Vorlesung 5.

Question 1

Was gibt es für Antibakterielle Wirkungen?

Answer 1

• Breites Spektrum: viele Gram-positive und Gram-negative MO

- Enges Spektrum: Aktiv nur gegen wenige MO

Question 2

Welche Arten der Wirkungen gibt es und was haben sie für einen Einfluss auf den MO-Wachstum?

Answer 2

-Bakteriostatisch:
Inhibition (Hemmung) des Wachstums; nicht lethal für den MO
-Bakteriozid:
lethal für die MO
-Bakteriolytisch:
Lyse der Zellen, lethal für die MO

Question 3

Was bedeutet MIC?

Answer 3

• Minimum Inhibitory Concentration

- geringste Konzentration, die 99,9 % der Population abtötet–> muss experimentell bestimmt werden

Question 4

Was sind die fünf am häufigsten verwendeten Antibiotika?

Answer 4

1. Cephalosporine
2. Penicilline
3. Chinolone
4. Macrolide
5. Tetracycline und Aminoglycoside (ca. gleich)

Question 5

Welche ABs werden in den USA hauptsächlich bei der Tieraufzucht verwendet?

Answer 5

1. Tetracycline (wichtig)
2. Cephalosporine (wichtig)
3. Macrolides
4. Aminoglycoside

Question 6

Welche ABs werden in den USA hauptsächlich beim Menschen verwendet?

Answer 6

1. Cephalosporine
2. Macrolides
3. Tetracyclin
4. Aminoglycoside

Question 7

Wozu wird AB im wesentlichen Eingesetzt?

Answer 7

• Behandlung von Infektionen im
klinischen Bereich
• Prophylaktik. Einsatz im Haushalt, Spülmaschinen, Seifen, sogar Cutting boards, etc.
• Landwirtschaft, Tierfutter (Mastfutter), Konservierung (Fische),
etc. ,
• Forschung Entwicklung neuer
Antibiotka, selektierbare genetische Marker.

Question 8

Welche Plasmide sorgen für Resistenzmechanismen?

Answer 8

-R-Plasmide werden ausgetauscht

Question 9

Bei welchen opportunistisch pathogenen und pathogenen MOs kann aufgrund der auftreten Resistenzen nicht mehr Behandelt werden, weil sie zu hoch resistent sind?

Answer 9

• Enterococcus feacalis
• Mycobacterium tuberculoosis –> Gram-positiv
• Pseudomonas aeruginosa –> Gram-negativ

Question 10

Gibt es eher Gram-positive oder Gram-negative MOs, wo die Resistenz immer mehr steigt?

Answer 10

-mehr Gram-negative

Question 11

Was sind die am wichtigsten resistenten Keime?

Answer 11

• E nterococcus faecalis
• S almonella spp.
• K lebsiella
• A cinetobacter laumanii (wichtig)
• P seudomonas aeruginosa (wichtig)
• E coli
• S tenotrophomonas maltophilia (wichtig)

Question 12

Woher kommen ABs?

Answer 12

• AB gibt es seit es MO gibt
• Dienen der Verteidigung und zur Etablierung der eigenen
Spezies (Konkurrenz ausschalten)
• MO synthetisieren derart komplexe Strukturen nur, wenn Vorteile für sie

Question 13

Welche arsenhaltige Verbindung war der erste nützlichen, antimikrobiell wirksamen chemotherapeutischen Stoff?

Answer 13

-Salvarsan –> Behandlung gegen Syphilis

Question 14

Welches AB gegen Erreger der Flussblindheit und Erreger der Elephantiasis ?

Answer 14

-Streptomyces avermitilis

Question 15

Wie werden neue ABs isoliert?

Answer 15

• Verdünnung von MO aus Böden u. anderen
Habitaten (Hofbildung?)
• Isolierte Produzierer
werden dann mit
bekannten Organismen
auf einer Platte getestet

Question 16

Wie werden die ABs eingeteilt?

Answer 16

– Chemische Struktur
– Funktion/Mechanismus und Zielmolekül
– Verwendung im klinischen Bereich

Question 17

Welche vier Wirkmechanismen von ABs gibt es?

