青霉素结合蛋白与细菌对-内酰胺抗生素的抗药性机理.docx

青霉素结合蛋白与细菌对-内酰胺抗生素的抗药性机理青霉素结合蛋白与细菌对-内酰胺抗生素的抗药性机理【论文关键词】青霉素结合蛋白金黄色葡萄球菌绿脓杆菌;细菌细胞壁病原菌点结合大肠杆菌【论文摘要】β-内酰胺抗生素(如青霉素类和头孢菌素类等)可以专一性与细菌细胞膜上的靶位点结合,干扰细胞壁肽聚糖合成而导致细胞死亡。由于靶位点能与同位素标记的青霉素G进行共价结合,因此将这些靶位点称之为青霉素结合蛋白(Penicillinbindingpro-teins,PBP’s)。一些革蓝氏阴性细菌和少数革蓝氏阳性菌能够产生多种β-内酰胺酶,这些酶可以水解青霉素和头孢菌素等抗生素,而使细胞具有抵抗这类β-内酰胺抗生素的杀伤能力。已经证明β-内酰胺酶产生与质粒和染色体基因有关。对于不产生β-内酰胺β-内酸胺抗生素(如青霉素类和头抱菌素类等)可以专一性与细菌细胞膜上的靶位点结合，干扰细胞壁肤聚糖合成而导致细胞死亡。由于靶位点能与同位素标记的青霉素G进行共价结合，因此将这些靶位点称之为青霉素结合蛋白(penieillinbindsngpro-teins，PBP’s)。一些革蓝氏阴性细菌和少数革蓝氏阳性菌能够产生多种β一内酞胺酶，这些酶可以水解青霉素和头抱菌素等抗生素，而使细胞具有抵抗这类β一内酞胺抗生素的杀伤能力。已经证明β一内酞胺酶产生与质粒和染色体基因有关。对于不产生庄内酞胺酶的细菌而言，获得刀一内酞胺抗性的能力是通过改变抗生素作用的靶位点，其结果或者减少PBP’5的数量或者降低PBP‘s对物的亲和力。这种不依赖刀一内酞胺酶而存在的庄内酞胺抗性广泛存在于人类病原菌中，而绝大多数这类病原菌是从经过刀一内酞胺药物治疗过的病人中分离出来的，如许多分离到的绿脓杆菌〔1〕、金黄色葡萄球菌〔2-3〕、流感嗜血杆菌(4-5)、肺炎链球菌(6-7)、淋球菌临(8-9)、屎链球菌(10-11)等均具有内在的β-内酚胺抗性。由于临床上越来越多地分离到月耐药性细菌，对于β一内酞胺抗生素的:使用目困.提出了挑战，有关细菌对β一内酞胺药物抗性机理的研究也就越来越多地引起人们的重视，这种研究对发展新一代抗生素更有效地用于临床治疗具有重要意义。本文主要介绍细菌内在的口一内酞胺抗性机理研究进展。一、PBp’S的生物学特性早在1940年Gardner在观察青霉素G对敏感细菌作用时发现细胞壁是β-内酞胺抗生素最初攻击的靶位点，因为青霉素G的作用首先是削弱细胞壁的功能。后来进一步证实庄内酸胺抗生素首先与细胞膜上的PBP产S结合，这些PBP’s具有酶活性，参与细菌细胞壁肤聚糖的合成。肤聚糖主要负责维持细菌细胞壁的完整性，生长在低渗中的细菌如该结构破坏会导致细胞死亡。β一内酞胺抗生素与PBP’S结合，干扰了PBP’s的正常酶功能，使细胞壁正常合成阻断。所有检测的真细菌种至少含有3种PBP’S，有些含有8一9种。有关PBP侣的命名后面将要介绍。对大肠杆菌的PBP尹S研究得最清楚(12.13.14)。在大肠杆菌中有7种PBP’S，依次为PBPIA、IB产S、2、3、4、5、6。这7个PBP’S分别受控于10个不同的染色体遗传位点。ponA或mrcA决定PBPIA;ponB或mreB控制IB’S;pbpA或mrdA与PBP2产生有关;pbpB或ftsl编码PBPs;dacB、dacA、dacC三个遗传位点分别控制PBP4、5、6。PBPIA分子量92KDa，PBPIB’C由一系列分子量在90KDa范围的蛋白质组成。PBPIA和IBp在体外兼具有转葡糖基酶和转肤基酶活性，这二种酶在细菌细胞壁合成中起重要作用，如果PBPIA和IB;S同时失活则导致细胞快速裂解死亡。PBP2分子量为66KDa，在间隔区(septa)细胞壁合成时具有转肤基酶活性，PBPZ失活，细胞变成球形体不生长。PBP3的分子量为60KDa，在IBgl隔区横壁(eross一wall)合成时有转葡糖基酶或(和)转肤基酶活性。PBP3突变细胞变成无隔膜的丝状体。PBP4分子量49KDa，具有次级的转肤基酶、D、D一竣肤酶或D、D一内肤酶活性，在肤聚糖成熟中起作用。PBP4变性导致细胞不能持续转肤作用。PBPS和6均具有D、D一狡肤酶活性，目前尚未观察到对于这二个蛋白质变性引起的细菌生理生化反应。除上述发现的7种PBP’S外，用碘代青霉素衍生物又检测到一种新的PBP’s，命名为PBPIC，有关大肠杆菌PBPIC的特点及功能还不清楚(15)。同时抑制PBP工A与任何一种PBP]B’S，PBPZ或PBP3均导致生长的大肠杆菌细胞死亡。所有这些高分子量PBP’S均具有体外转肤基酶活性，除PBP2外，其它均具有转葡糖基酶活性，很明显，所有这些PBP’s在大肠杆菌细胞壁或横壁合成的催化控制中起重要作用，它们是独立的刀一内酞胺抗生素杀伤靶位点。二、pBP