Cơ chế tác động của chất kháng sinh là những cách thức mà chất kháng sinh tác động lên các vị trí đích khác nhau trong tế bào qua đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của VSV. Cơ chế tác động của chất kháng sinh phụ thuộc vào bản chất hóa học và nồng độ của chất kháng sinh. Nhìn chung cơ chế tác động của chất kháng sinh được biểu hiện theo các hướng cơ bản sau: [1,12]
o
Hình 1.3. Vị trí tác động của kháng sinh
Ức chế sự tổng hợp thành tế bào
Thành tế bào của VSV có chức năng duy trì hình dạng đặc trưng cho tế bào và để chịu áp suất thẩm thấu cao ở bên trong nên đây là thành phần cần thiết cho
sự tồn tại của VSV. Cơ chế tác động của kháng sinh lên thành tế bào VSV do can thiệp vào sự hình thành peptidoglycan qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: tổng hợp uridindiphosphat (UDP) axetyl muramyl pentapepid. Phản ứng cuối của giai đoạn này thành lập dipeptid D-alanin. Cycloserin ức chế giai đoạn này do cấu trúc tương tự nên cạnh ranh với D-alanin để gắn vào enzym.
Giai đoạn 2: phản ứng kết hợp UDP – axetyl muramyl pentapeptid và UDP – axetyl glucosamin thành một chuỗi nhờ transglucosidase. Các kháng sinh vancomycin, bacitracine ức chế transglucosidase, ức chế sự tổng hợp tiền chất của peptidoglycan.
Giai đoạn 3: hoàn tất đường nối ngang của hai peptidoglycan kế cận. Phản ứng cần sự có mặt của enzym transpeptodase, penicillin ức chế enzym này.
Ức chế sự tổng hợp protein
Kháng sinh thuộc nhóm này gồm có chloramphenicol, erythromycins, lincomycins, tetracyclines, và các aminoglycozit.
Nhóm aminoglycozit ức chế tổng hợp protein theo 2 cách:
+ Ức chế tác động của hỗn hợp khởi đầu RNAm-f-meth-RNAt, gắn với receptor chuyên biệt trên ribosom 30S gây biến dạng ribosom dẫn đến đọc sai mã ở tiểu đơn vị 30S nên mang vào những acid amin không đúng làm protein mất hoạt tính.
+ Chloramphenicol gắn với receptor trên tiểu phần 50S của ribosom ức chế enzim peptidyltransferase, ngăn cản việc gắn kết các axit amin mới vào chuỗi peptit mới.
Các kháng sinh nhóm macrolide và lincoxinamid gắn với tiểu phần 50S của ribosom, ngăn cản sự dịch chuyển của ribosom từ codon này tới codon kế tiếp, kết quả là quá trình dịch mã bị cản trở và sự tổng hợp protein bị dừng lại.
Ức chế quá trình tổng hợp axit nucleic
Axit nucleic (ADN, ARN) là những đại phân tử sinh học không thể thiếu đối với sự sống của tế bào. Sự có mặt của một số chất kháng sinh đã cản trở quá trình tổng hợp axit nucleic bằng cách ức chế sự tổng hợp các nucleotit, ức chế quá trình sao chép hoặc dùng quá trình phiên mã.
Nhóm các các quinolon và fluoroquinolon ức chế mạnh sự tổng hợp ADN do ức chế ADN – gyraza nên không thể mở vòng ADN để sao chép.
Nhóm rifampin gắn với enzym ARN polymeraza ngăn cản quá trình sao mã tạo thành mARN (ARN thông tin).
Nhóm các trimethoprinm tác động vào enzyme xúc tác quá trình tạo nhân purin làm ức chế quá trình tạo axit nucleic [1, 16,12].
Phá hủy màng tế bào
Màng sinh chất là nơi trao đổi các chất giữa tế bào VK với MT bên ngoài. Màng sinh chất có tính chọn lọc để kiểm soát các thành phần bên trong tế bào.
Các kháng sinh colistin, polymyxin, amphotericin có khả năng phá hủy màng sinh chất bằng cách gắn với ergosterol hay cholesterol là thành phần của màng sinh chất. Chúng gây tổn thương màng, tạo nên các lỗ trên màng, khi đó các phân tử lớn và các ion sẽ thoát ra ngoài dẫn tới gây chết tế bào. Màng sinh chất của hầu hết vi khuẩn không có sterol nên chúng có khả năng đề kháng với amphoterixin B. Tuy nhiên, chúng có thể bị phá hủy bởi polymixin và các kháng sinh loại polyen. Kháng sinh này có tác dụng như những chất tẩy loại cation làm xáo trộn tính thẩm thấu của màng sinh chất khiến các ion như Mg2+, K+, Ca2+ thoát ra khỏi tế bào.
Tóm lại các chất kháng sinh từ XK có đặc điểm chung là có tác dụng ngay cả ở nồng độ rất thấp với hoạt tính mạnh và phổ kháng khuẩn khá rộng. Đặc điểm nổi bật của kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn là khả năng bền với nhiệt và tác dụng lên vi sinh vật mang tính chọn lọc.