Antybiotyki wpływające na strukturę komórek bakterii

Antybiotyki mogą zabijać bakterie poprzez zakłócanie ich normalnych funkcji wewnątrzkomórkowych (synteza RNA, DNA i białka) lub poprzez osłabienie struktury komórkowej bakterii, powodując komórkę łamać się lub lyse. W przeciwieństwie do komórek zwierzęcych, komórki bakteryjne mają zarówno błonę plazmatyczną, jak i sztywną zewnętrzną ścianę komórkową. Opisano antybiotyki zakłócające ścianę komórkową lub błonę plazmatyczną.

Penicylina i jej pochodne

Penicylina działa poprzez blokowanie specyficznego etapu sieciowania w produkcji ścian komórkowych, który jest krytyczny dla tworzenia silnych ścian komórkowych bakterii. Penicylina blokuje działanie transpeptydazy enzymów sieciujących, więc chociaż podjednostki ściany komórkowej są wytwarzane normalnie, nie są wzajemnie powiązane. Ta niespójność sieciująca wytwarza słabe ściany komórkowe bakterii, które nie mogą zawierać cytoplazmy bakteryjnej, a komórka ulega lizie zabijając bakterie. Penicylina, amoksycylina i ampicylina są przykładami antybiotyków, które działają poprzez blokowanie etapu sieciowania.

Wankomycyna

Wankomycyna działa również w celu osłabienia nowo powstałych ścian komórek bakteryjnych poprzez zakłócanie syntezy podjednostek ściany komórkowej (peptydoglikanów). Podczas gdy penicylina i jej pochodne działają bezpośrednio na enzym sieciujący, blokując jego działanie enzymatyczne, wankomysyna działa poprzez przyłączenie się do prekursorów podjednostek, blokując substrat przed interakcją z enzymem. Bez odpowiedniego usieciowania podjednostek, komórkowa ścianka bakterii staje się słaba i ulega lizie. Inne sposoby działania wankomycyny to zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej i zahamowanie syntezy RNA bakterii, co czyni z niej bardzo silny antybiotyk o potrójnym zagrożeniu.

Bacytracyna

Bacytracyna blokuje kolejny etap syntezy ściany komórkowej bakterii. Podjednostki ściany komórkowej (peptydoglikany) są wytwarzane wewnątrz komórki i muszą być transportowane przez bogatą w lipidy błonę komórkową. Specjalna cząsteczka transportera zwana lipidową cząsteczką nośnikową przenosi peptydoglikan przez membranę, uwalnia podjednostkę i jest zawracany z powrotem przez membranę, aby pobrać następną podjednostkę. Bacytracyna blokuje recykling cząsteczki nośnika lipidowego potrzebnej do transportu następnej podjednostki, osłabiając ścianę komórkową. Osłabiona ściana komórkowa ulega zniszczeniu, zabijając komórkę bakteryjną.

Polimyksyna B

Polimyksyna B, cykliczny antybiotyk peptydowy, działa na inny składnik struktury komórkowej, membranę plazmatyczną. Polimyksyna działa poprzez zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej, powodując, że komórka pobiera zbyt dużo wody i lizy, zabijając bakterię. Niestety, polimyksyna również oddziałuje z błoną komórkową ludzkiej nerki i komórek nerwowych, czyniąc ją toksyczną dla tych narządów, a zatem stosunkowo słabym antybiotykiem wewnętrznym do użytku klinicznego.Polimyksyna jest powszechnie stosowana w miejscowych preparatach antybiotykowych.