Answer 17

• Zellwandsynthese oder Struktur zerstören/inhibieren
• Inhibition der Proteinbiosynthese
• Inhibition der DNA/RNA Synthese
• Antimetabolite

Question 18

Welche 7 Ab Klassen gibt es?

Answer 18

1. Zucker-enthaltende AB
2. Macrolid-AB
3. Quinon-AB
4. Amino-Säure und Peptid-AB
5. Heterocycl. und N-enthaltende AB
6. Heterocycl. und O 2 -enthaltende AB
7. Alicyclische AB

Question 19

Wirkort Penecillin?

Answer 19

-Zellwandsynthese –> breites Spektrum

Question 20

Wirkort Tetracyclin?

Answer 20

-Proteinbiosynthese (Hemmstoff der ribosomalen 30s-Einheit) –> breites Spektrum

Question 21

Wirkort Vanomycin?

Answer 21

-Zellwandsynthese –> enges Spektrum

Question 22

Wirkort Chinolone und Actinomycin?

Answer 22

1. DNA -Gyrase

2. RNA-Elongation

Question 23

Wirkort Sulfonamide?

Answer 23

-Folsäurestoffwechsel –> breites Spektrum

Question 24

Aufbau Penicillin nur erkennen können?

Answer 24

• N-Acyl-Gruppe (R-C+O Doppelb.) –> Restgruppe frei variabel
• betta-Lactamring (Viereck)
• Thiazolidinering (Hausförmig)

Question 25

Wann ist Penicillin unwirksam?

Answer 25

Wenn Bindung zwischen N4 und C mit DB (im Viereck) geknackt ist
–> also Lactamring gespalten ist

Question 26

Wie wirken Penicillin-Antibiotika?

Answer 26

-Hemmung der Mureinbiosynthese
-es wird der
letzte Schritt der Zellwandbiosynthese, die
Transpeptidase irreversibel geblockt –>Keine Quervernetzung mehr möglich

Question 27

Aufbau Cephalosporine nur erkennen können?

Answer 27

Viereck plus 6.Ring

Question 28

Aufbau Tetracyclin nur erkennen können?

Answer 28

vier sechsringe

–> Naphthacen Ring System —> Reste variabel

Question 29

Wie wirken Tetracycline?

Answer 29

• Tetracycline binden an die 30S UE der Ribosomen und greifen so in die Proteinbiosynthese ein
• Tetracycline sind neben den ß-Lactam AB eine der wichtigsten
Breitbandantibiotka

Question 30

Aufbau Quinolon nur erkennen können?

Answer 30

• mit Flour
• mit dreiring
• sonst drei sechringe

Question 31

Wie wirken Quinolon Antibiotika?

Answer 31

-z.B. Ciprofloxacin ist ein Fluor-Derivat der Nalidixinsäure

und hemmen die DNA-Gyrase

Question 32

Was für Resistenzmechanismen gibt es?

Answer 32

1) Abbau oder Modifikation
2) Transport aus der Zelle
3) Zielmolekül verändern
4) Aufnahme inhibieren
5) Resistenz-Transfer mittels Austausch von DNA-Material
6) Aktivieren von Anti-Stress Regulons

Question 33

Was verändern Aminogylcosid-ABs durch Abbau oder Modifikation wie Kanamycin oder Streptomycin in Molekülstrukturen?

Answer 33

-Fügen Aminogruppen an oder inaktivieren
Phosphorylierung
–>Ausschalten von N-Acetyltransferasen und-Phosphotransferasen

Question 34

Welche vier (gibt mehr) Typen gibt es um ABs auszuschleusen?

