Kháng
Sinh
1
Waksman (1942): Kháng sinh là chất sinh ra bởi vi sinh vật, có khả
năng ức chế hoặc diệt vi sinh vật khác.
Kháng sinh là các chất chuyển hóa tự nhiên hoặc tổng hợp dựa trên
khuôn mẫu của các chất tự nhiên, có khả năng ức chế hoặc diệt vi sinh
vật ở nồng độ thấp.
Các nhóm kháng sinh lớn
2
β-Lactam: penicilin, cephalosporin
Aminosid: streptomycin, gentamycin,
kanamycin
Macrolid: lincomycin, erythromycin
Cloramphenicol: cloramphenicol, thiamphenicol
Tetracyclin: clotetracyclin, oxytetracyclin
Polypeptid: polymycin E, B
Quinolon: acid nalidixic, ofloxacin,
ciprofloxacin
Khác: sulfamid, kháng sinh chống lao, nấm ...
Chronology of antibiotics discovery
Year
Antibiotic discovered
Country
1929
Penicillin
England
1932
Sulfonamides
Germany
1942
Penicillin introduced
England + USA
1945
Cephalosporin
Italy
1947
Chloramphenicol
USA
1952
Erythromycin
USA
1956
Vancomycin
USA
1957
Kanamycin
USA
1960
Methicillin
England + USA
1961
Ampicillin
England
1963
Gentamycin
USA
1964
Cephalosporin introduced
England
1972
Cephamycins
USA
3
Cơ chế tác dụng của các kháng sinh
Kh¸ng sinh
Nguån gèc
Phæ
VÞ trÝ t¸c dông
Penicillin
Penicillium chrysogenum
Gram-positive
Wall synthesis
Cephalosporin
Cephalosporium acremonium
Broad spectrum
Wall synthesis
Griseofulvin
Penicillium griseofulvum
Dermatophytic fungi
Microtubules
Bacitracin
Bacillus subtilis
Gram-positive bacteria
Wall synthesis
Polymyxin B
Bacillus polymyxa
Gram-negative bacteria
Cell membrane
Amphotericin B
Streptomyces nodosus
Fungi
Cell membrane
Erythromycin
Streptomyces erythreus
Gram-positive bacteria
Protein synthesis
Quinolon
Total synthesis
Broad spectrum
DNA synthesis
Streptomycin
Streptomyces griseus
Gram-negative bacteria
Protein synthesis
Tetracycline
Streptomyces rimosus
Broad spectrum
Protein synthesis
Vancomycin
Streptomyces orientalis
Gram-positive bacteria
Protein synthesis
Gentamicin
Micromonospora purpurea
Broad spectrum
Protein synthesis
Rifamycin
Streptomyces mediterranei
Tuberculosis
Protein synthesis
4
5
6
KHÁNG
SINH -LACTAM
Mục
tiêu
7
Vẽ đợc công thức chung; trình bày đợc các pp sản xuất chính; cơ chế tác
dụng; phân loại, phổ tác dụng của mỗi loại của các penicilin, cephalosporin.
Trình bày đợc tính chất lý, hóa chung của các penicilin, cephalosporin và ứng
dụng trong kiểm nghiệm.
Với một số chế phẩm chính, dựa vào công thức cấu tạo phải trình bày đợc
tính chất lý, hóa và ứng dụng trong kiểm nghiệm. Tính chất kháng acid, kháng
men (có giải thích)? Công dụng chính?
KHÁNG SINH -LACTAM
8
O
• Các penicillin
R
C
H
H
N
• Các cephalosporin
O
R1
C
H
S
N
O
S
N
O
• Các monobactam COOH
CH3
CH3
COOH
H
H
N
H
R2
9
Các penicillin
O
R
C
H
H
H
N
X
N
O
X = S, O, C
CH3
CH3
COOH
Các khung cơ bản
10
O
-Lactam
N
N
N
NH
O
O
O
Penam
Oxapenam
C
N
N
N
O
O
Penem
Carbapenam
O
S
O
C
O
S
Oxapenem
Carbapenem
11
Danh pháp khung penicillin
S
6
5
4
3
7
N
2
4-Thia-7-oxo-1-azabicyclo[3,2,0]heptan
(USP)
[Dùng trong tài liệu Hóa Dược]
1
O
S
6
5
1
2
7
N
4
O
3
1-Thia-7-oxo-4-azabicyclo[3,2,0]heptan
(Chemical Abstract)
CÔNG
THỨC CHUNG CÁC PENICILLIN
12
O
R
C
H
H
N
H
X
6
5
CH3
4
3
7
N
1
O
2
CH3
COOH
Acid 6-aminopenicillanic
(A6AP)
Penicillin
Danh pháp các penicillin
13
O
R
C
H
H
N
H
S
6
CH3
4
5
3
7
N
2
CH3
1
O
