βラクタム系抗生物質の特徴

この系の抗生物質はβラクタム環、つまり四角形の環構造(4員環)を持つという共通の特徴があります。βラクタム系抗生物質はこの4員環の右に接する構造によっていくつかに分類できる。

βラクタム系抗生物質の作用は、細菌の細胞壁の成分であるペプチドグリカンの伸長を止めて細胞壁の合成を阻害することであり、細胞壁は人のような真核生物にはないため 、細菌特異的に効果を示すということになる。

ペプチドグリカンの前駆物質は細胞内で合成されるが、合成の際、合成酵素PBP(penicillin binding protein:ペニシリン結合蛋白)に属する トランスグルコシラーゼ・トランスペプチダーゼ・カルボキシペプチダーゼのいずれか1種ないし2種の活性を持つ。

βラクタム系抗生物質は、βラクタム環の開環と同時にPBP酵素(トランスグルコシダーゼを除く)活性に必要なセリン残基の水酸基と安定なエステル結合を形成し、酵素活性を止めるため、 ペプチドグリカンの合成がなされず、細胞壁の合成が止まる。

MRSAにはmecA遺伝子というPBP2'(2ダッシュ)をコードする遺伝子が存在し、PBP2'はD-アラニル-D-アラニン末端と親和性が低い。

親水性が高く、腎臓から未変化体で排泄される割合が高い薬剤であり、親水性が高いために細胞膜は通過しにくく、血中濃度は高くなるが、抗菌作用の場は主として細胞外の細菌となる(マクロライドとテトラサイクリン系は逆に親油性が高い)。

ペナム(ペニシリン)系

抗生物質の構造が細胞壁を形成するペプチドグリカンのD-アラニル-D-アラニン末端と類似しているため、ペプチドを伸長させるのに必要なペニシリン結合タンパク(PBP:トランスペプチターゼetc...)という酵素が、D-アラニル-D-アラニン末端でなく抗生物質のほうに結合してしまうことによる。

基本的に、下の構造のRの部分の違いでその性質が変わる。

主な副作用は、ペニシリンショック(ペニシリン代謝物が生体内蛋白に結合しアレルゲンとなると考えられている。)

<特徴>
4員環の右が5員環でXの部分がSである。
世代が増すたびにグラム陰性菌に対して抗菌力が増す。
アモリン
サワシリン
パセトシン
(アモキシシリン)
第三世代。グラム陰性腸内細菌に使用。ペニシリナーゼ感受性のためβラクタマーゼ阻害薬との合剤の必要性。 クラリスロマイシン、PPIとの合剤――→ピロリ菌の治療。
ユナシン
(トシル酸スルタミシリン)
ペニシリナーゼ産生菌用。アモキシシリンとβラクタマーゼ阻害薬との配合剤
ビクシリンS
(アンピシリン+クロキサシリン)
ペニシリナーゼ産生菌用。複合ペニシリン製剤
オーグメンチン
(アモキシシリン+クラブラン酸)
ペニシリナーゼ産生菌用。アモキシシリンとβラクタマーゼ阻害薬との配合剤
クラバモックス
(アモキシシリン+クラブラン酸)
ペニシリナーゼ産生菌用。アモキシシリンとβラクタマーゼ阻害薬との配合剤
保存は冷蔵庫、よく振って服用。1日2回。ミルクで味が極端に変わり、乳酸菌飲料で沈殿してしまうことあり。

セフェム系

基本的に、下の構造のR1とR3の部分の違いでその性質が変わる。

この系の薬物は、世代が増すごとに緑膿菌のようなグラム陰性桿菌に対する効果が増すが、グラム陽性球菌に対する効果は減弱していく。

<特徴>
4員環の右が6員環。Xの部分がSである。R2の部分がHである。
ケフレックス
センセファリン
ラリキシン
(セファレキシン)
第一世代。グラム陽性菌に強い抗菌作用。
オラスポア
(セフロキサジン)
第一世代。グラム陽性菌に強い抗菌作用。
ケフラール
(セファクロル)
第一世代。グラム陽性菌に強い抗菌作用。
ドルセファン
(セファドロキシル)
第一世代。グラム陽性菌に強い抗菌作用。
パンスポリンT
(セフォチアムヘキセチル)
第二世代。
オラセフ
(セフロキシムアキセチル)
第二世代。
トミロン
(セフテラムピボキシル)
第三世代。
セフゾン
(セフジニル)
第三世代。
セフテム
(セフチブテン)
第三世代。
セフスパン
(セフィキシム)
第三世代。
バナン
(セフポドキシムプロキセチル)
第三世代。
フロモックス
(セフカペンピボキシル)
第三世代。
メイアクト
(セフジトレンピボキシル)
第三世代。牛乳成分、血清中のカルニチンを低下させることが報告されている。小児には2w以内の使用で。

カルバペネム系

注:下図のRCONH-は、CH3C(OH)-の間違いです。

<特徴>
X部分がCになったもの。ペナム系の5員環に2重結合が入ったもので、抗菌活性が強く、βラクタマーゼ抵抗性
バルプロ酸Naと併用でてんかん↑(禁忌)
チエナム
(イミペネム)
注射。腎尿細管基底膜にあるDPH-1(デヒドロペプチターゼ-1)により分解されてしまうため、その阻害薬である、シラスタチンと1:1混合して用いる。
カルベニン
(パニペネム)
注射。腎毒性を低下させるため、ベタミプロン(有機イオン輸送抑制剤)を配合する。
メロペン
(メロペネム)
注射。腸内細菌、緑膿菌に対してはイミペネムより有効
オメガシン
(ビアペネム)
注射。
フェニバックス
(ドリペネム)
注射。
オラペネム
(テビペネム ピボキシル)
小児用細粒

ペネム系

カルバペネム系骨格のX部分がSである。

ファロム
(ファロペネム)

モノバクタム系

<特徴>
4員環の隣に環構造がない。
(アズレオナム) グラム陽性菌に無効だが、グラム陰性菌に強い抗菌力
(カルモナム)

βラクタマーゼ阻害薬(関連)

単体での抗菌力は弱いが、βラクタマーゼを阻害するため、感受性のあるペナム系第二世代のような薬物と併用して用いる。

クラブラン酸は主にアモキシシリンとの合剤(オーロライドなど)として、スルバクタムはセファペラゾンとの合剤(スルペラゾンキットなど)として使用されている。


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記事No58 題名:Re:構造式 投稿者:管理人tera 投稿日:2015-01-13 00:33:35

>>こんにちわ様
ご指摘ありがとうございます。
仰るとおりごちゃごちゃになっておりましたので修正いたしました^^;
今後共よろしくお願いいたします。


記事No57 題名:構造式 投稿者:こんにちわ 投稿日:2015-01-12 16:36:40

管理薬剤師さま
セフェム系とカルバペネム系の構造入れ違っていませんか?
カルバペネム系はペネム系と同じく5員環だったとおもいますがいかがでしょうか


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