微生物药物学重点整理省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

微生物药品学重点整理哈尔滨工业大学（威海）任庆敏第1页第一章：绪论第一章：绪论名词解释：抗生素微生物药品思索题：微生物药品学包含哪些内容？微生物初级代谢产物与次级代谢产物分别指是什么，以及它们作为药品差异？第2页1.1.抗生素定义抗生素定义（Waksman Waksman，19421942）抗生素是抗生素是微生物微生物在其在其代谢过程代谢过程中所产生、含有中所产生、含有抑制它抑制它种种微生物生长及活动甚至杀灭它种微生物性能微生物生长及活动甚至杀灭它种微生物性能化学物化学物质质。2.2.抗生素普通定义抗生素普通定义 *(antibiotics)(antibiotics)抗生素是在抗生素是在低微浓度低微浓度下有下有选择地选择地抑制或影响抑制或影响它种它种生生物机能、是在微生物物机能、是在微生物生命过程生命过程中产生含有生理活性中产生含有生理活性次级代谢产物及其衍生物。次级代谢产物及其衍生物。第3页3.3.一些名词区分一些名词区分抗菌药品抗菌药品：完全经过化学合成方法制备完全经过化学合成方法制备 磺胺类、氟喹诺酮类和恶唑烷酮类等抗细菌药品，磺胺类、氟喹诺酮类和恶唑烷酮类等抗细菌药品，酮康唑类抗真菌药品酮康唑类抗真菌药品 不属于抗生素范围。不属于抗生素范围。抗生素抗生素：原来是原来是起源于微生物次级代谢产物起源于微生物次级代谢产物，但因为结构简单而，但因为结构简单而用化学合成方法代替微生物发酵法来生产制备品种，用化学合成方法代替微生物发酵法来生产制备品种，磷霉素和氯霉素磷霉素和氯霉素起源于微生物次级代谢产物起源于微生物次级代谢产物，后完全用化学合成方法制，后完全用化学合成方法制备一系列碳青霉烯类备一系列碳青霉烯类-内酰胺抗生素等，内酰胺抗生素等，硫霉素硫霉素第4页4.4.微生物药品定义微生物药品定义 *(Microbial Medicine)(Microbial Medicine)由由微生物微生物（包含重组微生物）在其（包含重组微生物）在其生命活动生命活动过程中过程中产生、在产生、在低微浓度低微浓度下含有下含有生理活性生理活性次次级代谢产物级代谢产物及其衍生物及其衍生物。生理活性生理活性：传统抗生素传统抗生素：抗微生物感染、抗肿瘤和抗病毒；：抗微生物感染、抗肿瘤和抗病毒；含有调整原核生物和真核生物生长、复制等生理含有调整原核生物和真核生物生长、复制等生理功效功效特异性酶抑制特异性酶抑制、免疫调整、受体拮抗、抗氧免疫调整、受体拮抗、抗氧化化等作用化学物质。等作用化学物质。第5页5.5.微生物初级代谢产物与次级代谢产物差微生物初级代谢产物与次级代谢产物差异异微生物初级代谢：初级代谢是指微生物从外界吸收各种营养物质，经过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要物质和能量过程。初级代谢产物包含：糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成高分子化合物（如多糖、蛋白质、酯类和核酸等微生物次级代谢：次级代谢是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对于该微生物没有显著生理功效且非其生长和繁殖所必需物质过程。次级代谢产物包含：抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等。第6页6.6.初级代谢产物与次级代谢产物初级代谢产物与次级代谢产物作为药品差异作为药品差异第一，初级代谢和次级代谢是完全不一样两个代谢系统；第一，初级代谢和次级代谢是完全不一样两个代谢系统；第二，初级代谢物和次级代谢物理化特征有着很大区分，后者第二，初级代谢物和次级代谢物理化特征有着很大区分，后者为小分子物质，其分子量小于为小分子物质，其分子量小于30003000，且化学结构多样性；，且化学结构多样性；第三，次级代谢物对产生它微生物作用不显著或没有作用；第三，次级代谢物对产生它微生物作用不显著或没有作用；第四，初级代谢物作为药品使用时尽管也有药理活性作用，但普第四，初级代谢物作为药品使用时尽管也有药理活性作用，但普通往往没有确定作用靶点且更多是作为辅助或营养药品，而次级通往往没有确定作用靶点且更多是作为辅助或营养药品，而次级代谢物含有确切作用靶点和显著治疗效果。代谢物含有确切作用靶点和显著治疗效果。