喹诺酮类抗菌药
药物化学 喹诺酮类抗菌药概述
尿系、肠道、耳道的感染。
★
1978年诺氟沙星(氟哌酸)的上市加速了
含氟喹诺酮的发展,使一大类如环丙、氧氟、
左氧、美洛等出现,成为近年来治疗感染疾
病的新型结构药物——喹诺酮类药物,含氟
喹诺酮药物上市10余种。
目前临床使用的药物
O
F C OOH F O C OOH
H3C
HN
N
OC H3
N HN
N
N
C H3
F
C OOH
N1
C 2H5
N H2N H3C O N
N
N
△
C H3 O
Gemifloxacin
吉米沙星
O COOH
F
C OOH
F
H3 C HN
N
N
H
N O C H3
N
Grepafloxacin
格帕沙星
NH H
Moxifloxacin
莫西沙星
★
合成5500个化合物,20余种药物上市
★
40年代抗生素的发现,成为一类治疗感染疾
形成生物发酵获得天然抗生素药物10余种
病的药物。
★
在抗虐药氯喹的结构改造中,于1962年找到新 型结构的萘啶酸具有抗菌活性,开创了化疗药 物的新领域。
至78年合成十几万化合物,上市10余种药物
★
70年代吡哌酸临床用于治疗由G-引起的泌
Gatifloxacin
加替沙星
O
Pefloxacin OOH
F
C OOH
H3 C N F C H3 N
N N H3C O
N
HN
CH3
ofloxacin
氧氟沙星
喹诺酮类抗菌药的研究与发展概述
包括喹诺酮抗类菌抗药9种分和类二:氢叶酸还原酶抑制剂1种。
名①称 抗生素英文名
商品名
上市国家
年份
替马沙星微生T物em的aflo代xac谢in 产物T或em在ac 天然代谢瑞典物的基础19上91半合成、
芦合氟沙成星的天然Ru类flox似acin物。 Tebraxin
氧菌、支原体。
喹诺酮类抗菌药应用现状
1962年美国( Sterling一Winthrop研究Lesher)等发现第一个 喹诺酮类抗菌药萘啶酸以来, 短短的48年里, 喹诺酮类药物已发展 成一大常用抗感染药。因其具有优异的抗感染作用, 已成为近10年 发展最为迅速的合成抗菌药。
喹诺酮类药物中最主要的品种是左氧氟沙星, 该产品占全部喹 诺酮类药物市场近60%的份额。1995年本品进入中国市场,1997年实 现国产化,2002年跃居抗感染药物第1位, 成为喹诺酮类药物中的排 头兵。
2.第二代喹诺酮类抗菌药物
吡哌酸(Pipemidic Acid),
1975年发现,对G-杆菌的作用较 萘啶酸强,对部分绿脓杆菌有一
O
O
定作用,口服用于敏感菌的尿路、 HN
肠道感染具有较强的抗菌作用, 在体内不易被代谢, 尿中活性药 物浓度与排泄率都比较高, 毒副
N
N
N
OH N
CH3
作用小。 随着第三代喹诺酮类抗菌药
物的出现,它目前也已被淘汰。
引入哌嗪基,使 抗革兰氏阴性菌 活性增加;耐药
性降低
3.第三代喹诺酮类抗菌药物
在第二代基础上,在喹诺酮的C6位引入氟, 使之奇迹般的提高了 抗菌活性, 是因为既提高了与DNA 旋转酶的结合能力, 又提高了对细胞
喹诺酮类抗菌药物
加替沙星
几乎没有潜在的光毒性,对慢性复杂性呼吸道 感染的有效率高达94.4% 主要经肾脏排出。肌酐清除率<40ml/min患者, 包括血液透析和长期腹膜透析患者,应调整本 品的剂量 肌酐清除率 初始剂量 维持剂量 ≥40ml/min 0.4g 0.4g/天 <40ml/min 0.4g 0.2g/天 血液透析 0.4g 0.2g/天 腹膜透析 0.4g 0.2g/天 维持剂量从用药第二天开始
用于肠道感染磺胺药和外用磺胺 药
柳氮磺吡啶,治疗炎性肠病。偶有胃肠 道刺激症状,除强调餐后服药外,可小 量多次服药以减轻症状,部分患者可采 用间歇治疗(用药两周,停药一周) 磺胺醋酰(SA),治疗沙眼和结膜炎 磺胺嘧啶银、磺胺米隆,治疗和预防烧 伤创面继发感染