Answer 34

• ABC-Typ
• Major-Faciliator-Typ (MF-Typ)
• Resistance Nodulation and Cell-Divison (RND) –> nur Gram-negative
• Multidrug and Toxic Compound Extrusion (MATE)

Question 35

Info AB-Ausschleusung mit dem ABC-Typ

Answer 35

• Substrat wird unter ATP-Verbrauch aus der Zelle transportier
• Pumpe in der Cytoplasmamembran

Question 36

Info AB-Ausschleusung Major-Faciliator-Typ

Answer 36

• Substrat wird aus der Zelle transportiert und ein Proton in die Zelle (transportiert auch Zucker)
• Pumpe in der Cytoplasmamembran
• wird strikt reguliert aus energetischen Gründen

Question 37

Was sind Effluxpumpen?

Answer 37

Membrantransporter, die Moleküle aus der Zelle hinaus befördern

Question 38

Info zu RND?

Answer 38

-Vorkommen Gram-negative
-nutzt auch protonenmotorische Kraft
-RND-Familie besteht aus 3 Komponenten:
. 1 Efflux-Protein in der inneren Membran
. 2 ein periplasmatisches, akzessorische Protein
. 3 ein Kanalprotein in der äußeren Membran
-Substrat wird komplett aus Zelle transportiert (auch äußere Membran)

Question 39

Info MATE

Answer 39

• Nutzt protonenmotorische Kraft
• als Substrat nicht nur AB, sondern auch Farbstoffe, Desinfektionsmittel, andere Detergenzien
• in der Cytoplasmamembran

Question 40

Wissenswertes RND-Tansport von Pseudomonas aeruginosa:

Answer 40

• besitzt Multi drug extrusion Gene
• MEX-System
• min 11 unterschiedliche Transportsysteme
• meist drei Proteine gekoppelt; können auch mehr sein

Question 41

Was sind Grundlage für die Resistenzausbreitung für Bakterien?

Answer 41

-Plasmide

Question 42

Definition Plasmide?

Answer 42

• Extrachromosomale DNA (kann z.T. in Genom integriert und auch wieder ausgeschnitten werden)
• repliziert sich selbst
• ca. 2 bis 1200 kb
• circulär manchmal auch lineare Plasmide (Streptomyceten,
Streptococcen, Nocardia)
•Zellen ohne Plasmid oft auch lebensfähig; d.H. es wird nicht essentielle Information kodiert

Question 43

Wofür sorgt das F-Plasmid?

Answer 43

• Zur Fertilität (Fruchtbarkeit)
• das Bakterien die Fähigkeit zur Konjugation (horizontaler Gentransfer) verleiht (E. coli
• Plasmid für Sexualhormone (Synthese von Adhäsin) (Staphylococcus aureus)

Question 44

Was gibt es für unterschiedliche Plasmide welche resistent machen?

Answer 44

-Antibiotika-Resistenz-Plasmide (R-Plasmid)
-Schwermetallresistenz: Hg, Ni, Co, Cadmium…
-Col-Plasmide –> Synthese Bacteriocin
. E. Coli Prduktion Colizin –> abtöten verwandter Bakterien
. Pseudomonas Produktion Pyocine
. Bacillus megaterium : Megacine

Question 45

Wofür sorgt ein Plasmid?

Answer 45

• Fertilität
• Resistenz
• Pathogenität/ Virulenz

Question 46

Plasmide gegen Pathogenität/Virulenz?

Answer 46

TI-Plasmid: z.B. Integration von Gen für BT-Toxin in Pflanzen zahlreiche Hämolysine (Wirkung auf Erythrozyten)
Siderophore—> Chelatoren: z.B. für Fe (Fe-Mangel: Enterobacteriaceae)

Question 47

Zusatz was noch alles auf Plasmiden codiert ist

Answer 47

Synthesen, Metabol. Aktivitäten: z.T. Megaplasmide (300-
1200 kb) Beispiel:
-Stickstoff-Fixierung (SYM-Plasmide der Rhizobien)
Abbau z.B.:
-Toluol-Abbau: (TOL-Plasmid von Pseudomonas putida)
-Xylene
-Naphtaline
-chlorierte Verbindungen
Restriktions-,Modifikationssysteme:
bakterielle Abwehr: zerschneidet Fremd-DNA:
-z.B. palindromische
Sequenz
schützt eigene DNA (Methylierung)