第六章四環(huán)類抗生素一概述A四環(huán)類抗生素的理化性質(zhì)B化學性質(zhì)和降解反應二四環(huán)素的發(fā)酵工藝A生產(chǎn)菌種B種子制備及控制要點C影響發(fā)酵的因素及工藝控制要點三四環(huán)素的提取和精制1ppt課件第六章四環(huán)類抗生素一概述1ppt課件一概述四環(huán)素類抗生素為四并苯（Naphthacene）衍生物，具有十二氫化并四苯基本結(jié)構

DCBA2ppt課件一概述四環(huán)素類抗生素為四并苯（Naphthacene）DC發(fā)現(xiàn)1948年由金色鏈絲菌的培養(yǎng)液中分離出金霉素1950年從皸裂鏈絲菌培養(yǎng)液中分離出土霉素3ppt課件發(fā)現(xiàn)1948年由金色鏈絲菌的培養(yǎng)液中分離出金霉素3ppt課件1953年發(fā)現(xiàn)將Chlotetracycline脫去氯原子，可得到四環(huán)素隨后發(fā)現(xiàn)用在不含氯的培養(yǎng)基中生長的鏈霉菌菌株發(fā)酵可生產(chǎn)Tetracycline4ppt課件1953年發(fā)現(xiàn)將Chlotetracycline脫去氯原子，由放線菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素，包括金霉素（I）、土霉素（II）、四環(huán)素（III）及半合成的抗生素均是氫化并四苯的衍生物，具有共同的菲烷（母核）。

四環(huán)素類抗生素概況:5ppt課件由放線菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素，包括金霉素（I）、土霉素（II（I）R=C1，R’=H，加氯（金霉素）

（II）R=H，R’=OH，加氧（土霉素）

（III）R=R’=H(四環(huán)素)6ppt課件（I）R=C1，R’=H，加氯（金霉素）

（II）R=H，R有相似的抗菌譜理化性質(zhì)相近,均為黃色的結(jié)晶性粉末，味苦。在水中溶解度小。分子中含酚羥基和烯醇型羥基，顯弱酸性；同時含有二甲胺基顯弱堿性，故為兩性化合物；能溶于堿或酸液中。7ppt課件有相似的抗菌譜7ppt課件四環(huán)素片：其鹽酸鹽為黃色結(jié)晶性粉末；無臭，味苦；有引濕性；遇光色漸變深，在堿性溶液中易破壞失效。在水中溶解，在乙醇中略溶，在氯仿或乙醚中不溶。是廣譜抑菌劑，高濃度時具殺菌作用。8ppt課件四環(huán)素片：其鹽酸鹽為黃色結(jié)晶性粉末；無臭，味苦；有引濕性；遇天然四環(huán)素：

抗菌譜廣，可口服應用，方便。但由于細菌對

四環(huán)素類耐藥現(xiàn)象嚴重，對大多數(shù)常見致病菌

所致感染療效明顯降低，

金霉素現(xiàn)僅限于外用

土霉素已基本不用

四環(huán)素用于某些感染性疾病

半合成四環(huán)素：多西環(huán)素、米諾環(huán)素、美他環(huán)素抗菌譜廣抗菌活性較強耐藥菌株較少服藥次數(shù)少不良反應較輕9ppt課件天然四環(huán)素：半合成四環(huán)素：多西環(huán)素、米諾環(huán)素、美他環(huán)素9pp

