Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 81
Текст из файла (страница 81)
В итоге это приводит к тому, что клеточная мембрана остается без механической опоры и наступает лнзпс клетки. В клетках животных н человека указанный полимер отсутствует„п там нет названных выше ферментов. Поэтому пенициллины и цефалоспорины не оказывают действия на животные организмы; основная точка их приложения — биосинтез клеточных стенок бактерий И. АИТИБИОТИКИ, ИАРУШАЮЩИЕ ФУИКЦИИ МЕМБРАН По составу мембраны бактерпальных клеток — лппопротеидные структуры, в которые включены молекулы белка.
Мембраны вы-полняют основную функцию барьера между окружающей средой и цитоплазмой клетки н контролируют перенос веществ из окру'жающей среды в клетку. Перенос (транспорт) веществ через цптоплазматнческую мембрану может осуществляться тремя основнымп путями. 1. Пасси виан д ифф уз и я — переносимые вещества должны быть растворимы в гидрофобной среде мембраны. 2, О б л е г ч е н н а я д и ф ф у з н я.
Вещества. взаимодействуя со специфическим переносчиком, образуют комплекс переносчик— вещество, который и может проходить через мембрану. 3. Энергозависимый тр а нс порт — для йереноса вещества необходимо наличие источника энергии. Прн этом транспорт вещества может происходить против градиента концентрации. Иногда концентрация веществ и клетне на два-три порядка выше концентрации веществ во внешней среде, но и в этом случае происходит транспорт веществ яз среды в клетку. Поступление антибиотиков в клетку микроорганизмов является процессом активного транспорта. Следует при этом подчеркнуть, что на транспортные нужды бактериальная клетка расходует в среднем 20 — 30~й энергии, образуемой в процессе обмена веществ.
Накопление внутри клеток микроорганизмов аитпбпотнка— этого неметаболнзяруюшего ингнбитора — объясняется тем, что антибиотики «пользуются» теми же транспортнымн системами, которые предназначаются для переноса обычных метаболитов, «подменяя» последние. Такая «подмена» возможна благодаря опреде- 379 лениому химическому сходству антибиотиков и иормальпых продуктов обмена. Плакупов, в частности, показал, что тетрациклиповые антибиотика переносятся в клетки микроорганизмов с помощью транспортной системы, предназначенной для кислых аминокислот: аспарагиновой и глутамиповой. Устойчивые к тетрацинлпнам штаммы Езсйег(сИа соВ К-12, ЯарНу(ососсиз иигеиз 209 и Мусобас1егп~т сйгеит поглощают значительно меньшее количество '4С-хлортетрациклппа, чем исходные чувствительные штаммы.
Устойчивые к тетрациклинам микроорганизмы сохраняют типичную для чувствительных штаммов систему транспорта антибиотика с неизменной стереоспецпфичпостью. Однако они способны (в отличие от чувствительных штаммов) длительное время поддерживать впутриклеточную концентрацию антибиотика на уровне более низком, чем концентрация его в среде. Такое чкротиводействие» поглощению антибиотика требует затраты энергии и подавляется в присутствии цианида и 2,4-дниитрофенола. Антибиотпческне вещества, оказывающие действие па цитоплазматическую мембрану, можно разделить на три группы. !.
Вещества, вызывающие дезорганизацию структуры мембран. В группу входят грамицидпн С, полимнкскпы, полиепы. Г р а и и ц и д я н С вЂ” антибиотик, наруша~ощий организацию лппопротепдиых систем и проницаемость клеток, создаваемую мембраной. Степень этих иарушепий зависит от копцептрации антибиотика. Грамицпдии медлеино снижает поверхностное натяжение.
Грамицпдпн С может вступать в связь с клеточными мембранамп. В основе механизма биологического действия грамицидииа С лежит нарушение пм состояиия и функционирования мембранклеток в результате связывания антибиотика с мембранными компонентами. Это вызывает, с одной стороны, резкое изменение проницаемостк мембран и быструю потерю клетками жизненно важных сосдпиений типа нуклеотидов, неорганического фосфора, аминокислот и, с другой стороны, угнетение процесса энергет~неского обмепа, особенна его начальной стадии — дегидрирования.