微生物产生初级代谢产物和次级代谢产物都属于微生物制药范围，微生物产生初级代谢产物和次级代谢产物都属于微生物制药范围，但因为前者大多能够从动物脏器中取得，所以，也经常被作为生但因为前者大多能够从动物脏器中取得，所以，也经常被作为生化药品进行描述。化药品进行描述。第7页8.8.微生物药品学研究内容微生物药品学研究内容微生物药品学是药学一个分支，它与生化药学一起微生物药品学是药学一个分支，它与生化药学一起组成微生物与生化药学二级学科。组成微生物与生化药学二级学科。研究内容：研究内容：*微生物药品生物合成代谢调控微生物药品生物合成代谢调控产物分离纯化产物分离纯化作用机制和耐药机制研究作用机制和耐药机制研究产生菌菌种选育产生菌菌种选育寻找新微生物药品方法和路径寻找新微生物药品方法和路径第8页第二章复习第二章复习名词解释：植物内生菌思索题：粘细菌与其它药品产生菌相比含有哪些优势。第9页 n 植物内生菌（Endophyte）：*是指那些在其生活史一定阶段或全部阶段生活于健康植物各种组织和器官内部真菌和细菌，被感染宿主植物（最少是暂时）不表现出外在病症，可经过组织学方法或从严格表面消毒植物组织中分离或从植物组织内直接扩增出微生物DNA方法来证实其内生。n植物内生菌是植物组织内正常菌群，不但包含了互惠共利和中性内共生微生物，也包含了那些潜伏宿主体内病原微生物。第10页粘细菌与其它药品产生菌相比含有优势粘细菌与其它药品产生菌相比含有优势1.粘细菌次级代谢产物种类多。2.一株粘细菌菌株能够产生一个基本结构许多类似物。3.粘细菌代谢产物结构新奇。4.粘细菌次级代谢产物生理活性多样，产生生理活性物质阳性率高，菌株特异性强。5.粘细菌代谢产物作用机制独特。第11页思索题：比较革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和耐酸菌这3种细菌细胞壁结构。依据化学结构特征能够将抗生素分为几类？-内酰胺类抗生素基本结构特征及其活性基团是什么？阐述-内酰胺类抗生素作用机制。细菌对-内酰胺类抗生素产生耐药性作用机制主要有哪些？以及处理对策有哪些？第四章第一节第12页一、-内酰胺类抗生素基本结构特征共同特点：-内酰胺环天然青霉素半合成青霉素天然头孢菌素半合成头孢菌素新型-内酰胺第13页14 -内酰胺抗生素结构特征内酰胺抗生素结构特征n指分子中含有由四个原子组成指分子中含有由四个原子组成-内酰胺环内酰胺环n发挥生物活性发挥生物活性必需基团必需基团 -和细菌作用时，内酰胺环开环与细菌发生酰化作用和细菌作用时，内酰胺环开环与细菌发生酰化作用 抑制细菌细胞壁合成抑制细菌细胞壁合成 n分子张力比较大分子张力比较大 -使化学性质不稳定，易发生开环，造成失活使化学性质不稳定，易发生开环，造成失活 第14页第15页革兰氏阳性菌细胞壁革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸周质空间第16页革兰氏阴性菌细胞壁革兰氏阴性菌细胞壁脂多糖肽聚糖周质空间外膜第17页革兰氏阳性细菌：染色反应与革兰氏阴性菌细胞壁相同：含有约60%类脂（包含分枝菌酸和索状因子等），肽聚糖含量极少耐酸菌第18页三种不一样细菌细胞壁结构比较三种不一样细菌细胞壁结构比较 第19页（二）（二）-内酰胺类抗生素作用机制内酰胺类抗生素作用机制（1）干扰细菌细胞壁合成：）干扰细菌细胞壁合成：-内酰胺类抗生素（如内酰胺类抗生素（如青霉素）结构与细胞壁成份青霉素）结构与细胞壁成份肽聚糖中肽聚糖中D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸结构相同，可与后者丙氨酸结构相同，可与后者竞争转肽酶，妨碍肽聚糖中肽形成，造成细胞壁缺竞争转肽酶，妨碍肽聚糖中肽形成，造成细胞壁缺损，使细菌失去细胞壁渗透屏障，对细菌起到杀灭损，使细菌失去细胞壁渗透屏障，对细菌起到杀灭作用。作用。抗菌谱比较狭窄：对抗菌谱比较狭窄：对G+效果比对效果比对G-效果好效果好（2）促发自溶酶活性，使细菌溶解。）促发自溶酶活性，使细菌溶解。第20页细菌对细菌对-内酰胺类抗生素产生耐药性内酰胺类抗生素产生耐药性作用机制作用机制（1 1）-内酰胺酶：使内酰胺酶：使-内酰胺环裂解而失效；内酰胺环裂解而失效；（2 2）青霉素结合蛋白（）青霉素结合蛋白（PBPsPBPs）：）：改变靶位，增加（改变靶位，增加（PBPsPBPs）含量，降低其与药品亲和力；）含量，降低其与药品亲和力；（3 3）改变细胞壁和外膜通透性：）改变细胞壁和外膜通透性：使其不能进入菌体抵达靶位；使其不能进入菌体抵达靶位；（4 4）酶与药品牢靠结合：）酶与药品牢靠结合：使其只能滞留于细胞膜外间隙而不能抵达靶点。