抗生素的生物合成与调节机制

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药理学药物的作用机制

药理学是研究药物在生物体内的作用机制和药物与生物体相互作用的科学。药物的作用机制是指药物在生物体内发挥药效的过程和方式，了解药物的作用机制对于合理使用药物、减少药物不良反应具有重要意义。本文将介绍药理学中常见药物的作用机制，帮助读者更好地理解药物的作用原理。

一、解热镇痛药的作用机制

解热镇痛药是用于缓解发热和疼痛症状的药物，常见的解热镇痛药包括扑热息痛、阿司匹林等。这类药物的主要作用机制是通过抑制前列腺素的合成，减少前列腺素在体内的水平，从而减轻炎症反应和疼痛感。其中，阿司匹林通过抑制环氧化酶的活性，阻断花生四烯酸的合成，进而抑制前列腺素的合成，发挥解热镇痛的作用。

二、抗生素的作用机制

抗生素是用于治疗细菌感染的药物，根据其作用机制的不同可分为静菌抗生素、细胞壁抑制剂、蛋白质合成抑制剂等。静菌抗生素主要通过抑制细菌的DNA合成或RNA合成，阻断细菌的生长和繁殖；细胞壁抑制剂则是通过破坏细菌细胞壁的合成，导致细菌死亡；蛋白质合成抑制剂则是干扰细菌的蛋白质合成过程，阻止细菌的正常生长。不同类型的抗生素作用机制各有特点，选择合适的抗生素对于治疗细菌感染至关重要。

三、抗肿瘤药物的作用机制

抗肿瘤药物是用于治疗肿瘤的药物，其作用机制多样，包括抑制肿瘤细胞的增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、阻断肿瘤血管生成等。常见的抗肿瘤药物包括紫杉醇、顺铂等，紫杉醇通过干扰微管的聚合过程，阻止肿瘤细胞有丝分裂，从而抑制肿瘤细胞的增殖；顺铂则是通过与DNA结合，干扰DNA的复制和修复，诱导肿瘤细胞凋亡。抗肿瘤药物的作用机制复杂多样，需要根据肿瘤类型和患者情况进行个体化治疗。

合成生物学中的抗生素产生机制分析

合成生物学是一门综合了生物工程、基因组学、微生物学等多学科知识的交叉

学科，旨在通过重新设计和构建生物系统来创造新的生物功能。在合成生物学领域，开发抗生素是一项重要的研究方向。抗生素是一种可以抑制或杀死细菌的化合物，对医学和农业产业具有重要意义。本文将对合成生物学中的抗生素产生机制进行分析。

抗生素产生机制来源于细菌和真菌等微生物的自然产物。并且，大多数抗生素

在自然界中都起到一定的生物活性。然而，合成生物学的研究使得人们能够基于生物学原理和工程技术手段来改造和优化产生抗生素的微生物系统。

首先，了解抗生素产生的微生物会对合成生物学中的抗生素研究有很大帮助。

以青黄霉为例，其广泛存在于自然环境中，可用于生产青霉素等β-内酰胺类抗生素。青黄霉基因组的测序和基因功能分析揭示了该菌株中抗生素合成的基本途径。这些线索为利用合成生物学方法来改造和提高产生抗生素菌株打下了基础。

其次，合成生物学中的抗生素产生机制主要包括抗生素合成途径的重构和优化

设计。通过对已知抗生素产生微生物的基因组进行分析，识别并克隆出相关的合成途径基因，可以重构抗生素的合成途径。此外，合成生物学的工程手段可以通过基因组重组、表达调控、代谢通路设计等方法对抗生素产生途径进行优化。例如，通过调节相关基因表达水平、增加底物供应等手段，可以提高抗生素产率，降低副产物的生成。

另外，合成生物学中的抗生素产生机制还包括抗生素的导出和释放机制的研究。抗生素的导出和释放对于其在微生物细胞外的积累和利用具有重要影响。因此，在合成生物学中，研究导出和释放机制，寻找并改造相关基因是提高抗生素产量和提高抗生素活性的重要途径。

