Proteinsyntesen är en komplex process i flera steg som involverar många enzymer och konformationell anpassning. Majoriteten av antibiotika som blockerar bakteriell proteinsyntes stör dock processerna vid 30S-underenheten eller 50S-underenheten av 70S-bakterieribosomen. AminoacyltRNA-syntetaserna som aktiverar varje aminosyra som krävs för peptidsyntesen är inte antibiotiska måltavlor. Istället är de primära stegen i processen som angrips 1) bildandet av 30S-initieringskomplexet (som består av mRNA, den ribosomala 30S-underenheten och formyl-methionylöverförings-RNA), 2) bildandet av 70S-ribosomen genom 30S-initieringskomplexet och 50S-ribosomen, och 3) förlängningsprocessen där aminosyrorna sätts samman till en polypeptid.
Tetracykliner, inklusive doxycyklin, förhindrar bindningen av aminoacyl-tRNA genom att blockera A (aminoacyl)-platsen i 30S-ribosomen. De kan hämma proteinsyntesen i både 70S- och 80S-ribosomer (eukaryota), men de binder företrädesvis till bakteriella ribosomer på grund av strukturella skillnader i RNA-underenheterna. Dessutom är tetracykliner effektiva mot bakterier genom att utnyttja det bakteriella transportsystemet och öka koncentrationen av antibiotikan i cellen så att den blir betydligt högre än koncentrationen i miljön.
Aminoglykosidantibiotika har en affinitet för 30S ribosomunderenheten. Streptomycin, en av de vanligaste aminoglykosiderna, stör skapandet av 30S-initieringskomplexet. Kanamycin och tobramycin binder också till 30S-ribosomen och blockerar bildandet av det större 70S-initieringskomplexet.
Erythromycin, en makrolid, binder till 23S rRNA-komponenten i 50S-ribosomen och stör sammansättningen av 50S-underenheterna. Erytromycin, roxitromycin och klaritromycin förhindrar alla elongation vid transpeptidationssteget i syntesen genom att blockera exporttunneln för 50S-polypeptiden. Elongationen avslutas i förtid efter att en liten peptid har bildats men inte kan förflytta sig förbi makrolidernas vägspärr.
Peptidyltransferas är ett nyckelenzym som är involverat i translokation, det sista steget i peptidelongationscykeln. Lincomycin och clindamycin är specifika hämmare av peptidyltransferas, medan makrolider inte direkt hämmar enzymet. Puromycin hämmar inte den enzymatiska processen, utan konkurrerar istället genom att agera som en analog till den 3′-terminala änden av aminoacyl-tRNA, vilket stör syntesen och orsakar förtida kedjeavbrott.
Hygromycin B är en aminoglykosid som specifikt binder till en enda plats inom 30S-underenheten i en region som innehåller tRNA:s A-, P- och E-platser. Det har teoretiserats att denna bindning förvränger den ribosomala A-sajten och kan vara orsaken till hygromycins förmåga att inducera felläsning av aminoacyl-tRNA samt förhindra translokation av peptidförlängning.
tillbaka till början