使其只能滞留于细胞膜外间隙而不能抵达靶点。第21页-内酰胺类抗生素研究动向内酰胺类抗生素研究动向(1)(1)增加对青霉素结合蛋白亲和力，以扩展抗菌谱和提升抗菌增加对青霉素结合蛋白亲和力，以扩展抗菌谱和提升抗菌活性；活性；(2)(2)增强对增强对-内酰胺酶稳定性；内酰胺酶稳定性；(3)(3)力图将上述两方面改进表示在同一个新化合物上；力图将上述两方面改进表示在同一个新化合物上；(4)(4)在青霉烷砜中寻找含有特色新在青霉烷砜中寻找含有特色新-内酰胺酶抑制剂。内酰胺酶抑制剂。第22页抗细菌抗生素及细菌耐药性抗细菌抗生素及细菌耐药性n-内酰胺类内酰胺类n氨基糖苷类氨基糖苷类nMLS类类（大环内酯类、林可霉素类、链阳性菌素类）（大环内酯类、林可霉素类、链阳性菌素类）n糖肽类糖肽类n其它类别其它类别（利福霉素、磷霉素、杆菌肽、（利福霉素、磷霉素、杆菌肽、D-环丝氨酸、环丝氨酸、四环素、氯霉素）四环素、氯霉素）n细菌产生耐药性非特异性机制及新药研细菌产生耐药性非特异性机制及新药研究开发究开发第23页第四章第二节 氨基糖苷类抗生素及细菌耐药性名词解释名词解释钝化酶钝化酶思索题：思索题：氨基糖苷类抗生素作用机制。氨基糖苷类抗生素作用机制。细菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药性机制主要是什细菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药性机制主要是什么？么？第24页一、氨基糖苷类抗生素基本结构特征一、氨基糖苷类抗生素基本结构特征氨基糖苷类氨基糖苷类(aminoglycosides)由由氨基糖氨基糖与与氨基氨基环醇醇经过氧氧桥连接而接而成成苷苷类抗生素。抗生素。可形成可形成结晶性硫酸晶性硫酸盐或或盐酸酸盐，水溶，水溶性性较大。大。结构中富含氨基，呈碱性，构中富含氨基，呈碱性，带多个正多个正电荷，属于荷，属于多聚阳离子多聚阳离子，极性大。，极性大。第25页二、氨基糖苷类抗生素作用机制二、氨基糖苷类抗生素作用机制1.抗菌抗菌谱(antibacterial spectrum)：（1）对对需氧需氧G-杆菌杆菌作用作用强大强大（2）大部分对）大部分对铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌有效有效 除外：除外：链霉素、大观霉素、卡那霉素链霉素、大观霉素、卡那霉素（3）对）对G+、G-球菌球菌有一定抗菌作用有一定抗菌作用少数少数对对结核杆菌结核杆菌有抗菌作用：链霉素、卡那霉素有抗菌作用：链霉素、卡那霉素（4）对厌氧菌无效）对厌氧菌无效第26页抗生素分类抗生素分类类类繁殖期杀菌剂繁殖期杀菌剂，也称快速杀菌剂，也称快速杀菌剂：如如-内酰胺类内酰胺类 ;类类静止期杀菌剂静止期杀菌剂，也称慢速杀菌剂，也称慢速杀菌剂：如如氨基糖苷类氨基糖苷类;类类繁殖期抑菌剂繁殖期抑菌剂，也称快速抑菌剂：，也称快速抑菌剂：如如大环内脂类大环内脂类、氯霉素、四环素类、氯霉素、四环素类;类类静止期抑菌剂静止期抑菌剂，也称慢速抑菌剂：如，也称慢速抑菌剂：如磺胺类。磺胺类。第27页2.氨基糖苷类抗生素作用机制氨基糖苷类抗生素作用机制（1）抑制抑制细菌蛋白菌蛋白质合成合成全全过程程 与核糖体与核糖体30S小小亚基基结合合 起始阶段：抑制70S起始复合物形成 延伸阶段：造成RNA密码错译，合成无功效蛋白质 终止阶段：阻止肽链脱落和核糖体循环（2）干干扰细菌菌细胞膜通透性胞膜通透性 破坏破坏细菌屏障保菌屏障保护作用作用u离子吸附作用离子吸附作用附着于附着于细菌表面而造成菌表面而造成细胞膜缺胞膜缺损，从，从而造成通透性增加，胞内而造成通透性增加，胞内钾离子、核离子、核苷酸、苷酸、酶等主要物等主要物质外漏而造成外漏而造成细菌菌死亡。死亡。u插入异常膜蛋白插入异常膜蛋白造成通透性增加，促造成通透性增加，促进更多抗生素更多抗生素转运。运。第28页（1）钝化酶）钝化酶（modifying enzyme）是是耐耐药菌株菌株产生，有破坏或生，有破坏或灭活抗菌活抗菌药品活性某种品活性某种酶，它，它经过水解或水解或修修饰作用破坏抗生素作用破坏抗生素结构使其失构使其失去活性。去活性。它主要是催化一些基它主要是催化一些基团结合到抗生素合到抗生素OH、NH2 上上，使之失去抗菌活性。，使之失去抗菌活性。在这类耐药菌中，编码这些钝化酶耐药基因通常是由质粒携带且其中很多与转座子相连，加速了这些耐药基因在种间传递。第29页耐药机制耐药机制（1）钝化化酶 不完全交叉耐药：不一样钝化酶灭活不一样药品完全交叉耐药：同一个钝化酶灭活各种药品（2）膜）膜对药品通透性降低品通透性降低（3）靶位改）靶位改变核糖体核糖体16SrRNA一些碱基一些碱基发生了突生了突变与核糖体与核糖体结合核蛋白氨基酸合核蛋白氨基酸发生突生突变，使，使进入胞内活性抗生入胞内活性抗生素不能与之素不能与之结合或合或结协力下降。力下降。第30页第四章第三节MLS类抗生素及细菌耐药性思索思索题：MLS类抗生素抗生素结构含有哪些特征？构含有哪些特征？MLS类抗生素作用机制以及抗生素作用机制以及细菌菌对其其产生耐生耐药性机制主要是什么？性机制主要是什么？第31页 一、一、MLSMLS类抗生素基本结构类抗生素基本结构特征特征 MLSMLS(macrolides-lincosamids-streptogramins)(macrolides-lincosamids-streptogramins)是一类包含：是一类包含：十四、十五和十六元大环内酯类抗生素；十四、十五和十六元大环内酯类抗生素；*林可霉素类抗生素；林可霉素类抗生素；链阳性菌素类抗生素。链阳性菌素类抗生素。第32页（16元环）元环）大大 环环 内内 酯酯 类类 抗抗 生生 素素 分子中含有一个分子中含有一个14元或元或16元环内酯结构，经过内酯环上元环内酯结构，经过内酯环上羟基和去氧氨基糖或羟基和去氧氨基糖或6-去氧糖缩合成碱性苷。去氧糖缩合成碱性苷。第一代大环内酯类：红霉素第一代大环内酯类：红霉素 乙酰螺旋霉素乙酰螺旋霉素 麦迪霉素麦迪霉素 吉他霉素吉他霉素 交沙霉素交沙霉素（14元环）元环）第二代大环内酯类：第二代大环内酯类：克拉霉素克拉霉素 罗红霉素罗红霉素 阿奇霉素阿奇霉素 罗他霉素罗他霉素（14元环）元环）（15元环）元环）（16元环）元环）第33页MLSMLS类抗生素作用机制类抗生素作用机制 普通认为：普通认为：MLSMLS类抗生素为第类抗生素为第类型蛋白质合成抑制剂，即类型蛋白质合成抑制剂，即阻断核糖体阻断核糖体50S50S大亚基中肽酰转移酶中心功效，大亚基中肽酰转移酶中心功效，使使P P位上肽位上肽酰酰tRNAtRNA不能与不能与A A位上氨基酰位上氨基酰tRNAtRNA结合形成肽键。结合形成肽键。（一）红霉素抗菌作用机制（一）红霉素抗菌作用机制作用方式有两种：作用方式有两种：抑制核糖体抑制核糖体50S50S大亚基形成；大亚基形成；抑制核糖体翻译作用抑制核糖体翻译作用。第34页1.1.红霉素抑制核糖体红霉素抑制核糖体50S50S大亚基形成大亚基形成 红霉素与正在组装中还未有功效红霉素与正在组装中还未有功效50S50S亚单位结合，亚单位结合，50S50S大亚基组装大亚基组装就被停顿，而这个无功效就被停顿，而这个无功效50S50S大亚大亚基中间产物因不能深入形成有功效核糖体，最终基中间产物因不能深入形成有功效核糖体，最终会被核糖核酸酶（如会被核糖核酸酶（如RNaseERNaseE）降解掉。）降解掉。从细胞水平上看，细胞核糖体数量下降，蛋白合从细胞水平上看，细胞核糖体数量下降，蛋白合成能力降低，细菌生长被抑制。成能力降低，细菌生长被抑制。普通来说，大环内酯类抗生素对于普通来说，大环内酯类抗生素对于50S50S大亚基形成大亚基形成抑制作用是特抑制作用是特异性异性。第35页 2.2.红霉素抑制核糖体翻译红霉素抑制核糖体翻译经过两个效应实现：经过两个效应实现：一是红霉素可抑制蛋白合成延伸；一是红霉素可抑制蛋白合成延伸；二是红霉素能促进肽酰二是红霉素能促进肽酰tRNAtRNA脱落脱落核糖体上与多肽合成相关活性位点有核糖体上与多肽合成相关活性位点有5 5个：个：1 1）mRNAmRNA结合部位；结合部位；2 2）接收接收AA-tRNAAA-tRNA部位；部位；3 3）结合或接收肽基结合或接收肽基tRNAtRNA部位；部位；4 4）肽基转移部位（肽基转移部位（P P位）；位）；5 5）形成肽链部位（肽酰转移酶中心）。形成肽链部位（肽酰转移酶中心）。红霉素抑制核糖体翻译作用就是经过影响红霉素抑制核糖体翻译作用就是经过影响肽酰转移酶肽酰转移酶来完成。来完成。第36页细菌对细菌对MLSMLS类抗生素产生耐药性作用机制类抗生素产生耐药性作用机制 细菌对这类抗生素产生耐药性作用机制细菌对这类抗生素产生耐药性作用机制是不一样，它包含：是不一样，它包含：内在性耐药（内在性耐药（intrinsic intrinsic resistanceresistance）取得性耐药（取得性耐药（acquired resistanceacquired resistance）第37页1.