La síntesis de proteínas es un proceso complejo de varios pasos en el que intervienen muchas enzimas, así como la alineación conformacional. Sin embargo, la mayoría de los antibióticos que bloquean la síntesis de proteínas bacterianas interfieren en los procesos de la subunidad 30S o 50S del ribosoma bacteriano 70S. Las aminoaciltARN sintetasas que activan cada aminoácido necesario para la síntesis de péptidos no son objetivos de los antibióticos. En cambio, los pasos primarios del proceso que se atacan son (1) la formación del complejo de iniciación 30S (compuesto por ARNm, la subunidad ribosómica 30S y el ARN de transferencia de formilo-metionilo), (2) la formación del ribosoma 70S por el complejo de iniciación 30S y el ribosoma 50S, y (3) el proceso de elongación de ensamblaje de aminoácidos en un polipéptido.
Las tetraciclinas, incluida la doxiciclina, impiden la unión del aminoacil-ARNt bloqueando el sitio A (aminoacil) del ribosoma 30S. Son capaces de inhibir la síntesis de proteínas en los ribosomas 70S y 80S (eucariotas), pero se unen preferentemente a los ribosomas bacterianos debido a las diferencias estructurales de las subunidades de ARN. Además, las tetraciclinas son eficaces contra las bacterias aprovechando el sistema de transporte bacteriano y aumentando la concentración del antibiótico dentro de la célula hasta ser significativamente mayor que la concentración ambiental.
Los antibióticos aminoglucósidos tienen afinidad por la subunidad 30S del ribosoma. La estreptomicina, uno de los aminoglucósidos más utilizados, interfiere en la creación del complejo de iniciación 30S. La kanamicina y la tobramicina también se unen al ribosoma 30S y bloquean la formación del complejo de iniciación 70S más grande.
La eritromicina, un macrólido, se une al componente 23S del ARNr del ribosoma 50S e interfiere en el ensamblaje de las subunidades 50S. La eritromicina, la roxitromicina y la claritromicina impiden la elongación en el paso de transpeptidación de la síntesis al bloquear el túnel de exportación del polipéptido 50S. La elongación se interrumpe prematuramente después de que se haya formado un pequeño péptido que no puede superar el bloqueo de los macrólidos.
La peptidil transferasa es una enzima clave implicada en la translocación, el paso final del ciclo de elongación del péptido. La lincomicina y la clindamicina son inhibidores específicos de la peptidil transferasa, mientras que los macrólidos no inhiben directamente la enzima. La puromicina no inhibe el proceso enzimático, sino que compite actuando como un análogo del extremo 3′-terminal del aminoacil-ARNt, interrumpiendo la síntesis y provocando la terminación prematura de la cadena.
La higromicina B es un aminoglucósido que se une específicamente a un único sitio dentro de la subunidad 30S en una región que contiene los sitios A, P y E del ARNt. Se ha teorizado que esta unión distorsiona el sitio A ribosómico y puede ser la causa de la capacidad de la higromicina para inducir una lectura errónea de los aminoacil-ARNt, así como para impedir la translocación de la elongación del péptido.
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