अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स

अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स जीवाणुनाशक एंटीबायोटिक दवाओं का एक वर्ग है, जिसका उदाहरण स्ट्रेप्टोमाइसिन और जेंटामाइसिन हैं, जो 30S राइबोसोमल सबयूनिट से बंधते हैं और अनुवाद की सटीकता को बाधित करते हैं। वे विशेष रूप से एरोबिक ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के खिलाफ सक्रिय होते हैं और अपनी शक्ति और अपनी विशिष्ट गुर्दे और आंतरिक-कान विषाक्तता दोनों के लिए उल्लेखनीय हैं।

Definition

अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स एमिनोसाइक्लिटोल एंटीबायोटिक्स हैं, जो आमतौर पर एमिनोशुगर होते हैं जो एक एमिनोसाइक्लिटोल रिंग से जुड़े होते हैं, जो 30S सबयूनिट के 16S राइबोसोमल आरएनए से बंधते हैं और एमिनोएसिल-टीआरएनए डिकोडिंग की सटीकता को बाधित करते हैं, जिससे मुख्य रूप से एरोबिक ग्राम-नकारात्मक जीवों के खिलाफ जीवाणुनाशक प्रभाव उत्पन्न होता है।

Scope

यह विषय अमीनो-ग्लाइकोसाइड वर्ग की रसायन विज्ञान, राइबोसोमल लक्ष्य, जीवाणुनाशक क्रिया की क्रियाविधि, चयनात्मकता का आधार और प्रमुख प्रतिरोध क्रियाविधियों को शामिल करता है। यह एक औषधीय संदर्भ प्रविष्टि है; विशिष्ट विषाक्तताओं का वर्णन निगरानी या खुराक मार्गदर्शन के बजाय क्रियाविधि के रूप में किया गया है।

Core questions

• अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स 30S सबयूनिट से कैसे बंधते हैं और अनुवादकीय निष्ठा को कैसे भ्रष्ट करते हैं?
• अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स केवल जीवाणुस्थैतिक होने के बजाय जीवाणुनाशक क्यों होते हैं?
• अवायवीय परिस्थितियों में उनकी सीमित गतिविधि का क्या कारण है?
• किन क्रियाविधियों से बैक्टीरिया अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स के प्रति प्रतिरोधी हो जाते हैं?

Key concepts

• 16S आरएनए ए-साइट (डिकोडिंग साइट) बंधन
• अनुवादकीय निष्ठा का नुकसान और गलत कोडिंग
• सांद्रता-निर्भर जीवाणुनाशक क्रिया
• ऑक्सीजन-निर्भर ग्रहण
• अमीनो-ग्लाइकोसाइड-संशोधित एंजाइम (एसिटाइल-, फॉस्फो-, न्यूक्लियोटिडिलट्रांसफरेज़)
• 16S आरएनए मिथाइलट्रांसफरेज़ प्रतिरोध
• नेफ्रोटॉक्सिसिटी और ओटोटॉक्सिसिटी

Mechanisms

अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स 30S सबयूनिट के भीतर 16S राइबोसोमल आरएनए के डिकोडिंग (A) साइट से बंधते हैं। संरचनात्मक और जैव रासायनिक अध्ययनों ने इस बंधन को हेलिक्स 44 के एक संरक्षित आंतरिक लूप में स्थानीयकृत किया, जहां दवा आरएनए के एक ऐसे विन्यास को स्थिर करती है जिसे राइबोसोम सामान्यतः तभी अपनाता है जब एक सही कोडन-एंटीकोडन युग्म मौजूद होता है। इस प्रकार राइबोसोम को निकट-संज्ञानात्मक एमिनोएसिल-टीआरएनए को स्वीकार करने के लिए गुमराह किया जाता है, जिससे डिकोडिंग की सटीकता कम हो जाती है और असामान्य प्रोटीन उत्पन्न होते हैं; सटीकता का यह नुकसान, गलत अनुवादित उत्पादों से झिल्ली की अखंडता पर पड़ने वाले प्रभावों के साथ, जीवाणुनाशक क्रिया का आधार है जो अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स को कई अन्य राइबोसोम-लक्ष्यीकरण दवाओं से अलग करता है। कोशिका में उनके प्रवेश के लिए ऑक्सीजन-निर्भर परिवहन चरण की आवश्यकता होती है, जो अवायवीय जीवों के खिलाफ उनकी खराब गतिविधि को समझाने में मदद करता है। प्रतिरोध मुख्य रूप से एसिटाइल-, फॉस्फो-, और न्यूक्लियोटिडिलट्रांसफरेज़ द्वारा एंजाइमी दवा संशोधन के माध्यम से, और 16S आरएनए लक्ष्य स्थल के मिथाइलीकरण के माध्यम से उत्पन्न होता है।

