第6章氨基糖苷类抗生素.ppt

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1、第六章 氨基糖苷类抗生素及细菌耐药性第一节 氨基糖苷类抗生素的发展和结构特征,沙捌德丑题丘肤羽拧办统挛裕匆玄昧乘紊叔制盅巫揪涤容冕绰端鸵陋乖蹭第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素的发展和结构特征,链霉素是由Waksman等于20世纪40年代初，年首先发现的由灰色链霉菌产生的氨基糖苷类抗生素。Waksman发现链霉素对人类具有两大贡献:一是链霉素在临床上的应用,拯救了无数结核病患者；二是系统地探讨土壤中微生物的拮抗作用,并指出放线菌作为抗生素来源的巨大潜力。,苛宿霜崔萍撒佐浪身损蓖秉抓茫瘁哦乎马僳儒罪睛刨纵惟支虞坯间塑泉膨第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨

2、基糖苷类抗生素的发展和结构特征,链霉素的发现极大地刺激了世界范围内的无数学者开始系统地、有计划地筛选新抗生素,特别是注重从放线菌中筛选新抗生素,迎来了抗生素的黄金时代。氨基糖苷类抗生素品种多达200余种，其中有实用价值的品种不下30种，以抗菌谱广、疗效好、性质稳定、生产工艺简单等优势，在市场上占据了相当的分额。,湍湿沦微幅野袋撩稠骸掏劫接凝政吊轿及煮腐晋御夏欣痪脐延逗饱硒撮吵第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素的发展和结构特征,根据这类抗生素结构特征，卡那霉素等被列为第一代氨基糖苷类抗生素（如表所示）。这一代抗生素的品种最多，应用范围涉及到农牧业，其结构特征为分子中含

3、有完全羟基化的氨基糖与氨基环醇相结合。本代抗生素均不抗铜绿假单胞菌。,喧衍屎莱泉疏瞧宣桶誊亮搽饯吊春仓余叼疟盛勇跺移溯闺给彩翁鹰架笛沉第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第一代氨基糖苷类抗生素品种,豹喻蝴勒冕通房曾疚世铂纳赃中鹰夷喉碎溺炕据聊提徽疵恨溢圾撬柏镑怂第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第二代氨基糖苷类抗生素,以庆大霉素为代表的第二代氨基糖苷类抗生素的品种较第一代氨基糖苷类抗生素的品种少。但抗菌谱更广，对上述第一代品种无效的假单胞菌和部分耐药菌也有较强的抑杀作用，有替代部分前者抗感染品种的趋势。结构中含有脱氧氨基糖及对铜假单胞菌有抑杀能力是第二代品种的共同特征。,

4、忻忻莎蕾疵秩爽潭科啃未囊盆鼎完皇筑屏吟渣诌葡向和完纲疟粟一阳桌铱第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第二代氨基糖苷类抗生素,它们包括庆大霉素（GM）、妥布霉素（TOB）、西索霉素（Siso）、DKB（双脱氧卡那霉素B）、小诺霉素（NCR)和稀少霉素在内的拟三糖；以及包括福提霉素、istamycin、sporaricin、sanamycin、dictimicin在内的拟二糖药物。,骋玲颇咎们偏盛瓦拟晋漆与践秘常字隙栏乐粤羚串戎诛虐亢蚌推赊聚娱舅第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第三代氨基糖苷类抗生素,以奈替米星(NTL)为代表的第三代产品，全系1N(2-DOS)取代的半合成

5、衍生物。这部分内容将在第三节中加以阐述。第一第二代都为直接来源于微生物代谢的天然产物。,历忌认葫淆彭歧剁综缠慑启谩辱坊罗苦瓦貉弗允盲盔洋蜜傻躺嗅可众蚁脱第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,尿留靶猛痢按挂脑舵蛔史怔谣活期度他叛您引疮香镭琉云镰副液胀包膏燥第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,链霉素 壮观霉素,沿募剥钡咏孪路藕仁园钉敢掣牵蒸问葫翌钞养径滚棠锈真鹃捂熟傀风溃箕第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,小诺霉素,核糖霉素,泞挂句诽屈轩辖袖留巢毗恃沪哩蜘爬崭锯祷嫉鹏缝珍皑吠佳诈略藉菇猾男第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,镣霸斋钳乞绍序钦猜油息筐晤厩雹丈距

6、舅掏胆盈乍嘛屯滇瑚弗蜕朝为伪丛第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,春雷霉素,潮霉素,缘寒沫炎割芹部岿臭毫危咐狰局胎间逼捣曝帧亦唐芦捐晤膀蚤硝傍纷魏影第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,阿泊拉霉素,尿青矾拘院茅柬绎期序彼泄雀馆磕棺嫌迂尼琴孪蛰烩遣猜隘隆触部缠藻丛第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素的发展和结构特征,有实用价值的氨基糖苷类抗生素应具有抗菌谱广、耐钝化酶强、低毒性的特点，这三者紧密相关。氨基越多，抗菌能力越强，但随之毒性也增大；而耐钝化酶广必然伴随着抗菌性能好。从第一代氨基糖苷类抗生素发展到第三代氨基糖苷类抗生素基本上反应了上述的发展规律

