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桿菌肽

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桿菌肽
臨床資料
商品名（英語：Drug nomenclature）Baciim
AHFS/Drugs.comMonograph
懷孕分級
  • 澳: D
給藥途徑外用藥物、肌肉注射
ATC碼
法律規範狀態
法律規範
識別資訊
  • (4R)-4-[(2S)-2-({2-[(1S)-1-amino-2-methylbutyl]- 4,5-dihydro-1,3-thiazol-5-yl}formamido)-4-methylpentanamido]-4-{[(1S)- 1-{[(3S,6R,9S,12R,15S,18R,21S)- 18-(3-aminopropyl)-12-benzyl-15-(butan-2-yl)-3-(carbamoylmethyl)- 6-(carboxymethyl)-9-(1H-imidazol-5-ylmethyl)-2,5,8,11,14,17,20- heptaoxo-1,4,7,10,13,16,19-heptaazacyclopentacosan-21-yl]carbamoyl}- 2-methylbutyl]carbamoyl}butanoic acid
CAS號1405-87-4  checkY
PubChem CID
DrugBank
ChemSpider
UNII
KEGG
ChEMBL
化學資訊
化學式C66H103N17O16S
摩爾質量1422.69 g/mol
3D模型（JSmol（英語：JSmol））
  • O=C(O)C[C@H]3NC(=O)[C@H](Cc1cncn1)NC(=O)[C@@H](Cc2ccccc2)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](CCCN)NC(=O)[C@H](CCCCNC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC3=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](CCC(=O)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)C4N=C(SC4)\nC(N)C(C)CC)C(C)CC)C(C)CC
  • InChI=1S/C66H103N17O16S/c1-9-35(6)52(69)66-81-48(32-100-66)63(97)76-43(26-34(4)5)59(93)74-42(22-23-50(85)86)58(92)83-53(36(7)10-2)64(98)75-40-20-15-16-25-71-55(89)46(29-49(68)84)78-62(96)47(30-51(87)88)79-61(95)45(28-39-31-70-33-72-39)77-60(94)44(27-38-18-13-12-14-19-38)80-65(99)54(37(8)11-3)82-57(91)41(21-17-24-67)73-56(40)90/h12-14,18-19,31,33-37,40-48,52-54H,9-11,15-17,20-30,32,67,69H2,1-8H3,(H2,68,84)(H,70,72)(H,71,89)(H,73,90)(H,74,93)(H,75,98)(H,76,97)(H,77,94)(H,78,96)(H,79,95)(H,80,99)(H,82,91)(H,83,92)(H,85,86)(H,87,88)/t35?,36?,37?,40-,41+,42+,43-,44+,45-,46-,47+,48?,52?,53-,54-/m0/s1 checkY
  • Key:CLKOFPXJLQSYAH-NVOBBBONSA-N checkY

桿菌肽（bacitracin）是由枯草桿菌的變種「崔西 [Tracy I, ATCC 10716]」之地衣狀菌素有機體所產生的相關環肽之混合物，在1945年首次分離出來。這些肽藉由干擾細胞壁的肽聚醣合成而破壞革蘭氏陽性菌微生物體。屬於慢性殺菌藥。[1]

主要是用來作為外用製劑（因為口服無效；注射使用時，它會引起腎損害）。使用任何抗生素會形成抗生素抗藥性，但桿菌肽屬於抗藥性產生較慢，並且無交叉耐藥情況。[1]局部外用大體安全，偶有超敏、過敏、嚴重過敏反應，對新黴素過敏者尤其容易過敏。[2][3]

2022年美國處方數超十萬，是最常開的處方藥第323名。[4]

醫療用途

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一管眼用桿菌肽軟膏

桿菌肽是用於人類醫學的多肽抗生素（英語：polypeptide antibiotic），並被「美國食品藥品監督管理局（FDA）批准用於雞和火雞」，儘管在動物使用會導致抗生素耐藥性。[5] 作為枯草桿菌鋅鹽，與其他外用抗生素（通常是多黏菌素B和新黴素）聯合使用作為外用藥物（"三聯抗生素軟膏"，品牌名為新孢黴素），用於局部治療各種皮膚和眼部感染，以及預防傷口感染。也有用於眼部感染的非軟膏形式的眼科溶液。[6]

桿菌肽A的三維化學結構

活性譜和敏感性數據

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桿菌肽是一種窄譜抗生素。它針對革蘭氏陽性菌，特別是那些引起皮膚感染的細菌。以下是一些醫學上重要的微生物的敏感性數據。[7]

作用機理

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主條目：Bactoprenol phosphate

桿菌肽干擾C55-異戊烯基焦磷酸（英語：C55-isoprenyl pyrophosphate）的去磷酸化，這種分子將肽聚糖細菌細胞壁的構建模塊攜帶到內膜外。[8]

一些人聲稱桿菌肽是蛋白質二硫鍵異構酶（英語：protein disulfide isomerase）抑制劑，但這一說法受到體外研究的質疑。[9][10]

發展歷史

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桿菌肽由哥倫比亞大學醫學院的細菌學家（英語：bacteriologist）Balbina Johnson分離得到。[11]其名稱源於年輕的Margaret Tracy（1936–1994）[12]腿部傷口中的微生物產生的一種具有抗菌活性的化合物。[13]

