微生物制药工艺学(第三节)

1、四、四环类抗生素四、四环类抗生素一、共一、共性性二、分二、分类类三、四三、四环素制备环素制备一、共性一、共性1、理化性质2、抗菌作用及机制3、耐药机制4、副作用化学性质酸碱性溶解性稳定性1、理化性质2CH3NRR3HOHCONH2OOHOHOOHR2R1（1 1）化学结构）化学结构 带有带有黄颜色的一类广谱抗生素黄颜色的一类广谱抗生素。DCBA6 两性化合物：两性化合物：三羧基甲烷三羧基甲烷系统系统 A（ pKa =3.3），酚二酮系统），酚二酮系统B（pKa=6.5），二甲胺基），二甲胺基C（pKb=7.5）。）。A和和C可形成可形成内盐内盐； 酮酮基和烯醇基基和烯醇基共轭双键共轭双键系统，

2、决定颜色和紫外吸收特系统，决定颜色和紫外吸收特点点：365nm-350nmABC 溶解度：溶解度：4 4PHPH8 8时时，可得高浓度水溶液可得高浓度水溶液。pH=4.5-7.2pH=4.5-7.2难溶于水。难溶于水。 稳定性：稳定性：固体很固体很稳定，可存放稳定，可存放5 5年以上，效价无明显下跌；年以上，效价无明显下跌； 溶液除溶液除DCTCDCTC（去甲基金霉素）（去甲基金霉素）外均不稳定外均不稳定；对氧化剂包括空气中的；对氧化剂包括空气中的O O2 2都不稳定，都不稳定，碱性时特别碱性时特别易氧化，颜色变深。易氧化，颜色变深。 酸性条件下酸性条件下 脱水反应脱水反应 差向差向异构体异构

3、体碱性条件下碱性条件下 C C环断裂环断裂酸性条件下酸性条件下 脱水反应：四环类抗生素脱水反应：四环类抗生素C-6C-6上的羟基上的羟基和和C-5aC-5a上氢发生消除上氢发生消除反应，生成反应，生成无活性无活性橙黄色橙黄色脱水脱水四环素四环素。差向化合物：差向化合物： 在在PH 2-6PH 2-6条件下，条件下，C-4C-4二甲胺基很易发生可逆二甲胺基很易发生可逆差向异构化差向异构化反应，生成四环素差向异构体（反应，生成四环素差向异构体（P454)P454)；磷酸根、磷酸根、醋酸根醋酸根离子的存在，可加速异构化反应的进行离子的存在，可加速异构化反应的进行OHOHN(CH3)2OHCONH2O

4、OH3COHHHOHOHON(CH3)2OHCONH2OOHCH3OHOHOHN(CH3)2OHCONH2OOH3COHHHOHOHON(CH3)2OHCONH2OOHCH3OHTetracycline(active)Anhydrotetracycline4-epianhydrotetracycline4-epitetracycline(inactive)(inactive)(inactive)H+H+碱性条件下（碱性条件下（C C环上反应）环上反应）在碱性条件下，在碱性条件下，OHOH- -和和C-6C-6上的羟基形成氧负离子，向上的羟基形成氧负离子，向C-11C-11发起内亲核进攻，经电子

5、转移，发起内亲核进攻，经电子转移，C C环破裂，生成环破裂，生成无活性无活性的的具有四环素具有四环素异构体异构体。OOH3CHHOHOOH3CHOisotetracycline2、抗菌作用及机制 抗菌作用抗菌作用 对对G G+ +菌作用不及青霉素和头孢菌素；对菌作用不及青霉素和头孢菌素；对G G- -菌作用不及菌作用不及氨基糖苷类抗生素；氨基糖苷类抗生素； 对结核杆菌、绿脓杆菌、病毒、真菌无效对结核杆菌、绿脓杆菌、病毒、真菌无效 对支原体、衣原体、立克次体、某些螺旋体作用强对支原体、衣原体、立克次体、某些螺旋体作用强。抗菌机制抗菌机制结合于结合于30S亚基上抑制细菌蛋白质合成亚基上抑制细菌蛋白

6、质合成1.起始阶段：起始阶段：抑制抑制70S起始复合物形成起始复合物形成2.延伸阶段：造成延伸阶段：造成mRNA密码错译，合成异常、或无功密码错译，合成异常、或无功能的蛋白质能的蛋白质3.终止阶段：终止阶段：阻止阻止肽链的脱落和核糖体循环肽链的脱落和核糖体循环按其抗菌活性大小顺序依次为：按其抗菌活性大小顺序依次为：米诺环素米诺环素 多西环素多西环素 美他环素美他环素 金霉素金霉素 四环素四环素 土霉素土霉素。3、耐药机制、耐药机制常见的有常见的有 外排泵外排泵主动外排主动外排 3232个个四环素耐药基因中，四环素耐药基因中，1919个个基因编码外排蛋白，多数从基因编码外排蛋白，多数从G G-