磺胺类药的不良反应
磺胺类
综述:磺胺类为第一类人工合成的防止全身性 细菌感染的有效的化疗药物,以后,随着各类 抗生素及合成抗菌药的门世,磺胺类药的治疗 地位逐渐被取代,但仍有其独特的优点,对某 些感染性疾病(如流行性脑脊髓膜炎、鼠疫) 具有疗效显著,使用方便,性质稳定、价格低 廉等特点。 磺胺药结构和对氨基苯甲酸(PABA)相似,后 者可替代本品被细菌摄取,相互拮抗,不能合 用 磺胺类一般仅起抑菌功效,避免与青霉素类药 物合用 对呋噻咪、噻嗪类利尿药过敏的患者,对磺胺 药也可过敏
硝基呋喃类抗菌药物
抗菌普广 细菌不易产生耐药性 口服后血药浓度低,不适用于全身感染 主要用于治疗泌尿道感染
硝基呋喃类抗菌药物
呋喃妥因(呋喃坦啶):酸性尿中活性 强,主要用于敏感细菌所致的泌尿道感 染 呋喃唑酮(痢特灵):肠内浓度高,主 要用于细菌性痢疾 呋喃西林:局部外用于伤口、创面、皮 肤等感染
喹诺酮类抗菌药物
喹诺酮类抗菌药物喹诺酮类抗菌药物喹诺酮类(quinolones)药物是指含有4-喹诺酮类母核的合成抗菌药物,属于静止期杀菌剂,具有抗菌谱广、抗菌力强、组织浓度高、口服吸收好、与其他常用抗菌药无交叉耐药性、抗菌后效应较长、不良反应相对较少等特点,已成为临床治疗细菌感染性疾病的重要药物。
按问世先后可分为四代:第一代是1962年合成的萘啶酸(nalidixic acid),因吸收差、毒性大、抗菌作用差,已被淘汰;第二代是1973年合成的吡哌酸(pipemidic acid)等,主要用于革兰阴性菌引起的泌尿道和消化道感染;第三代是20世纪80年代以来问世的氟喹诺酮类(fluoroquinolones),如诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、洛美沙星、氟罗沙星、司帕沙星等;有文献将20世纪90年代后期至今生产的氟喹诺酮类称为第四代,如莫西沙星、吉米沙星(gemifloxacin)、加替沙星(gatifloxacin)等。
第三代和第四代是当前临床上治疗细菌感染性疾患非常重要的药物。
[返回]喹诺酮类药物概述喹诺酮类是以4-喹诺酮(或称为吡酮酸)为基本结构的人工合成药物(见图35-1),在N1、C3、C6、C7、C8引入不同基团可形成不同药物。
体内过程1.吸收大部分喹诺酮类药口服吸收迅速而完全,血药峰浓度相对较高,除诺氟沙星和环丙沙星外,其余药物的吸收均达给药量的80%~100%。
喹诺酮类可螯合二价、三价金属阳离子,如Ca2+、Mg2+、Al3+、Zn2+等,因而不能与含有这些离子的食品和药物同服。
2.分布喹诺酮类药血浆蛋白结合率低,组织和体液中分布广泛,在肺、肝、肾、膀胱、前列腺、卵巢、输卵管和子宫内膜的药物浓度高于血药浓度。
培氟沙星、氧氟沙星和环丙沙星可通过正常或炎症脑膜进入脑脊液达到有效治疗浓度。
左氧氟沙星具有较强穿透性,可在细胞内达到有效治疗浓度。
3.代谢与排泄喹诺酮类药少量在肝脏代谢或经粪便排出,大多数主要是以原形经肾脏排出。
喹诺酮类抗菌药
离子络合反应
极易和金属离子如钙、镁、 铁、锌等形成螯合物
3,4-位羧基和羰基
R2 R3 R4 X Y R5 N R1 O O OH
临床应用
治疗敏感菌所引起尿道、肠 道等感染性疾病
O F HN N N O OH
重点药物 环丙沙星
1-环丙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代 -7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸
体内易被代谢,组织浓度低,中 枢毒性较大 现已少用
第二代喹诺酮类抗菌药
O N N HN N N O OH
O O O N N
O OH
吡哌酸
