Биотехнология - Ю.О. Сазыкин 2006

Частная биотехнология
Проблемы поиска, создания и применения антибиотиков в медицинской практике
Механизмы действия антибиотиков - Ингибиторы белкового синтеза у бактерий

К ним относятся все аминогликозиды (стрептомицин, гентамицин и др.), а также тетрациклины, эритромицин, левомицетин и некоторые другие антибиотики. Эти антибиотики реагируют с рибосомами бактерий, в результате чего синтез белка в рибосомных системах прекращается. Цитоплазматические рибосомы животной клетки реагируют с ними гораздо слабее или вообще не связывают указанные антибиотики. Рибосомы митохондрий животной клетки (близкие по свойствам к бактериальным) защищены от перечисленных антибиотиков митохондриальной мембраной. Два этих обстоятельства и создают возможность использования этих антибиотиков в клинике, т.е. делают их малотоксичными для человека. Существуют антибиотики, реагирующие с рибосомами и микроорганизмов, и животной клетки. В медицинской практике они не используются, но производятся как реагенты для биохимических и молекулярно-биологических исследований (например, антибиотик циклогексимид).

Как правило, ингибиторами белкового синтеза являются бактериостатические вещества. Прекращение синтеза белка само по себе не ведет к гибели клетки. В опытах in vitro клетки прекращают размножение и постепенно, очень медленно отмирают. Если же антибиотик вызывает бактериостазис в макроорганизме, то прекратившие размножение клетки уменьшаются в количестве гораздо быстрее, так как уничтожаются защитными силами организма хозяина.

Среди ингибиторов белкового синтеза оказались и бактерицидные вещества — большая группа антибиотиков аминогликозидов. Последние реагируют с малой рибосомной субъединицей и связываются именно с тем ее местом, где происходит узнавание кодона информационной РНК антикодонами транспортных РНК. В результате нарушается точность узнавания. В синтезируемый в это время рибосомной (точнее полисомной) системой белок включаются аминокислоты, не соответствующие последовательности аминокислот в этом белке, закодированной в информационной РНК. Это явление получило название «нарушение точности передачи генетического кода на стадии трансляции».

Хотя аминогликозиды быстро прекращают белковый синтез, особенность места их связывания на рибосоме приводит к тому, что до прекращения работы рибосомных систем с них успевает «сойти» некоторое количество белковых молекул с неправильной последовательностью аминокислот. Эти белки, получившие название «летальных», включаются в цитоплазматическую мембрану бактериальной клетки и нарушают ее молекулярную организацию. Клетка начинает терять низкомолекулярные метаболиты, коферменты, неорганические ионы. Все это ведет к дисбалансу ферментативных реакций и гибели клетки.