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Antibiotika Chemie

Informationen und Quellen zur Chemie der Antibiotika.



Ein Antibiotikum ist ein Medikament, das eingesetzt wird, um Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier zu behandeln, die durch Bakterien, Pilze oder Protozoen verursacht werden.

Die Wirkung von Antibiotika beruht auf der Hemmung oder der Abtötung der Krankheitserreger. Chemisch gesehen umfasst die Gruppe der Antibiotika eine Vielzahl von chemischen Substanzen und Substanzgemischen mit unterschiedlichen Wirkmechanismen. Früher wurden die ersten Antibiotika aus der Natur isoliert, heute sind es in der Regel modifizierte natürliche Stoffe oder synthetisch oder halbsynthetisch hergestellte Präparate. Es ist wichtig, Antibiotika nur dann einzusetzen, wenn sie wirklich notwendig sind, um die Entwicklung von resistenten Bakterienstämmen zu verhindern.

Es gibt verschiedene Arten von Antibiotika, die sich in ihrer chemischen Struktur, ihrem Wirkmechanismus und ihrem Wirkungsbereich unterscheiden. Zu den bekanntesten Arten von Antibiotika gehören unter anderem Penicilline, Cephalosporine, Makrolide, Tetracycline, Aminoglykoside und Sulfonamide:

Penicilline sind Antibiotika, die durch die Hemmung der Bakterienzellwand-Synthese wirken. Cephalosporine wirken, indem sie die Bakterienzellwand-Synthese hemmen und die Bildung von Bakterienpeptidoglykan behindern. Makrolide hemmen die Proteinbiosynthese in Bakterien. Tetracycline hemmen die Proteinbiosynthese in Bakterien, indem sie die Bindung von Aminoacyl-tRNA an der Ribosomen-Untereinheit behindern. Aminoglykoside wirken, indem sie die Proteinbiosynthese in Bakterien behindern, indem sie die Übertragung von Aminosäuren auf die Ribosomen behindern. Sulfonamide hemmen die Bildung von Purinen und Pyrimidinen in Bakterien.

Peptidantibiotika sind eine neuere Klasse von Antibiotika, die aus Peptiden bestehen, also aus kurzen Ketten von Aminosäuren. Peptidantibiotika wirken, indem sie die Proteinbiosynthese in Bakterien behindern, indem sie die Übertragung von Aminosäuren auf die Ribosomen behindern. Peptidantibiotika sind häufig in der Lage, die Wirkung von Beta-Lactam-Antibiotika zu ergänzen und damit deren Wirksamkeit zu erhöhen. Beispiele für Peptidantibiotika sind Vancomycin und Bacitracin.

Antibiotika werden auf verschiedene Arten hergestellt, je nachdem, ob sie natürlichen Ursprungs sind, synthetisch oder halbsynthetisch. Natürliche Antibiotika werden aus Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen gewonnen, die in der Lage sind, andere Mikroorganismen zu bekämpfen. Diese Antibiotika werden oft durch Fermentation hergestellt, bei der die Mikroorganismen in einem Nährmedium angezüchtet werden, um die gewünschte Substanz zu produzieren. Synthetische und halbsynthetische Antibiotika werden im Labor hergestellt, indem chemische Reaktionen durchgeführt werden, um die gewünschte Substanz zu erzeugen. Die Herstellung von Antibiotika ist ein komplexer Prozess, der spezielles Wissen und Fähigkeiten erfordert.

Die Wahl des geeigneten Antibiotikums hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art der Infektion, dem allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten und der Empfindlichkeit des Erregers gegenüber bestimmten Antibiotika. Ein Arzt wird entscheiden, welches Antibiotikum am besten geeignet ist, um eine bestimmte Infektion zu behandeln.

Die Entstehung von Antibiotikaresistenzen bei Bakterien kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Möglichkeit ist die natürliche Selektion, bei der Bakterien, die bereits resistent gegen Antibiotika sind, in der Lage sind, sich besser zu vermehren und sich im Vergleich zu empfindlicheren Bakterien zu behaupten.