西洛沙星
O
O OH
吡哌酸
N
N N N
引入碱性的哌嗪基
HN
碱性和水溶性增加,抗菌活性 增加
哌嗪基与DNA促旋酶B亚基作 用,增加药物对DNA促旋酶 的亲和力
离子络合反应
O F N HN N O OH
稳定性
在室温下相对稳定 光照分解(光毒性) 使用前后应避光 脱羧
O F O OH N N HN
在2mol/L盐酸中回流50小时,可生 成69%脱羧物
光照分解产物
O F H2N N H N O F N HN N O OH F H2N N O O OH
O F N N
O OH O HN F N
O
O OH
N
环丙沙星
O F HN N N
O OH O H N F N
O
O OH
N O O OH N
H2N H2N
F N
沙星类似物
O F O F OH N F 洛美沙星 O F O OH N N N 依洛沙星 培氟沙星 F N 氟罗沙星 O O OH N N N F O O OH N HN
喹诺酮类药物
喹诺酮类药物喹诺酮类(quinolones)药物是指含有4-喹诺酮类母核的合成抗菌药物,属于静止期杀菌剂,具有抗菌谱广、抗菌力强、组织浓度高、口服吸收好、与其他常用抗菌药无交叉耐药性、抗菌后效应较长、不良反应相对较少等特点,已成为临床治疗细菌感染性疾病的重要药物。
按问世先后可分为四代:第一代是1962 年合成的萘啶酸(nalidixic acid),因吸收差、毒性大、抗菌作用差,已被淘汰;第二代是1973 年合成的吡哌酸(pipemidic acid)等,主要用于革兰阴性菌引起的泌尿道和消化道感染;第三代是20 世纪80 年代以来问世的氟喹诺酮类(fluoroquinolones),如诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、洛美沙星、氟罗沙星、司帕沙星等;有文献将20 世纪90 年代后期至今生产的氟喹诺酮类称为第四代,如莫西沙星、吉米沙星(gemifloxacin)、加替沙星(gatifloxacin)等。
第三代和第四代是当前临床上治疗细菌感染性疾患非常重要的药物。
喹诺酮类药物概述喹诺酮类是以4-喹诺酮(或称为吡酮酸)为基本结构的人工合成药物,在N1、C3、C6、C7、C8 引入不同基团可形成不同药物。
体内过程1.吸收大部分喹诺酮类药口服吸收迅速而完全,血药峰浓度相对较高,除诺氟沙星和环丙沙星外,其余药物的吸收均达给药量的80%~100%。
喹诺酮类可螯合二价、三价金属阳离子,如Ca2+、Mg2+、Al3+、Zn2+等,因而不能与含有这些离子的食品和药物同服。
2.分布喹诺酮类药血浆蛋白结合率低,组织和体液中分布广泛,在肺、肝、肾、膀胱、前列腺、卵巢、输卵管和子宫内膜的药物浓度高于血药浓度。
培氟沙星、氧氟沙星和环丙沙星可通过正常或炎症脑膜进入脑脊液达到有效治疗浓度。
左氧氟沙星具有较强穿透性,可在细胞内达到有效治疗浓度。
3.代谢与排泄喹诺酮类药少量在肝脏代谢或经粪便排出,大多数主要是以原形经肾脏排出。
喹诺酮类抗菌药
四、代表药物
• 1.诺氟沙星
化学名:1-乙基-6-氟-4-氧代-1,4-二氢-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉 羧酸(1-Ethyl-6-fluoro-4-oxo-1,4-dihydro-7-(1-piperazinyl)-3quinoline carboxylic acid )
结构特点: , 为为羧基和酮羰基 为为羧基和酮羰基, 结构特点: 3,4为为羧基和酮羰基,极易和金属
按抗菌作用活性分: 按抗菌作用活性分:
