Активные противомикробные молекулы - Степаненко И. С.

Книга "Активные противомикробные молекулы"

Авторы: Степаненко И.С., Ямашкин С. А.

ISBN 978-5-93208-246-1

В монографии представлен обширный материал по химической структуре и микробиологическим свойствам основных противомикробных соединений — дезинфектантов, антисептиков, консервантов. Современные стратегии поиска противомикробных соединений и исследования их активности показаны на примере замещенных 1 Н-индолиламинов.

Особое внимание уделено классификации, структуре и антибактериальному действию природных антибиотиков. Детально обсуждена актуальная проблема возникновения резистентности микроорганизмов во взаимосвязи с механизмом действия антибиотиков.

Монография рассчитана на исследователей в области микробиологии и фармакологии, преподавателей медицинских вузов, а также может быть полезна практическим врачам-инфекционистам, аспирантам и студентам, интересующимся противомикробными препаратами.

Содержание книги "Активные противомикробные молекулы" - Степаненко И.С., Ямашкин С. А.

Глава 1

Природные, химически модифицированные, синтетические

противомикробные и противогрибковые препараты на основе

различных классов соединений

1.1. Фенолы и их производные

1.2. Кислоты и их производные

1.3. Ароматические диамидины и бигуаниды

1.4. ПоверхностноMактивные вещества

1.5. Альдегиды и формальдегидMвысвобождающие соединения

1.6. Антимикробные красители

1.7. Хиноны и их производные

1.8. Галогены и галогенсодержащие соединения

1.9. Производные хинолина и изохинолина

1.10. Спирты и их производные

1.11. Окислители и соединения, увеличивающие проницаемость

1.12. Аминопроизводные ди-, три-, тетрауксусных кислот

1.13. Пермеабилизирующие соединения

1.14. Производные тяжелых металлов

1.15. Анилиды

1.16. Прочие антимикробные и противогрибковые препараты

Глава 2

Поиск новых антимикробных соединений и методы оценки

их свойств. Некоторые современные исследования

2.1. Новые соединения на основе замещенных 1Н-индол- 4-, 5-, 6-,7-иламинов и прогнозирование их противомикробной активности

2.2. Противомикробное действие N-(индолил)ацетоацетиламидов и пирролохинолинов in vitro

2.3. Противомикробное действие N-(индолил)ацетоацетиламидов и пирролохинолинов in vivo

2.4. Зависимость биологической активности индолиламидов, енаминокетонов, пирролохинолинов от элементного состава и строения

2.5. Биологическая безопасность соединений на основе замещенных 1Н-индол-4-, 5-, 6-, 7-иламинов in vitro и in vivo

2.6. Определение типа противомикробного действия соединений на основе замещенных 1Н-индол-4-, 5-, 6-, 7-иламинов

2.7. Новый метод определения типа противомикробного действия новых соединений с антимикробной активностью

2.8. Влияние на генетический аппарат микробной клетки соединений на основе замещенных 1Н-индол-4-, 5-, 6-, 7-иламинов

Глава 3

Природные антибиотики

3.1. Классификация антибиотиков

3.2. Углеводсодержащие антибиотики

Производные моносахаров

Аминогликозиды, или аминоциклитолы

Прочие N- и С-глюкозиды

3.3. Макроциклические лактоны и лактамы

Макролидные антибиотики

Полиеновые антибиотики

Другие макроциклические лактоны

Антибиотики-макролактамы

3.4. Хиноны и хиноноподобные соединения

Линейные конденсированные полициклические соединения

Производные нафтохинонов

Производные бензохинона

3.5. Антибиотики производные аминокислот, пептиды и пептолиды

Антибиотики, содержащие аминокислотные и беталактамовые фрагменты

Антибиотики-гомопептиды

Гетеромерные пептиды

Антибиотики-пептолиды

Высокомолекулярные антибиотики

3.6. Азотсодержащие гетероциклические соединения

Моноядерные гетероциклические соединения

Конденсированные гетероциклические соединения

Антибиотики-алкалоиды

3.7. Кислородсодержащие гетероциклические антибиотики

Пятичленные кислородсодержащие гетероциклы

Шестичленные кислородсодержащие гетероциклы

Соединения, состоящие из нескольких О-гетероциклов

3.8. Алициклические антибиотики

Производные моноциклических соединений

Олиготерпены

3.9. Ароматические антибиотики

Производные бензола

Конденсированные ароматические соединения

Другие ароматические соединения

3.10. Алифатические антибиотики Производные алканов

Производные алифатических карбоновых кислот

Алифатические соединения с гетероатомом

3.11. Холестериноподобные антибиотики

Глава 4

Механизм действия антимикробных средств и механизмы развития резистентности к ним

4.1. Механизмы действия антимикробных средств Подавление синтеза клеточной стенки микроорганизмов

Подавление синтеза бактериальных белков

Подавление синтеза бактериальных нуклеиновых кислот

Нарушение функции цитоплазматической мембраны микроорганизмов

4.2. Механизмы развития резистентности к противомикробным препаратам

Формирование антибиотикорезистентности за счет модификации мишени действия

Формирование антибиотикорезистентности за счет инактивирующих ферментов микробной клетки

Формирование антибиотикорезистентности за счет нарушения проницаемости микробной клетки Заключение

Приложение

Характеристика тест-штаммов исследованных микроорганизмов

Приложение

Чувствительность исследованных бактериальных штаммов к традиционным антибиотикам

Примеры страниц из книги "Активные противомикробные молекулы" - Степаненко И. С.