微生物与寄生虫：抗生素的作用机制

二氢叶酸合成酶
（—）磺胺
二氢叶酸
二氢叶酸还原酶
（—）甲氧苄啶
四氢叶酸
TMP与磺胺药合用(复方新诺明)有协同作用
作用机制
4.影响细胞膜的功能两种机制：
①多粘菌素B、粘杆菌素等破坏细胞膜超微结构 → 细胞内成分流失
②达托霉素充当膜上的离子载体 → 影响细胞内外离子的正常交换 → 调节渗透能力的丧失 → 细胞死亡
抑制：
胞浆内粘肽前体形成
磷霉素、环丝氨酸胞浆膜阶段粘肽合成
万古霉素、杆菌肽胞浆外交叉联接过程
青霉素、头孢菌素
作用机制
青霉素作用靶位
作用机制
2.抑制蛋白质的合成
氨基糖苷类四环素类链霉素大环内酯类氯霉素林可霉素类
30S亚基抑制剂 50S亚基抑制剂
作用机制
3.抑制核酸的合成
磺胺类：抑制二氢叶酸合成酶 → 影响DNA合成喹诺酮类：阻止DNA的断裂重接循环 → 干扰DNA复制、修复和转录硝基咪唑类：产生毒性中介化合物断裂细菌DNA链 → 干扰DNA复制利福霉素类：抑制依赖DNA的RNA多聚酶 → 抑制mRNA合成
作用机制
3.抑制核酸的合成
影响叶酸代谢
谷氨酸二氢蝶啶对氨基苯甲酸（PABA）
抗生素的作用机制
作用机制
根据对病原菌的作用靶位分为四类：

抗生素分类简介及作用机制

抗生素的分类及简介

β-内酰胺类青

霉

素

类

天

然

青

霉

素

作

用

机

制

均

为

抑

制

细

菌

细

胞

壁

的

生

物

合

成

自1959年以来，先后合成了具有耐酸、耐酶、广谱等特点的半合成青霉素。(如广谱的

阿莫西林、氨苄西林等，它们对革兰阳性或阴性菌均有作用。耐酸，可口服，但不耐酶，

对耐药金黄色葡萄球菌无效。)