從脛骨複合性骨折清創組織中分離出的一株菌株特別活躍。我們以患者名字命名這株生長拮抗菌株為"Tracy I"。當這種芽孢桿菌的無細胞肉湯培養物濾液顯示出強大的抗生素活性且無毒性時，進一步研究似乎是有價值的。我們將這種活性物質稱為"桿菌肽"。[11]

桿菌肽於1948年獲得美國FDA批准。[14]

合成機理

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桿菌肽通過非核糖體肽合成酶（英語：nonribosomal peptide synthetase）（NRPSs）合成，這意味着核糖體不直接參與其非核糖體肽（英語：nonribosomal peptide）合成。這個三酶基因操縱子被稱為BacABC，不要與bacilycin合成的BacABCDE混淆。[15]

混合成分

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桿菌肽由具有不同程度抗菌活性的相關化合物混合物組成。主要成分包括桿菌肽A、A1、B、B1、B2、C、D、E、F、G和X。[16]研究發現桿菌肽A具有最強的抗菌活性。桿菌肽B1和B2具有相似的效力，約為桿菌肽A活性的90%。[17]

註釋

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  1. ^ 1.0 1.1 楊寶峰 陳建國 (編). 药理学 9. 北京: 人民衛生出版社. 2018: 386. ISBN 9787117266048. 
  2. ^ Spann, CT; Taylor, SC; Weinberg, JM. Topical antimicrobial agents in dermatology. Disease-a-month : DM. 2004, 50 (7): 407–21. PMID 15280871. doi:10.1016/j.disamonth.2004.05.011. 
  3. ^ Trookman, NS; Rizer, RL; Weber, T. Treatment of minor wounds from dermatologic procedures: A comparison of three topical wound care ointments using a laser wound model. Journal of the American Academy of Dermatology. 2011, 64 (3 Suppl): S8–15. PMID 21247665. doi:10.1016/j.jaad.2010.11.011. 
  4. ^ Bacitracin Drug Usage Statistics, United States, 2013 - 2022. ClinCalc. [30 August 2024]. 
  5. ^ Pearl MC. Antibiotic use on the farm hurts people—and doesn't help the bottom line.. 發現 (雜誌). 12 September 2007. （原始內容存檔於25 September 2007）. 
  6. ^ Healthgrades > Find a Doctor > Doctor Reviews > Hospital Ratings. （原始內容存檔於23 May 2011）. 
  7. ^ Bacitracin Susceptibility and Minimum Inhibitory Concentration (MIC) Data (PDF). TOKU-E. [12 August 2013]. （原始內容存檔 (PDF)於22 December 2018）. 
  8. ^ Mechanism of Action of Bacitracin: Complexation with Metal Ion and C55-Isoprenyl Pyrophosphate K. John Stone and Jack L. Strominger
  9. ^ Karala, A. R.; Ruddock, L. W. Bacitracin is not a specific inhibitor of protein disulfide isomerase. FEBS Journal. 2010, 277 (11): 2454–2462. PMID 20477872. doi:10.1111/j.1742-4658.2010.07660.x. 
  10. ^ Weston, B.; Wahab, N.; Roberts, T.; Mason, R. Bacitracin inhibits fibronectin matrix assembly by mesangial cells in high glucose. Kidney International. 2001, 60 (5): 1756–1764. PMID 11703593. doi:10.1046/j.1523-1755.2001.00991.x. 
  11. ^ 11.0 11.1 Johnson BA, Anker H, Meleney FL. Bacitracin: a new antibiotic produced by a member of the B. subtilis group. Science. October 1945, 102 (2650): 376–7. Bibcode:1945Sci...102..376J. PMID 17770204. S2CID 51066. doi:10.1126/science.102.2650.376. 
  12. ^ Margaret Tracy & Balbina Johnson: The Women Behind Bacitracin. [30 September 2014]. （原始內容存檔於28 April 2014）. 
  13. ^ NewYork-Presbyterian | the Discovery of Bacitracin. 7 February 2017 [9 April 2020]. （原始內容存檔於27 February 2021）. 
  14. ^ Drugs@FDA: FDA-Approved Drugs. U.S. 美國食品藥品監督管理局 (FDA). [17 September 2021]. （原始內容存檔於27 July 2021）. 
  15. ^ Konz D, Klens A, Schörgendorfer K, Marahiel MA. The bacitracin biosynthesis operon of Bacillus licheniformis ATCC 10716: molecular characterization of three multi-modular peptide synthetases. Chemistry & Biology. December 1997, 4 (12): 927–937. PMID 9427658. doi:10.1016/s1074-5521(97)90301-x 可免費查閱. 
  16. ^ "Committee for Veterinary Medicinal Products Bacitracin." Ema.europa.eu. The European Agency for the Evaluation of Medicinal Products, June 1998. Web. 18 January 2013
  17. ^ Bell RG. Preparative high-performance liquid chromatographic separation and isolation of bacitracin components and their relationship to microbiological activity. Journal of Chromatography. January 1992, 590 (1): 163–8. PMID 1601975. doi:10.1016/0021-9673(92)87018-4 可免費查閱. 
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