β-Laktamazy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Beta-laktamazy)
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

β-Laktamazybakteryjne enzymy rozrywające (dokładnie hydrolizujące) wiązanie β-laktamowe w cząsteczce antybiotyku β-laktamowego. Ich obecność w komórkach bakteryjnych jest źródłem oporności bakterii na ten rodzaj antybiotyków.

Antybiotyki beta-laktamowe (ATC J 01 C) – szeroko stosowana grupa antybiotyków bakteriobójczych. Do tej grupy antybiotyków zaliczamy: penicyliny, cefalosporyny, karbapenemy, monobaktamy. Antybiotyki te mają wiązanie beta-laktamowe, które ulega rozerwaniu pod wpływem określonych enzymów, tzw. beta-laktamaz produkowanych przez niektóre bakterie – jednak spektrum substratowe poszczególnych enzymów jest różne.Kwas klawulanowy – organiczny związek chemiczny pochodzenia naturalnego o strukturze oksapenamowej, a więc zawierający pierścień β-laktamowy tak samo jak antybiotyki β-laktamowe (oparte na strukturze penamu). Należy do inhibitorów β-laktamaz, które mogą być podawane razem z antybiotykami β-laktamowymi, w celu uchronienia ich przed zniszczeniem przez bakteryjne β-laktamazy.

β-Laktamazy mają budowę zbliżoną do transpeptydaz – bakteryjnych enzymów uczestniczących w budowie ściany komórkowej, odpowiedzialnych za tworzenie mostków łączących podjednostki peptydoglikanu (mureiny) w integralną całość. Transpeptydazy są jednocześnie białkami, z którymi w normalnej komórce bakteryjnej łączą się antybiotyki β-laktamowe, aby je zablokować (transpeptydazy są punktem uchwytu β-laktamów – białkami PBP). Ze względu na to podobieństwo budowy β-laktamazy mogą łatwo wiązać się z cząsteczkami antybiotyku i dezaktywować je (uniemożliwiając im blokowanie transpeptydaz).

Hydroliza – reakcja podwójnej wymiany (często odwracalna), która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją. W jej wyniku powstają nowe związki chemiczne. Jest szczególnym przypadkiem liolizy (solwolizy). Często przebiega w obecności katalizatorów (kwasów lub zasad). Hydrolizę wykorzystuje się w przemyśle chemicznym (np. hydroliza wielocukrów na cukry proste lub hydroliza chlorobenzenu do fenolu).Klasyczne beta-laktamazy - są to beta-laktamazy o szerokim spektrum substratowym (są tak także nazywane - nie należy ich mylić z enzymami o poszerzonym spektrum substratowym). Według klasyfikacji Karen Bush należą one do grupy 2b. Rozkładają penicyliny naturalne, większość ich pochodnych oraz cefalosporyny I generacji. Spośród beta-laktamów aktywność zachowują: monobaktamy, karbapenemy oraz cefalosporyny co najmniej II generacji.

β-laktamazy są wydzielane przez bakterie Gram-dodatnie na zewnątrz komórki, a przez bakterie Gram-ujemne do przestrzeni periplazmatycznej.

Podział[ | edytuj kod]

Penicylinazy[ | edytuj kod]

  • Penicylinazy – enzymy o wąskim spektrum substratowym, rozkładające naturalne penicyliny. Są wydzielane naturalnie przez niektóre gronkowce
  • Cefalosporynazy[ | edytuj kod]

  • β-laktamazy chromosomalne (chromosomalne cefalosporynazy – nazwa pochodzi od zdolności tych enzymów do rozkładu cefalosporyn) wytwarzane przez szczepy bakterii gram-ujemnych oprócz Salmonelli. Gen odpowiadający za produkcję tych enzymów znajduje się w chromosomie bakteryjnym. Ten rodzaj β-laktamaz rozkłada wszystkie β-laktamy z wyjątkiem karbapenemów oraz IV generacji cefalosporyn. Cefalosporynazy mogą być:
  • konstytuowane – wtedy bakteria wytwarza je stale, w stałej ilości, niezależnie od obecności induktora (którym jest często antybiotyk)
  • indukowane – bakteria uruchamia wytwarzanie enzymu tylko w obecności antybiotyku
  • Plazmidowe β-laktamazy[ | edytuj kod]