内在性耐药：内在性耐药：即即细菌天然耐药性细菌天然耐药性如许多革兰氏阴性杆菌尤其是一些肠杆菌、假单孢如许多革兰氏阴性杆菌尤其是一些肠杆菌、假单孢菌和不动杆菌对菌和不动杆菌对MLSMLS类抗生素耐药似乎是因为细胞类抗生素耐药似乎是因为细胞外膜渗透性所致。外膜渗透性所致。这些细菌这些细菌细胞外膜限制脂溶性抗菌药品和分子量大细胞外膜限制脂溶性抗菌药品和分子量大于于500500MLSMLS类抗生素进入胞内类抗生素进入胞内。细菌这种内在性耐药影响了全部细菌这种内在性耐药影响了全部MLSMLS类抗生素抗菌活类抗生素抗菌活性。性。第38页2.2.细菌对细菌对MLSMLS类抗生素取得性耐药三种机类抗生素取得性耐药三种机理理药品作用靶位分子发生了变异；药品作用靶位分子发生了变异；抗生素活性分子被钝化；抗生素活性分子被钝化；细菌产生药品主动转运。细菌产生药品主动转运。这是细菌对全部抗菌药品产生耐药性这是细菌对全部抗菌药品产生耐药性主主要作用机制要作用机制。第39页第四章第四节糖肽类抗生素及细菌耐药性思索思索题：糖糖肽类抗生素作用机制。抗生素作用机制。细菌菌对糖糖肽类抗生素抗生素产生耐生耐药性机制主要是什性机制主要是什么？么？第40页 由由7 7个氨基酸组成环肽母核个氨基酸组成环肽母核与与2-72-7个糖以糖苷键相连环肽个糖以糖苷键相连环肽N N端第端第2 2个和第个和第4 4个芳香族氨基酸以及第个芳香族氨基酸以及第4 4个和第个和第6 6个芳香个芳香族氨基酸芳基以族氨基酸芳基以C-O-CC-O-C键相连键相连第第5 5个和第个和第7 7个芳香族氨基酸芳基以个芳香族氨基酸芳基以C-CC-C键或键或C-O-CC-O-C键相键相连。连。糖肽类抗生素基本结构特征（Glycopeptide antibiotics）第41页万古霉素作用机制万古霉素作用机制1.抑制抑制细菌菌细胞壁合成胞壁合成 *2.抑制抑制细胞胞浆内内RNA合成合成3.影响影响细胞膜通透性胞膜通透性第42页细菌对万古霉素产生耐药性机制是因为耐药菌能细菌对万古霉素产生耐药性机制是因为耐药菌能够产生一个分子结构不一样于敏感菌肽聚糖前体够产生一个分子结构不一样于敏感菌肽聚糖前体末端二肽，末端二肽，D-D-丙氨酰丙氨酰-D-D-乳酸、乳酸、D-D-丙氨酰丙氨酰-D-D-丝氨丝氨酸，或酸，或D-D-丙氨酸，丙氨酸，使万古霉素分子不能与之结合，使万古霉素分子不能与之结合，而细菌能够照样合成其细胞壁，如图所表示为而细菌能够照样合成其细胞壁，如图所表示为D-D-丙氨酰丙氨酰-D-D-乳酸与万古霉素之间氢键结合。乳酸与万古霉素之间氢键结合。耐药机制第43页第四章第五节复习第四章第五节复习思索思索题：利福霉素利福霉素类抗生素作用机制及抗生素作用机制及细菌耐菌耐药性性抑制抑制细菌菌细胞壁合成各胞壁合成各类抗生素作用机制主要抗生素作用机制主要区分区分抑制抑制细菌蛋白菌蛋白质合成各合成各类抗生素作用机制主要抗生素作用机制主要区分区分第44页（三）利福霉素类抗生素作用机制（三）利福霉素类抗生素作用机制经过经过抑制抑制RNARNA聚合酶活性聚合酶活性，来，来干扰干扰细菌细菌DNADNA正常正常转录转录，从而到达抗菌目标。从而到达抗菌目标。利福霉素与利福霉素与RNARNA聚合酶聚合酶亚基亚基形成不可逆复合物来干形成不可逆复合物来干扰转录。扰转录。第45页（四）细菌对利福霉素类抗生素产生（四）细菌对利福霉素类抗生素产生耐药性作用机制耐药性作用机制细菌对利福平和利福布汀产生耐药性细菌对利福平和利福布汀产生耐药性主要原因是因为主要原因是因为依赖于依赖于DNADNARNARNA多聚酶多聚酶亚基氨基酸发生变异亚基氨基酸发生变异。第46页抑制细菌细胞壁合成抗生素抑制细菌细胞壁合成抗生素-内酰胺类抗生素：内酰胺类抗生素：青霉素青霉素转肽酶转肽酶糖肽类抗生素：糖肽类抗生素：万古霉素万古霉素转糖基和转肽反转糖基和转肽反应应磷霉素磷霉素UDP-NAGUDP-NAG转移酶转移酶杆菌肽杆菌肽焦磷酸酶焦磷酸酶D-D-环丝氨酸，邻甲氨酰环丝氨酸，邻甲氨酰-D-D-丝氨酸丝氨酸 丙氨酸消旋酶和合成酶丙氨酸消旋酶和合成酶作用位点和机制是不一样作用位点和机制是不一样第47页抑制细菌蛋白质合成抗生素抑制细菌蛋白质合成抗生素氨基糖苷类：链霉素氨基糖苷类：链霉素30S30S小亚基，全程小亚基，全程大环内酯类：红霉素大环内酯类：红霉素50S50S大亚基，抑制组装和肽酰转移大亚基，抑制组装和肽酰转移酶（移位）酶（移位）四环素类：四环素类：四环素四环素30S30S小亚基，抑制氨基酰小亚基，抑制氨基酰tRNAtRNA进入进入A A位（进位）位（进位）氯霉素氯霉素50S50S大亚基，抑制肽酰转移酶（转肽，即延伸）大亚基，抑制肽酰转移酶（转肽，即延伸）甾类：羧链孢酸甾类：羧链孢酸延伸因子延伸因子EF-GEF-G，抑制延长（移位），抑制延长（移位）嘌呤霉素嘌呤霉素肽酰肽酰-tRNA-tRNA，（进位），（进位）莫匹罗星莫匹罗星异亮氨酰异亮氨酰RNARNA合成酶合成酶作用位点和机制是不一样作用位点和机制是不一样第48页名名词解解释：细菌菌生物被膜生物被膜思索思索题：1.