Β-内酰胺类

β-内酰胺类抗生素简介52车间T班翟来生抗生素是某些微生物例如细菌、放线菌、真菌等的代谢产物或合成的类似物，小剂量时对各种病原微生物有强力的杀灭或抑制作用。

临床上多数抗生素用于治疗细菌感染性疾病；某些抗生素具有抗肿瘤活性。

治疗细菌性感染的抗生素按化学结构可分为β－内酰胺类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类和其它类。

按作用机制可分为干扰细菌细胞壁的合成；影响细菌蛋白质的合成两种。

β－内酰胺类（青霉素类、头孢菌素类）属于前一种；四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类和氯霉素属于后一种。

β—内酰胺类抗生素(β—Lactam Antibiotics)是指化学结构中含有β—内酰胺环的一类抗生素。

包括青霉素类、头孢菌素类、非典型—内酰胺类（非典型的β-内酰胺类抗生素主要有：碳青霉烯类、青霉烯、氧青霉烯和单环β－内酰胺类）和β—内酰胺酶抑制剂等，是临床最为常用的抗菌药物。

青霉素类的基本结构为6-氨基青霉烷酸（6-APA），主核：A环-饱和的噻唑环，B环-β-内酰胺环。

头孢菌素类的基本结构为7-氨基头孢烷酸（7-ACA），主核：A环-饱和的噻嗪环，B环-β-内酰胺环。

1.青霉素类抗生素青霉素类包括天然青霉素和半合成青霉素。

1.1 天然青霉素从菌种发酵制得。

青霉素在酸性条件下不稳定，裂解生成青霉酸和青霉醛酸。

碱性条件下，或者在某些酶（β-内酰胺酶）作用下生成青霉酸。

天然青霉素包括青霉素G，青霉素X，青霉素K，青霉素V，青霉素N1.2半合成青霉素由于青霉素在临床应用中出现了很多缺点：对酸不稳定，只能注射不能口服（胃酸导致β-内酰胺环开环和侧链水解失去活性）;抗菌谱狭窄，易产生耐药性，有严重的过敏反应等，因此，人们对青霉素进行修饰找到了可口服的耐酸，耐酶，抗菌广谱的青霉素。

因此，在6-氨基青霉烷酸上接上适当的侧链，从而获得稳定性更好或者抗菌谱更广、耐酸、耐酶的青霉素。

耐酸青霉素空间位阻的原因阻止化合物与酶活性中心的结合甲氧西林是第一个耐酸青霉素。

第39章β内酰胺类抗生素β-内酰胺类是化学结构中含有β-内酰胺环的抗生素，这类抗生素抗菌活性强、抗菌谱广、毒性低、疗效高。

这些优点使得β-内酰胺类在临床抗菌药的使用量中占了一半。

所以这类药物是要求重点掌握的。

一、分类课本上分为5类，而实际上主要就是三类：1.青霉素类：凡是母核结构中有6-APA的均为青霉素类2.头孢菌素类：凡是母核结构中有6-ACA的均为头孢菌素类3.非典型β内酰胺类。

二、作用机制：1.作用于青霉素结合蛋白，抑制细菌细胞壁合成——使其丧失抗低渗的作用，大量的水分子进入菌体，引起菌体的膨胀，最终导致裂解。

PBPs——分布于细胞膜上，能够与青霉素结合的蛋白质。

其中最主要的是转肽酶。

前面介绍过细胞壁的合成，转肽酶具有转肽活性，催化肽聚糖单体与单体间的交叉连接，介导细胞壁合成的终末阶段。

β-内酰胺类可作用于转肽酶，抑制他的转肽活性，使肽聚糖的交联受阻，细胞壁合成障碍。

在众多的PBPs中，其中1-3与细胞壁合成密切相关，PBP1与细菌分裂有关。

PBP2与维持形态有关，PBP3与中隔形成有关，作用相对次要。

当PBP1被β-内酰胺类抑制时，引起细菌迅速解体；而当2，3受抑制时引起细菌形态的改变，呈球形、丝状，因溶菌？？？？？？而死亡。

（1）转糖基酶：糖基之间连接；（2）转肽酶：肽之间连接；（3）回旋酶。

：二级修饰在细胞壁合成过程中，转肽酶要识别侧链末端的两个D丙氨酸，并连接在第四位的D 丙氨酸上，游离出末端的D丙氨酸，催化于另一个单体的连接，同时释放出转肽酶，重复利用。

（图）因为beta-内酰胺类与D丙氨酰D丙氨酸空间构象的相似性，可以竞争结合转肽酶，此时β-内酰胺环被打开，同时呈现不可逆性结合，转肽酶的重复利用受阻，导致细胞壁合成障碍。

2.除此之外，β内酰胺类还可以通过触发细菌自溶酶活性，使菌体溶解死亡。

自溶酶是在正常情况下与抑制剂结合，呈无活性状态，β内酰胺类可解除抑制剂对自溶酶的抑制，激活自溶酶，加速对细菌的杀伤作用。

β-内酰胺类抗生素β-内酰胺类抗生素（Beta-lactam antibiotic）是一种种类很广的抗生素，其中包括青霉素及其衍生物、头孢菌素、单酰胺环类、碳青霉烯和青霉烯类酶抑制剂等。

