Механизм устойчивости к антибиотикам пенициллинового ряда и перспективы ее преодоления

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет химической технологии и биотехнологии Кафедра «ХимБиотех»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «БИОХИМИЯ»

Тема «Механизм устойчивости к антибиотикам пенициллинового ряда и перспективы ее преодоления»

Выполнил(а) студент (ка) 2 курса группы 211-531

Зыонг Тхи Ле Ханг

Дата регистрации КР на кафедре         Допущен(а) к защите Руководитель:

к.б.н., доцент Горшина Елена Сергеевна

Оценка         

Дата защиты         

Москва 2023

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АНТИБИОТИКАХ ПЕНИЦИЛЛИНОВОГО РЯДА        5

1. Строение антибиотиков пенициллинового ряда        5
2. Классификация антибиотиков пенициллинового ряда        6
3. Механизм действия антибиотиков пенициллинового ряда        7

ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМ УСТОЙЧИВОСТИ К АНТИБИОТИКАМ ПЕНИЦИЛЛИНОВОГО РЯДА        9

1. Ферментативная деградация        10
2. Снижение проникновения пенициллина через клеточную стенку        12
3. Изменения в структуре пенициллин-связывающего белка (PBP)        13

ГЛАВА 3. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРЕОДОЛЕНИЯ УСТОЙЧИВНОСТИ К АНТИБИОТИКАМ ПЕНИЦИЛЛИНОВОГО РЯДА        14

1. Ингибиторы β- лактамаз        14

1. Ингибиторы сериновых β лактамаз I поколения        14
2. Ингибиторы группы диазобициклооктанов (ДБО)        15
3. Ингибиторы производные бороновых кислот        16

1. Новые направления разработки не-β-лактамных ингибиторов        17

ВЫВОДЫ        19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        21

ВВЕДЕНИЕ

Пенициллины представляют собой группу β-лактамных антибиотиков, первоначально полученных из плесневых грибов Penicillium, преимущественно P. chrysogenum и P. rubens. История открытия первого антибиотика – пенициллина – связана с именем шотландского бактериолога Александера Флеминга (1881-1955). В 1922 году после неудачных попыток выделить возбудителя обычных простудных заболеваний он открыл антибактериальную составляющую слез - лизоцим – фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям [5].

Механизм действия пенициллинов во многом зависит от наличия β- лактамного кольца. Эта структура создает молекулярный «ключ», который способен взаимодействовать с «замком» активного центра фермента транспептидазы; нарушая его способность создавать пептидогликановые поперечные связи в бактериальной клеточной стенке [8].

Однако, все чаще становится известным, что многие виды бактерий, в том числе и патогенные, приобретают устойчивость к этому типу антибиотиков. Устойчивость к пенициллину была продемонстрирована у лабораторных мутантов вскоре после введения пенициллина G в клиническое применение в 1940-х годах. Резистентность к пенициллину обычно связана с некоторой степенью нечувствительности к другим бета-лактамным антибиотикам [8].

Многие виды бактерий могут синтезировать свои собственные β- лактамазы, которые нацеливаются на пенициллины и отключают их. Сами пенициллины можно модифицировать, чтобы обеспечить некоторую защиту от этих ферментов. Например, в метициллине объемно замещенный бензол (в вариабельном R-сайте молекулы пенициллина) создает стерические препятствия для любых ферментов, которые пытаются взаимодействовать с β- лактамным кольцом пенициллина. Несмотря на это, с 1960-х годов были классифицированы штаммы метициллин-резистентного Staphylococcus aureus или  MRSA,  которые  развились  в  результате  чрезмерного  назначения