细菌菌生物被膜形成机制生物被膜形成机制2.细菌菌生物被膜抗性机制生物被膜抗性机制第四章第六节 细菌产生耐药性非特异性机制及新药研究开发第49页1.1.细菌生物被膜基本性质细菌生物被膜基本性质（1 1）生物被膜含义1978年由J.William Costerton首次提出 *细菌生物被膜（Bacterial biofilm）：指细菌本身产生外部多糖基质、纤维蛋白质、脂蛋白等包裹着菌细胞结构。生物被膜是细菌一个含有保护性生长模式，是细胞间相互协调作用复杂多细胞群体，含有结构和代谢复杂性。形成生物被膜黏附细菌群也能够释放出生长快速浮游细菌，是潜在“菌巢”。第50页2.2.细菌生物被膜形成机制细菌生物被膜形成机制（1 1）条件膜沉积 主要包括体液中各种糖蛋白、粘多糖、金属离子等吸附（2 2）细菌初始抵达及吸附 指在钠、镁等阳离子介导下细菌对植入物表面吸附（3 3）细菌生长繁殖 指细菌吸附、生长、繁殖及扩散（4 4）生物被膜形成 细菌程序性表示并分泌细胞外蛋白多糖（EPSEPS）,不停形成微菌落，最终联合成为成熟生物被膜过程。（5 5）细菌分散及连续性感染第51页3.3.细菌生物被膜抗性机制细菌生物被膜抗性机制（1）细菌生物被膜反抗生素耐药性机制渗透限制：细菌生物被膜屏障作用细菌生物被膜环境不均一性：微环境改变类似芽孢细胞分化 状态形成营养限制：细菌生长迟缓与应激反应 细菌传感效应（QS）（2）细菌生物被膜抗免疫去除机制细菌生物被膜屏蔽作用免疫复合物效应第52页第五章 抗真菌药品作用机制及真菌耐药性思索题：1.简明阐述多烯类抗真菌抗生素作用机制与真菌耐药性机制。2.简明阐述棘白菌素类（芬净类）抗真菌抗生素作用机制与真菌耐药性机制。第53页抗真菌药品作用机制抗真菌药品作用机制一、作用于真菌细胞膜抗真菌抗生素：一、作用于真菌细胞膜抗真菌抗生素：抑制麦角甾醇：多烯类、唑类、烯丙胺类、二甲吗啉类抑制麦角甾醇：多烯类、唑类、烯丙胺类、二甲吗啉类二、作用于真菌细胞壁合成抗真菌抗生素二、作用于真菌细胞壁合成抗真菌抗生素（一）葡聚糖合成：棘白菌素类（芬净类）（一）葡聚糖合成：棘白菌素类（芬净类）（二）几丁质合成：多氧菌素和日光霉素（二）几丁质合成：多氧菌素和日光霉素（三）甘露聚糖：被那霉素和普那米星（三）甘露聚糖：被那霉素和普那米星三、抑制三、抑制蛋白质合成蛋白质合成抗真菌抗生素：粪壳菌素抗真菌抗生素：粪壳菌素四、抑制四、抑制电子传递电子传递抗真菌抗生素：抗真菌抗生素：抗霉素A五、作用于五、作用于核酸合成核酸合成抗真菌抗生素抗真菌抗生素：氟胞嘧啶、灰黄霉素第54页多烯类：多烯类：干扰真菌细胞膜上干扰真菌细胞膜上已经有已经有麦角甾醇麦角甾醇唑类唑类：麦角甾醇麦角甾醇生生成抑制剂成抑制剂甾醇甾醇-14-14-去甲基酶去甲基酶烯丙烯丙胺胺类类和二甲吗啉类和二甲吗啉类：麦角甾醇麦角甾醇生生成抑制剂成抑制剂角鲨烯环氧化酶角鲨烯环氧化酶（一）抑制麦角甾醇抗真菌抗生素第55页（2 2）多烯类抗真菌抗生素作用机制）多烯类抗真菌抗生素作用机制抗生素发挥作用时首先与真菌细胞膜上主要成份抗生素发挥作用时首先与真菌细胞膜上主要成份麦角甾醇麦角甾醇（ergosterolergosterol）结合，其结合程度与膜内甾醇含量成正比。）结合，其结合程度与膜内甾醇含量成正比。结合后生成膜结合后生成膜抗生素复合物，使细胞质膜结构发生改抗生素复合物，使细胞质膜结构发生改变，在膜脂质双层中形成由多烯大环内酯抗生素与甾醇结变，在膜脂质双层中形成由多烯大环内酯抗生素与甾醇结合环状化合物，组成亲水通道，致使细胞内容物向胞外泄合环状化合物，组成亲水通道，致使细胞内容物向胞外泄漏。漏。所泄漏物质种类与抗生素性质、浓度及作用时间相关，如所泄漏物质种类与抗生素性质、浓度及作用时间相关，如钾离子、无机磷、有机磷、氨基酸、磷酸酯直至核酸、蛋钾离子、无机磷、有机磷、氨基酸、磷酸酯直至核酸、蛋白等，从而产生杀菌作用。白等，从而产生杀菌作用。