Биохимия и молекулярная биология - Белясова Н.А. 2002

Метаболизм. Процессы, требующие притока энергии
Биологическая роль и закономерности биосинтеза антибиотиков

К антибиотикам относят специфические продукты обмена организмов и их химические модификации, обладающие высокой физиологической актив­ностью (биостатической или биоцидной) по отношению к определенным группам микроорганизмов или к злокачественным опухолям.

Подавляющее большинство известных антибиотиков продуцируется мицелиальными грибами и актиномицетами, хотя открыты также Антибиотики растительного и животного происхождения. Важной отличительной особен­ностью антибиотиков является их высокая активность по отношению к чувст­вительным клеткам (вирусам), в результате чего они действуют даже в очень низких концентрациях, чаще 1—100 мкг/мл. При воздействии антибиотика на чувствительные Клетки может наблюдаться торможение их роста (биостатическая активность) или гибель (биоцидная активность). Действие наиболее распространенных антибиотиков направлено на Бактерии, по отношению к которым они проявляют бактериостатический или бактерицидный эффект, но существует множество антибиотиков, чье действие направлено на ГРИБЫ, ПРОСТЕЙШИЕ, Вирусы, а также раковые клетки.

Характерной особенностью антибиотиков, отличающей их от других ан­тимикробных веществ, является избирательность действия, которая состоит в том, что каждый антибиотик оказывает действие на строго определенные ор­ганизмы, не затрагивая другие. Кроме того, в клетках существуют определен­ные «мишени», которые повреждаются в соответствии со специфическим механизмом действия, характерным для каждого антибиотика.

Классифицируют антибиотики в соответствии с разными критериями: по химической структуре, типу воздействия (биостатическое, биоцидное), груп­пам организмов, на которые оказывается воздействие (противобактериаль­ные, противовирусные, противоопухолевые и т. д.), мишени воздействия в клетке (клеточная стенка, Плазматическая мембрана, аппараты репликации, транскрипции и трансляции ДНК, ФЕРМЕНТЫ и др.), типу организма-продуцента (актиномицеты, мицелиальные грибы, растения, простейшие и др.)

В соответствии с химической структурой молекул антибиотики можно разделить на следующие группы: Пептиды и производные аминокислот, полиеновые соединения, вещества углеводной природы, алифатические, полицик­лические, ароматические соединения, кислородсодержащие и азотсодержа­щие гетероциклы. Уже этот перечень позволяет заметить, что природа анти­биотиков весьма разнообразна, так же как разнообразны их биологические Функции.

В настоящее время известно более 6000 разных антибиотиков, и поиск новых форм, а также химическая модификация известных не прекращается. Это объясняется, с одной стороны, широкой функциональностью антибиоти­ков — они применяются в терапии заболеваний человека и животных, в про­филактических мерах, как средства для борьбы с заболеваниями растений, стимуляторы роста сельскохозяйственных животных и птицы, консерванты и др. С другой стороны, у микроорганизмов, против которых в основном и на­правлено действие антибиотиков, со временем развивается устойчивость к ним, обусловленная разными механизмами, в том числе генетическим обме­ном факторами лекарственной устойчивости (см. ниже). Наконец, антибиоти­ки используются в исследовательских целях для выяснения механизмов раз­личных клеточных процессов.

Поскольку в рамках данного издания обстоятельное рассмотрение струк­туры и свойств всех известных антибиотиков невозможно, логично остано­виться на механизмах действия антибиотиков на клеточные мишени, что по­зволит еще раз коснуться и лучше понять взаимосвязь метаболических про­цессов.