П о л а м и к с и н ы. Под влиянием антибиотиков этой группы при относнтельио невысоких концептрацпях (25 мкг на 1 мг массы сухих клеток) происходит выход из клеток иизкомолекуляриых веществ (фосфора, пентоз) и распад нуклеиновых кислот. Полкеновые антибиотик~ (нкстатин, рпмоцпдин, фплпппн, эндоъгвцпн, кандпцидин, трпхомицин и др.) — биологически активные соедииения, способные изменять проницаемость клеток„ чувствительных к пх действию. Как известно, проницаемость клетки зависит прежде всего от цптоплазматяческой мембраны. Поэтому высказано предположение о том, что полпены, специфически присоединяясь к цитоплазматнческой меморане клетки гриба, лишают мембрану способности функционировать в качестве барьера, обеспечивающего избирательную проницаемость.
рсвпсяпв (7) о (м')— Рвс. 60. Осяоввме орввнвпм леасгввя вопофо- ров ва мембранах (по Овчвннплову, 1931) за1 Специфическая токсичность полиеновых антибиотиков обусловлена нх взаимодействием с одним нз компонентов цитоплазматпческой мембраны чувствительных клеток, принадлежащим к стеринам.
Имеются указания о том, что актнномицпны в животном организме превращаются в свободный радикал. В виде свободного радикала молекула антибиотика вызывает изменения белков мембран. В результате этого происходит нарушение транспортных функций мембран, в конечном счете приводящее к гибели клеток. 2. Антибиотики, иигибирующие связанный с мембраной белок (фермент), принимающий участие в процессах транспорта. К этой группе веществ следует отнести олигомнцпн. Антибиотик подавляет мптохондриальную аденозннтрифосфатазу (АТФ-азу), которая связана с бактериальиыми мембранами и участвует в сннтезеАТФ нлп его использовании.
3. Аитнбнотические вещества — ионофоры. Е1екоторые антпопо'хикп (валииомицин, энниатпиы, нонактнн, грампцидипы) обладают способностью нндуцировать проницаемость ионов через мембраны клеток; это послужило основой пх названия — антибиотики нонофоры. Антибиотики ионофоры в настоящее время широко используются биохимиками, мнкробпологамп и другимп спецпвлистамп в качестве соединений, применяемых при изучении процессов транспорта ионов через мембраны. Известны два основных принципа действия ионофоров: 1) яоиофоры-переносчики (валпномицин, ноиактпи, эиниатзны), 2) ионофоры, образующие ион-проницаемые поры («каналы»); к последним относятся грамнцидины А, В и С. Основные принципы дей ствия конофоров можно представить схематически (рис.
60). В а л и н о м и ц и н — макроциклнческпй депсипептпд, в состав которого входят 12 амннокислотных остатков, состоящих нз трех идентичных фрагментов: сО-Вал — Ь-(и(х — Е-В~(., у(-Гов гз-г в у.-иаи В"иа( (-- з(к (.-. (ая 0- Паа — Г(-Гов — 7 -Ва ( Иааииомиции Ваз — возни Гов — и "(каро окоиигоааверивиооаи к1~~о(а; еак — лак(аг Валииомиции способен связывать многие катионы„образуя соответствующие комплексы (валнномпцнн-пон).
Однако наибольшей специфичностью к комилексообразованию этот антибиотик обладает к иону калия. Я и ° Причем высокую нндуцпру- Я - ющую способность проводить калий через мембраны О« — Π— Э вЂ” (:( О - С( взлиномнцин проявляет далге в очень низких концентрациях (!О-а М и ниже). После выпочнения функции к+ -~ф ((й †( йй( ((В- -к+ переноса калия аитибиоп(к восстанавливается в про(киюю форму (рис. 61). Антнбиоп(к обладает универсальностью действия на мембранах: индуцирует проводи. (') Вааииомичии ® Вазииомииии'(г+ мость ионов калия на природных н искусственных рис. бп сиама перекоса вааввоииаииои мембранах.
зовов калия через лиикавую мембрану В присутствии типичного (яо Овчиияикову, !ЭЗВ иоиофора валпнояипинз мембраны чувствительных бзктериальных клеток становятся избирательно проницаемымн для ионов калия. Валииомпции связывает именно ионы калия и транспортирует пх через мембрану в тысячу раз активнее, чем воны натрия. Аналогичное действие проявляют макротетралпды и энннатины. Энннатииы. Структура эннпатинов близка структуре валпномицина. Они образуются плеспевымн грибами пз роза гизаг(лл(( аниватнн А — культурой Гизагшт ог(йосегиз з зг. еплй(г(пит, другие штаа(л(ы гизаг(и(п зр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