基本上所有在其分子结构中包括β-内酰胺核的抗生素均属于β内酰胺类抗生素。

它是现有的抗生素中使用最广泛的一类。

临床应用β-内酰胺类抗生素被用来进行预防和治疗受此类抗生素打击的细菌的感染力。

过去β-内酰胺类抗生素只被用来对付革兰氏阳性菌，但是通过发展可以对付各种革兰氏阴性菌的广谱β-内酰胺类抗生素提高了其作用范围。

作用原理β-内酰胺类抗生素是一种杀菌剂，它抑制细菌细胞壁中肽聚糖的形成。

肽聚糖对于细胞壁、尤其革兰氏阳性菌的细胞壁的结构强度。

肽聚糖合成的最后一步是被称为青霉素结合蛋白的转肽酶形成的。

β-内酰胺类抗生素与D-丙氨酰-D-丙氨酸类似，其终结的氨基酸吸附在正在形成的肽聚糖的前兆NAM-NAG肽单元上。

β内酰胺类抗生素与D-丙氨酰-D-丙氨酸结构上的相似使得它们与青霉素结合蛋白结合。

β-内酰胺核不可逆地与青霉素结合蛋白的Ser403单元结合。

这个不可逆的结合使得青霉素结合蛋白无法链接正在形成的肽聚糖层。

此外这个结合可能还激活细胞壁中的自溶酶。

耐药性原理β-内酰胺类抗生素有一个β-内酰胺环之结构。

这些抗生素的效应取决于它们是否能够完整地达到青霉素结合蛋白以及是否能与青霉素结合蛋白结合。

因此细菌有两种抵抗β-内酰胺类抗生素的方法。

第一个抵抗方法是使用酶水解β-内酰胺环。

通过生产β-内酰胺酶等酶，细菌可以解开抗生素中的β-内酰胺环，使得抗生素失效。

这些酶的基因可能本身就在细菌的染色体上，也可能通过质粒交换而获得，例如新德里金属β-内酰胺酶（NDM-1）。

其基因表现可能是在接触抗生素后开始的。

细菌生产β-内酰胺酶并不表示使用任何β-内酰胺类抗生素均无效。

有时β-内酰胺类抗生素可以与β内酰胺酶抑制剂同时使用。

不过在对付任何怀疑生产β-内酰胺酶的细菌时，在使用β-内酰胺类抗生素前要仔细评估，尤其因为使用β-内酰胺类抗生素可能导致细菌生产β-内酰胺酶。

抗生素的种类和区分抗生素（Antibiotics）是一类能够抑制或杀死细菌的药物，被广泛应用于临床治疗感染性疾病。

随着时间的推移，抗生素的种类越来越多，不同的抗生素适用于不同类型的细菌感染。

本文将介绍常见的抗生素种类，并对其进行区分。

一、β-内酰胺类抗生素（β-lactams）β-内酰胺类抗生素是最常见也是最早使用的抗生素之一。

这类抗生素的共同特点是含有β-内酰胺环，能够与细菌的靶标酶（靶标酶通常与细菌的细胞壁合成有关）发生反应，从而抑制细菌细胞壁的合成。

β-内酰胺类抗生素包括青霉素类、头孢菌素类、羧苄西林类等。

不同的β-内酰胺类抗生素在化学结构上略有差异，从而影响了对不同类型细菌的抗菌谱。

二、氨基糖苷类抗生素（Aminoglycosides）氨基糖苷类抗生素具有广谱的抗菌活性，主要用于治疗严重感染，如肺炎、败血症等。

这类抗生素的特点是能够结合细菌的30S核糖体亚单位，阻碍蛋白质合成，进而导致细菌死亡。

常见的氨基糖苷类抗生素包括庆大霉素、新霉素等。

三、大环内酯类抗生素（Macrolides）大环内酯类抗生素是一类广谱抗菌药物，常用于治疗上呼吸道和下呼吸道感染。

这类抗生素通过与细菌核糖体的50S亚单位结合，并阻止蛋白质的合成，从而达到抑制细菌生长的效果。

常见的大环内酯类抗生素有红霉素、阿奇霉素等。

四、四环素类抗生素（Tetracyclines）四环素类抗生素广泛用于治疗革兰阳性和阴性菌感染，特别适用于皮肤和软组织感染的治疗。

四环素类抗生素具有抗菌作用，通过与细菌核糖体30S亚单位结合，阻碍蛋白质的合成。

四环素类抗生素包括土霉素、强力霉素等。

五、糖肽类抗生素（Glycopeptides）糖肽类抗生素主要用于治疗耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌感染等，也可作为肠道杆菌属引起的感染的选择性药物。

此类抗生素通过阻断细菌细胞壁的合成，对细菌具有杀菌作用。

常见的糖肽类抗生素有万古霉素、利奈唑胺等。

六、喹诺酮类抗生素（Quinolones）喹诺酮类抗生素是一类广谱抗菌药物，适用于多种感染，包括上呼吸道感染、泌尿系统感染等。