La sintesi proteica è un processo complesso e multifase che coinvolge molti enzimi e l’allineamento conformazionale. Tuttavia, la maggior parte degli antibiotici che bloccano la sintesi proteica batterica interferiscono con i processi della subunità 30S o 50S del ribosoma batterico 70S. Le aminoacitrna sintetasi che attivano ogni aminoacido richiesto per la sintesi peptidica non sono obiettivi degli antibiotici. Invece, le fasi principali del processo che vengono attaccate sono (1) la formazione del complesso di iniziazione 30S (composto da mRNA, la subunità ribosomiale 30S e l’RNA di trasferimento formil-metionilico), (2) la formazione del ribosoma 70S dal complesso di iniziazione 30S e dal ribosoma 50S, e (3) il processo di elongazione dell’assemblaggio degli aminoacidi in un polipeptide.
Le tetracicline, compresa la doxiciclina, impediscono il legame dell’aminoacil-tRNA bloccando il sito A (aminoacil) del ribosoma 30S. Sono in grado di inibire la sintesi proteica in entrambi i ribosomi 70S e 80S (eucarioti), ma si legano preferenzialmente ai ribosomi batterici a causa delle differenze strutturali nelle subunità di RNA. Inoltre, le tetracicline sono efficaci contro i batteri sfruttando il sistema di trasporto batterico e aumentando la concentrazione dell’antibiotico all’interno della cellula per essere significativamente superiore alla concentrazione ambientale.
Gli antibiotici aminoglicosidi hanno un’affinità per la subunità del ribosoma 30S. La streptomicina, uno degli aminoglicosidi più comunemente usati, interferisce con la creazione del complesso di iniziazione 30S. Anche la kanamicina e la tobramicina si legano al ribosoma 30S e bloccano la formazione del più grande complesso di iniziazione 70S.
L’eritromicina, un macrolide, si lega al componente 23S rRNA del ribosoma 50S e interferisce con l’assemblaggio delle subunità 50S. L’eritromicina, la roxitromicina e la claritromicina impediscono l’allungamento nella fase di transpeptidazione della sintesi bloccando il tunnel di esportazione del polipeptide 50S. L’allungamento è terminato prematuramente dopo che un piccolo peptide è stato formato ma non può passare il blocco stradale dei macrolidi.
La peptidil transferasi è un enzima chiave coinvolto nella traslocazione, il passo finale nel ciclo di allungamento del peptide. Lincomicina e clindamicina sono inibitori specifici della peptidil transferasi, mentre i macrolidi non inibiscono direttamente l’enzima. La puromicina non inibisce il processo enzimatico, ma invece compete agendo come un analogo dell’estremità 3′-terminale dell’aminoacil-tRNA, interrompendo la sintesi e causando la terminazione prematura della catena.
L’igromicina B è un aminoglicoside che si lega specificamente a un singolo sito all’interno della subunità 30S in una regione che contiene i siti A, P, ed E del tRNA. È stato teorizzato che questo legame distorca il sito A ribosomiale e può essere la causa della capacità dell’igromicina di indurre una lettura errata degli aminoacil-tRNA e di impedire la traslocazione dell’allungamento del peptide.
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