  • plazmidowe β-laktamazy wytwarzane przez szczepy bakterii Gram-ujemnych; gen jest zlokalizowany w plazmidzie. Wyróżnia się:
  • β-laktamazy klasyczne (typu TEM i SHV) – Wytwarzane przez pałeczki Gram-ujemne; Rozkładają penicyliny i cefalosporyny I generacji; Nie rozkładają cefalosporyn II, III i IV generacji, monobaktamów i karbapenemów; Są wrażliwe na inhibitory β-laktamaz; Ich obecność w komórkach bakteryjnych wykrywa się testem z cefinazą
  • β-laktamazy o rozszerzonym spektrum substratowym (typu ESβL) – Wytwarzane przeważnie przez szczepy żyjące w środowisku szpitalnym; Rozkładają penicyliny i dodatkowo cefalosporyny II, III i IV generacji oraz monobaktamy; Nie rozkładają karbapenemów ; Są wrażliwe na inhibitory β-laktamaz. III doustna generacja cefalosporyn wykazuje częściową oporność na ten typ enzymu.
  • Wykrywanie obecności β-laktamaz[ | edytuj kod]

    Obecność β-laktamaz w komórkach bakteryjnych można wykryć:

    Plazmid – cząsteczka pozachromosomowego DNA występująca w cytoplazmie komórki, zdolna do autonomicznej (niezależnej) replikacji. Termin "plazmid" został po raz pierwszy zaproponowany przez prof. Joshua Lederberga w 1952r. jako genetyczna nazwa wszystkich znanych (w tamtym czasie) "pozachromosowych cząstek genetycznych", a w praktyce zaczął funkcjonować dopiero 8 lat później. Plazmidy występują przede wszystkim u prokariotów, ale znane są także plazmidy występujące u eukariotów. Zazwyczaj plazmidy nie niosą genów metabolizmu podstawowego, a więc nie są komórce niezbędne do przeżycia. Mogą jednak kodować produkty potrzebne w pewnych specyficznych warunkach, na przykład geny oporności na antybiotyki lub umożliwiające rozkład i asymilację różnych związków odżywczych. Plazmidy mogą być przekazywane pomiędzy komórkami bakteryjnymi w czasie podziału komórki lub poprzez horyzontalny transfer genów np. w procesie koniugacji, transdukcji i transformacji.Cefalosporyny – grupa półsyntetycznych antybiotyków β-laktamowych o szerokim spektrum działania bakteriobójczego. Są to pochodne kwasu 7-aminocefalosporynowego (7-ACA) i zawierają w swojej cząsteczce dwupierścieniową strukturę cefemu, który wykazuje większą odporność na działanie β-laktamaz niż penam.
  • testem dwóch krążków: Na płytce z podłożem wzrostowym i posianym szczepem badanym, układa się w niewielkiej odległości dwa krążki: z cefalosporyną III generacji (np. ceftazydymem), a obok krążek z ampicyliną z dodatkiem kwasu klawulanowego (inhibitorem β-laktamaz). Większa strefa zahamowania wzrostu bakterii od strony krążka z dodatkiem inhibitora i jednocześnie mała strefa wzrostu od drugiej strony krążka z cefalosporyną III generacji, świadczy o obecności w szczepie β-laktamaz ESβL.
  • testem wykorzystującym różnicę strefy zahamowania wzrostu między krążkiem z cefalosporyną III generacji a krążkiem z cefalosporyną z dodatkiem inhibitora β-laktamaz. Oba krążki układa się na płytce z podłożem wzrostowym i posianym szczepem bakterii. Po 24 godzinnej inkubacji, mierzy się średnicę zahamowania wzrostu bakterii wokół obu krążków. Jeśli różnica średnic wynosi więcej niż 5 mm, można wywnioskować, że badany szczep wytwarza β-laktamazy typu ESβL.
  • Zobacz też[ | edytuj kod]

  • Inhibitory β-laktamaz
  • Oporność na antybiotyki
  • Star of life.svg Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.