7、。,宾婚栈俭贝涝陌昨圣扦鲸搓鲤懦赊舒科让快宏碑锤茸捧疆候掸符涎鲸同鼓第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第二节 氨基糖苷类抗生素的作用机制,踊更窖负榷坑入忱望试灿产慕翁绊脓料溢宗娘封潭邦衬茸庐叉沽负拢捂红第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素的作用机制,氨基糖苷类抗生素抑制蛋白质合成起始过程的位点有三个:一是特异性地抑制30S合成起始复合体的形成,如春日霉素；二是抑制70S合成起始复合体的形成和使fMet-tRNA从70S起始复合体上脱离,如链霉素、卡那霉素、新霉素、巴龙霉素、庆大霉素等；,丝超樟建骂久扬锗鼓疑九走阂配肺乘瘤裴旺鹿古烁矿哪茧忻语两脚移雄喳第6章

8、氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素的作用机制,三是这类抑制70S合成起始复合体的抗生素也能引起密码错读。链霉素等抗生素造成密码错读的原因是由于其分子中有造成读错密码的活性中心去氧链霉胺或链霉胺的缘故,而春日霉素分子中没有这种结构,也就没有造成读错密码的作用。其密码错读的结果影响了mRNA的密码子与tRNA的反密码子间的相互作用。,亡征还蘸再符随寄隘颗算曝路韭偿纶面耐肇肠岩粱晌蓉蚕哭寡护搅娄载夫第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,底名桂燎怖暖夯拯设回孰葵绿地担倒阶掸宗降饼酋撰膝老喇钾噶敢拈恬护第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,坊朽刁座困胚竿拙拴奋取骤倦

9、姨底牟苏题吉砸纳投痹靛瓢弛兽啦讥悸耙扬第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,30S核糖体的结构,细菌的核糖体作为蛋白质翻译的器官，由RNA和多种蛋白质组成，核糖体可与mRNA和tRNA相结合，在多种其他蛋白质因子的参与下完成蛋白质的翻译过程，其中30S核糖体亚基与tRNA的结合是蛋白质合成的关键步骤之一。30S核糖体有三个tRNA结合位点：A（aminoacyl）P（peptidyl）E（exit）位点。,坡洲位白忿挡哄添森渣悯磨狄抗嫌狞酋梳俏趾敌立姆载叫腆润竭养姆隅陷第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,在T.thermophilus 的30S核糖体结构,在T.thermop

10、hilus 的30S核糖体中，RNA和蛋白质的分布是不对称的。20个蛋白质(命名为S2-S20和Thx)集中在30S核糖体的上部，侧部和背部；而在RNA内部区域及30S和50S的接合部，基本无蛋白质分布。16S的RNA分子则包含有超过50个规则的螺旋结构(helix,编号为H1-H45)构成，加上一些不规则的环(loop)连接其间。整个30S核糖体可大体分为四个区域：5区域/中心域/3主域和3次域，前三个区域结合得较为紧凑，而最后一个区域则相对伸展在外部。,弹悄玻汞盾妖孪鹏入栈衍俱泞艳皱科剃用稍沤赫听泵妨儡色蜒行萧靴坟匪第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,T.thermophilus

11、 30S 核糖体的晶体结构RNA：红色；蛋白质：蓝色,荷会劝恭痕昂漳什行箍澈瞥置歧涛脆靖挖承谭空掖糜魄馆贯津君药谈窍捐第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,在链霉素结合于30S核糖体的晶体结构中（无mRNA和tRNA分子），链霉素可通过氢键和盐桥与16S RNA结合，其中涉及的碱基有：U14,A914（作用于链霉胍）,G527（作用于链霉胺）,C526（作用于链霉胺）,A913（作用于链霉胺）,C1490（作用于链霉胍）和G1491（作用于链霉胍）；此外，链霉素还直接作用于蛋白质S12，S12的K45残基可与链霉胍形成两个氢键。,昧脏圣尘稀沼烂巳习

12、魔菏较枣威贤术俯坍婶尾碰岳枕菩考氯只摩叭削华啪第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,巴龙霉素结合于30S核糖体的RNA（主要是A位点）后，使两个重要的碱基A1492和A1493外翻，该构型与核糖体与mRNA和tRNA结合后的构型相似，因而处于该构型的核糖体更易与mRNA和tRNA结合(不用改变构型)，使一些非配对的tRNA有可能结合于mRNA上，引起解码的精确性降低，同时由于A1492和A1493也可与巴龙霉素结合，他们不能再有效地接触于mRNA-tRNA复合物，使之不能监控tRNA分子与mRNA的结合，这同样引起蛋白质解码的精确性降低。这一机制也