抗菌作用

1.抗菌譜廣（1）對G+菌作用不及青霉素和頭孢菌素（2）對G-菌作用不及氨基糖苷類和氯霉素

（3）對支原體、衣原體、立克次體、某些螺旋體作用強。（5）對結(jié)核桿菌、綠膿桿菌、病毒、真菌無效10ppt課件抗菌作用10ppt課件臨床常用的有：

四環(huán)素、土霉素、

金霉素、多西環(huán)素等。按其抗菌活性大小順序依次為：

1、米諾環(huán)素、2、多西環(huán)素、3、美他環(huán)素、4、金霉素、5、四環(huán)素、6、土霉素。11ppt課件臨床常用的有：11ppt課件作用機制：四環(huán)類抗生素可與微生物核糖核蛋白30S亞基接合，通過抑制氨基酰-tRNA與起始復合物中核蛋白體的結(jié)合，阻斷蛋白質(zhì)合成時肽鏈的延長。(與核蛋白體30s亞基結(jié)合而抑制細菌蛋白質(zhì)的合成.引起細菌細胞膜通透性增加)四環(huán)類早期主要用于治療耐青霉素菌引起的感染。本類抗生素屬廣譜抗生素，對G＋和G－及立克次氏體和大病毒有抑制作用。12ppt課件作用機制：四環(huán)類抗生素可與微生物核糖核蛋白30S亞基接合，通四體感染（多為首選）

立克次體：斑疹傷寒、恙蟲病衣原體：鸚鵡熱，衣原體肺炎，沙眼衣原體引起的非淋菌性尿道炎、子宮頸炎、性病淋巴肉芽腫、沙眼支原體：支原體肺炎、盆腔炎螺旋體：回歸熱13ppt課件四體感染（多為首選）立克次體：斑疹傷寒、恙蟲病13ppt課件主要優(yōu)點是：抗菌譜廣、吸收好、副作用小、價格低廉、不引起過敏反應。但可能引起嚴重的胃腸道反應和嘔吐等。土霉素治“豬瘟”及“豬喘氣癥”的療效遠比四環(huán)素為好。從土霉素又可合成強力霉素和甲烯土霉素。由去甲基金霉素合成二甲胺四環(huán)素最經(jīng)濟方便。二甲胺四環(huán)素目前是四環(huán)類中評價最好的一種藥。

14ppt課件主要優(yōu)點是：抗菌譜廣、吸收好、副作用小、價格低廉、不引起過敏四環(huán)素牙15ppt課件四環(huán)素牙15ppt課件16ppt課件16ppt課件金霉素(氯四環(huán)素):副作用大目前只外用，用于治療麥粒腫(偷針眼)、結(jié)膜炎、沙眼飼料添加劑(獸用四環(huán)素類藥物）17ppt課件金霉素(氯四環(huán)素):17ppt課件應用注意事項宜空腹服藥，不宜與抗酸藥等藥同時服用，必須合用時，至少間隔3小時宜空腹服藥，不宜與抗酸藥等藥同時服用，必須合用時，至少間隔3小時肝腎功能不全者不宜用注意藥物相互作用18ppt課件應用注意事項宜空腹服藥，不宜與抗酸藥等藥同時服用，必須合用時1.四環(huán)類抗生素及其理化學性質(zhì)化學名6-甲基-4-(二甲氨基)-3,6,10,12,12a-五羥基-1,11-二氧代-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-八氫-2-并四苯甲酰胺(6-Methyl-4-(dimethylamino)-3,6,10,12,12a-pentahydroxy-1,11-dioxo-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-octahydro-2-naphthacenecarboxamide。19ppt課件1.四環(huán)類抗生素及其理化學性質(zhì)化學名19ppt課件一結(jié)構和物理性質(zhì)1、發(fā)色團：酮基和烯醇基

共軛雙鍵系統(tǒng)，決定顏色

和紫外特征吸收峰265nm、350nm2、兩性化合物

功能團：二甲胺基（pKa

=9.5）；酚羥基（pKa=7.5）；三羰基甲烷系統(tǒng)（

pKa=3.3）；pI=5.420ppt課件一結(jié)構和物理性質(zhì)1、發(fā)色團：酮基和烯醇基

共軛雙鍵系統(tǒng)，決3、溶解度：4＞PH＞8時，可得高濃度水溶液，過剩的酸能防止水解。pH=4.5-7.2則難溶于水。4、穩(wěn)定性：固體相當穩(wěn)定，可存放5年以上，效價無明顯下跌；溶液除DCTC（去甲基金霉素）外均不穩(wěn)定；對氧化劑包括空氣中的O2都不穩(wěn)定，堿性時特別易氧化，顏色變深。5、旋光性

21ppt課件3、溶解度：4＞PH＞8時，可得高濃度水溶液，過剩的酸能防止二化學性質(zhì)酸性條件下1脫水反應：在酸性條件下，四環(huán)素類抗生素C-6上的羥基和C-5a上氫發(fā)生消除反應，生成無活性橙黃色脫水物(Anhydrotetracycline)。由于C-6上的羥基與C-5a上的氫正好處于反式構型，在酸性條件下有利于發(fā)生消除反應。22ppt課件二化學性質(zhì)酸性條件下22ppt課件2差向化合物

在pH2-6條件下，C-4二甲胺基很易發(fā)生可逆反應的差向異構化，生成差向異構體（4-Epitetracycline）。3某些陰離子如磷酸根、枸椽酸根、醋酸根離子的存在，可加速這種異構化反應的進行。4位差向異構化產(chǎn)物在酸性條件也還會進一步脫水生成脫水差向異構化產(chǎn)物。23ppt課件2差向化合物23ppt課件

四環(huán)素類藥物的脫水產(chǎn)物及差向異構體的抗菌活性均減弱或消失。差向異構體的活性不僅減弱，而且毒性為四環(huán)素的2-3倍，主要毒性為可引起Fanconi綜合征，腎小管的在吸收功能受損，產(chǎn)生煩渴、蛋白尿、糖尿、氨基酸尿、低血鉀、高尿酸血癥和酸中毒。四環(huán)素與其4-差向異構體在一定的條件下以動態(tài)平衡關系而互存。因此各國藥典都對其含量進行不程度的控制。24ppt課件

四環(huán)素類藥物的脫水產(chǎn)物及差向異構體的抗菌活性均減弱或消失。25ppt課件25ppt課件堿性條件下（C環(huán)上反應）

在堿性條件下，由于OH-的作用，C-6上的羥基形成氧負離子，向C-11發(fā)生分子內(nèi)親核進攻，經(jīng)電子轉(zhuǎn)移，C環(huán)破裂，生成無活性的具有內(nèi)酯結(jié)構的異構體(isotetracycline)。26ppt課件堿性條件下（C環(huán)上反應）26ppt課件與金屬離子的反應（B,C環(huán)上反應）

四環(huán)素類抗生素藥物分子中含有許多羥基、烯醇羥基及羰基，在近中性條件下能與多種金屬離子形成不溶性螯合物。與鈣或鎂離子形成不溶性的鈣鹽或鎂鹽，與鐵離子形成紅色絡合物；與鋁離子形成黃色絡合物。27ppt課件與金屬離子的反應（B,C環(huán)上反應）27ppt課件二、四環(huán)素類抗生素的構效關系及作用機制和耐藥性1.四環(huán)素類抗生素的構效關系1.四環(huán)素類抗生素結(jié)構中的四環(huán)是生物活性所必須的結(jié)構，A環(huán)中1-4位的取代基是抗菌活性基本藥效團，改變其結(jié)構活性消失，僅可在酰胺基上的氫進行改變理化性質(zhì)的前藥修飾。2.C11-C12a位的雙酮系統(tǒng)結(jié)構對抗菌活性至關重要。28ppt課件二、四環(huán)素類抗生素的構效關系及作用機制和耐藥性1.四環(huán)素類3.5-9位的取代基為非活性必須基團，對其改造可改變其抗菌活性、化學穩(wěn)定性和藥代動力學性質(zhì)。4.6位碳可以硫原子替代，其抗菌作用優(yōu)于多西環(huán)素，并具有長效、抗菌譜廣、口服后有較高的濃度的特點。但其作用機制與四環(huán)素類不同，為干擾細胞質(zhì)膜功能，由于膜損傷，阻止了底物蓄積，引起細胞膜里輔因子的喪失，因而6-硫四環(huán)素的毒副作用比較大。29ppt課件3.5-9位的取代基為非活性必須基團，對其改造可改變其抗菌2.四環(huán)素類抗生素的作用機制和耐藥性

四環(huán)素類主要通過抑制核糖體蛋白質(zhì)的合成抑制細菌生長。四環(huán)素類與30S細菌核糖體亞單位結(jié)合，破壞tRNA和RNA之間的密碼子-反密碼子反應，因而阻止了氨酰-tRNA與核糖體受體A位點的結(jié)合，抑制細菌的生長，因此是廣譜的抗生素。由于四環(huán)素的長期使用，已發(fā)現(xiàn)了耐四環(huán)素的細菌。細菌對四環(huán)素類耐藥性主要是由于抗性造成的。原敏感均獲得抗性基因后就形成耐藥菌，這種抗性基因存在與質(zhì)?；蛞孜蛔又?。30ppt課件2.四環(huán)素類抗生素的作用機制和耐藥性30ppt課件四環(huán)素類抗生素的鑒別試驗1濃硫酸反應

四環(huán)素類抗生素遇硫酸立即產(chǎn)生顏色，不同的四環(huán)素類抗生素具有不同的顏色。根據(jù)不同的顏色變化可以區(qū)別各種四環(huán)素類抗生素。

鹽酸四環(huán)素呈深紫色

鹽酸金霉素呈藍色，漸變?yōu)殚蠙炀G色，加水后呈金黃色或棕黃色

鹽酸土霉素呈朱紅色，加水后變?yōu)辄S色

鹽酸多西環(huán)素呈黃色

鹽酸美他環(huán)素呈橙紅色31ppt課件四環(huán)素類抗生素的鑒別試驗1濃硫酸反應31ppt課件2三氯化鐵反應

本類抗生素分子結(jié)構中具有酚羥基，遇三氯化鐵試液即呈色。鹽酸四環(huán)素：紅棕色鹽酸金霉素：深褐色鹽酸土霉素：橙褐色鹽酸多西環(huán)素：褐色32ppt課件2三氯化鐵反應32ppt課件3薄層色譜法

設備簡單，操作容易，分離效果亦佳，中國藥典、都采用本法鑒別四環(huán)素類抗生素

本類抗生素及其降解產(chǎn)物在紫外光（365nm）下產(chǎn)生熒光，可用于檢出斑點并以對照品進行鑒別。33ppt課件3薄層色譜法33ppt課件4高效液相色譜法

中國藥典和USP（25）采用高效液相色譜法鑒別鹽酸土霉素、鹽酸四環(huán)素、鹽酸多西環(huán)素、鹽酸金霉素。

在含量測定項下記錄的色譜圖中，供試品主峰的保留時間應與對照品主峰的保留時間一致。34ppt課件4高效液相色譜法34ppt課件不良反應胃腸道反應刺激所致。惡心、嘔吐、腹部不適

等。飯后服減輕（但減少吸收）

二重感染敏感菌株受抑，不敏感菌株大量繁殖。35ppt課件不良反應35ppt課件對骨、牙生長的影響

沉積于骨、牙，與Ca2+結(jié)合變黃發(fā)育不全畸形、齲齒發(fā)育障礙禁用于妊娠４月以上的婦女8歲以內(nèi)的兒童36ppt課件對骨、牙生長的影響沉積于骨、牙，與Ca2+結(jié)合變黃畸形、齲肝、腎毒性

為長期口服或大劑量靜脈給藥所致，可致肝脂肪性壞死，加重腎功能不全，易發(fā)生于孕婦過敏反應

藥熱、皮疹、光敏性皮炎等，偶可致剝脫性皮炎6.