Предисловие к книге "Активные противомикробные молекулы" - Степаненко И. С.

Исследования по целенаправленному поиску новых соединений с эффективным противомикробным действием в настоящее время весьма актуальны. Необходимость поиска новых противомикробных соединений подтверждена в Российской Федерации на государственном уровне по Распоряжению Правительства РФ от 25 сентября 2017 г. № 2045-р «О Стратегии предупреждения распространения антимикробной резистентности в РФ на период до 2030 г.».

В предлагаемой читателю монографии «Активные противомикробные молекулы» представлен материал по химической структуре и противомикробным свойствам известных на сегодняшний день природных, химически модифицированных и синтетических противомикробных соединений, многие из которых используются в качестве лекарственных препаратов, дезинфектантов и консервантов. Современные подходы к поиску, синтезу и испытаниям противомикробной активности проиллюстрированы на примере новой группы соединений с противомикробным действием анилидного типа на основе замещенных 1Н-индол-4-, 5-, 6-, 7-иламинов. Приведен обширный экспериментальный материал in vitro и in vivo, показывающий возможность создания новых эффективных антимикробных препаратов на основе этих соединений.

Проведен анализ зависимости биологической активности полученных новых соединений от их химической структуры. Новая группа включает соединения как с широким, так и с узким спектром антимикробного действия, и может занять свое место в резерве противомикробных средств.

Исследование базируется на одном из фундаментальных принципов преодоления резистентности микроорганизмов — поиске новых соединений с антимикробной активностью и, может быть, с иным механизмом действия.

Данная монография представляет интерес не только для исследователей в области медицинской микробиологии, но и для более широкого круга специалистов, имеющих отношение к вопросам химии, биологии, фармакологии. Монография принесет пользу научным сотрудникам, аспирантам и студентам, поскольку содержит много сведений о чувствительности микроорганизмов к традиционно применяемым антимикробным препаратам, а также об этапах исследования противомикробной активности новых соединений.

Нумерация соединений в гл. 1–3 автономная.

Ввиду большого количества исследованных бактериальных штаммов для удобства восприятия в монографии используются их общепринятые сокращенные названия. В приложениях даны полные названия. Латинские названия грибов приведены без сокращений.

Степаненко И. С., Ямашкин С. А.

Введение к книге "Активные противомикробные молекулы" - Степаненко И. С.

В 1969 г. У. Стюарт, который был в то время министром здравоохранения США, произнес перед Конгрессом США речь, в которой призвал не снижать темпы борьбы с инфекционными заболеваниями, в то время как в медицинском сообществе существовало мнение, что с открытием ряда антибиотиков «книга инфекционных заболеваний может быть закрыта». Эта фраза также приписывалась У. Стюарту, и он до сих пор подвергается критике за это оптимистичное заявление.

Эйфория 70-х г. XX столетия может быть нам вполне понятна. Были открыты и изучены почти все группы антимикробных средств. Значимо снизились показатели смертности от инфекционных заболеваний, набирала скорость прививочная кампания. Но несоблюдение фундаментальных принципов рациональной антибиотикотерапии и колоссальная адаптационная способность микроорганизмов привели к тому, что «панацея Флеминга» — этиотропная терапия инфекционных заболеваний — теряет свои позиции.

Проблема резистентности к антимикробным препаратам становится все более актуальной и тревожной в XXI в. В большинстве регионов мира, в том числе и в России, получают распространение антибиотикорезистентные штаммы как грамположительных (стафилококки, энтерококки), так и грамотрицательных бактерий (энтеробактерии, псевдомонады и др.). Перспективы разработки и внедрения новых антимикробных препаратов выглядят, прямо сказать, удручающе. В России разработана на государственном уровне «Стратегия предупреждения распространения антимикробной резистентности на период до 2030 г.» (Распоряжение Правительства РФ от 25 сентября 2017 г. № 2045-р).

В течение последних десятилетий неизменно актуальными остаются работы в области химии индола и его производных. Это обусловлено тем, что индольная группа входит в структуру многих природных и синтетических физиологически активных веществ. Особое место в химии индола занимают соединения с аминогруппой в молекуле. Так, индольный фрагмент содержится в молекулах незаменимой белковой аминокислоты триптофана, биогенного амина серотонина. Особый интерес представляют аминоиндолы с аминогруппой в бензольном кольце. Эти соединения, как любые ароматические амины, могут давать различного рода производные с участием аминогруппы. Авторами изучено взаимодействие β-диоксосоединений с замещенными аминоиндолами с различным положением аминогруппы в бензольном кольце, т. е. с 1Н-индол-4-, 5M, 6-, 7-иламинами. Полученные амиды и енамины представляют интерес как биологически активные вещества, а также как исходные соединения для получения трициклических гетеросистем — пирролохинолинов. Эти соединения являются структурными фрагментами некоторых алкалоидов (например, алкалоида вомипирина) и коферментов бактериальных и животных дегидрогеназ (например, метоксатина — кофермента PQQ).

Несомненно, большой интерес представляют фторсодержащие производные азотистых гетероциклов. Многие из них обладают широким спектром антибактериального действия. На основе различных по структуре 1Н-индолиламинов и β-кетоэфиров авторами были получены и исследованы фторсодержащие амиды и пирролохинолины.