Clinical relevance

अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स गंभीर एरोबिक ग्राम-नकारात्मक संक्रमणों के खिलाफ एक महत्वपूर्ण विकल्प हैं, और उनकी क्रियाविधि उनकी जीवाणुनाशक, सांद्रता-निर्भर गतिविधि के साथ-साथ उनकी विशिष्ट नेफ्रोटॉक्सिक और ओटोटॉक्सिक क्षमता को भी समझाती है। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए वर्ग का औषधीय आधार प्रस्तुत करती है और खुराक, निगरानी या व्यक्तिगत उपचार सिफारिशें प्रदान नहीं करती है।

Evidence & guidelines

वर्ग-स्तरीय क्रियाविधि और प्रतिरोध को व्यापक समीक्षाओं और मानक औषध विज्ञान ग्रंथों में संक्षेपित किया गया है, जबकि ए-साइट बंधन का आणविक आधार फुटप्रिंटिंग अध्ययनों और अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स के साथ जटिल 30S सबयूनिट की क्रिस्टल संरचनाओं द्वारा स्थापित किया गया है।

History

1943 में स्ट्रेप्टोमाइसेस ग्रिसेस से अलग किया गया स्ट्रेप्टोमाइसिन पहला अमीनो-ग्लाइकोसाइड और तपेदिक के खिलाफ प्रभावी पहला एंटीबायोटिक था, और इसकी खोज ने इस वर्ग को लॉन्च किया। बाद के सदस्य जैसे कैनामाइसिन, जेंटामाइसिन, टोब्रामाइसिन और एमिकैसिन ने स्पेक्ट्रम का विस्तार किया और कुछ प्रतिरोधों का समाधान किया। 16S आरएनए के साथ अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स की आणविक अंतःक्रिया को 1980 के दशक के अंत में रासायनिक फुटप्रिंटिंग द्वारा मैप किया गया था और फिर 2000 के आसपास राइबोसोमल क्रिस्टल संरचनाओं में सीधे देखा गया था।

Key figures

• Selman A. Waksman
• Harry F. Noller
• Venkatraman Ramakrishnan

Seminal works

• moazed-noller-1987
• carter-2000
• vakulenko-2003

Frequently asked questions

जब कई राइबोसोम-लक्ष्यीकरण एंटीबायोटिक्स केवल जीवाणुस्थैतिक होते हैं तो अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स जीवाणुनाशक क्यों होते हैं?

राइबोसोम को केवल रोकने के बजाय, अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स अनुवाद की सटीकता को भ्रष्ट करते हैं ताकि कोशिका गलत अनुवादित प्रोटीन का उत्पादन करे; ये दोषपूर्ण उत्पाद, जिनमें गलत फोल्ड किए गए झिल्ली प्रोटीन शामिल हैं, कोशिका मृत्यु में योगदान करते हैं, जिससे इस वर्ग को केवल वृद्धि-रोकने वाले प्रभाव के बजाय जीवाणुनाशक प्रभाव मिलता है।

अमीनो-ग्लाइकोसाइड्स अवायवीय बैक्टीरिया के खिलाफ खराब काम क्यों करते हैं?

बैक्टीरिया कोशिका में उनका ग्रहण ऑक्सीजन-आवश्यक परिवहन प्रक्रिया पर निर्भर करता है, इसलिए अवायवीय परिस्थितियों में राइबोसोम तक बहुत कम दवा पहुंच पाती है, जो इस वर्ग को मुख्य रूप से एरोबिक ग्राम-नकारात्मक जीवों के लिए आरक्षित रखने का एक कारण है।