Białka wiążące penicylinę (ang. Penicillin Binding Proteins, PBP)

Prezentacja na temat: "Białka wiążące penicylinę (ang. Penicillin Binding Proteins, PBP)"— Zapis prezentacji:

1 Białka wiążące penicylinę (ang. Penicillin Binding Proteins, PBP)
ang. Penicillin Recognizing Enzymes) związane z błoną cytoplazmatyczną liczba i rodzaj PBP jest różna u różnych bakterii liczba cząsteczek wszystkich PBP waha się od kilkuset do kilku tysięcy różne jest powinowactwo poszczególnych PBP do antybiotyków -laktamowych różna jest rola poszczególnych PBP w komórce co najmniej jedno z PBP jest niezbędne do wzrostu bakterii

2 Białka wiążące penicylinę E. coli

3 Antybiotyki i chemioterapeutyki hamujące syntezę DNA
Hamowanie działanie określonych enzymów np. blokowanie aktywności topoizomeraz, w tym głównie gyrazy (topoizomerazy II) oraz topoizomerazy IV. Chinoliny i fluorochinolony (np. kwas nalidyksowy, ciprofloksacyna, sparfloksacyna) wiążą się z podjednostką A gyrazy (topoizomerazy II), co prowadzi do powstania nadmiaru skrętów dodatnich i zahamownia replikacji DNA. Blokując topoizomerazę IV uniemożliwiają rozdzielenie siostrzanych chromosomów.

4 Oporność na chinolony i fluorochinolony
Oporność wynikająca z modyfikacji miejsca w komórce będącego celem działania leku Oporność na chinolony i fluorochinolony 1. Mutacje w genach kodujących gyrazę i topoizomerazę IV Mutacje w genach i kodujących poszczególne podjednostki gyrazy (gyrA i gyrB) i topoizomerazy IV (parC i parE) powodują drastycznie zmniejszenie powinowactwa tych podjednostek w kompleksie z DNA do antybiotyku. Brak wiązania do kompleksu pozwala zatem na przebieg replikacji w obecności stężeń antybiotyku, które w niezmutowanych komórkach uniemożliwiałby ją. U bakterii gramujemnych np. większość mutacji występuje na niewielkim obszarze genu gyrA zwanym „obszarem warunkującym oporność na chinolony” (QRDR, ang. quinolone resistance determining region). Zmiany w genie gyrB również powodują oporność na chinolony lecz występują one znacznie rzadziej. Mechanizm oporności na chinolony związany jest z pojawieniem się mutacji chromosomowych w genach odpowiedzialnym za syntezę topoizomeraz. Chinolony i fluorochinolony działają na kompleks (raczej wiążą się z kompleksem) utworzony między gyrazą-DNA czy topoizomerazą IV-DNA powodując jego stabilizację. Prowadzi to do zmian konformacyjnych i hamuje normalne działanie tych enzymów (zahamowania replikacji DNA i śmierć komórki). Związanie antybiotyku z cząsteczką topoizomerazy powoduje stabilizację kompleksu gyrazy z DNA, a tym samym uniemożliwia przesuwanie się polimerazy DNA i blokuje proces replikacji, doprowadzając do śmierci komórki. U bakterii gramujemnych mutacje dotyczą głownie gyrazy i podjednostki GyrA. Mutacje chromosomowe (punktowe) w genie gyrA zmieniają sekwencję nukleotydów, co prowadzi do modyfikacji miejsca docelowego działania antybiotyku. Zmiany te najczęściej dotyczą obszaru w genie, który koduje fragment białka, który wiąże się z DNA. W wyniku mutacji zmniejsza się powinowactwo kompleksu „enzym-DNA” do antybiotyku. Mutacje w podjednostce gyrB są rzadziej spotykane. Mutacje w tym genie generują niższy poziom oporności niż w przypadku mutacji w genei gyrA. Mutacje w genach kodujących topoizomerazę IV spotykane są również u bakterii gramujemnych, ale są mniej istotne jeśli chodzi o oporność na fluorochinolony. U bakterii gramdodatnich sytuacja jest odwrotna. Mutacje, które mają istotniejszy wpływ na pojawienie się oporności dotyczą genu parC. W genie tym można odnaleźć analog obszaru „ warunkującego oporność na chinolony”, który występuje w podjednostce GyrA.