1、窄谱青霉素：青霉素、青霉素v

2、耐酶青霉素：苯唑西林、奈夫西林、甲氧西林、氯唑西林、氟氯西林、双氯西林

3、广谱青霉素：氨苄西林、巴氨西林、匹氨西林、仑氨西林、酞氨西林、阿莫西林

4、抗铜绿假单胞菌广谱：羧苄西林、替卡西林、黄苄西林、呋苄西林、阿洛西林、哌

拉西林、美洛西林

5、抗革兰阴性菌：美西林、匹美西林、替莫西林

6、青霉素类复方制剂：阿莫西林/氟氯西林、阿莫西林/双氯西林、氨苄西林/氯唑西林

7、青霉素类+酶抑制剂（舒巴坦、克拉维酸、他唑巴坦）

氨苄西林/舒巴坦、阿莫西林/克拉维酸、阿莫西林/舒巴坦、替卡西林/克拉维酸、美洛

西林/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦、哌拉西林/舒巴坦

半

合

成

青

霉

素

类

头

孢

菌

素

类

第一代

常见皮

疹等过

敏反应，

偶见过

敏性休

克。

第一、

二、三代

有不同

程度的

肾毒性，

第四代

没见肾

损害报

道。

如：头孢羟氨苄、头孢氨苄、头孢唑啉、头孢拉啶、头孢沙定、头孢替唑、头孢曲嗪、

头孢噻吩、头孢噻定、头孢匹林、头孢丙烯。口服主要治疗革兰阳性菌。

第二代

如：头孢呋辛、头孢呋辛脂、头孢克洛、头孢孟多、头孢尼西、头孢替安、头孢替安酯。

可为一般革兰阴性菌（较第三代弱）感染的首选药，另对革兰阳性菌（与第一代活性大

致相当）及流感嗜血杆菌也有较强作用。

第七章抗生素的代谢

二、抗生素的分类
1. 根据抗生素的生物来源分类
①放线菌产生的抗生素链霉素；四环素；红霉素等 ②真菌产生的抗生素青霉素、头孢霉素等 ③细菌产生的抗生素多粘菌素等 ④植物或动物的抗生素
被子植物蒜中制得的蒜素；从动物脏器中制得的鱼素等。
2. 根据抗生素的作用分类
①广谱抗生素氨苄青霉素 ②抗革兰氏阳性菌的抗生素青霉素 ③抗革兰氏阴性菌的抗生素链霉素 ④抗真菌抗生素制霉菌素 ⑤抗病毒抗生素四环类抗生素对立克次体及较大病毒有一定作用 ⑥抗癌抗生素阿霉素
磷抑制或阻遏次级代谢产物合成所必须的磷酸酯酶。如链霉素、紫霉素、新霉素等的合成途径中的中间产物都是磷酸化的化合物，因此，在它们的生物合成中必须有磷酸酯酶参与。链霉素的生物合成对磷极其敏感。
抗生素发酵宜Biblioteka Baidu用较难消化的氮源。如链霉素发酵使用脯氨酸作唯一氮源，能大幅度提高链霉素的产量。
青霉素发酵常采用玉米浆的原因就基于此。其中氮源的分解速率正好满足菌的生长和合成产物的需要。
4．磷酸盐的调节
磷酸盐不仅是菌体生长的主要限制性营养成分，还是调节抗生素生物合成的重要参数。
在四环素、杀念珠菌素、万古霉素等许多抗生素的生物合成中只要发酵液中的磷酸盐未耗竭，菌的生长继续进行，几乎没有抗生素的合成。一旦磷酸盐耗竭，抗生素便开始合成。
①选择性作用一种抗生素只对一定种类的微生物有作用，即抗菌谱。青霉素一般只对革兰氏阳性菌有作用，多粘菌素只对革兰氏阴性菌有作用，它们的抗菌谱较窄。氯霉素、四环素等对多种细菌及某些病毒都有抑制作用，称为广谱抗生素。 ②选择性毒力抗生素对人和动物的毒力远小于对病菌的毒力，称为选择性毒力。通常抗生素可在极低浓度下有选择地抑制或杀死微生物。选择性毒力是化学治疗的基础。 ③耐药性细菌在抗生素的作用下，大批敏感菌被抑制或杀死，但也有少数菌株会调整或改变代谢途径，变成不敏感菌，产生耐药性。

发酵工程-第九章-抗生素

OH
H+ or HgCl2
-CO2
NH O
Penilloaldehyde
CHO
O
NH S H
N Penilloic Acid H H
a
+
NH b
O
O
CHO
HOOC
OH Penaldic Acd
β-环开裂,-CO2
青霉素生产工艺过程
菌种 →种子制备 → 发酵 → 发酵液预处理 → 提取及精制 → 成品包装
三、根据化学结构（一）β－内酰胺类抗生素（二）四环类抗生素
（三）氨基糖苷类抗生素（四）大环内酯类抗生素（五）多烯大环类抗生素（六）多肽类抗生素（七）蒽环类抗生素（八）其他类
四、根据作用机制
（一）抑制细胞壁合成（二）影响细胞膜功能（三）抑制和干扰蛋白质合成（四）抑制核酸合成（五）抑制细菌生物能作用
一、抗生素的分类
按生物来源、作用、化学结构、作用机制、合成途径可分为：表22-1
抗生素概述
1.定义：
是某些细菌、放线菌、真菌等微生物的次级代谢产物，或用化学方法合成的相同化合物或结构类似物，在低浓度下对各种病原性微生物或肿瘤细胞有强力杀灭作用或有其他药理作用的药物。
抗生素概述
发酵工艺控制
1.基质浓度：

七抗生素的发酵机制

分类： β-内酰胺类抗生素氨基糖苷类抗生素大环内酯类抗生素氯霉素类抗生素四环素类抗生素其他类抗生素

1、β-内酰胺类抗生素 1）青霉素青霉素在临床上主要用于治疗葡萄球菌传染症如脑膜炎、化脓症、骨髓炎等，溶血性链球菌传染症如腹膜炎、产褥热，以及肺炎、淋病、梅毒等。已有的研究认为，青霉素的抗菌作用与抑制细胞壁的合成有关。革兰氏阳性菌细胞壁的组成是肽聚糖占细胞壁干重的50％～80％（革兰氏阴性菌为1％～10 ％）、磷壁酸质、脂蛋白、多糖和蛋白质。其中肽聚糖是一种含有乙酰基葡萄糖胺和短肽单元的网状生物大分子，在它的生物合成中需要一种关键的酶即转肽酶。青霉素作用的部位就是这个转肽酶。

