Działanie lizozymu na mureinę

Prezentacja na temat: "Działanie lizozymu na mureinę"— Zapis prezentacji:

1 Działanie lizozymu na mureinę
wiązanie glikozydowe β 1 - 4 Lizozym został odkryty w 2 dekadzie XX wieku przez Alexandra Fleminga. Stanowi jeden z mechanizmów nieswoistej odpowiedź immunologicznej (ten typ odpowiedzi stanowi pierwszą linię obrony organizmów przed patogenami). Występuje w ziarnistościach granulocytów wielojądrowych, monocytów oraz makrofagów, a więc w komórkach, które są odpowiedzialne za ten typ odpowiedzi. Znajduje się także w większości płynów tkankowych, oprócz: moczu, potu i płynu mózgowo-rdzeniowego. Oporność na lizozym jest szczególnie ważna u bakterii gramdodatnich, które mają grubą warstwę peptydoglikanu. Bakterie gramujemne mają błonę zewnętrzną, która chroni peptydoglikan przed bezpośrednim działaniem lizozymu. NAM – kwas N-acetylomuraminowy NAG – N-acetyloglukozoamina

2 Tworzenie protoplastów i sferoplastów

3 Allan E. J. , Hoischen C. , Gumpert J
Allan E.J., Hoischen C., Gumpert J. Bacterial L-forms, Adv Appl Microbiol. 2009;68:1-39

4 Oporność wynikająca ze zmiany (inaktywacji) aktywnego leku w jego nieaktywną formę pochodną z udziałem enzymów wytwarzanych przez komórki oporne Mechanizm działania -laktamaz na przykładzie inaktywacji antybiotyków z grupy penicylin Antybiotyk -laktamowy (a) jest hydrolizowany w dwuetapowej reakcji z wytworzeniem acylowanej formy pośredniej (b), a następnie z uwolnieniem kwasu penicylanowego. Końcowym etapem działania różnorodnych enzymów należących do tej grupy jest hydroliza wiązania amidowego w pierścieniu beta-laktamowym. Najczęstszym mechanizmem odpowiedzialnym za oporność drobnoustrojów na antybiotyki beta-laktamowe jest wytwarzanie beta-laktamaz. Skuteczność tego działania jest zależy m. in. Od ilości wytwarzanego enzymu, jego aktywności i powinowactwa do określonego antybiotyku. Beta-laktamazy mogą wykazywać preferencyjne powinowactwo do penicylin (penicylinazy), cefalosporyn (cefalosporynazy) bądź do obu tych grup.

5 Oporność wynikająca ze zmiany (inaktywacji) aktywnego leku w jego nieaktywną formę pochodną z udziałem enzymów wytwarzanych przez komórki oporne -laktamazy - znanych jest ponad -laktamaz o różnej swoistości i pochodzeniu; wytwarzane są zarówno przez bakterie gramdodatnie jak i gramujemne; u bakterii gramujemnych zazwyczaj są akumulowane w przestrzeni peryplazmatycznej; - bakterie gramdodatnie uwalniają je do środowiska (ściana bakteryjna nie stanowi przeszkody dla ich wyjścia z komórki), lecz często enzymy te pozostają związane z powierzchnią komórki np. u S. aureus praktycznie ją opłaszczając; geny warunkujące wytwarzanie -laktamaz mogą być zlokalizowane w chromosomach albo w plazmidach i często związane są z tzw. ruchomymi elementami genetycznymi, np. transpozonami lub integronami. U bakterii gramujemnych beta-laktamazy znajdują się w przestrzeni peryplazmatycznej i nie przenikają przez błonę zewnętrzną do środowiska. Działają one zatem na antybiotyk dopiero po jego przejściu przez błonę zewnętrzną, wewnątrz przestrzeni peryplazmatycznej, zanim dotrze on do znajdujących się w błonie cytoplazmatycznej docelowych białek PBP. Beta-laktamazy bakterii gramdodatnich wydzielane są na zewnątrz komórki. Działając w środowisku zewnętrznym, inaktywują cząsteczki antybiotyku, do którego mają powinowactwo. W rezultacie chronią nie tylko komórki bakteryjne, z których pochodzą, ale i inne znajdujące się w środowisku bakterie, w tym również takie, które nie mają zdolności wytwarzania własnych betalaktamaz. Na przykład niektóre gronkowce wchodzące w skład mikroflory normalnej mogą wytwarzać penicylinazy, które będą chroniły przed działaniem penicylin bakterie patogenne, naturalnie wrażliwe na te antybiotyki. – zjawisko kopatogenności. Zostały na podstawie podobieństwa sekwencji zaklasyfikowane do 4 klas. Klasy A,C i D – beta-laktamazy serynowe (superrodzina serynowych transferaz penicyloilowych). Klasa B to metalo-beta-laktamazy zawierają atom Zn. Pierwszym opisanym enzymem niszczącym penicylinę była beta-laktamaza AmpC E. coli (Abraham and Chain, 1940). Uważa się, że naturalnie występujące, w wielu rodzajach bakterii, beta-laktamazy kodowane chromosomalnie wywodzą się od białek PBP. Kodowane plazmidowo penicylinazy pojawiły się znacznie wśród bakterii gramdodatnich np.. S. aureus i było to wynikiem stosowania penicylin. Pierwsza kodowana plazmidowo beta-laktamaza TEM-1 u gramujmenych bakterii została opisana na początku lat 60-tych.

6 Wytwarzanie -laktamaz przez bakterie może mieć charakter konstytutywny lub indukowany
Enzymy konstytutywne są wytwarzane przez komórki w sposób ciągły, a ich poziom nie zależy od obecności antybiotyku w środowisku i jest stałą cechą szczepu lub gatunku bakterii W przypadku -laktamaz indukowanych warunkiem ich produkcji przez bakterie jest indukcja przez antybiotyk -laktamowy obecny w środowisku. Synteza tych enzymów zachodzi do momentu usunięcia induktora ze środowiska, a więc warunkuje oporność czasową. Niekiedy jednak może dojść w trakcie indukcji do mutacji i indukowana -laktamaza jest wytwarzana przez bakterię w sposób ciągły, nawet po usunięciu induktora, a więc wytwarza się oporność trwała na określony antybiotyk – zjawisko to nazywane jest derepresją trwałą. Obecność beta-laktamazy konstytutywnej produkowanej w odpowiedniej ilości może być przyczyną tzw. naturalnej oporności na antybiotyk, do którego ma ona powinowactwo. Bardzo wiele beta-laktamaz bakterii gramujemnych ma charakter konstytutywny. Induktorem może być różny beta-laktam, niekoniecznie ten, który jest przez daną beta-laktamazę rozkładany. Przykładami silnych induktorow są cefamycyny i karbapenemy, które indukują wytwarzanie wielu beta-laktamaz, chociaż same na działanie większości z nich są oporne (6). Indukcja jest reakcją występującą z pewnym opoźnieniem. Zjawisko to sprzyja narastaniu oporności na betalaktamy w populacji bakterii, które miały kontakt z induktorami, ale nie zostały zabite.

7 Wzór strukturalny nitrocefiny
                                                                                               Nitrocefina jest chromogenną cefalosporyną, skuteczną w wykrywaniu wszystkich znanych β-laktamaz.

8 PN-EN ISO :1999+A1:2005