Transcript CÔNG NGHỆ PROTEIN

CÔNG NGHỆ PROTEIN- ENZYME
KHÁNG SINH PENICILLIN
I. Lịch sử hình thành và phát triển

Penicillin được phát hiện tình cờ vào năm 1928 do Alexander Fleming, khi
nhận thấy một hộp petri nuôi Staphylococcus bị nhiễm nấm mốc
Penicillium notatum có xuất hiện hiện tượng vòng vi khuẩn bị tan xung
quanh khuẩn lạc nấm.
Năm 1938 ở Oxford, khi tìm lại các tài
liệu khoa học đã công bố, Ernst Boris
Chain quan tâm đến phát minh của
Fleming và ông đã đề nghị Howara
Walter Florey cho tiếp tục triển
khai nghiên cứu này.
 Ngày 25/05/1940 penicillin đã được thử
nghiệm rất thành công trên chuột.

Năm 1942, đã tuyển chọn được chủng
công nghiệpPenicillium chrysogenum
NRRL 1951 (1943)
Đối với Việt Nam, năm 1946, giáo sư Đặng Văn Ngữ
đã thành công trong việcsản xuất nước lọc
penicillin trong môi trường nước ngô góp
phần đáng kể vào việc cứu chữa thương bệnh binh
II. Khái niệm và cấu tạo



Kháng sinh (antibiotic) bắt nguồn từ tiếng
Hy lạp có nghĩa là chống lại sự sống
Kháng sinh hay còn gọi là trụ sinh là những
chất có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hay kìm
hãm sự phát triển của vi khuẩn một cách đặc
hiệu
Nó có tác dụng lên vi khuẩn ở cấp độ phân
tử, thường là một vị trí quan trọng của vi
khuẩn hay một phản ứng trong quá trình phát
triển của vi khuẩn
Vì bộ phận sinh sản của loài mốc đó có hình dạng
giống cái bút lông nên được đặt tên là penicillim
(tiếng La Tinh penicillium nghĩa là bút lông)
Penicillin là một trong một nhóm kháng
sinh thu được từ nấm Penicillium hay được điều
chế.
 Penicillin sát trùng bằng cách giết vi khuẩn và
hạn chế sự sinh trưởng của chúng. Chất này
không giết các phần tử trong trạng thái nghỉ mà
chỉ tiêu diệt các phần tử đang sinh trưởng và
sinh sản

Tính chất chung
Tính acid: khi thay thế -H của nhóm carboxyl
bằng kim loại kiềm thì được các penicillin dễ
tan trong nước và tạo muối ít tan với các
amin
 Tính không bền: vòng β-lactam không bền, dễ
phân hủy khi gặp ẩm và tạo môi trường kiềm,
acid.

II.2. cấu tạo
Cấu trúc

Để đơn giản người ta xem penicillin như
là những amid của acid 6-amino
penicillanic (6-APA)
Cơ chế tác động của kháng sinh lên
vi khuẩn
Cơ chế tác động

ức chế tổng hợp thành tế bào vi khuẩn do
β-lactamin gắn vào PBP (penicillin biding
protein) có hoạt tính enzyme hiện diện
trên màng vi khuẩn và ức chế chức năng
của enzyme này trong tổng hợp
peptidoglcan.
Thành phần hóa học chủ yếu ở
thành tế bào vi khuẩn
Protein
 Peptidoglucan
 Techoic acid (vi khuẩn gram (-) không có
acid này).

Chức năng của thành tế bào
Duy trì độ cứng, hình dạng, áp suất thẩm
thấu của tế bào.
 Bảo vệ tế bào bằng cách ngăn cản sự xâm
nhập các chất có hại và hình thành các độc
tố, ngăn cản sự thất thoát các enzyme
 Tham gia vào quá trình phân chia, quá trình
chuyển động tiên mao
 Tham gia vào vận chuyển một số chất tới
màng tế bào, quá trình nhuộm Gram
Do tác động lên quá trình tổng hợp vách nên
làm cho vi khuẩn dễ bị phá vỡ

Cơ chế


Giai đoạn 1:
- Thuốc gắn vào thụ thể PBPs → phong bế
transpeptidase → ngăn tổng hợp
peptidoglycan
- Có 3-6 thụ thể
- Những thụ thể khác nhau có ái lực khác
nhau đối với một loại thuốc  tác dụng của
thuốc khác nhau
Giai đoạn 2:
Hoạt hóa các enzyme tự tiêu → ly giải tế bào
ở môi trường đẳng trương
Cơ chế
khi sự tổng hợp, vách tế bào bị ức chế
◦ VK Gr(+) biến thành dạng hình cầu
không có vách (proto-plast)
◦ VK Gr(-) có vách không hoàn chỉnh
(spheroplast)
→ Tế bào dễ bị vỡ ở môi trường có trương
lực bình thường