二、抗生素的生物合成类型
目前世界各国实际生产和应用于医疗的抗生素约有120多种，其中以β-内酰胺类抗生素、四环素类和氨基糖苷类、大环内酯类为主要抗生素。也可以划分为： 1.蛋白质衍生物； 1）简单的氨基酸衍生物：如环丝氨酸等 2）寡肽抗生素：如青霉素、头孢菌素等 3）多肽类抗生素：如杆菌肽等 4）多肽大环内酯类抗生素：如放线菌素等 5）含嘌呤和嘧啶碱基的抗生素：如嘌呤霉素等

由青霉菌所产生的一类抗生素类物质总称为青霉素。青霉素发酵液中含有5种以上天然青霉素（如青霉素F、G、X、K、F和V等），它们的差别仅在于侧链R基团的结构不同，其中青霉素G在医疗中用得最多，它的钠或钾盐为治疗革兰氏阳性菌的首选药物，对革兰氏阴性菌也有强大的抑制作用。青霉素的结构通式可表示为（见下页）

抗生素的应用

2.头孢地嗪(莫敌) 对革兰阳性菌及阴性菌、厌氧菌均有抗菌作用。MRSA、肠球菌、绿脓杆菌及其他假单胞菌对该品耐药。具有免疫调节活性，可增强中性粒细胞、巨噬细胞及淋巴细胞的活性，增强其吞噬功能，促使免疫系统相互协调，发挥免疫增强作用。其优越的免疫调节作用则显示体内的抗菌作用明显优于体外。 70－80％以原形经肾脏排出。1－2g/d，免疫缺陷患者的难治性感染 4g/d。
（四）、大环内酯类抗生素
主要对革兰阳性菌如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌、白喉杆菌及炭疽杆菌具有强大的抗菌活性；革兰阴性菌如流感杆菌、脑膜炎球菌、淋球菌、百日咳杆菌和布氏杆菌敏感；除脆弱类杆菌、梭杆菌属外的厌氧菌有效；对钩端螺旋体、肺炎支原体、非结核分枝杆菌、立克支体、防线菌、弓形体有抑制作用；对军团菌和弯曲菌高度敏感。新红霉素（罗红霉素、克拉霉素、阿齐霉素）同红霉素比，半衰期延长，细胞内外药物浓度比进一步增大。
2.影响菌体蛋白质的合成
抑制蛋白质合成的抗生素有氨基糖甙类、氯霉素、红霉素、四环素、林可霉素等。四环素作用于30S亚基，氯霉素、红霉素、林可霉素作用于50S亚基，氨基糖甙类作用于蛋白质合成的全过程。
3.影响细菌细胞膜的通透性

作用于细菌细胞膜的抗生素有多粘菌素和多烯类和咪唑类。多粘菌素与膜内磷脂结合，使细胞膜裂开，细胞内重要物质外漏和细菌死亡。多烯类主要与细胞膜上的麦角固醇结合，使细胞膜的通透性增加。咪唑类抑制真菌细胞膜中固醇类的生物合成而影响细胞膜的完整性。

