第十章 抗生素
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第十章 抗生素 （Antibiotics）
精品课件
抗感染药物
一、定义：用于治疗病原性微生物（细菌/真菌/病毒 / 二、分类： 寄生虫等）引起的感染疾病的药物。
1、按病原性微生物 细 菌：β-内酰胺类、大环内酯类 真 菌：咪康唑、酮康唑 病 毒：阿昔洛韦 寄生虫：青蒿素、阿苯达唑
精品课件
2、根据来源 天然： 微生物发酵 动植物提取 大蒜中大蒜素 黄连中的黄连素 海洋鱼中的鱼素 人工合成： 半合成——阿莫西林等 全合成——氯霉素、喹诺酮类
精品课件
1、两者结构特征及性质比较
均含COOH，酸性、与碱可成盐 NH
均含内酰胺环，张力大、易水解
o
五元氢化噻唑环 六元部H 分H氢化噻嗪环
RCH2CONH X H S
C6 氨基侧链R改变，RCC O7N氨H 基7侧链6 及S5 4C3 R改变，
活性不同
活性OO 不同8 N、N 1 药2 代3 C不OOH同A
• Antibiotics 和 antibacterial，第四届抗 生素年会---七十年代以前
精品课件
3、作用 抗 菌：真菌、细菌 抗肿瘤：博来霉素治疗皮肤癌 抗寄生虫：巴龙霉素（氨基糖甙类） 治疗阿米巴痢疾 心脑血管疾病：两性霉素B具有降胆固醇作用
他汀类美伐他汀——桔青霉菌中产生 刺激植物生长：赤霉素
发酵 提纯
菌种筛选 培养基：生长必须物质——C源（淀粉/ 葡萄糖）；N源（玉米饼等）；无机盐 类 （S、P、Mg、Zn、K） 前体物质：定向合成某种结构抗生素 需无氧菌、搅拌、PH、t℃
坐落成都的一家抗生素产生 企业， 生产6-APA、7-ACA
精品课件
生产规模
6-APA 生产 250吨/ 月，可 合成阿 莫西林
250*1.7 倍
占地600亩；投资13亿人民币
每需 月七
千 吨 玉 米
/
7-ACA生产 60吨/月----可合成阿莫西林60*1.8倍
精品课件
9、抗生素在农牧业方面的应用 青霉素、氯霉素、金霉素、土霉素 用于农业，如猪的病毒性肺炎。
饲料中加入少量金霉素、土霉素可 使幼猪、鸡等生长加快
在动物的肝、肉、脂肪等 中残留抗生素
精品课件
3、感染药物临床应用
术后预防 感染疾病治疗 基础疾病引发的合并感染
4、药物研发及市场份额 91—00年全球上市新药441个 其中抗感染药103个，占23%；心血管68个，占
15%；抗肿瘤及辅助药57个，占13%；神经、精神 系统54个；消化系统30个。
精品课件
近年来有报道 估计全球抗感染药市场销售额在340亿美元。 我国化学药物制剂 销售前10位的产品中，有6位是抗感染药物 青霉素G、先锋5号、阿莫西林、 氨苄西林、罗红霉素、头孢氨苄
精品课件
7、作用机制
抑制细菌 细胞壁
β-内酰胺类
干扰蛋白质 合成
作用机制
干扰核酸 的复制
氨基糖苷类/四环素类
作用细菌 细胞膜
利福霉素/博来霉素
精品课件
多烯类、多粘菌素
细菌对抗生素的耐药机制
• 使抗生素分解或是去活 性
• 使靶点发生改变 • 细菌产生药泵将进入细
胞的抗菌素泵出细胞
精品课件
8、生物合成
精品课件
第十章 抗生素 第一节：概述
1、定义：抗生素是某些微生物的代谢产物或合成 的类似物，在小剂量的情况下能抑制微生物的生长 和存活，而对宿主不会产生严重的毒性。
特点：由生物体产生或人工合成 低浓度 有机物质 对他种生物体有抑制作用
精品课件
2、名称演变：抗菌素——抗生素 60-70年 80年后
精品课件来自百度文库
第二节 β-内酰胺抗生素 (β-Lactam Antibiotics)
精品课件
一、β-内酰胺抗生素的结构特征
NH
NH2 CH2CH2COOH
O
★指分子中含有由四个原子组成β-内酰胺环 ★是该类抗生素发挥生物活性的必需基团 ★和细菌作用时，内酰胺环开环与细菌发生酰化作用
抑制细菌的生长。 ★因β-内酰胺由四个原子组成，分子张力较大，化学
精品课件
三、抗感染药物在医药及工业领域中的地位 1、感染疾病、心脑血管疾病、消化系统疾病是
影响人类健康的三大疾病 ★ 城市情况：两管（心脑血管）、一瘤、糖尿病 ★农村情况：消化、呼吸、传染病
精品课件
2、感染疾病传播途径：
呼吸道传播（结核杆菌、流感病毒、 SARS） 消化道（污染食物经口） 皮肤传播（皮肤损伤） 性传播（淋病奈瑟菌感染） 血液传播（乙肝、爱滋病） 接触性传播（沙眼衣原体引起沙眼）
6、分类
• 种类繁多，结构比较复杂 • 多种分类方法
– 产生菌，生物发酵和合成的条件 – 抗菌谱 – 化学结构
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按抗生素的抗菌谱----适合临床用药
β-内酰胺抗生素
按抗生素的化学结构
氨基糖甙类抗生素 四环素类抗生素
大环内酯类抗生素
