Schlüsselbegriffe
- Translation: Ein im Ribosom ablaufender Prozess, bei dem ein Strang der Boten-RNA (mRNA) den Zusammenbau einer Aminosäuresequenz zur Herstellung eines Proteins anleitet.
Ein Proteinsynthesehemmer ist eine Substanz, die das Wachstum oder die Vermehrung von Zellen stoppt oder verlangsamt, indem sie die Prozesse stört, die direkt zur Bildung neuer Proteine führen. In der Regel handelt es sich dabei um Substanzen, wie z. B. antimikrobielle Medikamente, die auf der Ebene der Ribosomen wirken. Die Substanzen machen sich die großen Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Ribosomenstrukturen zunutze, die sich in ihrer Größe, Sequenz, Struktur und dem Verhältnis von Protein zu RNA unterscheiden. Die Unterschiede in der Struktur ermöglichen es einigen Antibiotika, Bakterien durch Hemmung ihrer Ribosomen abzutöten, während sie die menschlichen Ribosomen unbeeinflusst lassen.
Die Translation in Prokaryonten umfasst den Zusammenbau der Komponenten des Translationssystems: die beiden ribosomalen Untereinheiten (die großen 50S & und die kleinen 30S-Untereinheiten), die zu übersetzende mRNA, die erste Aminoacyl-tRNA, GTP (als Energiequelle) und drei Initiationsfaktoren, die den Aufbau des Initiationskomplexes unterstützen. Das Ribosom hat drei Stellen: die A-Stelle, die P-Stelle und die E-Stelle (nicht dargestellt in ). Die A-Stelle ist der Eintrittspunkt für die Aminoacyl-tRNA. Die P-Stelle ist der Ort, an dem die Peptidyl-tRNA im Ribosom gebildet wird. Die E-Stelle ist die Austrittsstelle der nun ungeladenen tRNA, nachdem sie ihre Aminosäure an die wachsende Peptidkette abgegeben hat.
Im Allgemeinen wirken Proteinsynthese-Inhibitoren in verschiedenen Stadien der prokaryotischen mRNA-Übersetzung in Proteine wie Initiation, Elongation (einschließlich Aminoacyl-tRNA-Eintritt, Korrekturlesen, Peptidyltransfer und ribosomale Translokation) und Terminierung. Die folgende Liste enthält gängige antibakterielle Medikamente und die Phasen, auf die sie abzielen.
- Linezolid wirkt in der Initiationsphase, indem es wahrscheinlich die Bildung des Initiationskomplexes verhindert, obwohl der Mechanismus nicht vollständig verstanden ist.
- Tetracycline und Tigecyclin (ein mit den Tetracyclinen verwandtes Glycylcyclin) blockieren die A-Stelle am Ribosom und verhindern so die Bindung von Aminoacyl-tRNAs.
- Aminoglycoside stören neben anderen potenziellen Wirkmechanismen den Korrekturleseprozess, was zu einer erhöhten Fehlerrate bei der Synthese mit vorzeitiger Terminierung führt.
- Chloramphenicol blockiert den Peptidyl-Transfer-Schritt der Elongation an der 50S ribosomalen Untereinheit sowohl in Bakterien als auch in Mitochondrien.
- Macrolide, Clindamycin und Aminoglykoside haben Hinweise auf eine Hemmung der ribosomalen Translokation.
- Streptogramine bewirken ebenfalls eine vorzeitige Freisetzung der Peptidkette.
Indem sie auf verschiedene Stadien der mRNA-Translation abzielen, können antimikrobielle Medikamente gewechselt werden, wenn sich eine Resistenz gegen eines oder mehrere der Medikamente entwickelt.