第一代喹诺酮类药物: 年发现第一个, 第一代喹诺酮类药物:1960年发现第一个,合成氯喹衍生物分离出的副产 年发现第一个 包含于萘啶酸的结构类似物,用喹诺酮核替代了萘啶酮核。 物,包含于萘啶酸的结构类似物,用喹诺酮核替代了萘啶酮核。 抗菌谱: 抗菌谱: 对大多数G-起作用。与其他抗生素之间无交叉耐药性。 对大多数 起作用。与其他抗生素之间无交叉耐药性。 起作用 化学结构特征: 化学结构特征 氮杂萘核-4-酮 羧酸 氮杂萘核 酮-3-羧酸 药物动力学特征: 药物动力学特征: 口服吸收好,易代谢失活,在泌尿道、胆道和肠道浓度高。 口服吸收好,易代谢失活,在泌尿道、胆道和肠道浓度高。
合成方法
用 3-氯 -4-氟苯胺和乙氧甲烯基丙二酸二乙 氯 氟苯胺和乙氧甲烯基丙二酸二乙 酯在120-130℃ 缩合得缩合物 , 形成喹诺酮 酯在 ℃ 缩合得缩合物, 酸环。在液体石蜡存在下150℃环合,形成 酸环。 在液体石蜡存在下 ℃ 环合, 哌嗪环。 将产物在DMF中用硫酸二乙酯进 哌嗪环 。 将产物在 中用硫酸二乙酯进 行N-乙基化反应。在2mol/LNaOH下水解, 乙基化反应。 下水解, 乙基化反应 下水解 后与哌嗪缩合而得诺氟沙星。 后与哌嗪缩合而得诺氟沙星。
目前喹诺酮类抗菌药已经成为仅次于头孢菌素的 抗菌药物。 抗菌药物。
喹诺酮类抗菌药物
莫西沙星(moxifloxacin)于1999 年批准用于临床,有文献称为第四代喹诺酮类药物。口服吸收率为90%,体内分布较环丙沙星广,t1/2 为12~15 h。对多数阳性和阴性菌、厌氧菌、结核杆菌、衣原体和支原体作用强;对肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、支原体和衣原体作用明显强于环丙沙星;对肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌作用超过司氟沙星。用于治疗呼吸道、泌尿道和皮肤软组织感染。不良反应少,至今未见严重过敏反应,几乎没有光敏反应。
药理作用
喹诺酮类药是杀菌剂,对静止期和生长繁殖期细菌均有明显作用。即使血药浓度已降低到无法检测水平,仍在2~6 h 内对某些细菌有明显抑制作用,说明有明显抗菌后效应。
第一代抗菌作用弱,已被淘汰。
第二代抗菌谱窄,仅对革兰阴性菌有效,对铜绿假单胞菌活性较低,口服易吸收,但血药浓度低,尿中浓度高,可用于泌尿道和消化道感染。
② 在革兰阳性菌中,喹诺酮类主要影响拓扑异构酶Ⅳ;在革兰阴性菌中主要影响DNA 回旋酶。
③ 另有研究认为喹诺酮类还可能与抑制细菌RNA 和蛋白质合成,诱导菌体DNA 错误复制等有关。
耐药性
细菌对喹诺酮类天然耐药率极低,但后天耐药却发展很快,该类药物之间有交叉耐药性。临床常见的耐药菌包括铜绿假单胞菌、肠球菌和金黄色葡萄球菌等,其耐药性与gyr A 基因突变导致DNA 回旋酶A 亚基与药物的亲和力下降有关。
1.胃肠道反应 最常见味觉异常、食欲不振、恶心、呕吐、腹痛、腹泻及便秘等,常与剂量有关。
2.神经系统反应 表现为头晕、头痛、失眠、眩晕及情绪不安等,以失眠最多见;严重时可发生复视、色视、抽搐、神志改变等中枢神经和幻觉、幻视等精神症状,但极少见。剂量过大、有精神病或癫痫病史、与茶碱或NSAID 合用易出现,产生机制可能与喹诺酮类抑制中枢抑制介质GABA 与其受体结合有关,因此,不宜用于有中枢神经系统疾病或病史(尤其是有癫痫病史)的患者。
喹诺酮类抗菌药物汇总
过敏反应:部分患者可 能出现皮疹、瘙痒等过 敏反应,严重者可能出 现过敏性休克。
肌腱炎和肌腱断裂:长 期使用喹诺酮类药物可 能导致肌腱炎和肌腱断 裂的风险增加。
神经系统反应:部分患 注意事项:喹诺酮类药
者可能出现头痛、头晕、 物可能影响软骨发育,
失眠等神经系统反应, 因此孕妇和未成年儿童
严重者可能出现癫痫发 应避免使用;此外,与
抗菌谱
喹诺酮类药物主要针对革兰氏 阴性菌,如大肠杆菌、肺炎克 雷伯菌、铜绿假单胞菌等,具