氯霉素类
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半合成抗生素
• 通过结构改造
– 增加稳定性 – 降低毒副作用 – 扩大抗菌谱 – 减少耐药性 – 改善生物利用度 – 提高治疗效力
性质不稳定易发生开环导致失活。 精品课件
β-内酰胺环
• 四原子环组成的β-内酰胺环的抗生素
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二、分类：经典结构药物
青霉素类(Penicillins)
HH
RCH2CONH
S
N O
COOH
头孢菌素(Cephalosporins)
XH
RC ONH
S
7
654
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOC ephalosporins
精品课件
4、来源 微生物、动植物提取、人工合成
5、发展 40-50年代：微生物发酵得到天然抗生素阶段 60年代：半合成抗生素阶段 70-80年代：半合成头孢类、大环内酯类 90年代：三代口服及四代头孢类
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1929年英国 Fleminy 发现青霉素 未得到纯品 1941年英国 Florey 提取得到青霉素纯品 1945年意大利 Broton 撒丁岛海滩土分离出头孢菌 素 1955年英国 Newton 头孢菌素液中分离出头孢菌素 C 1962年 半合成头孢菌素的诞生 70-80年代 头孢菌素的发展时期 80年代后 含酶抑制精品剂课件复合制剂及三代、四代头孢
抗菌谱窄
抗菌谱广 COOH
X = H- or CH3COO-
C ephalosporins
精品课件
结构特征
精品课件
立体化学
• 稠合环不共平面
– 沿着C-5和N-1(C-6/N-1)轴折叠 – 青霉素类2S,5R,6R – 头孢类 6R,7R
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抗感染药物
一、定义：用于治疗病原性微生物（细菌/真菌/病毒 / 二、分类： 寄生虫等）引起的感染疾病的药物。
1、按病原性微生物 细 菌：β-内酰胺类、大环内酯类 真 菌：咪康唑、酮康唑 病 毒：阿昔洛韦 寄生虫：青蒿素、阿苯达唑
精品课件
2、根据来源 天然： 微生物发酵 动植物提取 大蒜中大蒜素 黄连中的黄连素 海洋鱼中的鱼素 人工合成： 半合成——阿莫西林等 全合成——氯霉素、喹诺酮类
精品课件
1、两者结构特征及性质比较
均含COOH，酸性、与碱可成盐 NH
均含内酰胺环，张力大、易水解
o
五元氢化噻唑环 六元部H 分H氢化噻嗪环
RCH2CONH X H S
C6 氨基侧链R改变，RCC O7N氨H 基7侧链6 及S5 4C3 R改变，
活性不同
活性OO 不同8 N、N 1 药2 代3 C不OOH同A
• Antibiotics 和 antibacterial，第四届抗 生素年会---七十年代以前
精品课件
3、作用 抗 菌：真菌、细菌 抗肿瘤：博来霉素治疗皮肤癌 抗寄生虫：巴龙霉素（氨基糖甙类） 治疗阿米巴痢疾 心脑血管疾病：两性霉素B具有降胆固醇作用
他汀类美伐他汀——桔青霉菌中产生 刺激植物生长：赤霉素
发酵 提纯
菌种筛选 培养基：生长必须物质——C源（淀粉/ 葡萄糖）；N源（玉米饼等）；无机盐 类 （S、P、Mg、Zn、K） 前体物质：定向合成某种结构抗生素 需无氧菌、搅拌、PH、t℃
坐落成都的一家抗生素产生 企业， 生产6-APA、7-ACA
精品课件
生产规模
6-APA 生产 250吨/ 月，可 合成阿 莫西林
250*1.7 倍
占地600亩；投资13亿人民币
每需 月七
千 吨 玉 米
/
7-ACA生产 60吨/月----可合成阿莫西林60*1.8倍
精品课件
9、抗生素在农牧业方面的应用 青霉素、氯霉素、金霉素、土霉素 用于农业，如猪的病毒性肺炎。
饲料中加入少量金霉素、土霉素可 使幼猪、鸡等生长加快
在动物的肝、肉、脂肪等 中残留抗生素
精品课件
3、感染药物临床应用
术后预防 感染疾病治疗 基础疾病引发的合并感染
4、药物研发及市场份额 91—00年全球上市新药441个 其中抗感染药103个，占23%；心血管68个，占
15%；抗肿瘤及辅助药57个，占13%；神经、精神 系统54个；消化系统30个。
精品课件
近年来有报道 估计全球抗感染药市场销售额在340亿美元。 我国化学药物制剂 销售前10位的产品中，有6位是抗感染药物 青霉素G、先锋5号、阿莫西林、 氨苄西林、罗红霉素、头孢氨苄
精品课件
7、作用机制
抑制细菌 细胞壁
β-内酰胺类
干扰蛋白质 合成
作用机制
干扰核酸 的复制
氨基糖苷类/四环素类
