来,大家坐好,听陈老师给大家上一堂摄影课....额...是药化课。
青霉素类和头孢类抗生素,在结构上都属于β-内酰胺类抗生素。最早的β-内酰胺类抗生素是由Fleming医生发现的青霉素G。这个故事教育我们做科研要有好奇心还要有好运气.....跑题了。
β-内酰胺类抗生素是指分子中含有四个原子组成的β-内酰胺环的抗生素。β-内酰胺环是这类抗生素发挥生物活性的必须集基团。β-内酰胺环与D-丙酰胺-D-丙氨酸黏肽的末端结构类似,空间构象也相似,于是D-丙酰胺-D-丙氨酸转肽酶误把β-内酰胺类抗生素当做是自己催化的底物D-丙酰胺-D-丙氨酸而结合了上去。在酶的作用下,β-内酰胺环发生水解断裂,进而于酶的活性中性发生酰化反应,形成不可逆的抑制作用。D-丙酰胺-D-丙氨酸转肽酶这货是催化短肽形成黏肽进而形成细胞壁的关键酶,抑制了这货,细菌合成细胞壁能力大大受损,细菌无法承受细胞内的高渗透压,发生溶菌,造成细菌死亡。
青霉素(penicillins)和头孢菌素(cephalosporins)是临床上常见的两大类β-内酰胺类抗生素。那么这两大类抗生素在结构上的区别见下图。
在结构上,对于青霉素类,由于β-内酰胺环中羰基和氮上的未共用电子对不能共轭,加上四元环的张力,造成β-内酰胺环高度不稳定,在酸、碱条件下β-内酰胺环均容易发生水解和分子重排,进而失去抗菌活性;但是,对于头孢类,于青霉素情况不同的是,β-内酰胺环上的故对电子于氢化噻唑环中的双键能够形成共轭;而头孢类的“四元环并六元环”稠环体系对β-内酰胺环造成的分子内张力较小,因此比青霉素类更稳定。
但是,but,however,这并不意味着头孢类就天下无敌一药包治百病了。