Eine andere Möglichkeit ist die Übertragung von Resistenzen von einem Bakterium auf ein anderes, entweder durch direkten Kontakt oder durch die Übertragung von Resistenzgene durch Plasmide. Die Verwendung von Antibiotika kann ebenfalls dazu beitragen, die Entstehung von Resistenzen zu fördern, da die Behandlung von Infektionen mit Antibiotika die empfindlicheren Bakterien abtöten kann, während resistentere Bakterien überleben und sich vermehren können.

Um die Entstehung von Antibiotikaresistenzen zu vermeiden, gibt es verschiedene Strategien, die im wissenschaftlichen Kontext angewendet werden können. Eine Strategie ist die Entwicklung neuer Antibiotika, die gegen antibiotikaresistente Bakterien wirksam sind. Eine andere Strategie ist die Verwendung von Antibiotika-Kombinationen, um die Entwicklung von Resistenzen zu verlangsamen. Eine weitere Möglichkeit sieht die Verwendung von Antibiotika nur dann vor, wenn sie wirklich notwendig ist, um die Entwicklung von Resistenzen zu verhindern. Auch die Einhaltung von Hygienemaßnahmen und die Überwachung von Infektionen in der Bevölkerung können dazu beitragen, die Entstehung von Antibiotikaresistenzen zu vermeiden.

Antibiotika können zudem für die Umwelt gefährlich sein, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwendet werden. Die Substanzen gelangen in erster Linie in die Umwelt, wenn sie über den Körper von Mensch oder Tier ausgeschieden werden oder sonst in Wasser oder Boden gelangen. Dort stören oder zerstören sie die die natürlichen Ökosysteme, indem sie empfindliche Bakterien abtöten, die für die Funktionsweise von Ökosystemen wichtig sind.

Die nachfolgende Übersicht zeigt online verfügbare Informationen zur Chemie der Antibiotika.

Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache finden Sie unter dem Stichwort antibiotics.



Inhalt, Gliederung


Aktuelle Berichte
Allgemeine Informationen und Grundlagen
Vorlesungsskripten und Vorlesungsmaterialien
Spezielle Teilinformationen
Praktikumsskripten, praktische Anleitungen
Verbindungsklassen
Synthese, Herstellung, Produktion
Biosynthese
Analyse und Bestimmung
Daten und Datenbanken
Umweltchemie
Dissertationen
Newsarchiv



Aktuelle Berichte


Prioritätenliste neue Antibiotika
Die Priority Pathogen List der WHO in einer Übersicht



Allgemeine Informationen und Grundlagen


Antibiotika - die Geißel der Bakterien
Vom immerwährenden Kampf gegen die Krankheitserreger

Antibiotika Entwicklung
Gestern und heute. Artikel, 2004 - Format: PDF

Antibiotikaresistenzen
Wie sich Staphylococcus aureus den Menschen zurückerobert



Vorlesungsskripten und Vorlesungsmaterialien


Antibiotika
Einteilung der Antibiotika - Format: PDF

Antibiotika Resistenz
Lehrmaterialien. ZUM

Antibiotika Wirkung
Genetik von Bakterien und Viren: Antibiotikawirkung. ZUM

Antimikrobielle Wirkstoffe
Vorlesungsskript Veterinärmedizin. Universität Zürich/Bern - Format: PDF



Spezielle Teilinformationen


Antibiotikarückstände
Mit Biosensoren Antibiotikarückstände in Lebensmitteln entdecken. Grundlagen. Aktuelle Wochenschau der GDCh



Praktikumsskripten, praktische Anleitungen


Mutationen - Resistenz gegen Antibiotika
Praktikumsskript: Induktion der Synthese eines Enzyms. Botanik Online



Verbindungsklassen


Abyssomicine
Untersuchungen zur Biosynthese und zum Wirkmechanismus der Abyssomicine. Dissertation, 2007. TU Berlin

Amphenicole
Allgemeines und Übersicht

Ansamycine
Vorlesungsskript - Format: PDF

Carbapeneme
Allgemeine Informationen und einzelne Verbindungen aus der Gruppe der Carbapeneme

Cephalosporine
Chemische Aspekte und Liste der bekannten Cephalosporine inklusive Strukturformeln und Datenquellen

Cephalosporine
Vorlesungsskript - Format: PDF - [engl.]