維生素缺乏

制造維生素B、K細菌受抑，致口角炎、舌炎、出血37ppt課件肝、腎毒性過敏反應37ppt課件第二節(jié)四環(huán)素的發(fā)酵工藝一生產(chǎn)菌種1金霉素生產(chǎn)菌種－金色鏈霉菌（S.aureofa-ciens）,通過在培養(yǎng)基中加入抑氯劑和氯的競爭劑時，則能合成95％的四環(huán)素。2諾卡菌屬（Nocardia）、馬杜拉放線菌屬（Actinomadura）等也能產(chǎn)生四環(huán)類抗生素四環(huán)素生產(chǎn)采用合成金霉素的金色鏈霉菌菌種，通過在特定的培養(yǎng)條件下，控制產(chǎn)生菌的生物合成方向，使其產(chǎn)生95%以上的四環(huán)素。38ppt課件第二節(jié)四環(huán)素的發(fā)酵工藝一生產(chǎn)菌種四環(huán)素生產(chǎn)采用合成金霉素3誘變育種采用的方法紫外線，氮芥、乙烯亞胺，放線素K等1959年，劉頤屏利用基因重組技術并結(jié)合誘變因素處理，獲得的金霉菌“重組2U-84”，發(fā)酵水平比出發(fā)菌株Uk-81提高40％。

同時還發(fā)現(xiàn)重組體菌株對誘變因素的敏感性增加，這樣更有利于獲得高產(chǎn)變種的機會。39ppt課件3誘變育種采用的方法39ppt課件4金霉菌的培養(yǎng)特征

金霉菌在馬鈴薯、葡萄糖等固體斜面培養(yǎng)基中生長時，營養(yǎng)菌絲能分泌黃金黃色色素，但其氣生菌絲卻沒有顏色。孢子在初形成時是白色的，在28℃培養(yǎng)5-7d，孢子從棕灰色轉(zhuǎn)變?yōu)榛液谏?金霉菌形態(tài)

孢子形狀一般呈圓形或橢圓形，也有方形或長方形，孢子在氣生菌絲上排列成鏈狀40ppt課件4金霉菌的培養(yǎng)特征40ppt課件6金色鏈霉菌沉沒培養(yǎng)的生長時期A第一期（原生菌絲期）孢子吸水膨脹，發(fā)芽，長出分枝，分枝旺盛而生長成一個菌絲團B第二期（次生菌絲期）菌絲團散開，主體菌絲兩側(cè)的次生菌絲延長、交織成網(wǎng)狀，菌絲分枝明顯C第三期（分泌期）菌絲趨短或中長狀，菌絲側(cè)枝中有中短分枝，菌絲中出現(xiàn)空胞，中后期菌絲更短，分枝減少，成短枝芽狀。D第四期（自溶期）菌絲形態(tài)趨模糊，最終自溶。41ppt課件6金色鏈霉菌沉沒培養(yǎng)的生長時期41ppt課件二種子制備及控制1孢子制備砂土管母斜面子斜面種子罐發(fā)酵罐影響因子：水、麩皮42ppt課件二種子制備及控制1孢子制備砂土管母斜面子斜面種子罐發(fā)酵罐2種子培養(yǎng)培養(yǎng)基：蛋白胨、花生餅粉、淀粉培養(yǎng)條件：30～32℃，24～27h標志：菌絲形態(tài)處于第二期末或第三期初；菌體處于代謝旺盛階段，C、N源明顯被利用；pH值下降后又上升，達到pH＝6.0左右；培養(yǎng)液因菌絲增加而粘稠，色澤逐漸帶黃色，有少量四環(huán)素出現(xiàn)影響因子：通氣、攪拌43ppt課件2種子培養(yǎng)43ppt課件三發(fā)酵控制四環(huán)素生產(chǎn)一般采用二級或三級發(fā)酵方式1培養(yǎng)基：N源：花生餅粉，黃豆餅粉，棉籽餅粉，硫酸銨，氯化銨，硝酸銨，尿素等（玉米漿）C源：淀粉，可溶性淀粉，葡萄糖，糖蜜，油脂等無機鹽：磷酸鹽44ppt課件三發(fā)酵控制四環(huán)素生產(chǎn)一般采用二級或三級發(fā)酵方式44ppt課

