پنی‌سیلین که از داروهای مهم پزشکی می‌باشد، یک آنتی بیوتیک با حلقه بتا _ لاکتام است که ساختمان آن را در مقوله زیر مورد بررسی قرار می‌دهیم.

تاریخچه کشف پنی سیلین

در سال ۱۹۲۸ ، باکتریولوژیست انگلیسی ، "الکساندر فلمینگ" (متولد ۱۸۸۱ و وفات ۱۹۵۵ میلادی) که عضو کالج سلطنتی جراحان انگلستان بود، متوجه شد که استفیلوکوکوسهای متعددی که برای کشف در روی میز آزمایشگاه کنار گذاشته شده بودند، از طریق هوای آزمایشگاه به میکروارگانیسم آغشته شده‌اند. یک کپک سبز پنیسیلیوم در بعضی از قسمتها رشد کرده ، استافیلوکوکوس در کنار آن متلاشی شده است. جسمی که باعث فعالیت آنتی بیوتیکی شد، پنی سیلین نامیده شد.

کشف پنی سیلین به‌عنوان یک آنتی بیوتیک قوی با طیف وسیعی یکی از نقطه‌های عطف شیمی پزشکی است. همانند اکثر چنین پیشرفتهایی ، خوش شانسی ، نقش مهمی را ایفا کرده است.

ورود پنی سیلین به دنیای پزشکی

پنی سیلین در فرم خالص آن ، حدود یک سال پس از کشف آن توسط الکساندر فلمینگ وارد دنیای پزشکی شده ، در دسترس عموم قرار گرفت. به دنبال آن پنی سیلینهای مختلفی با گروههای متفاوت سنتز گردید.

انواع پنی سیلین

پنی سیلین G ، دارای یک گروه فنیل متیل ( بنزیل C۶H۵CH۲-) متصل به عامل آمیدی است. آمپی سیلین ، دارای یک استخلاف فنیل آمینو متیل (C۶H۵CHNH۲ ) است. ترکیبات از نظر ساختمانی و بیولوژیکی مربوطه ، سفالوسفورین‌ها می‌باشند که آنتی بیوتیکهای مهمی هستند و اغلب در مواردی که پنی سیلینها فعال نیستند، از خود فعالیت نشان می‌دهند.

پنی سیلین ، یک آنتی بیوتیک حاوی بتا(۹۴۶;) _ لاکتام

آمیدها ، آلکان آمید و آمیدهای حلقوی « لاکتام » نامیده می‌شوند. نام سیستماتیک آنها ، آزا_۲ _سیکلو آلکانون می‌باشد و قواعد مربوط به نامگذاری آنها ، همان قواعدی است که برای لاکتونها تدوین شده است.

آمیدهای حلقوی ، بتا _ لاکتام نامیده می‌شوند و پنی سیلین حاوی این حلقه است. حلقه بتا _ لاکتام تحت فشار ، مسئول فعالیت آنتی بیوتیکی این داروهاست. چون حلقه در اثر باز شدن از فشار آزاد می‌شود، بتا _ لاکتام‌ها معمولا فعالتر و واکنش پذیرتر از آمیدها می‌باشند.

نحوه عملکرد پنی سیلین

آنزیم ترانس پپتیداز که واکنش اتصال متقاطع بسیار مهم و حساس را در بیوسنتز دیواره‌های سلولی باکتری کاتالیز می‌کند، پنی سیلین را به عنوان سوبسترا می‌پذیرد. سپس پنی سیلین یک اکسیژن نوکلئوفیلی آنزیم را آلکانویله کرده ، به غیر فعال شدن آن منجر می‌شود. ساختمان دیواره سلولی متوقف می‌شود و ارگانیسم به‌زودی می‌میرد.

نوع واکنش عملکرد پنی سیلین

واکنش اثر پنی سیلین بر ارگانیسم زنده ، عکس تشکیل آمید از استر است.

مقاومت برخی باکتریها در برابر پنی سیلین

بعضی باکتریها در برابر پنی سیلین مقاومند، زیرا یک آنزیم به نام پنی سیلیناز تولید می‌کنند که حلقه بتا _ لاکتام را قبل از اینکه بتواند خود را به ترانس پپتیداز بچسباند، هیدرولیز می‌کند. سرعت این هیدرولیز ، بستگی به ساختار بتا _ لاکتام دارد.

سفالوسفورینها ، تحت تاثیر پنی سیلیناز قرار نمی‌گیرند. با وجود این ، پیدایش نسلهایی از باکتریهای مقاوم در برابر آنتی بیوتیک ، در نتیجه تجویز پی در پی و فاقد تشخیص پنی سیلین و دیگر آنتی بیوتیکها باعث شده است تا کوششهای مستمر و وسیعی در جهت سیستمهای کشف گزینشی‌تر ، فعالتر و جدیدتر به عمل آید.