【代谢调控学】第七章抗生素的代谢

第三节青霉素发酵的代谢控制育种
ß-内酰胺类抗生素
是一类结构中含有ß-内酰胺环的抗生素。包括 • 青霉素类抗生素 • 头孢菌素类抗生素 • 非典型的ß-内酰胺类抗生素
青霉素：由带酰基的侧链和6-氨基青霉烷酸所构成；
头孢菌素：由α-氨基己二酸（侧链）和7-氨基头孢霉烷酸所构成。
一、青霉素和头孢菌素的生物合成途径及代谢调节机制
1、化学结构式
苯乙酸
半胱氨酸
缬氨酸
CH2 CO NH CH
CO 苯乙酸（侧链）
S
CH3
CH
C CH3
N
CH COOH
6-氨基青霉烷酸（6-APA）(母核)
青霉素G
头孢菌素C
α-氨基己二酸
半胱氨酸
缬氨酸醋酸
HOOC CH NH2
(CH2)3 CO
D- α-氨基己二酸（侧链）
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NH CH CH CH2
④ O-琥珀酰高丝氨酸转琥珀酰酶
反馈抑制⑤苏氨酸脱氨酶阻遏
（二）天冬氨酸族生物合成的代谢调节机制 1、大肠杆菌
在细菌中，虽然天冬氨酸族氨基酸生物合成途径是相同的，但是其代谢调节机制是多种多样的。 1）大肠杆菌K12(同功酶调节) ①天冬氨酸激酶(三个) ②天冬氨酸-β-半醛脱氢酶(两个) ③DDP合成酶（赖氨酸分支的第一个酶） ④高丝氨酸合成酶（HD）（通向苏氨酸、蛋氨酸分支的第一个酶）

抗生素作用机制与抗性机理

抗生素是一类抑制细菌、真菌和病毒生长繁殖的药物，被广泛应用于临床治疗和预防感染性疾病。通过了解抗生素的作用机制和抗性机理，可以更好地应对感染性疾病的治疗挑战，同时也有助于合理使用抗生素，减少抗生素滥用导致的抗药性问题。

抗生素作用机制

细菌靶点抑制

抗生素的主要作用机制之一是通过干扰细菌的生物代谢或

DNA/RNA合成等过程来抑制细菌的生长繁殖。比如，β-内酰胺类抗生素通过抑制细菌细胞壁的合成，导致细菌发育受阻，最终死亡。

细菌膜破坏

部分抗生素如青霉素类通过破坏细菌细胞膜结构，使得细菌内部物质外渗，从而导致细菌死亡。这种作用机制对于部分革兰阳性细菌特别有效。

阻断蛋白质合成

一些抗生素如氨基糖苷类药物在细菌内部阻断蛋白质的合成，影响细菌的生长与繁殖，起到杀灭细菌的作用。

抗性机理

基因变异

细菌在繁殖过程中存在基因突变的可能性，有些细菌通过基因变

异可以产生特定的酶，使得抗生素失去对该细菌的杀灭作用。

质粒传递

细菌之间可以通过质粒传递抗性基因，使得抗性基因在细菌种群

中快速传播，大大增加了抗生素抗性的风险。

耐药性基因表达

部分细菌在受到抗生素压力后可以通过调节耐药性基因的表达水

平来减少抗生素对细菌的杀灭作用，从而出现抗药性。

抗生素合理使用

为了减缓抗生素抗性问题的发展，合理使用抗生素至关重要。医

生在处方抗生素时应根据患者的具体情况选择合适的药物、剂量和疗程，避免不当使用抗生素导致抗药性问题的加剧。此外，患者在用药

期间应严格按照医嘱完成整个治疗疗程，避免过早停药或滥用抗生素。

综上所述，了解抗生素的作用机制和抗性机理对于科学合理应对

抗生素的作用机理有哪些

抗生素是一类可以杀灭或者抑制微生物生长的药物，被广泛应用于医疗和养殖业中。抗生素的作用机理主要包括以下几种：

1. 阻断细胞壁合成

在细菌细胞中，细胞壁是至关重要的部分，它可以维持细菌的形状和结构。某些抗生素可以干扰细菌合成细胞壁的过程，进而导致细胞壁的破裂和细菌的死亡。典型的例子是青霉素类抗生素。

2. 阻断蛋白质合成

细菌需要合成蛋白质来维持生长和生命活动。一些抗生素可以作用于细菌的核糖体，阻断蛋白质的合成过程，导致细菌无法正常生长，最终死亡。例如，氨基糖苷类抗生素就是通过这种机制发挥作用的。

3. 干扰核酸合成

细菌需要合成DNA和RNA来复制和传递遗传信息。一些抗生素可以干扰细菌的核酸合成过程，阻止细菌进行复制和分裂。喹诺酮类抗生素就是通过这种方式发挥抗菌作用的。

4. 干预代谢途径

抗生素也可以通过干扰细菌的代谢途径来发挥作用。比如，磺胺类抗生素可以抑制细菌对二氢叶酸的合成，使细菌无法正常生长。

结语

综上所述，抗生素的作用机理主要包括阻断细胞壁合成、阻断蛋白质合成、干扰核酸合成和干预代谢途径等方式。不同种类的抗生素可能通过不同的机制发挥抗菌作用，这也是为什么医生会根据病情选择不同的抗生素进行治疗的重要原因。抗生素的广泛应用对于治疗和防止细菌感染具有重要意义，但也需要合理使用，避免耐药性和副作用的发生。

