Tschowri VL5: Antibiotika I - Herkunft, Struktur, Wirkungsweise

Question 1

Was sind Antibiotika?

Answer 1

• kleine von Mikroorganismen produzierte moleküle
• ermöglichen moderne Medizin
• einzige Medizin, die Krankheiten heilt
• tötet oder hemmt das Wachstum von Mikroorganismen ohne Tiere oder Menschen zu behindern
• erhöht durchschnittliche Lebenserwartung

Question 2

Welche Mikroorganismen produzieren Antibiotika?

Answer 2

• Streptomyces und Actinomycin (60%)
• Pilze (30%)
• alle anderen (10%)

Question 3

Antibiotikaklassifikation

Answer 3

Nach aktionsmodus
[- bakteriostatisch
- bakteriozidal]

aktivitätsspektrum
[- Breitband
- begrenzt]

Zielstruktur: 
[- Zellwandsynthese 
- DNA Gyrase 
- RNA elongation
- DNA abhängige RNAP
- proteinsynthese (50s und 30s und tRNA )
- lipidsynthese 
- Cytoplasmamembran (Struktur und funktion)]

Chemische struktur
[- beta-lactam
- Quinolone 
- aminoglykoside 
- tetracyclin
- macrolide 
- glycopeptide]

-> kein Antibiotikum, das gegen alle microben nützt

Question 4

Bakteriostatische Antibiotika

Answer 4

Hemmt Wachstum von Bakterien

Microlides, tetracyclin, chloramphenicol

Question 5

Bakteriozidale Antibiotika

Answer 5

Tötet Organismen

Aminoglykoside

Question 6

Breitband Antibiotika

Answer 6

Tetracycline

Question 7

Schmale/ begrenzte Antibiotika

Answer 7

Vancomycine

Question 8

Klassifikation nach wirkunsspektrum

Answer 8

Bakteriostatisch

Bakteriozidal

Question 9

Klassifikation nach aktiviätsspektrum

Answer 9

Breitband

Schmal/ begrenzt

Question 10

Klassifikation nach zielstruktur

Answer 10

• Zellwandsynthese
• DNA Gyrase
• RNA elongation
• DNA abhängige RNAP
• proteinsynthese (50s und 30s und tRNA )
• lipidsynthese
• Cytoplasmamembran (Struktur und funktion)

Question 11

Klassifikation nach Chemischer struktur

Answer 11

• beta-lactam
• Quinole
• aminoglykoside
• tetracyclin
• macrolide Antibiotika
• glycopeptide

Question 12

Zellwandantibiotika

Answer 12

Vancomycin
Monobaktame
Penicillin

Question 13

Beta-lactam-Antibiotika

Answer 13

• Kern: Beta lactam ring
• unterschiedliche seitengruppen für unterschiedlich Effizienz, Aktivität und löslichkeit

Penicillin, methicillin, oxacillin, ampicillin

• > gegen zellwandsynthese
• beta-lactam-Antibiotika ahmen D-Ala-D-Ala-Struktur der Crosslinks nach, dieses ist wichtig für die peptidoglykan Synthese
• binden an transpeptidase -> stoppen PeptidoglykanSynthese -> wachsende Zelle Platzt auf Grund von Instabilität

Question 14

Glycopeptid Antibiotika

Answer 14

Vancomycin
- produziert von actinobakterium Amycolatopsis orientalis

• > gegen zellwandsynthese
• bindet an D-Ala-D-Ala am Terminalen Ende des pentapeptids und verhindert so die Aktion von transglycosylase und transpeptidase

Question 15

Tetracycline

Answer 15

Inhibieren die proteinbiosynthese: 30S UE des ribosom

• sind bakteriostatisch und wirken, indem sie an die A-seiten des ribosoms binden und diese zerstören
• tetracyclin Moleküle umfassen einen tetrazyklischen Kern, an dem verschiedene Seitengruppen hängen
• Breitband Antibiotika: passieren die äußere Membran von gram- Bakterien durch die Poren OmpF und OmpC

Question 16

Inhibitoren der 30S UE

Answer 16

Tetracyclin

Aminoglykoside (Streptomycin, Kanamycin)

Question 17

Aminoglykoside

Answer 17

Inhibieren die proteinsynthese durch Bindung an die 30s UE
- haupt Struktur einheit: verschiedene Zucker beinhalten amino und hydroxylgruppen

Binden auch an die 16s UE, genauer an der A-Seite

• bakteriozidal
• > verursachen translationelles Verlesen der mRNA

Question 18

Durch welches Bakterium wird das Antibiotikum streptomycin produziert?

Answer 18

Streptomyces griseus

• während des vegetativen Wachstums wird die Expression von adpA durch das A-Faktor Rezeptor Protein ArpA, welches als Repressor fungiert, geblockt
• Die Akkumulation von A-Faktor führt zur derepression von adpA-expression und der nachfolgenden Aktivierung des AdpA regulon
• direkte Ziele: von AdpA beinhalten Gene, die Schlüsselproteine für die morphologische Differenzierung und strR, zudem die Aktivatoren für das gencluster der Streptomycin biosynthese, kodieren

Question 19

Wo kommt AdpA vor? Was tut es?

Answer 19

Im Streptomycin Gencluster von S. griseus

• bindet und aktiviert den Promoter stromaufwärts Der Gene StrR, welche das Streptomycin Regulator Protein kodieren.
• StrR vermittelt die transkriptionelle Hochregulation des hauptsächlichen Streptomycin-Biosynthese Gens

Question 20

Macrolide und chloramphenicol

Answer 20

Inhibieren proteinsynthese: betreffen die 50s UE

• Macrolid zB Erytromycin: bindet an 23s rRNA der 50s UE -> blockt den Peptid-Ausgang und stimuliert die Dissoziation der Peptidyl-tRNA aus dem Ribosom während der Translation: bakteriostatisch
• chloramphenicol hemmt die peptidyl tranferase Aktivität

Question 21

Sulfonamide

Answer 21

Wirken auf Folsäuresynthese

• strukturelle analoge von PABA
• verhindern die Synthese von tetrahydrofolsäure TFH, einen wichtigen kofaktor in der Synthese von nukleinsäure Vorläufer
• selektiv toxisch in Bakterien, da diese ihre eigenen Folsäuren synthetisieren
• tiere: Aufnahme von Folsäure durch nahrung

Question 22

Quinolone

Answer 22

Quinolone: Nalidixin säure

Greifen die zwei essentiellen Topoisomerasen IV und DNA-Gyrase an

Question 23

Inhibitoren der 50s UE

Answer 23

Macrolinde: erytromycin

Chloramphenicol

Question 24

Folsäuresynthese Antibiotika

Answer 24

Sulfonamide