Clorobiocin und Coumermycin A1
Molekularbiologische und biochemische Untersuchungen zur Biosynthese der Aminocoumarin-Antibiotika Clorobiocin und Coumermycin A1. Dissertation, 2006. Universität Tübingen - Format: PDF

Fluorchinolone
Einteilung der Fluorchinolone

Lactam-Antibiotika
Allgemeines zu den Antibiotika; beta-Lactam-Antibiotika - Format: PDF

Lactame - Sonstige
Vorlesungsskript - Format: PDF - [engl.]

Lyncomicine
Vorlesungsskript - Format: PDF - [engl.]

Makrolidantibiotika
Wirkspektrum, Anwendungsgebiete und Wechselwirkungen. Dissertation, Diplomarbeit (2016). Universität Graz

Makrolide
Vorlesungsskript - Format: PDF - [engl.]

Monobactame
Allgemeines und Übersicht

Oligosaccharid-Antibiotika
Untersuchungen zur Biosynthese und Regulation von Oligosaccharid-Antibiotika. Dissertation, 2005. Universität Freiburg

Penicilline
Geschichte und Chemie der Penicilline - Format: PDF

Platensimycin
Totalsynthese geglückt: Platensimycin, ein neuartiges Antibiotikum. Organische Chemie Portal

Sonstige Antibiotika
Antifungische Wirkstoffe - Format: PDF - [engl.]

Spectinomycin und Netropsin
Biosynthese und Resistenz in den Produzentenstämmen der Gattung Streptomyces. Dissertation, 2003. Universität Stuttgart

Streptogramin B-Antibiotika und azide Lipopeptide
Chemoenzymatische Derivatisierung der Makrozyklen und Biosynthese nichtproteinogener Bausteine. Dissertation, 2007. Universität Marburg

Streptomycin
Aminoglykoside - Bindung von Streptomycin zur S12 Untereinheit von 30S - Format: PDF - [engl.]

Tetracycline
Vorlesungsskript - Format: PDF - [engl.]



Synthese, Herstellung, Produktion


Bergman-Cyclisierung
... zur Synthese von En-Diin Antibiotika. Portal für Organische Chemie

Sulfonamide
Synthese von Sulfanilamid. Detaillierte Unterlagen zur Theorie. SwissEduc



Biosynthese


beta-Lactam Resistenz
beta-Lactam resistance; reference pathway. Kegg - [engl.]

Clavulansäure Biosynthese
Clavulanic acid biosynthesis; reference pathway. Kegg - [engl.]

Novobiocin Biosynthese
Novobiocin biosynthesis; reference pathway. Kegg - [engl.]

Penicillin and Cephalosporin Biosynthese
Penicillin and cephalosporin biosynthesis; reference pathway. Kegg - [engl.]

Purimycin, Puromycin Biosynthese
Puromycin biosynthesis; reference pathway. Kegg - [engl.]

Streptomycin Biosynthese
Streptomycin biosynthesis; reference pathway. Kegg - [engl.]

Tetracyclin Biosynthese
Tetracycline biosynthesis; reference pathway. Kegg - [engl.]

Vancomycin
Biosynthesis of vancomycin group antibiotics; reference pathway. Kegg - [engl.]



Analyse und Bestimmung


LC-MS/MS-Methoden zur Rückstandsanalyse
… von Penicillinen, Cephalosporinen und Aminoglycosid-Antibiotika. Dissertation, (2005). Universität Wuppertal



Daten und Datenbanken


Antibiotika Einteilung
Einteilung der wichtigsten Antibiotika und Chemotherapeutika

Erreger und Antibiotika der 1.Wahl
Datentabelle. Laborlexikon

Wirkspektrum systemischer Antimykotika
Datentabelle. Laborlexikon



Umweltchemie


Antibiotika in der aquatischen Umwelt
Eintrag, Elimination und Wirkung auf Bakterien. Dissertation, 2003. Universität Freiburg



Dissertationen


Carbapenem-Antibiotika
Synthese neuer Carbapenem-Antibiotika. Dissertation 2008. LMU München

Neue Antibiotika gegen grampositive Bakterien
... und oral wirksame Cephalosporine. Dissertation, 2001. Universität München

Novobiocin und Clorobiocin
Molekularbiologische und biochemische Untersuchungen zur Biosynthese der Aminocoumarin-Antibiotika Novobiocin und Clorobiocin. Dissertation, 2007. Universität Tübingen