Cơ chế kháng của vi khuẩn
Tổng hợp men β-lactamin làm enzyme
mất tác dụng
 Giảm tính thấm của thành vi khuẩn
 Thay đổi cấu trúc hóa học của PBP
(penicillin biding protein) → làm giảm ái
lực của điểm đích đối với kháng sinh

II.3. các dòng penicillin
Penicillin G và penicillin V : là 2 loại
được tổng hợp lần đầu tiên.
 Aminopenicillin : là penicillin bán tổng
hợp gồm có ampicillin, amoxillin...
 Các penicillin kháng enzyme
penicillinase :
như oxacillin, methicillin, chloxacillin...
 Penicilin chuyên dùng để điều trị vi khuẩn
nhóm seudomonas :
như piperacillin, cacbercillin, ticarcillin...

Nhóm β lactam: có hiệu quả chống lại các chủng vi
khuẩn gram dương của Streptococcus, tụ cầu, và
một số vi khuẩn gram âm như meningococcus
Cấu trúc: penicillin được coi là amid của acid 6amino penicillanic (6-APA)
Cơ chế: Ức chế sự tổng hợp thành tế bào vk do βlactam gắn vào PBP(penicillin biding protein) có
hoạt tính enzim hiện diện trên màng vk và ức chế
chức năng của enzim này trong sự tổng hợp
peptidoglycan
Do vách tế bào động vật đa bào có cấu trúc khác
vách vi khuẩn nên không chịu ảnh hưởng của
vòng β lactam
Cấu trúc của penicillin G
Các tác nhân gây bệnh có thể được điều trị
bằng cách sử dụng hoặc penicillin G (Benzyl
penicillin), hoặc penicillin V (penoxymethyl
penicillin).
Nhiễm khuẩn huyết, empyema, viêm phổi, viêm màng
ngoài tim, viêm nội tâm mạc, viêm màng não, Ngộ độc,
khí hoại thư, và uốn ván ,bạch hầu ,...
Staphylococci gây đau họng, nhiễm trùng da
Streptococcus gây đau họng, nhiễm trùng da
S. Pneumoniae vi khuẩn viêm phổi
Bacillus anthracis gây bệnh than
Neisseria gonorrhoeae gây bệnh lậu
Treponema pallidium gây giang mai
Ampicillin và amoxicillin
Ampicillin và amoxicillin
Ampicillin và amoxicillin có thể xâm
nhập và ngǎn ngừa sự phát triển của
vi khuẩn gram âm.
 Ampicillin dùng để điều trị các nhiễm
trùng ở tai giữa, xoang, bàng quang,
thận và lậu không biến chứng.
 Dùng tiêm tĩnh mạch để điều trị viêm
màng não và các nhiễm trùng nặng
khác.

Những vi khuẩn mà ampicillin thường có hiệu
quả là Vi khuẩn ruột, Listeria monocytogenes,
Neisseria gonorrhoeae, Neisseria
meningitidis, một số Hemophilus influenzae,
Gardnerella vaginalis, Bordetella pertussis, và
một số E. coli, Proteus mirabilis, Samonella
và Shigella.
 Sự nhạy cảm của vi khuẩn với kháng sinh
thay đổi từ vùng này đến vùng khác, có thể
dùng ampicillin hoặc amoxicillin trước tiên để
điều trị nhiễm trùng

Cơ chế kháng kháng sinh
Giảm tính thấm của thành hoặc màng vi
khuẩn đối với kháng sinh
- Biến đổi điểm tác động của kháng sinh
- Biến đổi và vô hoạt kháng sinh bằng
enzym của vi khuẩn
- Phát triển kiểu biến dưỡng khác không bị
kháng sinh ức chế


Dưới tác dụng của một liều kháng sinh đặt vi
khuẩn vào tình thế chết, đa số vi khuẩn bị
tiêu diệt, nhưng cũng có một số ít thoát
chết, sẽ tồn tại và phát triển theo nguyên lý
chọn lọc tự nhiên của Darwin (1809-1892).
Do biến đổi trong cấu trúc của ADN (sự
biến đổi này xảy ra ở trong nhiễm sắc thể
của vi khuẩn) sẽ làm thay đổi cấu trúc các
phân tử protein hoặc enzym mà chúng tổng
hợp ra.
Nếu các phân tử này là đích tác dụng của
một kháng sinh nào đó thì làm cho kháng
sinh này không còn tác dụng nữa vì bị mất
đích tác dụng. Sự đề kháng này là vững bền
và vi khuẩn có thể truyền lại cho các thế hệ
sau. Plasmid - "vũ khí" đặc biệt của vi
khuẩn: là những phân tử ADN rất nhỏ (chứa
ít gen), có hình vòng
Sự sản sinh các enzym chống lại thuốc
kháng sinh do các plasmid này phụ trách.