Биосинтеза антибиотиков

К антибиотикам относят специфические продукты обмена организмов и их химические модификации, обладающие высокой физиологической активностью (биостатической или биоцидной) по отношению к определенным группам микроорганизмов или к злокачественным опухолям.

Подавляющее большинство известных антибиотиков продуцируется миелиальными грибами и актиномицетами, хотя открыты также антибиотики растительного и животного происхождения. Важной отличительной особенностью антибиотиков является их высокая активность по отношению к чувствительным клеткам (вирусам), в результате чего они действуют даже в очень низких концентрациях, чаще 1— 100 мкг/мл. При воздействии антибиотика на чувствительные клетки может наблюдаться торможение их роста (биостатическая активность) или гибель (биоцид-ная активность). Действие наиболее распространенных антибиотиков направлено на бактерии, по отношению к которым они проявляют бактериостатический или бактерицидный эффект, но существует множество антибиотиков, чье действие направлено на грибы, простейшие, вирусы, а также раковые клетки.

Характерной особенностью антибиотиков, отличающей их от других антимикробных веществ, является избирательность действия, которая состоит в том, что каждый антибиотик оказывает действие на строго определенные организмы, не затрагивая другие. Кроме того, в клетках существуют определенные «мишени», которые повреждаются в соответствии со специфическим механизмом действия, характерным для каждого антибиотика.

Классифицируют антибиотики в соответствии с разными критериями: по химической структуре, типу воздействия (биостатическое, биоцидное), группам организмов, на которые оказывается воздействие (противобактериальные, противовирусные, противоопухолевые и т.д.), мишени воздействия в клетке (клеточная стенка, плазматическая мембрана, аппараты репликации, транскрипции и трансляции ДНК, ферменты и др.), типу организмапродуцента (актиномицеты, мицелиальные грибы, растения, простейшие и др.)

В соответствии с химической структурой молекул антибиотики можно разделить на следующие группы: пептиды и производные аминокислот, полиеновые соединения, вещества углеводной природы, алифатические, полициклические, ароматические соединения, кислородсодержащие и азотсодержащие гетероциклы. Уже этот перечень позволяет заметить, что природа антибиотиков весьма разнообразна, так же как разнообразны их биологические функции.

В настоящее время известно более 6000 разных антибиотиков, и поиск новых форм, а также химическая модификация известных не прекращается. Это объясняется, с одной стороны, широкой функциональностью антибиотиков — они применяются в терапии заболеваний человека и животных, в профилактических мерах, как средства для борьбы с заболеваниями растений, стимуляторы роста сельскохозяйственных животных и птицы, консерванты и др. С другой стороны, у микроорганизмов, против которых в основном и направлено действие антибиотиков, со временем развивается устойчивость к ним, обусловленная разными механизмами, в том числе генетическим обменом факторами лекарственной устойчивости (см. ниже). Наконец, антибиотики используются в исследовательских целях для выяснения механизмов различных клеточных процессов.

Поскольку в рамках данного издания обстоятельное рассмотрение структуры и свойств всех известных антибиотиков невозможно, логично остановиться на механизмах действия антибиотиков на клеточные мишени, что позволит еще раз коснуться и лучше понять взаимосвязь метаболических процессов.