    Inhibitory β-laktamaz – naturalne lub syntetyczne związki chemiczne, stosowane w celu zapobiegania oporności na antybiotyki wynikającej z obecności w komórce bakteryjnej β-laktamaz. Związki te są zbliżone budową chemiczną do antybiotyków β-laktamowych, mogą zatem łączyć sie z β-laktamazami i dezaktywować je.Ściana komórkowa - martwy składnik komórki, otoczka komórki o funkcji ochronnej i szkieletowej. Ściana komórkowa występuje u roślin, grzybów, bakterii i niektórych protistów. U każdej z tych grup jest zbudowana z innych substancji, np. u grzybów jest to chityna, a u roślin celuloza i jej pochodne (hemiceluloza i pektyna) oraz lignina, natomiast u bakterii podstawowym składnikiem jest mureina. Ściana komórkowa leży na zewnątrz błony komórkowej. W tkankach ściany komórkowe sąsiadujących ze sobą komórek są zlepione pektynową substancją tworzącą blaszkę środkową. Między komórkami istnieją wąskie połączenia w postaci plasmodesm - wąskich pasm cytoplazmy przenikających ściany i zawierających fragmenty retikulum endoplazmatycznego. Młode komórki roślin otoczone są ścianą pierwotną, której strukturę wewnętrzną stanowią ułożone w sposób nieuporządkowany łańcuchy celulozowe wypełnione hemicelulozą i pektyną. W starszych komórkach obserwuje się również ścianę wtórną - powstającą po wewnętrznej stronie ściany pierwotnej, zwykle grubszą i bardziej wytrzymałą niż pierwotna, o uporządkowanej budowie szkieletu celulozowego, również wypełnionego hemicelulozą i pektyną. Ulega ona inkrustacji (węglan wapnia, krzemionka lub lignina) i adkrustacji (kutyna, suberyna, woski).




    Warto wiedzieć że... beta

    Pałeczka (łac. coccobacillus, l. mn. coccobacilli) – niewytwarzająca endospor morfologiczna forma bakterii o cylindrycznym, wydłużonym kształcie. Występują formy chorobotwócze. W większości barwi się Gram ujemnie. Niektórzy autorzy zaliczają tu tylko gramujemne.
    Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.
    Penicylinazy (EC 3.5.2) – grupa enzymów należących do beta-laktamaz, warunkujących oporność niektórych bakterii na naturalne penicyliny – benzylową oraz fenoksymetylową. Działa poprzez hydrolizę pierścienia beta-laktamowego. Według klasyfikacji Karen Bush, enzymy tej grupy należą do klasy 2a.
    Bakterie (łac. bacteria, od gr. bakterion – pałeczka) – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.
    Monobaktamy, antybiotyki monobaktamowe (ATC J 01 DF) – grupa antybiotyków β-laktamowych z pojedynczym pierścieniu o działaniu bakteriobójczym.
    Nukleoid (prokarion) – obszar cytoplazmy komórek prokariotycznych bakterii i sinic, w którym znajduje się kolista nić kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA) w postaci genoforu. Jej odpowiednikiem u eukariontów jest jądro komórkowe, które dodatkowo otoczone jest błoną jądrową.
    Karbapenemy (ATC J 01 DH) – grupa antybiotyków β-laktamowych, spokrewnionych z penicylinami i cefalosporynami, lecz odrębnymi chemicznie. Karbapenemy są pochodnymi tienamycyny, antybiotyku wytwarzanego przez żyjący w glebie drobnoustrój Streptomyces cattleya.

    Reklama