第56页（3 3）真菌对多烯类抗真菌抗生素产生耐药）真菌对多烯类抗真菌抗生素产生耐药性作用机制性作用机制耐药性产生是因为麦角甾醇生物合成路径受阻耐药性产生是因为麦角甾醇生物合成路径受阻 耐药性高低与细胞膜中累积麦角甾醇中间体种类相关耐药性高低与细胞膜中累积麦角甾醇中间体种类相关 细胞膜中麦角甾醇结构发生了改变细胞膜中麦角甾醇结构发生了改变第57页2.2.棘白菌素类抗生素作用机制棘白菌素类抗生素作用机制 非竞争性非竞争性抑制真菌细胞壁中抑制真菌细胞壁中-1,3-1,3-葡聚糖合成酶葡聚糖合成酶活性，进而引发真菌细胞壁裂解以及细胞内外渗活性，进而引发真菌细胞壁裂解以及细胞内外渗透压改变从而将真菌细胞彻底杀死。透压改变从而将真菌细胞彻底杀死。第58页3.3.真菌对棘白菌素类抗生素产生耐药性作用机制真菌对棘白菌素类抗生素产生耐药性作用机制 FKS1FKS1基因发生突变菌株，其对脂肽类抗菌药品耐受基因发生突变菌株，其对脂肽类抗菌药品耐受性非常高（比敏感菌高十倍以上）。性非常高（比敏感菌高十倍以上）。FKS2FKS2基因发生突变菌株，其不影响对药品敏感性。基因发生突变菌株，其不影响对药品敏感性。推测酿酒酵母对脂肽类抗真菌药品耐药机制主要是推测酿酒酵母对脂肽类抗真菌药品耐药机制主要是FKS1FKS1基因改变所致，这一基因编码蛋白是真菌细基因改变所致，这一基因编码蛋白是真菌细胞壁葡聚糖合成酶主要成份，也是药品作用主要胞壁葡聚糖合成酶主要成份，也是药品作用主要靶位。靶位。第59页名词解释：抗菌肽：是一类带正电荷两亲性小分子肽总称思索题：阳离子多肽两个显著特征是什么？阳离子多肽作用机制是什么？试经过原核生物和真核生物细胞膜差异来解释抗菌肽选择性杀伤机制。第六章第六章抗菌肽抗菌肽抗菌药品新资源抗菌药品新资源第60页二、阳离子多肽基本结构和功效二、阳离子多肽基本结构和功效1.1.阳离子多肽两个显著特征：阳离子多肽两个显著特征：一是依据组成多肽分子一是依据组成多肽分子精氨酸和赖氨酸精氨酸和赖氨酸数量，这些数量，这些多肽含有多肽含有最少一个净二价正电荷最少一个净二价正电荷，这些氨基酸在自，这些氨基酸在自然然pHpH条件下都带有条件下都带有正电荷正电荷；二是这些带有正电荷多肽能够在与细菌质膜发生作二是这些带有正电荷多肽能够在与细菌质膜发生作用时用时折叠成三维空间结构折叠成三维空间结构，从而能够形成由一个非，从而能够形成由一个非极性氨基酸侧链组成极性氨基酸侧链组成疏水面疏水面，和另外一个由极性氨，和另外一个由极性氨基酸残基和带有正电荷氨基酸残基组成基酸残基和带有正电荷氨基酸残基组成亲水面亲水面。各种多肽在氨基酸组成、多少和与细胞质膜发生作各种多肽在氨基酸组成、多少和与细胞质膜发生作用后所形成三维结构上差距甚大。用后所形成三维结构上差距甚大。第61页三、阳离子多肽作用机制三、阳离子多肽作用机制 细胞膜是抗菌肽主要作用靶点，多肽经过肽膜脂作用而在细胞细胞膜是抗菌肽主要作用靶点，多肽经过肽膜脂作用而在细胞膜上形成孔道膜上形成孔道:造成细胞膜结构破坏造成细胞膜结构破坏膜内外电压失衡膜内外电压失衡内容物泄漏内容物泄漏最终造成细胞死亡最终造成细胞死亡 带有带有正电荷多肽正电荷多肽（1 1）与带有）与带有负电荷磷脂双层外表面负电荷磷脂双层外表面（细胞质膜（细胞质膜2 2）结合，造成局部）结合，造成局部磷脂双层变窄磷脂双层变窄。在在膜电位膜电位影响下，多肽插入膜内影响下，多肽插入膜内形成通道形成通道（3 3），造成），造成胞质内分胞质内分子外流子外流，最终造成细胞死亡。，最终造成细胞死亡。第62页阳离子多肽穿过革兰氏阴性菌细胞外膜本身促进吸收作用阳离子多肽穿过革兰氏阴性菌细胞外膜本身促进吸收作用带有正电荷多肽与结合在脂多糖上二价阳离子产生交互作用，带有正电荷多肽与结合在脂多糖上二价阳离子产生交互作用，造成增强穿越细胞外膜阳离子多肽本身吸收。造成增强穿越细胞外膜阳离子多肽本身吸收。阳离子多肽在细胞外膜上产生交互作用也能造成增加其它惯阳离子多肽在细胞外膜上产生交互作用也能造成增加其它惯用抗菌药品吸收，因而含有抗菌增强剂作用。用抗菌药品吸收，因而含有抗菌增强剂作用。阳离子多肽与细胞外膜上脂多糖结合能够用来解释这些多肽阳离子多肽与细胞外膜上脂多糖结合能够用来解释这些多肽含有抗内毒素作用原因。含有抗内毒素作用原因。第63页4.4.抗菌肽选择性杀伤机制抗菌肽选择性杀伤机制抗菌肽选择性杀伤机制：抗菌肽选择性杀伤机制：原核生物和真核生物细胞膜脂质特异性能够解释这一点。原核生物和真核生物细胞膜脂质特异性能够解释这一点。