Saccharomicin A und B
Molekularbiologische Untersuchungen zur Biosynthese der Oligosaccharid-Antibiotika Saccharomicin A und B in Saccharothrix espanaensis. Dissertation, 2006. Universität Freiburg



Newsarchiv


Acyldepsipeptide als Antibiotika
Neues Antibiotikum treibt Bakterien in den Selbstmord

alpha-Pyron-Antibiotika charakterisiert
Wirkmechanismus von HZI-Naturstoffen aufgeklärt - Substanzen wirken auch gegen antibiotikaresistente Bakterien

Antibiotika aus Tabak
Wissenschaftlern ist es mit einer neuen Strategie gelungen, von Viren geborgte Gene für die Bildung antibiotisch-wirksamer Eiweiße in Pflanzen zu nutzen.

Antibiotika-Resistenz
Die Tricks der Bakterien: Pumpsysteme werfen die Arzneistoffe aus der Zelle. Artikel, 2009 - Format: PDF


beta-Lactam-Strukturen
Atibiotika-Synthese ohne Metallkatalysatoren

Chemiker entwickeln ressourcensparendes Herstellungsverfahren für beta-Lactamantibiotika.




Closthioamid
Neues Antibiotikum gegen multiresistente Keime entdeckt


Anthracimycin Struktur
Ein Anthrax-Wirkstoff aus dem Meer

Das strukturell ungewöhnliche Antibiotikum Anthracimycin, gewonnen aus marinem Actinomyceten, wirkt gegen Anthrax.




Helfer mit Hemmungen
Neue Beta-Lactone mit antibiotischem Potential. Artikel, Juli 2008

Kendomycin
Totalsynthese des neuartigen Antibiotikums gegen resistente Keime.

Kirromycin Synthese
Ein wichtiger Schritt in der Antibiotika-Synthese gelingt im Labor: Forscher der Universität Tübingen können eine besonders interessante Phase des in der Natur ablaufenden Herstellungsprozesses nachbilden


Molekulare Struktur des Albicidins
Molekulare Struktur des Albicidins aufgeklärt

Hoffnung auf neue Antibiotika: Eine deutsch-französische Forschergruppe löst das Strukturrätsel um Albicidin.





Elefhtheria terrae
Neuartiges Antibiotikum setzt bei der Zellwand-Synthese an

Forscher isolieren aus dem Bodenbakterium Elefhtheria terrae den Wirkstoff Teixobactin, der gegen ein breites Spektrum von Krankheitserregern wirkt und nach ersten Tests keine Resistenzen ausbildet.




Neues Angriffsziel für maßgeschneiderte Antibiotika entdeckt
Sonderweg macht Bakterien angreifbar.


Disciformycin Antibiotikum
Neues Antibiotikum gegen multiresistente Keime

HZI-Forscher entdecken neue potentielle Wirkstoffe gegen die gefürchteten Krankenhauskeime.




Pannenhelfer für die Antibiotika-Produktion entschlüsselt
Ein Sandwich zu vielfältigem Gebrauch: Thioesterase-Enzym ermöglicht reibungslose Antibiotkasynthese.

Störfall in der Proteinfabrik
Wie Antibiotika die Proteinsynthese im Ribosom lahm legen. Artikel, April 2008

Struktur des Proteins Monooxygenase TetX aufgeklärt
Kampf gegen Antibiotika-Resistenzen - Wissenschaftler enttarnen Resistenzprotein

Syntheseweg des Antibiotikums Kirromycin aufgeklärt
Tübinger Mikrobiologen isolieren komplexen Gencluster aus Streptomyces-Bakterien. Artikel, Februar 2008

Vollautomatisches Minilabor zum Nachweis von Antibiotika
Minilabor weist Antibiotikarückstände in Milch nach; höhere Sicherheit für das Lebensmittel Milch

Werkbank für Antibiotika
Marburger Wissenschaftler erforschen Peptid-Biosynthese. Artikel, August 2008

Wie Notfall-Antibiotika Bakterien lahm legen
Strukturelle Einsichten ermöglichen gezielten Kampf gegen multiresistente Erreger. Artikel, August 2008

 


Aktualisiert am 13.12.2022.



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