有良好的抗菌活性。
喹诺酮类药物对部分革兰氏 阳性菌也有抗菌作用,如金 黄色葡萄球菌、表皮葡萄球
菌等。
此外,喹诺酮类药物还对支原 体、衣原体、军团菌等非典型 病原体具有一定的抗菌作用。
适应症
下呼吸道感染
喹诺酮类药物常用于治疗社区 获得性肺炎、慢性阻塞性肺疾 病急性加重等下呼吸道感染。
耐药性的监测与控制
监测方法
通过实验室检测细菌对喹诺酮类药物的敏感性,及时发现耐药性。
控制策略
限制喹诺酮类药物的滥用,加强抗菌药物的管理和监管,推广合理用药。
耐药性的影响与挑战
影响
耐药性的产生导致喹诺酮类药物在治 疗细菌感染时的效果降低,甚至失效 。
挑战
耐药性的挑战在于如何有效控制其传 播,同时研发新型抗菌药物以应对耐 药性问题。
04
喹诺酮类药物的临床应用
呼吸系统感染
总结词
喹诺酮类药物在呼吸系统感染中应用广泛,尤其适用于治疗下呼吸道感染,如肺 炎和支气管扩张症等。
详细描述
喹诺酮类药物通过抑制细菌DNA旋转酶,从而影响细菌DNA复制、转录和修复 ,最终导致细菌死亡。对于常见的呼吸系统感染病原体如肺炎链球菌、流感嗜血 杆菌、支原体和衣原体等,喹诺酮类药物具有较好的抗菌活性。
喹诺酮类抗生素等级标准
喹诺酮类抗生素等级标准喹诺酮类抗生素是一类广谱抗菌药物,被广泛应用于医疗领域。
根据其药理特点和临床应用的需要,针对喹诺酮类抗生素,制定了一套等级标准,以确保其合理、有效的使用。
下面将详细介绍喹诺酮类抗生素的等级标准。
喹诺酮类抗生素主要分为四个等级:限制使用、谨慎使用、常规使用和特殊使用。
这些等级标准依据对细菌的敏感性、抗药性情况以及相关临床实践经验制定而成。
首先是限制使用级别。
嗜酸乳杆菌、厌氧菌等常见致病菌对此类药物的敏感性较差,因此在治疗这类感染时限制使用喹诺酮类抗生素。
此外,对于孕妇、哺乳期妇女、儿童、老年人等特殊人群,也应避免使用限制使用级别的喹诺酮类抗生素。
其次是谨慎使用级别。
此类药物对于多种病原菌具有一定的杀菌活性,但由于药物使用不当容易出现耐药性,故谨慎使用。
对于革兰阳性球菌、具有间接感染风险的免疫抑制患者和高龄患者等,需要慎重考虑使用喹诺酮类抗生素。
再次是常规使用级别。
这一级别的喹诺酮类抗生素适用于多种致病菌引起的感染,如结核分枝杆菌、肺炎链球菌等。
药物的使用应符合使用指南,遵守适应症、剂量和疗程等相关要求,以确保其疗效及降低抗药性的产生。
最后是特殊使用级别。
部分抗生素具有特殊的适应症,如治疗顽固性呼吸道感染、合并肺部感染的免疫缺陷患者等,可以考虑特殊使用级别的喹诺酮类抗生素。
使用前需权衡治疗效果与药物的风险,同时遵循治疗方案与监测要求。
除了以上等级标准,喹诺酮类抗生素的使用还需符合以下原则:1. 避免滥用:合理使用抗生素是防止抗菌耐药性发展的重要措施。
在选择使用喹诺酮类抗生素时,应权衡病情严重程度、细菌耐药情况以及药物的副作用等因素。
2. 个体化治疗:根据患者的具体情况,包括年龄、性别、妊娠状态等,选择合适的喹诺酮类抗生素及其剂量。
特别是对于特殊人群,如孕妇、儿童和老年患者,需谨慎选择,避免不必要的风险。
3. 监测药物疗效与安全性:在使用喹诺酮类抗生素期间,应进行相关的生化指标、病原学检测以及不良反应的监测。
喹诺酮类抗菌药物
• 新喹诺酮更适于治疗社区获得性呼吸道感染
– 对革兰阳性菌,非典型致病菌及厌氧菌的抗菌活性较前明 显增强, 包括对内胺类和大环内酯类的耐药菌
– 药代动力学优点突出,适于口服
– 莫西沙星能快速治愈呼吸道感染
– 安全性高
用法
诺氟沙星 培氟沙星 依诺沙星 环丙沙星 氧氟沙星 左氧氟沙星 洛美沙星 氟罗沙星
600~800 600~800 400~800 500~1500 200~600 200~400 400~600 200~400
