Antibiotika, die die Bakterienzellstruktur beeinflussen

ntibiotika können Bakterien abtöten indem sie ihre normalen intrazellulären Funktionen (RNA- DNA- und Proteinsynthese) beeinträchtigen oder die Zellstruktur der Bakterien schwächen wodurch die Zelle aufbricht oder lysiert. Im Gegensatz zu tierischen Zellen weisen Bakterienzellen sowohl eine Plasmamembran als auch eine steife äußere Zellwand auf. Es werden Antibiotika beschrieben die entweder die Zellwand oder die Plasmamembran stören.

Penicillin und seine Derivate

Penicillin blockiert einen bestimmten Vernetzungsschritt in der Zellwandproduktion der für die Bildung starker Zellen durch Bakterien entscheidend ist Wände. Penicillin blockiert die Wirkung des Vernetzungsenzyms Transpeptidase so dass Zellwanduntereinheiten zwar normal produziert werden aber nicht miteinander vernetzt sind. Dieser Vernetzungsfehler erzeugt schwache Bakterienzellwände die das bakterielle Zytoplasma und die Zelllysen nicht enthalten können wodurch die Bakterien abgetötet werden. Penicillin Amoxicillin und Ampicillin sind Beispiele für Antibiotika die den Vernetzungsschritt blockieren.

Vancomycin

Vancomycin schwächt auch neu gebildete Bakterienzellwände indem es die Synthese der Zellwanduntereinheiten stört ( Peptidoglycane). Während Penicillin und seine Derivate direkt auf das vernetzende Enzym einwirken um dessen Enzymwirkung zu blockieren bindet sich Vancomysin an die Vorläufer der Untereinheiten und blockiert die Wechselwirkung des Substrats mit dem Enzym. Ohne ordnungsgemäße Vernetzung der Untereinheiten wird die bakterielle Zellwand schwach und lysiert. Vancomycins andere Wirkmechanismen sind die Erhöhung der Permeabilität der Zellmembran und die Hemmung der bakteriellen RNA-Synthese. Dies macht es zu einem sehr wirksamen dreifach bedrohlichen Antibiotikum.

Bacitracin

Bacitracin blockiert einen weiteren Schritt in der bakteriellen Zellwand Synthese. Die Untereinheiten der Zellwand (Peptidoglycane) werden innerhalb der Zelle produziert und müssen durch die lipidreiche Zellmembran transportiert werden. Ein spezielles Transportermolekül das als Lipidträgermolekül bezeichnet wird transportiert das Peptidoglycan durch die Membran setzt die Untereinheit frei und wird durch die Membran zurückgeführt um die nächste Untereinheit aufzunehmen. Bacitracin blockiert das Recycling des Lipidträgermoleküls das zum Transport der nächsten Untereinheit benötigt wird wodurch die Zellwand geschwächt wird. Die geschwächte Zellwand lysiert und tötet die Bakterienzelle.

Polymyxin B

Polymyxin B ein zyklisches Peptid-Antibiotikum wirkt auf eine andere Komponente der Zellstruktur die Plasmamembran. Polymyxin erhöht die Permeabilität der Zellmembran und bewirkt dass die Zelle zu viel Wasser aufnimmt und lysiert wodurch das Bakterium abgetötet wird. Leider interagiert Polymyxin auch mit der Zellmembran menschlicher Nieren- und Nervenzellen wodurch es für diese Organe toxisch ist und daher ein relativ schlechtes inneres Antibiotikum für die klinische Anwendung darstellt. Polymyxin wird üblicherweise in topischen Antibiotika-Präparaten verwendet