Medicinjakten – i Flemings fotspår - Nobel Museum

More documents

Recommendations

Info

Hur fungerar antibiotika? Gemensamt för alla antibiotika är att de är molekyler som påverkar system i bakterierna som är centrala för deras överlevnad. För att en bakteriecell ska kunna leva behövs det DNA som innehåller koden för cellens uppbyggnad. Proteinerna står för de flesta funktionerna i cellen och styr uppbyggnad av både DNA och andra strukturer i cellen. Cellväggen är också central genom att den skyddar mot omgivningen och kontrollerar vad som passerar in och ut ur cellen. De molekyler som fungerar som antibiotika, d.v.s. kan ta död på eller stoppa tillväxt av bakterier, angriper vanligtvis någon av dessa centrala system. Organiska molekyler, t.ex. en cells alla komponenter, byggs upp av relativt få atomtyper där kol-, väte-, syre- och kväveatomer är bland de vanligaste. Antibiotika och de flesta andra läkemedel är små organiska molekyler som sällan består av mer än 150 atomer, till skillnad från proteiner och DNA som kan bestå av tusentals atomer. Det som avgör vilka egenskaper en molekyl har är hur många och vilken typ av atomer som ingår och hur dessa är sammankopplade. Penicillin är ett av de absolut vanligaste antibiotika vi har. Det används för att bota vanliga sjukdomar så som halsfluss, lunginflammation, öroninflammation och hudinfektioner. Penicillin fungerar genom att angripa bakteriernas cellvägg. Denna består av långa kedjor av kolhydrater, polysackarider och kedjor av aminosyror (peptider) som är sammanfogade i ett s.k. peptidoglykanlager. Bakterier delas normalt in i två stora undergrupper; grampositiva och gramnegativa (fig. 3). Hos de grampositiva utgörs cellväggen till största delen av ett tjockt lager peptidoglykan. Gramnegativa bakterier har ett mycket tunnare lager peptidoglykan och ett yttermembran istället. G+ G- Fig. 3 Illustration av en grampositiv (G+) respektive gramnegativ (G-) bakterie. Under uppbyggnaden av cellväggen kopplar enzymer (som även kallas penicillinbindande-protein, PBP) ihop de olika byggstenarna i peptidoglykanlagret. Penicillinets struktur liknar den hos en av byggstenarna (fig. 4) och enzymet försöker bygga in penicillinet i cellväggen istället för den äkta byggstenen. Resultatet blir att cellväggen inte kan kopplas ihop på ett korrekt sätt, vilket leder till att bakteriecellen dör. Fig. 4 Två olika sätt att illustrera penicillinmolekylen (just denna variant kallas Penicillin G). Penicillin tillhör gruppen β-laktamer (beta-laktamer). Gemensamt för dessa är att de innehåller en fyrledad ring (β-laktam) som är helt nödvändig för att molekylen ska fungera som antibiotika. Pilarna visar var den viktiga β-laktamringen sitter. Stortorget 2, Box 2245, 103 16 Stockholm Tfn: 08-53 48 18 00, Fax: 08-23 25 07 info@nobel.se, www.nobelmuseum.se © Nobelmuseet 2013, Nobelpriset® och Nobelmedaljen är av Nobelstiftelsen registrerade varumärken.
Upptäckten av penicillin hos mögelsvampen Penicillium notatum har banat väg för många fler typer av antibiotika. Genom att man känner till hur penicillinmolekylen är uppbyggd och fungerar kan kemister på syntetisk väg i laboratoriet skapa nya molekyler som är mer effektiva, eller som kan fungera mot andra typer av bakterier. Möjligheterna koppla samman atomer till helt nya molekyler med unika egenskaper är i det närmaste oändligt. Med penicillin G som utgångspunkt kan man t.ex. skapa ampicillin (fig. 5) genom att sätta till en aminogrupp (rödmarkerad). Denna förändring gör att antibiotikat även kan verka mot gramnegativa bakterier, som har en annan typ av cellvägg än de grampositiva. Sätter man till ytterligare en hydroxylgrupp (HO) till ampicillin får man amoxicillin (fig. 6). Detta antibiotikum tas lätt upp av mag-tarmkanalen och kan tas genom att svälja en tablett, till skillnad från ampicillin som måste injiceras direkt i blodet eller muskulärt. Med andra ord finns det oändliga valmöjligheter när det handlar om att förbättra och utveckla nya antibiotika i laboratoriet, utifrån de som bakterier och svampar tillverkar i naturen. Fig. 5 Ampicillin När bakterier blir resistenta Problemet med resistens, d.v.s. att bakterierna blir motståndskraftiga mot antibiotika, kände man till redan vid upptäckten av penicillin. De första fallen observerades redan 1947, kort efter att det hade introducerats på marknaden. Idag är det ett växande problem och det finns många exempel på hur normalt lättbehandlade infektioner har orsakat stora problem på grund av antibiotikaresistens. Antibiotikat, t.ex. penicillin, kan i dessa fall inte längre klara av att ta död på bakterierna och göra oss friska. Istället har bakterierna hittat finurliga sätt att skydda sig och överleva. En bakterie som är resistent mot penicillin har förmågan att tillverka ett enzym, β-laktamas, som klipper sönder penicillinet så att det blir verkningslöst (fig. 7). Bakterierna kan då fortsätta att leva som vanligt. Stortorget 2, Box 2245, 103 16 Stockholm Tfn: 08-53 48 18 00, Fax: 08-23 25 07 info@nobel.se, www.nobelmuseum.se © Nobelmuseet 2013, Nobelpriset® och Nobelmedaljen är av Nobelstiftelsen registrerade varumärken. Fig. 6 Amoxicillin Fig. 7 β-laktamas (här illustrerat som en sax) förstör penicillin genom att bryta (hydrolysera) en av kolbindningarna i β-laktamringen.
Page 1 and 2: Medicinjakten - i Flemings fotspår
Page 3: Bakgrund Penicillinets upptäckt 19
Page 7 and 8: Aktinomyceter 1 . Det är drygt 50%
Page 9 and 10: 3. Fixera sedan cellerna genom att
Page 11: Nedan beskrivs metoden för att tes

Medicinjakten – i Flemings fotspår - Nobel Museum

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?