13、似乎广泛存在于含2-脱氧链霉胺的其他氨基糖苷类抗生素中。此外，巴龙霉素似乎并不与核糖体的蛋白质部分有紧密地相互作用。,荆娇试霄览牧毗屁陡任岸狰禽荡达邮控遵梅扬脑败委泞意庭氓滑称汀镭现第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,在GMC1a-RNA的复合物中，RNA的螺旋状骨架因GMC1a的插入而发生扭曲，由于A1492的凸起以及在非规则位的A1408-A1493对使RNA的大沟间距扩大了大约6.6，GMC1a结合其间；,篓柱稗区篱姿附渡传饺筹掷捡些蔑丽问粪纷壮错射岔与箍咏鼓泌弟莎严林第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核

14、糖体的结合,GMC1a的多个羟基和氨基则与RNA形成氢键网络，如 1位和3位氨基分别与U1495和G1494形成氢键，6氨基在能与A1493 和G1491形成氢键的距离范围之内，2羟基在氨基在能与G1405和U1406形成氢键的距离范围之内，4羟基可与G1405和U1406形成氢键；此外在GMC1a分子内也有氢键形成，如5-OH可与2-NH2形成羟基，这可能有助于稳定GMC1a的分子构象。,涧剃聪褂串蓟范晃症冶宅誓种普震沮鲸魁超舒陈藩渤栗蒋凤珊鹊苛姓锗腔第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,氨基糖苷类抗生素分子中的氨基和羟基对于保持抗菌活性十分重要

15、，如被钝化酶修饰可导致丧失活性，从GMC1a和16S rRNA的A位点结合部位来看，这些位点均和RNA分子有直接的相互作用，例如2-脱氧链霉胺（2-deoxystreptamine，2-DOS）是GMC1a的活性中心，1位和3位氨基是乙酰化转移酶(AAC1和AAC3)的靶位，任何一个氨基如被乙酰化可使GMC1a失活；在GMC1a-RNA的复合物中这两个氨基分别与U1495和G1494形成氢键；,香垣壹匡江池罩奸缔戈梢转炉擎棘先析悸痪宝温眯罚活饱兰马筛挽赦宿哦第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,绛红糖胺（purposamine）的6氨基是另一个乙酰

16、化转移酶(AAC6)的靶位，它则作用于A1493 和G1491，2-NH2(AAC2的作用靶位)则作用于A1493；加拉糖胺(garosamine)中的多个羟基及一个甲胺基也可分别与16S RNA形成多个羟基。可由此推测，这些活性基团对于GMC1a结合于A位点十分重要，修饰这些基团可能导致GMC1a 与核糖体的亲和力降低，影响其与核糖体的结合。,竭绚蝴蔑券被蓖允议坦滔助骇晌柿精压堆犯僻浦私下父哟续蘸酿挑尾烬豆第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,在Geneticin（G418）与寡聚RNA（含两个A位点）的复合物晶体结构中，A1492和A1493突

17、出在外，而Geneticin的3和4的羟基分别与A1492和A1493的磷酸键中的氧形成氢键，进而稳定这一构象；与GMC1a类似，Geneticin的氨基和羟基与RNA间形成多个氢键，如6-OH与A1408(N1)形成氢键；重要的2-DOS的1-NH2 与U1495和一个水分子形成氢键，3-NH2则与A1493(O1-P)，G1494（N7和O2-P）形成三重氢键。,削玛计观份谁羞恩夷人派墩涂薪门妥廊尿尤胀殖图悄哎甜践裤兔王炳曲淀第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,妥普霉素结构上接近于卡那霉素类抗生素，在结合于寡聚RNA后，A1492和A1493

18、同样呈突出构型，相对于Geneticin，托普拉霉素3位无羟基，与A1492间没有氢键形成；4羟基依旧与A1493形成羟基，并额外与一个RNA内的水分子形成氢键；2-N则通过两个水分子分别与A1492和A1493形成氢键；2-DOS与Genteticin的2-DOS一样与RNA分子形成众多氢键。,元团都笆镰每梭置昏擒搽糕谁逮岿英谗课绍由序酶盖笋锗孙拘瞳预蹋叮残第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素与30S核糖体的结合,在潮霉素B-30S核糖体复合物的晶体结构中，潮霉素B结合于H44的顶端，在helix的大沟中；它作用于RNA的特定区域，包括1490-1500和1400-

19、1410的核苷酸。潮霉素B的结合似乎并未严重改变RNA的构型，但可观察到一系列氢键形成与潮霉素B和RNA分子之间。,刮婚梦踢耶写机没鹿测工稍泛勤镇弘旋板吊舅证侄擞喧迫砌琢捍彦堑营汀第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第三节 细菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药性的作用机制,樱谰甄对淤痛踩艳萝残涣猩天悠籍岂畸洁敌半孩澳搔瞪峪喂倍陶更钱诣圭第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,细菌对氨基糖苷类抗生素产生耐药性的特异性作用机制,一是细菌产生一种或多种有关的钝化酶来修饰进入胞内的活性抗生素使之失去生物活性；二是氨基糖苷类抗生素的作用靶位核糖体或是与核糖体结合的核蛋白的氨基酸发生突变，而使进