抗生素的制备知识讲解

抗生素的制备
主要内容
• 抗生素的定义 • 抗生素的分类 • 常用抗生素的介绍 • 抗生素的生产方法 • 抗生素的生产工艺
最Leabharlann Baidu定义
• 抗生素(antibiotics)是微生物在代谢过程中产生，在低浓度下就能抑制它种微生物的生长和活动，甚至杀死它种微生物的化学物质.
RCONH O
S N
CH3 CH3
• 应用：青霉素临床上用于治疗葡萄球菌感染症如脑膜炎、化脓症、骨髓炎等溶血性链球菌感染症如腹膜炎、产褥热以及肺炎、淋病、梅毒、炭疽等。
2、氨基糖甙类抗生素
由链霉菌、小单孢菌和芽孢杆菌产生的物质，
结构：具有环状氨基。
应用：对革兰氏阳性菌、阴性菌和分枝杆菌均有活性，特别是对革兰氏阴性菌和分枝杆菌的活性较强
COOH
CH3 _CH _C _ NH _ CH- COOH
NH2 O
CH3
现在定义
• 抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
抗生素的分类
按结构分类
3、四环类抗生素
放线菌产生的一类广谱抗生素；
（临床上主要应用：四环素、金霉素和土霉素。）
四环类抗生素的主要特点是：抗菌谱广、毒副作用较小，几乎无过敏反应，而且

抗生素的作用与对抗微生物的机制

抗生素是一类能够杀死或抑制微生物生长的药物，被广泛应用于医疗领域。它

们在治疗感染性疾病中发挥着重要的作用，但随着时间的推移，微生物对抗生素的抵抗力也在不断增强。本文将探讨抗生素的作用机制以及微生物对抗生素的适应性进化。

抗生素的主要作用机制是通过干扰微生物的生长和繁殖过程来抑制其生长。抗

生素可以通过多种方式实现这一目标。其中一种常见的机制是抑制微生物的细胞壁合成。例如，β-内酰胺类抗生素能够抑制细菌细胞壁的合成，导致细菌失去保护性

的细胞壁，最终导致细菌死亡。另一种机制是通过抑制微生物的核酸合成来阻碍其生长。例如，青霉素类抗生素能够阻断细菌的DNA合成，从而防止其正常的细胞

分裂和繁殖。此外，抗生素还可以通过抑制微生物的蛋白质合成来干扰其正常功能。这些作用机制共同发挥作用，使得抗生素能够有效地对抗微生物。

然而，微生物对抗生素的适应性进化也是一个不容忽视的问题。微生物在长期

与抗生素的接触中逐渐发展出对抗生素的抵抗力。这种抵抗力可以通过多种途径获得。其中一种途径是基因突变。微生物的基因组中存在着大量的基因，这些基因可以在复制过程中发生突变。当微生物处于抗生素的选择压力下时，那些具有抗生素抵抗基因突变的个体就有更高的生存机会，从而逐渐形成抗生素抵抗的微生物群体。此外，微生物之间还可以通过水平基因转移传递抗生素抵抗基因。这种水平基因转移可以发生在同种微生物之间，也可以发生在不同种类的微生物之间，从而加速了抗生素抵抗的传播。

为了应对微生物对抗生素的抵抗力，科学家们正在不断努力寻找新的抗生素。

抗生素作用原理

抗生素的作用原理主要是通过干扰病原微生物的生理功能及生化代谢而产生抗菌作用。具体来说，抗生素的作用机制主要包括以下几种：

1. 抑制细菌细胞壁的合成：如β-内酰胺类抗生素，通过抑制细菌细胞壁的

合成，使细菌细胞壁自溶酶的活性受抑制，细胞壁水解而死亡。

2. 使细菌细胞膜通透性改变：如多粘菌素类抗生素，通过增加细菌细胞膜的通透性，使细菌细胞膜的物质转运功能紊乱，细菌死亡。

3. 抑制或干扰细菌细胞蛋白质合成：包括氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类等抗生素，通过抑制或干扰细菌细胞蛋白质合成，使细菌生长受抑制或死亡。