第64页原核生物和真核生物细胞膜最主要区分在于其脂质组成和排原核生物和真核生物细胞膜最主要区分在于其脂质组成和排列：列：哺乳动物细胞膜外层脂质为其所特有呈哺乳动物细胞膜外层脂质为其所特有呈电中性两性磷脂电中性两性磷脂，主，主要是卵磷脂和鞘磷脂。要是卵磷脂和鞘磷脂。细菌细胞膜则含有大量带有细菌细胞膜则含有大量带有负电荷磷脂负电荷磷脂（如磷脂酰甘油和心（如磷脂酰甘油和心磷脂），且有时其含量会超出磷脂），且有时其含量会超出5050，使其必定暴露于细胞外，使其必定暴露于细胞外膜。膜。另外，革兰氏阴性菌细胞壁主要由带大量另外，革兰氏阴性菌细胞壁主要由带大量负电荷脂多糖负电荷脂多糖组成。组成。第65页抗菌肽能够选择性结合并渗透带有负电荷细胞膜，其动力在抗菌肽能够选择性结合并渗透带有负电荷细胞膜，其动力在于于2 2个方面：个方面：膜与抗菌肽疏水端膜与抗菌肽疏水端疏水作用疏水作用；膜脂质所带负电荷与抗菌肽所带正电荷间膜脂质所带负电荷与抗菌肽所带正电荷间静电吸引作用静电吸引作用。然而，起本身防御作用抗菌肽疏水性通常太弱以至不足以与然而，起本身防御作用抗菌肽疏水性通常太弱以至不足以与两性磷脂有效结合，从而预防了本身毒性。两性磷脂有效结合，从而预防了本身毒性。原核生物和真核生物细胞膜另一主要区分在于后者含有丰富真核原核生物和真核生物细胞膜另一主要区分在于后者含有丰富真核细胞特有固醇类物质。细胞特有固醇类物质。MatsuzakiMatsuzaki等研究表明胆固醇存在能够使人红细胞免受滑瓜蟾素等研究表明胆固醇存在能够使人红细胞免受滑瓜蟾素2 2破坏。破坏。肿瘤细胞等病变细胞膜脂质成份或排列改变可能是造成抗菌肽对肿瘤细胞等病变细胞膜脂质成份或排列改变可能是造成抗菌肽对其杀伤关键。其杀伤关键。第66页细胞膜理化性质决定了抗菌肽能够选择性广谱杀菌而且能够细胞膜理化性质决定了抗菌肽能够选择性广谱杀菌而且能够预防耐药产生。预防耐药产生。酶解和向细胞外排药品酶解和向细胞外排药品等耐药机制不存在于抗菌肽抗菌过等耐药机制不存在于抗菌肽抗菌过程。程。抗菌肽抗菌肽靶分子（阴离子脂质）靶分子（阴离子脂质）是广泛存在于微生物界主要是广泛存在于微生物界主要保守细胞膜成份保守细胞膜成份，所以，耐药产生尤其困难甚至几乎不可能。，所以，耐药产生尤其困难甚至几乎不可能。原核细胞和真核细胞膜间最简单电荷区分是抗菌肽选择性杀原核细胞和真核细胞膜间最简单电荷区分是抗菌肽选择性杀伤、抗菌谱广且对正常真核细胞几乎无毒性或低毒性关键所伤、抗菌谱广且对正常真核细胞几乎无毒性或低毒性关键所在。在。第67页名词解释：肿瘤细胞多药抗性（Multidrug resistance，MDR）：哺乳动物细胞对一些特定细胞毒产物含有耐药性，而且能发展成对在临床上所用化学结构和作用机制不一样药品耐药性。思索题：简述蒽环类抗肿瘤抗生素结构特征和作用机制。简述丝裂霉素C C结构特征和作用机制。简述烯二炔类抗肿瘤抗生素结构特征和作用机制。第七章 抗肿瘤抗生素及肿瘤细胞耐药性第68页1.结构特征和临床应用蒽环类：蒽环类：蒽环蒽环+六元环六元环+氨基糖氨基糖 阿霉素是柔红霉素阿霉素是柔红霉素14-羟基类似物羟基类似物 表阿霉素是阿霉素表阿霉素是阿霉素4-OH差向异构体差向异构体蒽蒽阿霉素阿霉素表阿霉素第69页1.1.影响影响DNADNA空间结构，抑制空间结构，抑制DNADNA和和RNARNA合成。合成。2.2.抑制核内抑制核内拓扑异构酶拓扑异构酶活力，造成活力，造成DNADNA双链或单链断裂。双链或单链断裂。3.3.影响影响线粒体线粒体结构和功效，使线粒体氧耗及结构和功效，使线粒体氧耗及ATPATP形成降低。形成降低。4.4.含有形成含有形成超氧基自由基超氧基自由基功效，并有特殊破坏细胞膜结构功效，并有特殊破坏细胞膜结构和功效作用。和功效作用。蒽环类抗肿瘤抗生素作用机理第70页1.结构特征丝裂霉素丝裂霉素C C：苯醌苯醌、氨甲酰基、环乙亚胺基三种有效基团氨甲酰基、环乙亚胺基三种有效基团（1）经过与DNA交联，作为一个强效细胞毒损伤物质。（2 2）生物还原性药品活性：丝裂霉素C C作为原型起作用。2.作用机制第71页二、烯二炔类抗肿瘤抗生素1985年前后相继发觉含有环状烯二炔结构新型抗生素。卡利齐霉素（calicheamicin）依斯帕霉素（Esperamicin）迪呢霉素A（dynemicinA）新制癌菌素（neocarzinostatin，NCS）第72页一些烯二炔类抗肿瘤抗生素化学结构（AC）以及经过Bergman重排形成双自由基机理第73页作用机制烯二炔类抗生素切断DNADNA作用包括到这类抗生素与DNADNA双螺旋小沟结合，其活化形式必须先经过Bergma