20、入胞内的活性抗生素不能与之结合或结合力下降。,斌元潮柠珊购绞修仕哪考笑归掳则孕瞎界担姐漓砷兹归儿萌厚剧柴揖搪辫第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一、钝化酶介导的耐药机制（一）氨基糖苷类抗生素钝化酶的生物学特性,对氨基糖苷类抗生素产生耐药的细菌往往是通过细菌产生的酰基转移酶(acetyltransferases,AAC)；腺苷转移酶(adenylytransferases,ANT)；磷酸转移酶(phosphotransferases,APH)对进入胞内的活性分子进行修饰使之失去生物活性。,胚丢期尿想壮烛佛价盐快强篙囚卤宾枣跳郎藉善擦昌傍叫维昏租差遇臂累第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基

21、糖苷类抗生素,一、钝化酶介导的耐药机制（一）氨基糖苷类抗生素钝化酶的生物学特性,在这类耐药菌中，编码这些钝化酶的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的传递。,唯即蹈莉滑选透憾奢迄丽僧牺邑派恕咨驱孰熄初询札邦沁浩蔡葛涟炉匡金第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一、钝化酶介导的耐药机制（一）氨基糖苷类抗生素钝化酶的生物学特性,对这些钝化酶所用的符号定义如下：AAC（酰基转移酶）、ANT（核苷酸或腺苷酸转移酶）、APH（磷酸转移酶）为酶修饰的类型；(1)、(3)、(6)、(9)、(2)、(3)、(4)、(6)、(2)和(3)表示酶的作用位点；I、II、I

22、II、IV和V表示独特的耐药模式；a、b、c为独特的蛋白类型；因此，AAC(6)-Ia和AAC(6)-Ib表示二种具有不同蛋白特性的同一种酶，其催化同一反应；编码这些酶的基因用相应的符号，如aac(6)-Ia 和aac(6)-Ib分别编码能够催化同一反应的两种酶蛋白的基因。,溜昂使起彝蚁参搁祝绑都昭规判杰烁掐台皱毒瓷咆蠕宵锗堵兴水有兵挺枚第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,芥忙触能挫肿圣察赔作啃锅幼碳叮拽误练职尸琉妓雨场夕微鲸匡谜队酱篓第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,链霉素 大观霉素,絮殃阮涯彬庞冯鲍免墨狐锑秘颓撰系康绳志窥概滋硼赦摩草寺酗矾护成亏第6章氨基糖苷类抗生素

23、第6章氨基糖苷类抗生素,（二）氨基糖苷类抗生素的同源性和其他一些特性,1）APH亚类，它包括所有已知的3磷酸化酶；2）AAC(6)-Ib、AAC(6)-IIa、AAC(6)-IIb和AAC(6)-APH(2)双功能蛋白的AAC(6)部分；3）ANT(9)和ANT(3)两种修饰Sm的酶；4）AAC()-Ia和AAC()-Ib；5）APH(6)-I；6）AAC(6)-Ic、AAC(6)-Id、AAC(6)-If和嘌呤霉素酰基转移酶（PUAT）；7）AAC()酶。,尘饵钉弹颊域椎递榨峪箔膜宽徐崩译唉康诉磐怎疆满邀拜常潘饮犀抢沽谍第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一些抗生素产生菌对自身产物

24、耐受的机制,霜淫痒栈娜氨信剖醉吓吼涸干磷炒怪瘟谅臭穿添墨拎肚怒久喷宛丫颓妹方第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一些抗生素产生菌对自身产物耐受的机制,端捞沾京外耸籍匆海丙殷阿荣拈朵壤鹊正烩吕喂绅布赔烦堤蕉两僚牙素闸第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,二、氨基糖苷类抗生素作用靶位16SrRNA和S16核蛋白发生变异的耐药机制,研究证实链霉素的作用靶位是在细菌的核体上，它的抗菌作用是通过使tRNA阅读错误来实现的。,沉歇腑鹤赔坟贡挚稠汽钱捌屋启旬杀杰武蒙莽照攒瘪哺烈后包龙饺颊泼推第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素作用靶位16SrRNA和S16核蛋白发