5 2. Oporność kodowana przez geny zlokalizowane na plazmidach
Geny qnr kodujące białka chroniące topoizomerazy Znanych jest 6 rodzin genów qnr (qnrA, qnrB, qnrC, qnrD, qnrS, qnrSA ). Gen qnrSA zidentyfikowany został w 2010r. w bakterii Aliivibrio salmonicida. b. Gen aac(6’)-Ib-cr kodujący zmienioną acetylotransferazę aminoglikozydów (zmiana dwóch aminokwasów: Trp102Arg i Asp179Tyr). Ta substytucja powoduje, że enzym wprowadza grupę acetylową w ciprofloksacynie (niski poziom oporności na ciprofloksacynę). c. Gen qepA kodujący białko pompy, które usuwa z komórki hydrofilowe fluorochinolony. W latach 90-tych sugerowano możliwość oporności, która jest wynikiem obecności genów kodowanych na plazmidach.

6 Antybiotyki hamujące syntezę białek
Liczne antybiotyki hamują syntezę białek. Należą one do kilku klas i różnią się znacznie budową chemiczną. Działanie tych antybiotyków może być bakteriostatyczne lub bakteriobójcze, a efekt jest czasami zależny od ich stężenia. Tetracykliny Antybiotyki tej grupy wiążą się głównie z białkami S4 i S18 podjednostki 30S rybosomu. Blokują wiązanie aminoacylo-tRNA do miejsca akceptorowego typu A i w ten sposób hamują przyłączanie aminokwasu do kompleksu mRNA-rybosom. Tetracykliny uniemożliwiają wnikanie cząsteczek tRNA niosących aminokwasy do rybosmu. Są to inhibitory reakcji kodon – antykodon. Tetracyklina wiąże się również do rybosomów 80S, jednak może być stosowna w lecznictwie, gdyż używane stężenia są zbyt małe by hamowały biosyntezę białka w komórkach eukariotycznych.

7 Antybiotyki hamujące syntezę białek
Oporność na tetracykliny Synteza białek chroniących rybosom Aktywne usuwanie leku z komórki bakteryjnej (ang. efflux pumps) Enzymatyczna inaktywacja antybiotyku Geny kodujące białka pomp i białka chroniące rybosom występują u bakterii gramdodatnich i gramujemnych zarówno tlenowych jak i beztlenowych. Geny kodujące enzymy inaktywujące antybiotyk występują tylko u bakterii gramujemnych. Tetracykliny uniemożliwiają wnikanie cząsteczek tRNA niosących aminokwasy do rybosmu. Są to inhibitory reakcji kodon – antykodon. Tetracyklina wiąże się również do rybosomów 80S, jednak może być stosowna w lecznictwie, gdyż używane stężenia są zbyt małe by hamowały biosyntezę białka w komórkach eukariotycznych.

8 EFSA Journal, 2015; 13(12):4329

9

10 Liczba hospitalizacji i śmiertelność spowodowana przez czynniki zoonotyczne w 2104 r.
EFSA Journal, 2015; 13(12):4329

11 Prowadzenie badań żywności pochodzenia zwierzęcego, w tym w kierunku Campylobacter spp. w Unii Europejskiej wynika z: Dyrektywy 2003/99/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 listopada 2003 r. w sprawie monitorowania chorób odzwierzęcych i odzwierzęcych czynników chorobotwórczych, zmieniająca decyzję Rady 90/424/EWG. Decyzji Komisji (WE) z dnia 19 lipca 2007 roku „w sprawie wkładu finansowego Wspólnoty na rzecz badania dotyczącego występowania i oporności przeciwdrobnoustrojowej Campylobacter spp. w stadach brojlerów oraz występowania Campylobacter spp. i Salmonella spp. w tuszach brojlerów, przeprowadzonego w państwach członkowskich”

12