Inhibitors of Gram-positive Cell Wall Synthesis

Bakterielle Zellwände sind im Allgemeinen starr und bestehen hauptsächlich aus Peptidoglykan.

Strukturell besteht Peptidoglycan aus langen Glykanketten, die durch kurze Peptide vernetzt sind und ein Netz bilden, das die Zelle vor osmotischem Druck schützt.

Da Peptidoglykan für das Zellüberleben unerlässlich ist, stören Beta-Lactam-Antibiotika wie Penicillin die Synthese in aktiv wachsenden Zellen.

Diese Antibiotika enthalten einen charakteristischen viergliedrigen Beta-Lactam-Ring.

Dieser Ring ahmt das natürliche Dipeptid D-alanyl-D-alanin nach, ein Substrat für die Transpeptidase-Aktivität von penicillinbindenden Proteinen (PBPs).

Diese Proteine sind dafür verantwortlich, Glykanketten in der Peptidoglykanmatrix zu vernetzen.

Wenn der Beta-Laktam-Ring kovalent an die aktive Stelle eines PBP bindet, blockiert er die Vernetzungsreaktion.

Dadurch bleibt die bakterielle Zellwand schwach und unvollständig, wodurch die Zellen sehr anfällig für osmotische Lyse sind.

Gleichzeitig tragen autolytische Enzyme wie Murein-Hydrolasen weiter zum Abbau der defekten Zellwand bei.