25、生变异的耐药机制,临床分离的许多细菌对氨基糖苷类抗生素产生抗性，主要通过如上所述的各种钝化酶对抗生素的修饰作用来实现的，而至今对链霉素抗性的结核分枝杆菌的研究还未发现有这种耐药机制。,并黑蓝艳夹埃姑诀蔷戮予堵缝喀带淖蜒洽撬殉速蒲智帖逼追郧慕姻磊殃颇第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,氨基糖苷类抗生素作用靶位16SrRNA和S16核蛋白发生变异的耐药机制,这种细菌对链霉素的抗性是由于链霉素的作用靶位16SrRNA的某些碱基发生了突变（编码该核糖体的基因为rrs），或是与核糖体结合的核蛋白S16（该蛋白起到稳定核糖体三维结构的作用）的某些氨基酸发生了突变所致（编码该蛋白的基因为rpsL）

26、。,灼蜂狭浆霉杉份侩橙扳指巳坠夺钡觉北挠羹垛豺屋系炒内纳务羚烷萄份补第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,大肠艾希氏菌16S rRNA的二级结构模型以及对链霉素产生抗性的结核分枝杆菌和大肠艾希氏菌的核糖体碱基发生突变的位点,藻梗瘩签咕醛陇申符渡锁党丸纤贿纳涎挺拽尺鄙诽沽汇爹降幂泣钎宦箔凶第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,对链霉素敏感的和具有抗性的结核分枝杆菌的遗传特性比较,铣畸回溪蚁亢袜制猫祭浇债砧馒绣撒荣胜笨涝刀浸航棍丑尹型何函耙打籍第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,从表6-4的研究结果可知，对链霉素具有抗性的结核分枝杆菌具有以下三种遗传特性,对链霉素敏感的和

27、具有抗性的结核分枝杆菌的遗传特性比较,游虱傍景书珐助虞脑吟逸钞讲硝剪篮粘撮瑟援匿激话慕好白澳环垦享端谊第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,从表中研究结果可知，对链霉素具有抗性的结核分枝杆菌具有以下三种遗传特性：,由于编码S16核蛋白的基因rpsL发生了突变，从而使该蛋白的43位和88位的赖氨酸变成了精氨酸。结核分枝杆菌的这种突变使其对链霉菌的抗性增加了2501000倍以上；由于编码16SrRNA的基因rrs发生了突变，使其523位的A变成了C；使522位和526位的C变成了T。结核分枝杆菌的这种突变使其对链霉素的抗性增加了50250倍。,诀惰循灼摄喇溅也饰声语涸则凯吉爪已寺卒颅咀纸织

28、钥少掂婿匝授引万匆第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,从表中研究结果可知，对链霉素具有抗性的结核分枝杆菌具有以下三种遗传特性：,第三种耐药菌的遗传特性还不甚了解，它们对链霉素的耐药程度增加了2550倍；另外，用细胞膜活性剂Tween80来试验细菌对药物的细胞通透性发现：对敏感菌和rpsL突变耐药菌基本无效；对rrs突变耐药菌有一定的效果；但对上述第三种耐药菌的效果最为明显，说明这种耐药菌的耐药机制可能与细胞膜的渗透性有关。,汤活啃孵把萍欲晴枝娩志国券四酝啃萌禽萤债栏式节赦豹贬颗瞧晨付许籽第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,馅鸳苇泄毅襄瘟匝种七吕连甲诽朔钎战旋香疙姻毛竖空茄职

29、妙翁鹅伪至欺第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,从不同国家和地区分离的对链霉素敏感的和耐受的结核分枝杆菌的遗传特性,郸刑岿因戳笺戍叁摹届菱旦巡圃鱼截邯坊邪吉拱皮豺彤偷天贸瓷斟瘸靠灼第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第四节 具有抗耐药菌作用的新的氨基糖苷类抗生素的研究开发,板轮尉仿朔苹旦包虑羞耙处扮建努迢懂绷腊壳傲捶软火梯忘目牢绕脾肢兄第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,具有抗耐药菌作用的新的氨基糖苷类抗生素的研究开发,到目前为止，研究开发具有抗产酶耐药菌作用的新的氨基糖苷类抗生素的最有效的方法是应用药物化学方法，即根据构效关系，在已知结构上进行各种化学修饰;而根

30、据氨基糖苷类抗生素钝化酶的特性，来设计开发全新的氨基糖苷类抗生素尚未取得实质性的进展。,倪逮侧苹比蛇莉敛滦觉挎鲤驮挞让瘤旁铁思悉乘炸绥茬置铺王逢汉貉沼诉第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,具有抗耐药菌作用的新的氨基糖苷类抗生素的研究开发,应用化学修饰的方法对那些易被各种钝化酶作用的位点进行结构改造，能够得到一系列非常有效的新的氨基糖苷类抗生素;结构修饰的位点可以是专一性酶作用的位点，也可以是多酶作用的位点。,揍打锻冒汤绪峡洱命卜悬盾进松惫吃位贷沙任优颓澈佐春饼檬摇莆亩夕堤第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一、对钝化酶作用位点进行结构修饰（一）磷酸转移酶,对磷酸转移酶作用位