Cách 1: Acid 6-acylamino-7-oxo-3,3dimethyl-4-thia-1azabicyclo[3,2,0]heptan 2-carboxylic
COOH
O
R
C
H
H
N
H
S
6
5
CH3
4
3
7
N
1
O
2
CH3
COOH
Acid 6-aminopenicillanic
(A6AP)
Cách 2: gọi theo khung penam
Acid 6-acylamino-3,3-dimethylpenam2-carboxylic
Cách 3: Các penicillin là acyl hoặc
amid của A6AP
Penicillin
Danh pháp các penicillin: Tên thông
thường
O
C6H5CH2
C
H
H
H
N
S
CH3
N
O
R
C
H
H
N
H
O
S
6
5
CH3
4
3
7
N
1
O
CH3
2
COOH
Benzylpenicillin (Pen G)
CH3
COOH
Acid 6-carbonylaminopenicillanic
=
Penicillin
O
C6H5OCH2
C
H
H
H
N
S
N
O
CH3
CH3
COOH
Phenoxymethylpenicillin (Pen V)
14
Penicillin
15
Cấu hình tuyệt đối
6R
O
R
C
5R
H
H
N
H
S
6
5
CH3
4
3
7
N
2
1
O
CH3
COOH
2S
2S,5R,6R
Penicillin
Sản
xuất
16
Sinh tổng hợp:
Penicillinum notatum
Penicillinum chrysogenum
A6AP
Các Penicillin
• Bán tổng hợp:
Acyl hóa
A6AP
(RCOCl, base)
Penicillin
P. notatum, P. chrysogenum
Penicillin G
thuỷ phân
• Tổng hợp toàn phần
A6AP
A6AP
Cơ chế tác dụng của các kháng sinh
Kh¸ng sinh
Nguån gèc
Phæ
VÞ trÝ t¸c dông
Penicillin
Penicillium chrysogenum
Gram-positive
Wall synthesis
Cephalosporin
Cephalosporium acremonium
Broad spectrum
Wall synthesis
Griseofulvin
Penicillium griseofulvum
Dermatophytic fungi
Microtubules
Bacitracin
Bacillus subtilis
Gram-positive bacteria
Wall synthesis
Polymyxin B
Bacillus polymyxa
Gram-negative bacteria
Cell membrane
Amphotericin B
Streptomyces nodosus
Fungi
Cell membrane
Erythromycin
Streptomyces erythreus
Gram-positive bacteria
Protein synthesis
Quinolon
Total synthesis
Broad spectrum
DNA synthesis
Streptomycin
Streptomyces griseus
Gram-negative bacteria
Protein synthesis
Tetracycline
Streptomyces rimosus
Broad spectrum
Protein synthesis
Vancomycin
Streptomyces orientalis
Gram-positive bacteria
Protein synthesis
Gentamicin
Micromonospora purpurea
Broad spectrum
Protein synthesis
Rifamycin
Streptomyces mediterranei
Tuberculosis
Protein synthesis
17
18
Penicillin
Cơ chế tác dụng của penicilin
19
PENICILLIN
ho¹t hãa
øc chÕ (acyl hãa)
(PBP)
D-alanin-transpeptidase
Peptid
Murein hydrolase
Peptidoglycan
Peptid
Mµng tÕ bµo
Peptidoglycan: cần thiết cho màng tế bào, đặc biệt Gram (+)
D-alanin-transpeptidase: xúc tác tổng hợp peptidoglycan
Murein hydrolase: xúc tác thủy phân peptidoglycan
20
Penicillin
gắn với
PBP
(Penicilin
Binding
Protein)
Penicillin Binding
Protein (PBP)
Penicillin
Penicillin
Đặc
điểm cơ chế tác dụng
21
Gram (+): màng tế bào giàu cầu peptid nhạy cảm với
penicillin
Gram (-): trừ lậu cầu và màng não cầu, màng tế bào giàu
lipid, penicillin chỉ có thể qua một số porin vào Gram (-) ít
nhạy cảm với penicillin hơn. Màng tế bào vi khuẩn Gram (-)
cũng ít cầu peptid hơn.
22
Penicillin
Các cơ chế kháng thuốc
23
1.
Tăng tiết beta-lactamase (Gram (+))
2.
Thay đổi số lượng và kích thước porin màng tế bào (Gram (-))
3.
Đột biến thay đổi enzym vận chuyển cầu peptid (PBP, D-alanintranspeptidase)
4.
Tăng tổng hợp chất ức chế murein hydrolase
24
Penicillinase
Penicillin
Độc tính: shock phản vệ và dị ứng
Penicillin gắn với protein huyết thanh tạo thành kháng
nguyên. Kháng nguyên kích hoạt hệ thống miễn dịch gây ra
các phản ứng dị ứng (mẩn, ngứa, phù nề).
O
O
R
C
H
N
S
CH3
R
C
H
N
S
6
5
CH3
4
3
N
O
7
CH3
COOH
NH2
A serum protein
HN
1
O
NH
2
CH3
COOH
A complete immunogen
25