Metronidazole的作用機(jī)制是什么?
1.硝基還原作用
Metronidazole(甲硝唑)屬于硝基咪唑類藥物。其分子結(jié)構(gòu)中的硝基(-NO?)是發(fā)揮抗菌活性的關(guān)鍵部分。當(dāng)甲硝唑進(jìn)入?yún)捬蹙蛟x細(xì)胞后,在細(xì)胞內(nèi)的低氧化還原電位環(huán)境下,硝基會(huì)被鐵氧化還原蛋白(ferredoxin)等電子傳遞蛋白還原。這個(gè)還原過程是甲硝唑發(fā)揮作用的起始步驟。
以脆弱擬桿菌為例,這種厭氧菌能夠提供一個(gè)合適的無氧環(huán)境,有利于甲硝唑的硝基被還原。電子從細(xì)胞內(nèi)的供體傳遞給甲硝唑的硝基,使其發(fā)生單電子還原反應(yīng),生成具有活性的硝基自由基陰離子。
2.破壞 DNA 結(jié)構(gòu)
被還原后的硝基自由基陰離子具有很高的反應(yīng)活性,能夠與細(xì)胞內(nèi)的各種生物大分子發(fā)生反應(yīng)。其中,它對(duì)細(xì)菌或原蟲的 DNA 造成的損害是導(dǎo)致微生物死亡的主要原因。
活性的硝基自由基陰離子可以引起 DNA 鏈的斷裂。它能夠從 DNA 的脫氧核糖骨架上奪取氫原子,導(dǎo)致 DNA 鏈的不穩(wěn)定。這種鏈的斷裂可以是單鏈斷裂,也可能是雙鏈斷裂。
同時(shí),甲硝唑的還原產(chǎn)物還會(huì)與 DNA 的堿基發(fā)生反應(yīng)。這些反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致堿基的修飾和錯(cuò)配。比如,會(huì)使腺嘌呤、鳥嘌呤等堿基發(fā)生烷基化反應(yīng),改變 DNA 的堿基序列,干擾 DNA 的正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程。當(dāng)細(xì)菌或原蟲的 DNA 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄受阻時(shí),細(xì)胞就無法正常地合成蛋白質(zhì)和進(jìn)行細(xì)胞分裂,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
3.抑制細(xì)胞代謝過程
甲硝唑還會(huì)對(duì)微生物的細(xì)胞代謝產(chǎn)生影響。它可以干擾細(xì)胞內(nèi)的一些重要酶系統(tǒng)的正常功能。例如,甲硝唑的還原產(chǎn)物能夠抑制細(xì)菌的 DNA 旋轉(zhuǎn)酶(gyrase)和拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)的活性。這些酶在 DNA 的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和修復(fù)過程中起著關(guān)鍵的作用。
對(duì)于原蟲,甲硝唑可以影響其能量代謝過程。如在溶組織內(nèi)阿米巴滋養(yǎng)體中,甲硝唑通過干擾其呼吸鏈電子傳遞過程,使滋養(yǎng)體無法正常產(chǎn)生能量,進(jìn)而影響其生存和繁殖。同時(shí),它還能抑制阿米巴滋養(yǎng)體的蛋白質(zhì)合成,進(jìn)一步削弱其生存能力。
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