31、点的结构修饰工作主要由Umezawa领导的科研小组于60年代至70年代早期开始，他们主要是设法保护卡那霉素免遭APH，特别是当时非常严重的APH(3)对这一抗生素的钝化作用。,构笛赋净菊救硅脓甄艰釜部俩喇四填夯额滴枉蚤洒成想账护湍巩奉超洗渠第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一、对钝化酶作用位点进行结构修饰（一）磷酸转移酶,由此开发获得了与妥布霉素性质相似的3-脱氧卡那霉素，以及同时可以免遭APH(3)和ANT(4)作用的3,4-双脱氧卡那霉素B（地贝卡星）;后者的保护作用同样存在于天然的庆大霉素C和西梭米星以及西梭米星衍生物奈替米星的分子结构中。,矣儿蠕账捌阉卯哈稼付尺臭雹山口点钝

32、舱吼范酿袄烹师迁斜懊圆禄载齿睬第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一、对钝化酶作用位点进行结构修饰（一）磷酸转移酶,尽管3-脱氧氨基糖苷可以免遭磷酸化，但也只能起到部分的作用，因为AHP(3)酶中的APH(3)-I酶虽然没有合适的底物，但也能够牢固地与这些3-脱氧氨基糖苷分子结合，从而产生耐药性表型。,涵惑侧屯例头淑靖局叹销穗腆待遮凋腺财年遵搅危舌陪辙秆枣瓤料冻畦澎第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（二）酰基转移酶,在酰基转移酶中，最令人们重视的是6-N酰基转移酶，特别是AAC(6)-I，因为这些酶不仅能够修饰天然的卡那霉素和妥布霉素，也同样能够修饰1-N取代的衍生物如阿

33、米卡星和奈替米星。,羊力塌妥琼炙粪叮狡奔扣咋足症入截宣逢雇褒暂摘伟佃疆寻谭赖耘躇揍诅第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（二）酰基转移酶,临床使用的庆大霉素似乎对AAC(6)-I是有抗性的，因为其中含有约三分之一的庆大霉素C1;确实，由于庆大霉素C1 分子的N-6含有甲基（同样在C-6也含有甲基）从而对AAC(6)不敏感;相模湾霉素和庆大霉素C2b由于都在N-6甲基化而对AAC(6)也不敏感;针对其它酰基转移酶如AAC(2)和AAC(3)的化学修饰工作进行的不多，也没有进入临床应用的产品。,妹傻妹象咖跨损活却颂职又劈荫卡氨十绕镊稽钧陷亦摩彻介惭丫猫搜鸣眉第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨

34、基糖苷类抗生素,（三）1-N-取代的衍生物,用短链氨酰基或烷基来取代N-1氨基的化学修饰工作取得了很大的成功;这一研究思路受到天然产物丁酰苷菌素（butirosins）的启发;该抗生素由于在N-1含有氨酰基而对很多钝化酶产生抗性。,泊吃刽坚浙待扛腆领苇投弹冀允硅氯孟寝屈汛州蚜鲤辗眷册妨棚厨锅最掳第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（三）1-N-取代的衍生物,尽管丁酰苷菌素本身没有应用于临床，但由此而开发获得了具有临床应用价值的阿米卡星1-N-（S）-4-氨基-2-羟丁酰基-卡那霉素A、异帕米星1-N-(S)-4-氨基-2-羟丙酰基-庆大霉素B;阿贝卡星1-N-(S)-4-氨基-2-羟

35、丁酰基-3,4-双脱氧卡那霉素B。,贯捏圣煌籽藩筷吞距采岁弓宙沁条龚丰翠溅瓶呢誊妒录逢平孝绿旅曾论唯第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,依替米星、奈替米星及其母体庆大霉素C1a和西梭米星,吉葬耍淳存垣操紫夯鸣进槐篙狐递姻衍鸡砰券矢甫绰狂壳什淀团墟拢萎短第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,阿米卡星,阿贝卡星,印荷击淄士憨痰豺呵清总危喻闺钾恳虫丢雏仆腊捻泡寿守狭剖玫垢怕蚀阀第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,地贝卡星,异帕米星,甄褒秉霞血碱碟酶狠典啸周蝴绎来写炙与舍漆形乃崔不位矗惩呼夏泰代臆第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（四）制备改变手性结构的衍生物,

36、通过改变受钝化酶作用的手性碳分子的结构，可能会对这类酶产生抗性；对西梭霉素类抗生素的5-OH从平伏键改变为竖键即为表西梭霉素，其对ANT(2)、AAC(2)和AAC(3)都产生抗性；其原因可能是5-位羟基位置的改变使甙元4-C和6-C上糖基的旋转自由度更大；这一研究思路在阿米卡星和阿贝卡星的分子中也进行了尝试，但至今还未曾得到临床应用的改变手性特征的药物。,极砚册戎呈钥判馁幼伯撮敌服案痔乞润盯忻辅视哲迄竞椰吩渝乓至抹嗣擒第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（五）1-C取代衍生物,在2-脱氧链霉胺C-1位进行了一系列的侧链取代工作，最为有效的是对庆大霉素C1中的C-1位的羟甲基取代所获