作用细菌 细胞膜
利福霉素/博来霉素
精品课件
多烯类、多粘菌素
细菌对抗生素的耐药机制
• 使抗生素分解或是去活 性
• 使靶点发生改变 • 细菌产生药泵将进入细
胞的抗菌素泵出细胞
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8、生物合成
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第十章 抗生素 第一节：概述
1、定义：抗生素是某些微生物的代谢产物或合成 的类似物，在小剂量的情况下能抑制微生物的生长 和存活，而对宿主不会产生严重的毒性。
特点：由生物体产生或人工合成 低浓度 有机物质 对他种生物体有抑制作用
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2、名称演变：抗菌素——抗生素 60-70年 80年后
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第二节 β-内酰胺抗生素 (β-Lactam Antibiotics)
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一、β-内酰胺抗生素的结构特征
NH
NH2 CH2CH2COOH
O
★指分子中含有由四个原子组成β-内酰胺环 ★是该类抗生素发挥生物活性的必需基团 ★和细菌作用时，内酰胺环开环与细菌发生酰化作用
抑制细菌的生长。 ★因β-内酰胺由四个原子组成，分子张力较大，化学
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三、抗感染药物在医药及工业领域中的地位 1、感染疾病、心脑血管疾病、消化系统疾病是
影响人类健康的三大疾病 ★ 城市情况：两管（心脑血管）、一瘤、糖尿病 ★农村情况：消化、呼吸、传染病
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2、感染疾病传播途径：
呼吸道传播（结核杆菌、流感病毒、 SARS） 消化道（污染食物经口） 皮肤传播（皮肤损伤） 性传播（淋病奈瑟菌感染） 血液传播（乙肝、爱滋病） 接触性传播（沙眼衣原体引起沙眼）
6、分类
• 种类繁多，结构比较复杂 • 多种分类方法
– 产生菌，生物发酵和合成的条件 – 抗菌谱 – 化学结构
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按抗生素的抗菌谱----适合临床用药
β-内酰胺抗生素
按抗生素的化学结构
氨基糖甙类抗生素 四环素类抗生素
大环内酯类抗生素
氯霉素类
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半合成抗生素
• 通过结构改造
– 增加稳定性 – 降低毒副作用 – 扩大抗菌谱 – 减少耐药性 – 改善生物利用度 – 提高治疗效力
性质不稳定易发生开环导致失活。 精品课件
β-内酰胺环
• 四原子环组成的β-内酰胺环的抗生素
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二、分类：经典结构药物
青霉素类(Penicillins)
HH
RCH2CONH
S
N O
COOH
头孢菌素(Cephalosporins)
XH
RC ONH
S
7
654
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOC ephalosporins
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4、来源 微生物、动植物提取、人工合成
5、发展 40-50年代：微生物发酵得到天然抗生素阶段 60年代：半合成抗生素阶段 70-80年代：半合成头孢类、大环内酯类 90年代：三代口服及四代头孢类
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1929年英国 Fleminy 发现青霉素 未得到纯品 1941年英国 Florey 提取得到青霉素纯品 1945年意大利 Broton 撒丁岛海滩土分离出头孢菌 素 1955年英国 Newton 头孢菌素液中分离出头孢菌素 C 1962年 半合成头孢菌素的诞生 70-80年代 头孢菌素的发展时期 80年代后 含酶抑制精品剂课件复合制剂及三代、四代头孢
抗菌谱窄
抗菌谱广 COOH
X = H- or CH3COO-
C ephalosporins
精品课件
结构特征
精品课件
立体化学
• 稠合环不共平面
– 沿着C-5和N-1(C-6/N-1)轴折叠 – 青霉素类2S,5R,6R – 头孢类 6R,7R