Keserű György Miklós (szerk.)

Gyógyszerkémia


6.7.1.5.7. Hatásmechanizmus
Már a kezdetektől ismert volt, hogy a penicillin a baktériumok sejtfalának szintézisét gátolja. Mai ismereteink szerint a penicillinek irreverzibilisen kapcsolódnak a transzpeptidáz enzimekhez és ezáltal inaktiválják őket. Ez az enzim felelős a baktériumsejt szilárd vázát képező peptidoglikán keresztkötéseinek kialakításáért.
A 6.7.40. ábrán összefoglaltuk a baktériumok sejtfalszintézisének végső lépéseit és megjelöltük az antibiotikum támadáspontját. Az alapegység két szénhidrátból, N-acetil-muraminsavból (NAMA) és N-acetilglükózaminból (NAGA) és egy elágazó peptidláncból áll. Ez utóbbi két terminális aminosava D-alanin és glicin. Az utolsó előtti lépésben egy transzglikoláz enzim a szénhidrátokat összekapcsolva kialakítja a szénhidrátláncot, majd egy transzpeptidáz enzim az utolsó D-alanint átcseréli a szomszédos pentaglicinlánc utolsó glicinjére, és így létrejönnek a végső peptid-keresztkötések. A vankomicincsalád és a β-laktám antibiotikumok ezt a végső fázist gátolják.
A transzpeptidáz enzim aktív centrumában levő szerin OH-csoportja nukleofil támadást intéz a β-laktám-gyűrű amidkötése ellen, s ezzel kialakul az immár hatástalan acilezett enzimkomplex.
 
6.7.40. ábra. A bakteriális sejtfal szintézisének végső lépései
Forrás: saját szerkesztés
 
Valószínűleg a penicillinnek a peptidoglikán D-ala–D-ala egységéhez való strukturális hasonlósága az oka, hogy a transzpeptidáz enzim elfogadja az antibiotikumot természetes szubsztrátja helyett: ha összehasonlítjuk a két vegyületet, láthatjuk, hogy a penicillin mintegy kifeszített D-ala–D-alának fogható fel (6.7.41. ábra).
 
6.7.41. ábra. A D-alanin–D-alanin és a penicillin térszerkezetének összehasonlítása
Forrás: saját szerkesztés
 
Ez az alapja a β-laktám antibiotikumok hatásmechanizmusát leíró ún. szerkezetanalóg modellnek, amelyet először még 1965-ben Tipper és Strominger fogalmaztak meg, és többen is tökéletesítették (Page, 1992; Tipper és mtsa, 1965).
A β-laktám antibiotikumok hatásának másik feltétele a feszített és aktivált β-laktám-gyűrű. A β-laktám-gyűrű amidkötésének kémiai reaktivitása fokozott egy átlagos peptidkötéshez képest. A közönséges amidkötések planárisak, hasonlóképpen egy szubsztituálatlan β-laktám-gyűrű is (6.7.42. ábra).
 
6.7.42. ábra. Egy penicillinmolekula és egy monociklusos β-laktám- (2-azetidinon) gyűrű nitrogénatomjainak piramidalitása. A penicillinek esetén h ~0,6 Å, a monociklusos gyűrűk esetén közel 0 Å
Forrás: saját szerkesztés
 
A penicillineknél a kondenzált 5 tagú, illetve a kefalosporinokban a telítetlen 6 tagú gyűrű miatt a gyűrűrendszer feszült, a nitrogénatom kissé piramidális, ez az amidrezonanciát csökkenti és növeli a β-laktám OC–N kötés reakciókészségét. Ugyancsak növeli az amidkötés reaktivitását a négytagú β-laktám-gyűrű feszülése is.
 

Gyógyszerkémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 145 0

A kötet az Akadémiai Kiadónál 2011-ben Gyógyszerkutatás kémiája címen megjelent kézikönyv hagyományaira alapozva a kismolekulás gyógyszerkutatás eszköztárára és módszertanára fókuszál. Újdonságot jelent a magyar nyelvű szakirodalomban, hogy a modern gyógyszerkémiai felfogásnak megfelelően nem pusztán a meglévő gyógyszerkincs kémiáját mutatja be, hanem betekintést enged a kismolekulás gyógyszerek felfedezésének stratégiájába is.

Hivatkozás: https://mersz.hu/keseru-gyogyszerkemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave