De eiwitsynthese is een complex proces in meerdere stappen, waarbij vele enzymen betrokken zijn, alsmede conformationele afstemming. De meeste antibiotica die de bacteriële eiwitsynthese blokkeren, grijpen echter in op de processen bij de 30S-subeenheid of 50S-subeenheid van het 70S-ribosoom van de bacterie. De aminoacyltRNA synthetases die elk aminozuur activeren dat nodig is voor de synthese van peptiden, zijn geen antibiotische doelwitten. In plaats daarvan zijn de primaire stappen in het proces die worden aangevallen (1) de vorming van het 30S initiatiecomplex (bestaande uit mRNA, de 30S ribosomale subeenheid, en formyl-methionyl-transfer RNA), (2) de vorming van het 70S ribosoom door het 30S initiatiecomplex en het 50S ribosoom, en (3) het elongatieproces van de assemblage van aminozuren tot een polypeptide.
Tetracyclinen, waaronder doxycycline, verhinderen de binding van aminoacyl-tRNA door de A (aminoacyl) site van het 30S ribosoom te blokkeren. Zij zijn in staat de eiwitsynthese in zowel 70S als 80S (eukaryotische) ribosomen te remmen, maar zij binden zich bij voorkeur aan bacteriële ribosomen als gevolg van structurele verschillen in RNA-subeenheden. Bovendien zijn tetracyclinen effectief tegen bacteriën door gebruik te maken van het bacteriële transportsysteem en de concentratie van het antibioticum in de cel te verhogen tot aanzienlijk hoger dan de omgevingsconcentratie.
Aminoglycoside-antibiotica hebben een affiniteit voor de 30S ribosoom-subeenheid. Streptomycine, een van de meest gebruikte aminoglycosiden, interfereert met de vorming van het 30S-initiatiecomplex. Kanamycine en tobramycine binden ook aan het 30S ribosoom en blokkeren de vorming van het grotere 70S initiatiecomplex.
Erythromycine, een macrolide, bindt aan de 23S rRNA-component van het 50S ribosoom en interfereert met de assemblage van 50S-subeenheden. Erytromycine, roxitromycine en claritromycine verhinderen alle elongatie in de transpeptidatiestap van de synthese door de exporttunnel van het 50S-polypeptide te blokkeren. Elongatie wordt voortijdig beëindigd nadat een klein peptide is gevormd, maar niet langs de wegblokkade van de macrolide kan bewegen.
Peptidyl transferase is een sleutelenzym dat betrokken is bij translocatie, de laatste stap in de peptide-elongatiecyclus. Lincomycine en clindamycine zijn specifieke remmers van peptidyltransferase, terwijl macroliden het enzym niet rechtstreeks remmen. Puromycine remt het enzymatische proces niet, maar concurreert in plaats daarvan door te werken als een analoog van het 3′-terminale einde van aminoacyl-tRNA, waardoor de synthese wordt verstoord en de keten voortijdig wordt beëindigd.
Hygromycine B is een aminoglycoside dat zich specifiek bindt aan een enkele plaats binnen de 30S subeenheid in een gebied dat de A-, P-, en E-plaatsen van tRNA bevat. Men heeft getheoretiseerd dat deze binding de ribosomale A site vervormt en de oorzaak kan zijn van het vermogen van hygromycine om het verkeerd lezen van aminoacyl-tRNA’s te induceren en de translocatie van peptide-verlenging te verhinderen.
terug naar boven