4. 抑制细菌核酸合成：如喹诺酮类药物，通过抑制细菌DNA旋转酶的活性，使细菌DNA无法复制，导致细菌死亡。

5. 阻碍叶酸的合成：主要包括磺胺类药物，通过抑制二氢叶酸合成酶的活性，使细菌合成叶酸受阻，导致细菌生长受抑制。

随着抗肿瘤抗生素的出现，现代抗生素的定义已经扩展为由某些微生物产生的、能抑制微生物和其他细胞增殖的物质。因此，抗生素的作用机制不仅限于抗菌作用，还包括抗肿瘤、免疫抑制等作用。

【医学精品课件之抗生素】次级代谢产物的生物合成与调节

链霉素发酵中同时产生链霉素和甘露糖链霉素。借a—D— 甘露糖苷酶可把甘露糖链霉素转化为链霉素，并且甘露聚糖诱导这一酶的生成。
图4-1 在生长期内次级代谢物的形成
4·2·4 反馈调节麦角生物碱的合成途径中的二甲烯丙基转移酶受终点产物
麦角碱的反馈抑制。青霉素生物合成受L-赖氨酸的反馈抑制，图4-3的分枝途径可解释这一作用。赖氨酸生物合成的一个中间体，α -氨基己二酸，参与青霉素生物合成。赖氨酸对其本身的生物合成的第一个酶(高柠檬酸合成酶)的反馈抑制作用限制了α -氨基己二酸的生成，从而间接地抑制青霉素的生物合成。因而如向青霉素发酵加入α -氨基已二酸，可减少赖氨酸的抑制作用。
抗生素混合物的每一种组分的比例取决于遗传和环境的因
素。这是由于次级代谢所涉及酶的特异性比较低的缘故。与此相反，初级代谢方面的生物合成过程的酶特异性总是很高，这是因为细胞的必需组分的生物合成如有差错，常发生致命的后果。而次级代谢方面的差错对细胞的生长无关重要，因为修饰过的代谢物有时还保留生物活性。
图4-9 赖氨酸与青霉素生物合成的分枝途径虚线表示赖氨酸对高柠檬酸合成酶的反馈抑制作用
同样，芳香族氨基酸抑制杀假丝菌素的生物合成。这些氨基酸(酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸)是对—氨基苯甲酸(杀假丝菌素的一个前体)的分枝途径的终点产物。因而对早期共同途径的一个酶的负向反馈调节，会阻遏杀假丝菌素的形成。

微生物药物概述

张晨梁制药工程121235005

微生物药物作为广泛使用的临床药物具有重要的地位，尤其是在抗感染、抗肿瘤、降血脂和抗器官移植排异方面具有不可替代的作用。自1929 年青霉素被发现后，20 世纪40 年代以来，已有上百种抗生素先后用于临床的细菌感染治疗、肿瘤化疗、降血脂以及器官移植抗排异反应。总体上，由于微生物药物特别是抗生素的广泛应用使人类的寿命延长了15 年。广义的微生物药物即由微生物发酵获得的药物现约占全球医药生产产值的50%。

微生物制药无疑属于生物制药的范畴，如果从微生物的分类及微生物的研究对象与内容看，很难将两者严格划分。传统化学制药的黄金时代已经过去，而生物技术药物已成为当今最活跃、发展也最迅速的领域。它是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因、功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物学、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的技术和产业领域。随着人类基因组研究的深入和对生命本质的揭示, 越来越多与人类疾病相关连的靶标被确定，生物制药将会有更大的发展空间。

1 微生物制药的概念及特点

1.1 微生物药物的定义

1929 年，英国科学家Alexander Flemin 发现了第一个抗生素青霉素之后便开创了抗生素时代，无论从科学还是经济价值而言，抗生素是目前最重要的微生物生物技术产品。微生物制药技术是工业微生物技术最主要的组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但是把它们通称为抗生素显然是不恰当的。