7、-中中分离出分离出来；大多数细菌（包括来；大多数细菌（包括G G+ +）外排泵系统对四环素耐药。外排泵系统对四环素耐药。 核糖体保护蛋白（核糖体保护蛋白（Ribosomal protection Ribosomal protection protein,RPPprotein,RPP)()(土霉素）土霉素） 在在G G+ +菌中研究的最清楚。菌中研究的最清楚。较少见的有较少见的有外膜孔蛋白透性改变外膜孔蛋白透性改变/ /外膜脂多糖的改变、外膜脂多糖的改变、16S 16S rRNArRNA的改变。的改变。缓解耐药性（1）外排蛋白）外排蛋白抑制剂抑制剂（2）对四环类抗生素的位点进行化学修饰）对四环类

8、抗生素的位点进行化学修饰4、副副作用作用 四环素类抗生素的毒性很低，但副作用较多。四环素类抗生素的毒性很低，但副作用较多。胃肠道障碍、过敏、诱发感染和维生素缺乏等胃肠道障碍、过敏、诱发感染和维生素缺乏等。对胎儿有致畸作用，对幼儿可对胎儿有致畸作用，对幼儿可致骨发育障碍致骨发育障碍和牙齿和牙齿色素色素沉积沉积。 含含CaCa、MgMg、FeFe的食物可与四环素类抗生素形成鳌合物，的食物可与四环素类抗生素形成鳌合物，会降低其口服吸收率会降低其口服吸收率天然四环素天然四环素：由于细菌对由于细菌对四环类抗生素耐药现象四环类抗生素耐药现象严重，严重，对大对大多数常见致病菌所致感染疗效很差多数常见致病菌所

9、致感染疗效很差。 金霉素现仅限于外用金霉素现仅限于外用四环素用于某些感染性疾病四环素用于某些感染性疾病土霉素已基本不用土霉素已基本不用半合成四环素：半合成四环素：多西环素、米诺环素、美他环素多西环素、米诺环素、美他环素 抗菌谱广；抗菌谱广； 抗菌活性较强；抗菌活性较强；服药次数少；耐药菌株较少；服药次数少；耐药菌株较少；不良反应较轻。不良反应较轻。2 2、四环类抗生素、四环类抗生素分类分类3 3、四环素的、四环素的提取和精制提取和精制P456 多多肽类抗生素肽类抗生素 ： 多有细菌，特别是产生孢子的杆菌产生。多有细菌，特别是产生孢子的杆菌产生。 多粘菌素、放线菌素、杆菌肽多粘菌素、放线菌素、杆

10、菌肽 （5）多肽类抗生素）多肽类抗生素结构特征：大环内酯大环内酯和和共轭双键共轭双键 代表抗生素： 两性霉素、曲古霉素、制霉菌（6）多烯类抗生素）多烯类抗生素大环内酯、大环内酯、键（7）蒽环类抗生素）蒽环类抗生素:柔红霉素、阿霉素、正定霉素柔红霉素、阿霉素、正定霉素（8）苯羟基胺类抗生素）苯羟基胺类抗生素: 氯霉素、甲砜氯霉素氯霉素、甲砜氯霉素（9）环桥类抗生素）环桥类抗生素: 利福霉素利福霉素（10）其他抗生素）其他抗生素: 磷霉素、创新霉素磷霉素、创新霉素四、抗生素的用途医医疗：针对细菌、病毒、衣原体、支原体、肿瘤。疗：针对细菌、病毒、衣原体、支原体、肿瘤。 农业：植物保护，防止粮、棉、蔬

11、菜的病害，处理种子、农业：植物保护，防止粮、棉、蔬菜的病害，处理种子、促进生产（链霉素促进生产（链霉素柑橘溃疡柑橘溃疡; 黄瓜霜霉病）黄瓜霜霉病） 畜牧业：林可霉素畜牧业：林可霉素-猪哮喘猪哮喘 泰乐菌素、杆菌肽泰乐菌素、杆菌肽-专用专用 “瘦肉精瘦肉精” 食品保鲜：制霉素食品保鲜：制霉素柑橘、草莓的保鲜柑橘、草莓的保鲜使用误区：使用误区： 误区1：抗生素=消炎药 误区2：抗生素可预防感染 误区3：广谱抗生素优于窄谱抗生素 误区4：新的抗生素比老的好，贵的抗生素比便宜的好 误区5：感冒感冒就用抗生素 误区6：发烧发烧就用抗生素 误区7：使用抗生素的种类越多抗生素的种类越多，越能有效地控制感染 误区8：频繁频繁更换抗生素 误区9：一旦有效就停药 2 .维生素维生素B2维生素C-胡萝卜素三、微生物药物研发1.寻找新的微生物资源 稀有放线菌 极端微生物 海洋微生物:海洋微生物的次级代谢产物分子中常带有卤素等一些药效团，可能正是由于这些药效团的存在，使其多具有新的或比较特别的作用靶点，可对耐药性致病菌和肿瘤细胞某个特定生物学环节表现出强有力的抑制作