ביוטכנולוגיה/אנטיביוטיקה

אנטיבוטיקה = תוצרים טבעיים נמוך מולקולות (קטנות) המיוצרים במסגרת המטבוליזם השניוני של התא.

מה הם עושים? מעכב גידול של מיקרואורגניזמים שונים.

למה מיקרואורגניזמים מייצרים אנטיביוטיקה?

ההשערה היא שיצור תרכובות אלה מגדיל סיכוי הישרדות של התא המפריש אותם. מניחים שחומרי המוצא לייצור אנטיביוטיקות מעורבים גם במטבוליזם הראשוני וכאשר התאים אינם גדלים, מופנים חומרים אלה לייצור מטבוליטים שניונים.

סוגי אנטיביוטיקות

קיימים הרבה סוגים של חומרים אנטיביוטיקה הנבדלים זה מזה בתכונות הבאות :

• בפעילות הספציפית שלהם – איזה אתר נפגע ומשך ההשפעה. ישנם 2 סוגי אנטיביוטיקות :
  • בקטריוצידים (אנטיביוטיקה הורגת).
  • בקטריוסטטים (אנטיביוטיקה מעכבת, לדוגמא כלומפניקל).
• טווח הפעילות שלהם – על איזה חיידקים הם משפיעים.
• מבנה כימית שונה.
• גזע מיקרוביאלי מייצר :
  • פטריות – בעיקר פניצליום ואספרגילוס.
  • חיידקים חוטיים – אקטינומיידס.
  • חיידקים אחרים – בעיקר זנים של בצילוס.

אנטיביוטיקות חדשות

אנטיביוטיקות חדשות רבות מתגלות מדי שנה אך אינן מגיעות לשוק התרופות. ישנם 2 סיבות לתופעה :

• מידת ההשקעה מבחינת עלות וזמן אינה משתלמת.
• התרכובות החדשות שמתגלות אינן מראות יתרון ביולוגי על פני תרכובות קיימות.

השימוש באנטיביוטיקות לאורך השנים יורד על אף שמגלים יותר אנטיביוטיקות

איך בכל זאת מייצרים תרופות אנטיביוטיקות חדשות

מוטסינתזה

• איתור יצרני יתר – ביצוע מוטנזה וסריקה אמפירות (ניסיוניות) לאיתור יצרן המייצר את האנטיביוטיקה בכמות גדולה.
• מוטסינתזה – טכניקה המשלבת מוטציה וסינתזה כימית מבצעים מוטציה בה יצרן איבד את היכולת לייצר את חומר המוצא לבניית האנטיביוטיקה. במצע מוסיפים חומר כימי, שישמש כחומר מוצא סינתטי ובכך מתקבל תוצר חדש – אנטיביוטיקה אשר אינה מיוצרת באופן טבעי, והיא סינטית, מלאכותית.

פעילות האנטיביוטיקה

אנטיביוטיקה המעכבות בניית דופן החיידק (בלתי הפיכה)

בעקבות העדר הדופן המים חודרים לתוך התא להשוואת ריכוזים (דיפוזיה) והתא מתפוצץ. האנטיביוטיקה הזו משפיע רק בשלבי הגידול בהם נבנה הדופן (היא לא הורסת דופן קיים, אלא מונעת בנית חדש). כלומר בשלב המואץ.

טווח הפעולה : בעיקר על חיידקים גראם חיובים הבנויים מאחוז רב של סוכר, לעומת זאת הגראם שלילים בעלי אחוז קטן יותר של סוכר שבנייתו לא כזו חשובה להישרדות החיידק.

דוגמא לאנטיביוטיקה : קבוצת הפניצילין.

אנטיביוטיקה הפוגעת במרכיבים שונים של מערכת תרגום החלבון

אנטיביוטיקות המונעות התפתחות וגדילה בשל מחסור ביצרת אנזימים וחלבונים החיונים להתפתחות ולביצוע תהליכים בתא.

דוגמא לאנטיביוטיקות : סטרפטומצינים, אריתרומיצין, טטרציקלינים.

אנטיביוטיקות הפוגעות בתהליך שכפול הדנ"א

אנטיביוטיקות הפוגעות בשכפול הדנ"א ולכן אין חלוקה של התא. למשל בליאומיצנים.

אנטיביוטיקות כאלה יכולות לשמש כתרופה אנטיביוטיקה רגילה כיוון שהן פוגעות בתאים אנימלים של בע"ח.

אנטיביוטיקות אלו משמשות לטיפול בסרטן.

הערה

• אנטיביוטיקה כלורמפניקול הרעילה לבני אדם.

תחומי יישום - רפואה

כתרופה אנטיביוטיקית בקטריאלית.תכונות של התרופה המאפשרות שימושה ברפואה:

• רעילות ברננית – התרופה פוגעת ספציפית בחיידקיים ואינה פוגעת בתאי הגוף. שני מנגנונים מתאימים לתכונה זו :
  • פגיעה בדופן – ספציפית לחיידקים (רק חיידקים מכילים ספטידוגליקן)
  • פגיעה בריבוזום ממקור פרוקריוטי, ריבוזומים אאוקריוטים אינם נפגעים.
• כתרופות לצמחים – הדופן הצמחי שונה מדופן החיידק. לצמחים ריבוזום אאוקריוטי ולכן הרעילות הברננית מתאימה להם.
• אנטיביוטיקות מסוימות מתאימות כתרופה נגד סרטן ונגד פטריות.
• תוספות חומר משמר למזונות
• מחקר

קישורים חיצונים

1. ייצור אנטיביוטיקה