分2 ~3次 分2 次 分2 次 分2 ~3次 分2 次 分2 次 1 ~2次 1次
800
喹诺酮类药物的作用机制
• 拮抗细菌DNA旋转酶,干扰细菌细胞的 DNA复制而呈现杀菌作用
• 主要作用的靶酶:拓扑异构酶II及IV
– 传统的喹诺酮作用于拓扑异构酶II(DNA旋转 酶)
– 新喹诺酮既作用于拓扑异构酶II , 也作用于拓 扑异构酶IV
化学结构和构效关系
母核:1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸
新喹诺酮-抗微生物特点
• 抗革兰阳性球菌活性明显增强
– 对肺炎链球菌:
• 吉米沙星>Sitafloxacin>克林沙星=莫西沙星=曲伐沙星>加 替沙星=斯帕沙星>左氧氟沙星>环丙沙星
• 抗非典型病原体活性显著增强 • 显著增强抗厌氧菌活性
– 对脆弱拟杆菌:
• Sitafloxacin>曲伐沙星>克林沙星=莫西沙星=加替沙星>吉 米沙星=斯帕沙星>左氧氟沙星>格帕沙星=环丙沙星
少见严重反应
• 中枢神经反应:抽搐、癫痫样发作,复视、 色觉分辨力改变;
喹诺酮类抗菌药
O
F
COOH
O
F
COOH
N
N
N H3C
O H CH3
H3C
N
N
HN
F
CH3
Levofloxicin
Lomefloxacin
Ofloxacin
O
F
COOH
NNN HN
CH3
Enoxacin
O
F
COOH
F
NNN
H2N
F
H3C
N
HN
F
O COOH
O
F
COOH
N F
F
H
NNN
F
H2N H
F
Tosufloxacin
H3C
N
N
HN
Moxifloxacin
Balofloxacin
Grepafloxacin
二、作用机理
喹诺酮类抗菌药通过抑制细菌DNA回旋酶( Gyrase) 和拓扑异构酶IV(Topoisomerase IV)起到抗菌作 用。通过抑制细菌DNA回旋酶(Gyrase)抑制DNA的 合成(图19-2),DNA螺旋酶特异性催化改变DNA 拓扑学反应,DNA回旋酶创建负超螺旋,这有助于 在复制过程中稳定DNA的分离、防止过量和非模版 的双连卷曲。细菌DNA 回旋酶由四个亚A亚基,即 两个A和两个B聚体组成,A亚基由基因gyrA 控制, B亚基由基因gyrB 控制
F
OO
Cl OCH2CH3 O CH3
NH2
OO
Cl NH
NaH F
化学结构特征为在分子中的7位引入哌嗪基 团
O
O
COOH
O COOH
N
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9
常见的喹诺酮类药物
10
二、喹诺酮类药物的作用机制与药效团
• 抑制细菌DNA回旋酶和拓扑异构酶IV
• DNA旋转酶对于细菌的复制、转录和修复起决
定性作用。
• 而拓扑异构酶IV则是在细胞壁的分裂中对细菌
染色体的分裂起关键作用。
11
stabilize
break
O OH
H2N
N
N
N F
F
依诺沙星 Enoxacin
妥舒沙星 Tosufloxacin
29
Norfloxacin的稳定性
• Norfloxacin在室温下相对稳定,但对光照分解 ,可检出如下分解产物。在2mol/L盐酸中回流 50小时,可生成69%脱羧物。
O F H2N N H N OH O F OH H2N N HN N N O O F O
抗革兰阴性菌
R7
Cl,F,OCH3
降低最小抑菌浓度
22
2. 改善对革兰氏阳性菌的活性
CH3 抗革兰阳性菌
R5 N NH2 F O O OH X8 N R1 N
抑制S肺炎球菌的活性 Drug Ciprofloxacin Sparfloxacin Moxifloxacin Temafloxacin Trovafloxacin MIC 0.5-2 0.125-0.5 0.01-0.5 0.5-1 0.007-0.25
