное кольцо и близок по строению к пенициллину. Подавляет гр+ и гр- бактерии, активность ниже, чем у пенициллина.
* Стрептомицин. Синтезируется грибком Streptomyces griseus. Активно воздействует на грамотрицательные и кислотоустойчивые бактерии, устойчивые к пенициллину. Однако часто вызывает выраженные аллергические реакции.
* Хлорамфеникол – впервые был обнаружен в культурах Streptomyces venezuelae, отличается исключительной стабильностью и воздействует активно на многие грамотрицательные бактерии, риккетсии, актиномицеты, а также на крупные вирусы. Модификациями хлорамфеникола являются левомицетин и синтомицин.
* Тетрациклины – это метаболиты различных стрептомицетов (в том числе Streptomyces aureofaciens). Тетрациклины отличаются широким спектром действия и хорошей переносимостью.
* Макролиды – антибиотики различного происхождения с относительно большой молекулярной массой, для которых характерно макроциклическое лактамовое кольцо (эритромицин, карбомицин, пикромицин и др.).
* Полипептидные антибиотики – грамицидин, полимиксины, бацитрацин и др. Обладают высоким сродством к плазматической мембране, поэтому они одинаково токсичны как для бактерий, так и для эукариот и не применяются в клинике. Благодаря своей способности избирательно транспортировать ионы через мембрану полипептидные антибиотики могут применяться в исследовательских целях в качестве ионофоров.
В зависимости от механизма действия антибиотиков на молекулярном уровне различают следующие группы соединений:
1.Антибиотики, ингибирующие синтез клеточной стенки (пенициллины, ванкомицин, цефалоспорины);
2. Антибиотики, нарушающие функции мембран (грамицидины, кандицидины, нистатин, трихомицин, и др.);
3. Антибиотики, избирательно подавляющие синтез (обмен) нуклеиновых кислот:
а) РНК (актиномицин, гризеофульвин, канамицин, неомнцин, новобиоцин, оливомицин и др.);
б) ДНК (актидион, митомицины, новобиоцин, саркомицин и др.);
4. антибиотики – ингибиторы синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, саркомицин и др.);
5.антибиотики, подавляющие синтез белка (канамицин, метимицин, неомицин, тетрациклины, хлорамфеникол, эритромицин и др.);
6. антибиотики – ингибиторы дыхания (олигомицины, пиоцианин, усниновая кислота и др.);
7. антибиотики – ингибиторы окислительного фосфорилирования (валиномицин, грамицидины, колицины, олигомицин, тироцидин и др.);
8. антибиотики, обладающие антиметаболитными свойствами, т.е. выступают в качестве антиметаболитов аминокислот, витаминов, нуклеиновых кислот (фураномицин – антиметаболит лейцина);
9. антибиотики-иммуномодуляторы (актиномицины С и D, оливомицин, рубомицин).
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 885 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 |
|