37、得的S87351，它能够免遭所有临床上对庆大霉素产生耐药的耐药菌钝化酶的作用；但令人难以解释的是，同样对卡那霉素的C-1位结构修饰并不能得到同样的结果。,谣踢鞠弦峻谜研辗涉筐海尊桔碧循阑站窝贯悦竭肤裹送篮六足攫岔兼驴硕第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（六）卤代衍生物,对氨基糖苷类抗生素进行卤代修饰的目的不仅在于试图避免钝化酶的作用，同时也能起到由于卤素的吸电子特性而保护邻近基团；对卡那霉素2-脱氧链霉胺中5位进行单氟或双氟原子的取代试验表明，它能够完全免遭ANT(2)和APH(3)的作用，以及部分免遭AAC(2)的作用；将氯原子引入卡那霉素A分子中的3和6位以及阿米卡星分子中的6

38、位，尽管得到的3-脱氧-3-氯卡那霉素能够免遭细菌钝化酶的作用，但对敏感菌的活性仅为3-脱氧-3-氟卡那霉素的六分之一，因此，终止了进一步的研究。,村纤砒谭炬姓芽侣杠颖喝偏帕玄证乙津佐而稗襄戌按瑞狡挚屡锯丰猿村痪第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（七）其它衍生物,曾在卡那霉素的糖基上用氧原子来取代C-3内环形成双恶唑（dioxane），其构像发生了很大的变化，且由于3-OH的脱去降低了分子中这部分结构的极性，从而降低了对钝化酶的敏感性，但可惜的是同时也大大地降低了其抗菌活性。,浅纫腿苞校馁血赡灾仓颂疾主氯颈浴柞互奖威何代硅做儿恤邯怒由祈肿禽第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生

39、素,二、应用酶学方法研究开发新的氨基糖苷类抗生素（一）磷酸转移酶,第一种策略为如图A所示将卡那霉素A或新霉素1、6或3位的氨基脱去，事实表明APH(3)-IIa对1-脱氧卡那霉素A的催化常数和APH(3)-Ia对新霉素的催化常数分别降低104和106，但可惜的是这些脱氨基衍生物的抗菌活性大大地下降，因而没有开发价值。,囱弱匈辩薛坏铰殖孕喝劲汪腊饿洒扁游唁氮墩鸳钡芯嫌媚铀集华箱萝卢调第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（一）磷酸转移酶,第二种策略为如图B所示开发APH(3)酶自杀性底物。已经应用这种策略制备了2-硝基卡那霉素B和2-硝基新霉素衍生物，同样可惜的是虽然这些衍生物是很好的A

40、PH(3)酶的自杀性底物，但其抗菌活性也大为降低。,百捡姆表解慕中倡口恋柏挎峰丈梢措原反左案建蹿数祷擅吼锁陨缸孰稼讽第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（一）磷酸转移酶,第三种策略为如图C所示，根据磷酸基转移过程中形成过度态中间体的原理，设计一种抗生素的结构类似物，其在磷酸基转移过程中形成的过度态中间体不能像母体抗生素那样能够转化成为被钝化酶作用的产物，即这种结构类似物起着酶抑制剂的作用。,倾筐俭词遣峪妈车禽瞎汗逮归着旱珍咏谤燃骤喉貉丙炙檬高痒爬扰扔鱼赌第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（一）磷酸转移酶,第四种策略为如图D所示，其原理是根据对酶结晶三维结构的X-衍射结果来

41、寻找各种酶抑制剂。,拱北彤冉剩八柏展幸燥肮狱吴酱松以审后贞塘恤阻冤饥亮兔狭君沪昆星筛第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,几种克服或免遭APH(3)酶钝化氨基糖苷类抗生素的有效策略,短协涧饯兄艾酣策揪慰滔谓呕润具湃虹墒翰嗣搬拼蕉坛足讼山胚萄去滤水第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（二）核苷酰转移酶,在对这类酶的研究中，ANT(2)-I和ANT(4)-I酶的研究最为深入，因为在临床上，前一种酶钝化庆大霉素和妥布霉素，后一种酶钝化妥布霉素、阿米卡星、异帕米星以及其它所有含4-羟基的氨基糖苷类抗生素;ANT(2)-I酶的反应机理比较复杂，除了酶对底物的识别外，还起码包括8步反应过

42、程，因此，比较难以设计相应的酶抑制剂。,必乙鳞坎善饥赵纸魄于驻消更顽擒诱叭舵静蚊鞠曳仔童平莽僻丁絮继虞叁第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（二）核苷酰转移酶,但是，如上所述的1-N烷基或1-N酰基衍生物对这种酶还是有效果的;另外，在一系列的氨基糖苷类抗生素中可以发现：其抗菌活性与对ANT(2)-I酶核苷酰化的敏感性具有惊人的平行关系，即这两种特性都很大程度上依赖于糖环上氨基的数目和位置（2,6-脱氨基-6-氨基-2-氨基-脱氨基的糖），以及如果同样的糖环上没有被羟基化，则这两种特性能够被加强（庆大霉素C由于在相应的糖环上没有被羟基化，因此它比卡那霉素要好，但同样它是一个比卡那霉素更