抗菌谱由革兰氏阴性菌扩大 到G阳性菌,对绿脓杆菌有作 用 药代学性质得到改善,耐药 性低,毒副作用小 主要用于泌尿道肠道感染及 耳鼻喉感染。
HN N O
N N
吡哌酸
COOH
N
C 2H5
分子中引入碱性的哌嗪基团,使得 碱性和水溶性增加,抗菌活性增加
7
第三代喹诺酮抗菌药物的药效学特征
分子中6位的氟原子
Norfloxacin为70年代末开发的喹诺酮类抗菌药,氟 甲喹具有较弱的抗菌作用,但具有较光的抗革兰 氏阴性菌的性质,由于引入6位氟原子及分子中哌 嗪基团的存在,使得此类药物
• 具有良好的组织渗透性,
• 具有抗菌谱广, • 对革兰氏阴性菌和阳性菌都有明显的抑制作用 • 特别是对包括绿脓杆菌在内的革兰氏阴性菌作用比庆大霉 素等氨基糖苷类抗生素还强
33
本节小结
1.了解喹诺酮类药物发展史 2.喹诺酮类药物作用机制 3.喹诺酮类药物的构效关系 4.代表药物
习题:
1.写出喹诺酮类药的基本结构并阐述其构效关系。 2.写出代表药诺氟沙星、环丙沙星的结构、名称 。 3.阐述喹诺酮类药的研究进展及作用机制。 4.第三代喹诺酮类抗菌药的化学结构与第一代、第二代相比 有何特点?指出结构改变对活性的影响。
仅在很高浓度才能将其抑制,故喹诺酮类对细
菌的选择性高,而对人体的不良反应少。
14
拓扑异构酶Ⅳ的作用
拓扑异构酶(topoisomease)Ⅳ(四聚体C2E2)为解 链酶,可在 DNA 复制时将环连的子代DNA解环 连
拓扑异构酶IV
解环连
15
喹诺酮类药物的作用机制
Quinolones
(—)
拓扑异构酶IV
《药物化学》
喹诺酮类抗菌药
凡是对侵袭性的病原体具有选择性抑制或杀灭作
用,而对机体(宿主)没有或只有轻度毒性作用的 化学物质,称为化学治疗药,简称化疗药。
化疗药物根据病原体的不同,主要包括 1、 抗微生物药(抗菌药,抗生素)。2、抗寄 生虫病药。3、抗恶性肿瘤药。
2
本章重点学习
喹诺酮类抗菌药
磺胺类抗菌药 抗结核病药
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O F HN
O OH
N N 盐酸环丙沙星 Ciprofloxacin Hydrochloride
诺氟沙星 Norfloxacin
O F HN N N
O OH .HCl.H2O
• 化学名:1-环丙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1哌嗪基)-3-喹啉羧酸盐酸盐一水合物
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喹诺酮类抗菌药物的典型药物环丙沙星的合成
reseal break on front side
DNA回旋酶
Positive node
(+)
back segment
(–) (–)
(–) 1 2
(–) 3
DNA复制、转录、重组与修复均要求DNA为负超螺旋 状 在DNA复制和转录时,负超螺旋结构必须先解旋,导 致正超螺旋状DNA形成。DNA回旋酶的功能在于使正 超螺旋状DNA恢复负超螺旋结构。 细菌DNA回旋酶为四聚体(A2B2),作用于正超螺旋: • A亚基——切断后侧双链(开口活性,nicking activity) • B亚基——介导ATP水解供能、前侧双链后移 • A亚基——封闭切口(封口活性,closing activity) 最终使正超螺旋变为负超螺旋。
12
DNA回旋酶与喹诺酮类作用靶点
DNA回旋酶
切断后侧双链
在前侧封闭切口
(—)
(—)
正超螺旋DNA
喹诺酮类抑制
Quinolones
负超螺旋DNA
DNA 回旋酶切口活性与封口活性。
——
13
问 题
喹诺酮类药物能否影响人体DNA复制?
