2.β-内酰胺类抗生素的化学结构的特点 ①.分子内有一个四元的β-内酰胺环,除了 单环β-内酰胺外,该四元环通过N原子和邻 近的第三碳原子与另一个五元环或六元环 相稠和,青霉素的稠合环是氢化噻唑环, 头孢菌素是氢化噻嗪环。 ②.除单环β-内酰胺外,与β-内酰胺环稠合 的环上都有一个羧基 ③,所有β-内酰胺类抗生素的内酰胺环羰 基以-为碳都有一个酰胺基侧链
2. β-内酰胺类抗生素的化学结构的特点 ◼ ①．分子内有一个四元的β-内酰胺环，除了 单环β-内酰胺外，该四元环通过N原子和邻 近的第三碳原子与另一个五元环或六元环 相稠和，青霉素的稠合环是氢化噻唑环， 头孢菌素是氢化噻嗪环。 ◼ ②．除单环β-内酰胺外，与β-内酰胺环稠合 的环上都有一个羧基。 ◼ ③．所有β-内酰胺类抗生素的-内酰胺环羰 基α-为碳都有一个酰胺基侧链
■④.β-内酰胺环为一个平面结构。但两个稠 合环不共平面,青霉素样N1-C5轴折叠,头 孢菌素沿N1-C6轴折叠, ⑤.青霉素类抗生素的母核上有3个手性碳 原子,8个旋光异构体中只有绝对构型为2S, 5R,6R具有活性。头孢菌素类抗生素的母 核上有2手性碳,4个旋光异构体,绝对构 型是6R,7R。P-内酰胺类抗菌活性不仅与 母核的构型有关。而且还与酰胺基上取代 基的手性碳原子有关,旋光异构体间的活 性有很大的差异
◼ ④．β-内酰胺环为一个平面结构。但两个稠 合环不共平面，青霉素样N1-C5轴折叠，头 孢菌素沿N1-C6轴折叠， ◼ ⑤．青霉素类抗生素的母核上有3个手性碳 原子，8个旋光异构体中只有绝对构型为2S， 5R，6R具有活性。头孢菌素类抗生素的母 核上有2手性碳，4个旋光异构体，绝对构 型是6R，7R。β-内酰胺类抗菌活性不仅与 母核的构型有关。而且还与酰胺基上取代 基的手性碳原子有关，旋光异构体间的活 性有很大的差异
3.β-内酰胺类抗生素的作用机理 N R 粘肽D-丙氨酸-D-丙氨酸的末端构像 青霉素构像
3. β-内酰胺类抗生素的作用机理 O N O N R O O O N O N O O S 粘肽D-丙氨酸-D-丙氨酸的末端构像 青霉素构像
NAG NAM CH,OH CHOH D 转肽酶 OH OH OH OH N AG NAM NHAc NHAC H3C-C-COOH NAG NAM YER ⑥( A=ala: E-glu, K-=lys: G-gly NAG=N- acetylglucosamine,N-乙酰葡萄糖胺 NAM=N- acety muramic acid, N-乙酰壁氨酸 细胞壁生物合成示意图
NAG NAM n G G G R G G G G G A E K A A NAG NAM n G A E K A D D D D D G G G R 转肽酶 O OH NHAc OH CH2OH OH O OH NHAc O CH2OH OH H C 3 C H COOH NAG NAM NAG=N-acetyglucosamine,N-乙酰葡萄糖胺 NAM= N-acetylmuramic acid,N-乙酰壁氨酸 A=ala;E=glu;K=lys;G=gly; 细胞壁生物合成示意图
RHN、CH RHN CH CH3 RHN、CH3 CH3 CH,OH HN CO NHR PBP)-NH3 细胞壁片断 CH,OH (D-ala-D-ala PBP-NH3 H, COR Pentaglycy 细胞壁转氨酶水解细胞壁片断(D-alaD-ala) 转肽酶 R CH,O B-lactam 细胞壁转氨酶水解β内酰胺环
CH3 N CH3 RHN O CO2 H PBP CH2OH NH3 N H H R O CO2 H H R CO2 HN O PBP CH2O NH3 H2N CO2 CH3 + PBP CH2O NH3 + + RHN CH3 O + _ _ _ RHN CH3 N H NHR O O PBP CH2OH NH3 + + H2NCH2COR Pentaglycyl unit 细胞壁片断 (D-ala-D-ala) 转肽酶 β-lactam 细胞壁转氨酶水解细胞壁片断 (D-ala-D-ala) 细胞壁转氨酶水解β-内酰胺环