Was tun bei Resistenz gegen Antibiotika?
Ich verstehe meine Biohausaufgabe nicht.(Thema Enzyme)
Begründen Sie diese Tatsache: Wenn manche Bakterien gegen Antibiotika wie zum Beispiel Penicillin resistent sind, weil sie zum Beispiel das Enzym Penicillinase enthalten, kann man bei dem Antibiotika ein Molekülteil verändern, sodass die gewünschte Wirkung wieder erzielt wird.
1 Antwort
Der gegen Bakterien wirksame Teil des Penicillinmoleküls ist der β-Lactamring. Der ist in dem Molekül in deinem Buch rechts zu sehen, das Viereckige. Er besetzt das aktive Zentrum lebenswichtiger bakterieller Enzyme, die für die Quervernetzung ihrer Zellwände bei der Zellwandbildung zuständig sind. Bleibt die Quervernetzung aus, wird die Zellwand der Bakterien geschwächt und das Bakterium lysiert später (platzt), da die Wand dem Innendruck des Bakteriums nicht mehr standhält.
Bakterien sind aber einfallsreich, was solche Antibiotika betrifft und so haben sie eine Gegenwaffe ins Spiel gebracht. Ein Enzym, welches den wirksamen Teil des Antbiotikums, den β-Lactamring spaltet, die β-Lactamase (Penicillinase) macht das Antibiotikum unbrauchbar. Bakterien mit solchen Enzymen sind gegen das Antibiotikum resistent. Da es ihnen nichts mehr anhaben kann.
Wenn man nun die Anteile des Penicillinmoleküls variiert, die für seine Wirksamkeit unbedeutend sind (im Bereich des rot markierten Molekülteils in deinem Buch), den sog. Seitenkettenrest des Antibiotikums verändert, wie hier gezeigt:
Penicillin und seine Derivate.
Bild: Schulbuch Biologie.
Dann erzeugt man dem ursprünglichen Penicillin ähnliche Penicilline, sog. Penicillinderivate. Alternative Seitenkettenreste sind z.B. in der Abb. unten gezeigt.
Aus dem Thema Enzymatik ist bekannt, dass Enzyme, aufgrund ihrer sog. Substratspezifität nur bestimmte Substrate akzeptieren. Und zwar muss die Molekülform genau passen.
Dann kann ein Variieren des Penicillinmoleküls am Seitenkettenrest dazu führen, dass das Penicillinderivat nicht mehr von dem Enzym Penicillinase erkannt/ gebunden wird. Da aufgrund der abweichenden Molekülform die Bindung an das aktive Zentrum des Enzyms verhindert wird. Somit ist die Gegenwaffe Penicillinase wiederum außer Gefecht gesetzt und das Antibiotikum erlangt seine Wirksamkeit, auch gegen Penicillin resistente Bakterien, wieder zurück. Da es ja nun nicht mehr durch Penicillinase gespalten wird und es seine Wirksamkeit gegen Bakterien (durch Störung der Zellwandsynthese) wieder entfalten kann. LG