哺乳动物真核细胞中不含DNA回旋酶,而含有
概念及机制上相似的拓扑异构酶Ⅱ,喹诺酮类
1. 保持对革兰氏阴性菌的高度活性
NH2
抗革兰阴性菌
R5 F N N CH3 O O OH N R8 R1
抑制革兰阴性菌 (E.大肠杆菌)的活性 Drug MIC Ciprofloxacin 0.125-0.5 Grepafloxacin 0.06-2 Gatifloxacin 0.6 体积大的基团 降低最小抑菌浓度
5
O
4
N
HN N
COOH
COOH
3
B X8 R8
A N 1 2 R1
依诺沙星 Enoxacin
N
N
F
妥舒沙星 Tosufloxacin C 2H5
O
O OH
F
2. B环可作较大改变,可以是并合的苯 HN 环(X=CH,Y=CH)、吡啶环(X=N,Y=CH)、 嘧环(X=N,Y=N)等。
N
N
3. 1位N上若为脂肪烃基取代时,以乙基或与乙基体积相似 的乙烯基、氟乙基抗菌活性最好; 若为脂环烃取代时,其抗菌作用最好的取代基为环丙基、 而且其抗菌活性大于乙基衍生物。 O O 1位N上可以为苯基或其它芳香基团取代,若为苯取代时, F OH 其抗菌活性与乙基相似。
Chloroquine 氯喹
萘啶酸
5
O
5
B
6 发展:第一代喹诺酮抗菌药物的药效学特征
A
4
3
2
COOH
7
8
N1
R
抗革兰氏阴性菌药物,对革兰氏阳 性菌几乎无作用。
作用时间短、中枢作用大、耐药、 临床意义小
为吡啶并嘧啶酸结构,属第一代,
用于肠道、泌尿系
吡咯酸
6
第二代喹诺酮抗菌药物的药效学特征
抗菌活性增强
抗革兰阳性菌
R7
抗革兰阳性菌
F
X=C,Cl,F,OCH3 降低最小抑菌浓度
F
体积大的基团 降低最小抑菌浓度
23
3. 增加抗厌氧菌的活性
R5 F R7 X8
O
O OH
N R1 F
X=C OCH3 X=N
F
Activity against B.fragilis Drug MIC Ciprofloxacin 2~128 Gatifloxacin 0.25~8 Moxifloxacin 0.25~8 Gemifloxacin 0.5~64 Trovafloxacin 0.125~8
O F HN N N O OH
• 化学名:1-乙基-6-氟-4-氧代-1,4-二氢-7-( 1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸 (1-Ethyl-6-fluoro-4oxo-1,4-dihydro-7-(piperazin-1-yl) quinoline-3-carboxylic acid)。别名:氟哌酸
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B
A N 12 R1
R7 7 X 8 R8
7. 7位引入各种取代基均可明显增加抗菌活 性,特别为五元或六元杂环取代时,抗菌 活性明显增加,尤其是哌嗪取代基最好。
8. 8位以氟、甲氧基、氯、硝基、氨基取代 均可使活性增加,其中以氟取代最佳但光 毒性增加,甲基,甲氧基取代,光毒性减 少。
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(2)喹诺酮类抗菌药结构与抗菌活性、毒性及药物 代谢的关系
HN N N .HCl.H2O
19
R5 R6
6 5
O
4
Y
COOH
3
B
A N 12 R1
4. 2位上引入取代基后,其活性 减弱或消失。
R7 7 X 8 R8
5. 5位取代基中,以氨基的抗菌作用最佳。其 他基团取代时,活性减少。。
20
R5 R6
6 5
O
4
Y
COOH
3
6. 6位不同的取代基对活性的贡献大小 顺序为F>Cl>CN≥NH2≥H,6位引入氟 原子较6位为H的类似物的抗菌活性大30 倍。
抗真菌药物 抗病毒药 抗寄生虫病药物
3
第一节、喹诺酮类药物
目前,喹诺酮类抗菌药已经成为仅次于β-内酰胺抗生素的 抗菌药,在临床上有较高的应用价值。
4
一、喹诺酮类抗菌药物的发展概述
★发现:在抗疟药氯喹
的结构改造中性,开创了化疗 药物的新领域。至78年合 成十几万化合物,上市10 余种药物。
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环丙沙星的用途
• Ciprofloxacin为Norfloxacin分子中1位乙基被环 丙基取代所得的喹诺酮类抗菌药。虽然抗菌谱与 Norfloxacin相似,但对肠杆菌、绿脓杆菌、流感 嗜血杆菌、淋球菌、链球菌、军团菌、金黄色葡 萄球菌,脆弱拟杆菌等的最低抑菌浓度(MIC90 )为0.008-2μg/ml,这显然优于其他同类药物及 头孢菌素和氨基糖苷类抗生素。另外,对耐-内 酰胺类或耐庆大霉素的病源菌也显效,这使得 Ciprofloxacin在临床上被广泛使用。