24. Характер и механизмы действия химических веществ на жизнедеятельность микроорганизмов; микробоцидное действие химических веществ; консерванты.

Химическое вещество может проявлять избирательную активность в отношении микроорганизмов. Некоторые химические вещества действуют опосредованно, т. е. приводят к микробостатическому эффекту, не поражая саму клетку микроорганизмов. К группе химических веществ, оказывающих микробоцидное действие на микроорганизмы, повреждающих ферменты и вызывающих нарушение обмена веществ, относятся ионы тяжелых металлов, оксид углерода, цианиды, некоторые активные окислители– перманганат калия, пероксид водорода, хлорная известь, иод. К группе химических веществ, нарушающих синтез клеточных компонентов, относятся структурные аналоги соответствующих соединений– антиметаболиты. Рассмотрим несколько примеров. Структурным

аналогом сукцината является малонат.В присутствии малоновой кислоты даже в низких концентрациях подавляется превращение сукцината в фумарат. При этом нормальный метаболит сукцинат конкурирует со своим структурным аналогом малонатом за каталитический центр сукцинатдегидрогеназы. В основе этого конкурентного ингибирования лежит структурное сходство ингибиторов с нормальными клеточными метаболитами. Вторым примером конкурентного ингибирования является включение производных сульфаниловой кислоты (сульфаниламидов) в фолиевую кислоту(витамин Вс, или фолацин) вместо п-аминобензойной кислоты. Большинство бактерий способно синтезировать фолиевую кислоту изболее простых компонентов. Если в состав питательной среды внести сульфаниламид, то он будет включаться в фолиевую кислоту, что приведет к синтезу неполноценного витаминаи в конечном счете к остановке роста клеток. В организме животных и человека фолиевая кислота не образуется, они ее получают в готовом виде с пищей. В их клетках сульфаниламид не может включаться в этот витамин и не способен, таким образом, оказывать ингибирующее действие, что используется в терапии ин-фекционных заболеваний. К микробостатическим агентам, которые ограничивают рост нежелательной микрофлоры в продуктах питания, косметических средствах и других, относятся консерванты. Данные вещества не должны обладать токсичными, мутагенными или канцерогенными свойствами по отношению к организму человека. Наименее токсичными и чаще других применяемыми консервантами являются поваренная соль и сахар. Их добавление в продукты уменьшает концентрацию свободной воды и тем самым ограничивает развитие микрофлоры. Для этих целей широко используются органические кислоты: лимонная, молочная, уксусная, пропионовая, бензойная, сорбиновая, а также их соли. Действие данных соединений основано на снижении рН продукта, что отрицательно сказывается на развитии нейтрофильных и алкалофильных организмов.

25. Антибиотики, их природа, механизм действия на бактериальную клетку, использование антибиотиков в практических целях.

Антибиотики – низкомолекулярные продукты метаболизма микроорганизмов, растений и животных или их модификации, задерживающие рост либо полностью подавляющие развитие других микроорганизмов. Большинство известных в настоящее время антибиотиков образуются именно клетками микроорганизмов. Первый антибиотик был открыт шотландским бактериологом А. Флемингом в1929 г. Флеминг выделил плесневый гриб, который был определен как Penicillium notatum, и установил, что культуральная жидкость этой плесени способна оказывать антибактериальное действие по отношению к патогенным коккам. Культуральная жидкость гриба,

содержащая антибактериальное вещество, названа им пенициллином. Антибиотики в химическом отношении представляют гетерогенную группу соединений: • молекулярная масса антибиотиков варьирует от150 до5000 Да, т. е. это низкомолекулярные вещества; • молекулы одних антибиотиков состоят только из атомов С и Н, но чаще из С, О, Н иN; другие антибиотики содержат также атомы серы, фосфора и галогенов; • в молекулах антибиотиков представлены почти все функциональные группы, известные в органической химии (гидроксильная, карбоксильная, карбонильная, азотсодержащие функциональные группы и др.), а также алифатические и алициклические цепи, ароматические кольца и т. д. Общим для всех антибиотиков является то, что они могут быть получены в кристаллическом виде. Антибиотики часто объединяют в группы в зависимости от того, рост каких микроорганизмов они подавляют. Выделяют следующие группы антибиотиков: противовирусные, антибактериальные, антипротозойные, противогрибковые, противоопухолевые. Чувствительность различных бактерий к антибиотикам определяется в значительной мере структурой клеточной стенки, поскольку от этого зависит способность антибиотика проникать в бактериальную клетку. В зависимости от механизма действия антибиотики делят на несколько групп: • ингибирующие синтез клеточной стенки(пенициллины, бацитрацин, ванкомицин, цефалоспорины и др.); • нарушающие функционирование цитоплазматической мембраны(грамицидины, валиномицин, полиены, трихомицин и др.); • подавляющие синтез РНК(рифампицины, стрептоварицины и др.); • подавляющие синтез ДНК(митомицин С, противоопухолевые, но-вобиоцин и др.); • ингибирующие синтез белка(хлорамфеникол, стрептомицин, кана-мицин, эритромицин, линкомицин, пуромицин, фузидиевая кислота, тет-рациклины и др.). Рассмотрим механизм действия некоторых антибиотиков. Пенициллин ингибирует синтез муреина, входящего в состав клеточной стенки. В частности, он нарушает образование пептидных связей в процессе синтеза пептидогликана, инактивируя ключевой фермент транспептидазу, ответственный за этот процесс. Синтезируется несшитый пептидогликан, в результате чего образуется «ослабленная» клеточная стенка, не способная выдержать увеличивающееся в результате роста клетки давление, что приводит к разрушению и лизису клеток. Митомицин С блокирует синтез ДНК за счет того, что его молекулы связываются с ДНК в области репликативной вилки, образуя поперечные сшивки между цепями и препятствуя их разделению. ДНК-полимераза не может продвигаться по ДНК и осуществлять репликацию.Практическое использование антибиотиков заключается в следующем: • при лечении инфекционных заболеваний человека и животных. • для защиты растений от болезней, вызываемых бактериями и грибами; • для стимуляции роста сельскохозяйственных животных; • для предотвращения порчи мяса, рыбы и других продуктов; • в качестве инструментов для исследования специфических функций клетки.