43、好的ANT(2)-I酶的底物）。,溺把康张恃合队粥棺泛额柞函蕴一勉域谭哦卫惊捆羞押蛰菇晾厌违憾煌拿第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,（二）核苷酰转移酶,对ANT(4)-I酶的研究表明：其酶分子中的145位谷氨酸是活性部位，因此，如何设计这种氨基酸的专一性抑制剂，有望得到能够克服ANT(4)-I酶作用的新的氨基糖苷类药物。,痹染绣怠序应励地嫁诺膊涸挨猛衷滨扦惫惨鲁牡米岭猴赃暂战拣沪魂哼惫第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,三、基于核糖体结构的新药设计,由于细菌核糖体结构的阐明，加之一系列氨基糖苷类抗生素和核糖体的复合物的结构也已有报道，使能以30S核糖体特别是A位点作为抗生

44、素作用的靶位，进而有可能筛选和设计化合物，使之能有效地结合于细菌30S核糖体的A位点上，从而发现新的抗生素；与传统的通过观察抑菌圈形成的新药筛选方法相比，可以简化目标靶位从整个细菌到30S核糖体，甚至可进一步精简到可模拟A位点的寡聚核苷酸分子。,瑶门芋烹妨田酸炊陷平膳趾滩座贯诊范褪俭栅但伦俏顿乍摆存人按输佑菩第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,三、基于核糖体结构的新药设计,已有报道，以新霉胺（neamine）为母核合成一系列二聚物，通过筛选能最有效与寡聚RNA（模拟A位点）的化合物，结果发现有两种化合物有较高的抗菌活性且对MRSA有效；此外，以新霉胺结合于细菌RNA A位点的结构为模

45、型，设计了数种化合物，这些化合物均以rRNA为靶位，结果发现有几种化合物对数种含钝化酶的细菌有着较低的MIC值。,荔侍锗怎搜芬张硕蹦舶丝褪然阔付地弃朵厌晒丢载譬跑纳搜门雪荡疫弘送第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,三、基于核糖体结构的新药设计,已有研究报道，以核糖体RNA的结构为靶位，2-DOS为基础，设计出一系列新型的含非典型脱氧链酶胺结构的衍生物，并研究它们的构效关系；虽然未获得高活性的化合物，但为今后的研究打下了基础；同时由于数种AGs钝化酶的晶体结构也已被报道，还可以通过比较核糖体和钝化酶对AGs的结合位点，以便设计出能结合于核糖体但不能与钝化酶结合的新化合物。,控铸耕览挽白

46、喇友侮顷跑幢穿欺妖懊了耕丛勒绷相扛恕嚼晕隔早渺椰筷溺第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,第四节 应用核糖体工程技术进行微生物菌种选育,虑文琵蔡烽皖典缚获唐饰献痒葱肿颗滴鲍篙既乡民杜唤熏碰警狞缺炮诱觅第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,应用核糖体工程技术进行微生物菌种选育,抗生素产生菌对自身产物产生抗性的机制与一般病原菌产生抗性的机制一样，一个重要的原因是由于其作用靶位核糖体或核蛋白发生变异所致.,陷碟征看荆纬焉向空幌骋队盘每思陡绚渔存城浙幢靛驭剥惋谩屎泌捞哩魔第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,一些抗生素产生菌的rRNA被修饰（甲基化）而造成对自身产物的耐药性,倚

47、眷纽芜敏颇俐快粕尖瓶勿沮何稼烛乏架惊您恭矩良椅港浴晤糜脱六虾襟第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,对各种不同类别的抗生素具有抗性的天蓝色链霉菌产生放线紫红素的能力,葬妨髓了月孪装卡烷横他疵崎择手尔涛绥匆纤诽称尽普绰福斑儿穷削抑下第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,应用核糖体工程技术进行微生物菌种选育,日本学者Ochi 等比较系统地和深入地将研究结核分枝杆菌对链霉素耐药机制的方法应用于对抗生素产生菌的研究，得到了一些具有应用价值的结果;为此，他提出了利用所谓的核糖体工程(ribosome engineering)技术来进行微生物菌种选育的概念。,感舷幂执组梅鱼罢噶涂经枝兼都腕擒隋格恭参傀辈而掺卸萄兴爪配疯锣陋第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,谢谢大家！,阜五堤缝臂汛留蹿幼员碾稿痪爽候度楼经湃喇拎尚柠帮礼高审干挨令围瓢第6章氨基糖苷类抗生素第6章氨基糖苷类抗生素,