<<
>>

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ антибиотиков

Значительно упрощая проблему, можно сказать, что для выяснения механизма действия нового антибиотика нужно исследовать, как он действует: 1) на интактные клетки, 2) в частично очищенной бесклеточной системе, 3) в системе с очищенным ферментом.

А. ДЕЙСТВИЕ НА ИНТАКТНЫЕ КЛЕТКИ

Обычно антибиотик добавляют к растущей культуре чувствительных бактерий и наблюдают за его действием на синтез макромолекул, т. е. ДНК, РНК, белка и пептидогликана. За синтезом этих макромолекул легко следить по включению метки из специфических радиоактивных предшественников, добавленных к среде.

Для наблюдения за синтезом ДНК используют меченый тимин, за синтезом РНК—меченый урацил, за синтезом белка — меченый фенилаланин (или другую аминокислоту), за синтезом пептидогликана — меченый ацетилглюкозамин. Через известные интервалы времени измеряют количество радиоактивной метки, включившейся в соответствующую макромолекулу, что и является показателем интенсивности синтеза. Рис. 3.14 иллюстрирует влияние хлорамфеникола на синтез макромолекул в растущей бактериальной культуре. Первичным эффектом здесь является подавление синтеза белка, на что указывает быстрая остановка ■включения фенилаланина.

Естественно1, что, когда прекращается синтез макромолекул, необходимых для роста клетки, это сказывается на всех других функциях клетки и вызывает последующую остановку синтеза Других макромолекул. Поэтому, чтобы установить первичное действие антибиотика, необходимо регистрировать время разных событий. Первичным действием обычно является то, которое обнаруживается раньше всего. Однако может наблюдаться и одновременная остановка синтеза нескольких разных или даже всех макромолекул, например в тех случаях, когда антибиотики действуют на процесс дыхания или на целостность клеточной мембраны.

Б. ДЕЙСТВИЕ В БЕСКЛЕТОЧНЫХ СИСТЕМАХ

После того как установлено первичное действие антибиотика, т.

е. выяснено, синтез каких макромолекул подавляется в первую очередь, необходимо узнать, с чем связано это подавление— с влиянием на 1) синтез предшественников или их активацию, 2) ферменты или структуры, участвующие в полимеризации, 3) считывание информации, определяющей порядок, в котором связываются мономерные звенья при образовании полимера.

Исследования такого рода обычно проводят на полученных из частично очищенных гомогенатов клеток ферментных системах, способных осуществлять полимеризацию мономеров с образованием макромолекул. Можно приготовить бесклеточные системы синтеза белка, нуклеиновых кислот, пептидогликана. Если in vitro антибиотик подавляет синтез тех же макромолекул, что и в растущих клетках, можно сказать, что действие антибиотика направлено на полимеризацию или в некоторых случаях на молекулы — носители генетической информации. В противном случае необходимо проверить действие антибиотика на синтез предшественников или на их активацию.

Возвращаясь к хлорамфениколу, который подавляет синтез белка в интактных клетках, мы должны далее определить его способность подавлять активность ферментной системы полимеризации аминокислот в бесклеточном экстракте, содержащем помимо других компонентов рибосомы, РНК и некоторые ферменты и факторы. Поскольку хлорамфеникол подавляет активность этой системы, можно сделать вывод, что остановка синтеза белка в растущих клетках была следствием прямого действия антибиотика на полимеризацию аминокислот.

В. ДЕЙСТВИЕ В ОЧИЩЕННЫХ ФЕРМЕНТНЫХ СИСТЕМАХ

Отмеченные выше системы полимеризации обычно содержат много компонентов, и любой из них может быть мишенью для антибиотика. В определенных пределах можно разделить основные ферментативные реакции системы и установить, на какую из них действует антибиотик.

Если опять в качестве примера рассмотреть хлорамфеникол, то теперь необходимо изучить его действие на различные компоненты системы синтеза белка in vitro. При этом можно увидеть, что антибиотик подавляет синтез белка, взаимодействуя с рибосомами, точнее — с их бОБ-субчастицами, а еще точнее — с одним из белков SOS-субчастиц, пептидилтрансферазой.

Этот подход использует методы биохимии и молекулярной биологии. Большое значение имеют также генетические методы. Часто убедительные доказательства того, что механизм действия антибиотика заключается в подавлении активности определенного фермента, можно получить, выделив из популяции бактерий мутанты, устойчивые к этому антибиотику, и показав, что антибиотик не подавляет активность фермента, выделенного из устойчивых бактерий, и подавляет фермент из чувствительных бактерий. Генетические методы можно также использовать для предварительной характеристики механизма действия нового антибиотика. Например, если наблюдается перекрестная устойчивость к новому антибиотику и к антибиотику с известным механизмов действия, скорее всего мишени обоих антибиотиков будут одинаковыми или близкими между собой. Если перекрестная устойчивость отсутствует, это означает, что механизмы действия антибиотиков различаются. Обычно такие сведения помогают понять, какие биохимические эксперименты необходимо провести, чтобы подтвердить ту или иную гипотезу.

III.

<< | >>
Источник: Дланчини Д., Паренти. Антибиотики. Пер. с англ. — М.: Мир,1985. — 272 с., ил.. 1985

Еще по теме МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ антибиотиков:

  1. Глава З МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ АНТИБИОТИКОВ
  2. Механизм действия антибиотиков
  3. СВЯЗЬ МЕЖДУ МЕХАНИЗМОМ ДЕЙСТВИЯ И ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬЮ АНТИБИОТИКОВ
  4. ЗДОРОВЬЕ И МЕТОДЫ ЕГО ИЗУЧЕНИЯ
  5. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
  6. Механизм действия
  7. Механизм действия
  8. Механизмы действия ГК
  9. Механизм действия
  10. Механизм действия адъювантов
  11. Механизмы действия ноотропов
  12. Механизмы действия иАПФ и АК
  13. Механизм действия, местных анестетиков
  14. Механизмы действия физических упражнений
  15. «Геномный» механизм действия анаболических стероидов