無機磷濃度是控制菌絲生長率的重要因子，也是金色鏈霉菌從生長期轉(zhuǎn)入抗生素合成期的關鍵因素。（表6-7）

高濃度的磷酸鹽能抑制產(chǎn)生菌體的戊糖循環(huán)途徑中的6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性，同時促進糖酵解速度，使菌體內(nèi)能產(chǎn)生NADPH的戊糖循環(huán)途徑受阻。還原性輔酶Ⅱ是四環(huán)素生物合成中的氫供體，另外磷酸鹽對合成四環(huán)素前體丙二酰CoA的合成有較強的抑制作用，所以生產(chǎn)中要控制發(fā)酵培養(yǎng)液中的磷酸鹽含量，保證通氣效果，提高發(fā)酵水平。45ppt課件無機磷濃度是控制菌絲生長率的重要因子，也是金色抑氯劑：抑氯劑對改變金霉素合成方向均有一定作用，但濃度較大時對產(chǎn)生菌都有不同程度的毒性，使用時應注意常用抑氯劑：

2，5-巰基1，3，4-噻二唑2-（二呋喃基）-5-巰基1，3，4-惡二唑46ppt課件抑氯劑：抑氯劑對改變金霉素合成方向均有一定作用，但濃度較大時其他金屬離子：

鐵，硼，鈷，鋰，鋅，鉬等消沫劑：植物油、動物油2培養(yǎng)溫度28～32℃3pH值pH＝6.0～6.84溶氧47ppt課件其他金屬離子：47ppt課件四環(huán)素的提取和精制48ppt課件四環(huán)素的提取和精制48ppt課件三四環(huán)素的提取和精制1發(fā)酵液預處理

草酸或草酸和無機酸的混合物調(diào)pH＝1.5～2.0，四環(huán)素轉(zhuǎn)入液體中。

注意：低溫、短時避免差向化49ppt課件三四環(huán)素的提取和精制1發(fā)酵液預處理49ppt課件2四環(huán)素提取2.1沉淀法

四環(huán)素發(fā)酵濾液，調(diào)pH＝9.0，加入氯化鈣，形成鈣鹽沉淀；

沉淀用草酸溶解，草酸鈣析出，過濾得濾液；

濾液調(diào)pH＝4.6～4.8，析出四環(huán)素粗堿；

粗堿再溶于草酸水溶液中，經(jīng)活性碳脫色，再調(diào)pH＝4.0，即得四環(huán)素堿成品。50ppt課件2四環(huán)素提取50ppt課件2.2離子交換法2.3四環(huán)素純化

四環(huán)素與尿素生成復合物而純化。51ppt課件2.2離子交換法51ppt課件利福平（rifampicin）1965為利福霉素的人工半合成品橙紅色廣譜抗菌52ppt課件利福平（rifampicin）為利福霉素的人工半合成品52p抗菌作用抗菌譜（廣）強1、G+、G-球菌：金葡、鏈、肺炎、腦膜炎2、TB3、麻風桿敏感G-桿菌：變形、大腸、流感衣原體、支原體某些病毒53ppt課件抗菌作用抗菌譜（廣）強1、G+、G-球菌：金葡、鏈、肺機理：抑制DNA依賴的RNA多聚酶

阻mRNA合成抑菌、殺菌耐藥性：易產(chǎn)生；不宜單用。可能是

RNA多聚酶β亞單位突變，結(jié)合54ppt課件機理：抑制DNA依賴的RNA多聚酶耐藥性：易產(chǎn)生臨床應用1、結(jié)核適合于各型結(jié)核，聯(lián)合用藥（加其他第一線藥）2、麻風為聯(lián)合用藥的必要組分，作用快、強3、其他細菌感染耐藥金葡及其他細菌感染：如：肺炎、肺膿腫、心內(nèi)膜炎、敗血癥、膽道感染、細菌性腦膜炎、沙眼、病毒性角膜炎等55ppt課件臨床應用1、結(jié)核適合于各型結(jié)核，聯(lián)合用藥55pp不良反應1、消化道刺激癥狀2、肝毒性：轉(zhuǎn)氨酶、肝腫大、黃疸等定期復查肝功能3、過敏反應：皮疹、藥熱、血小板及白細胞或“流感綜合征”—多見于大劑量間歇療法（1~2次/w）56ppt課件不良反應1、消化道刺激癥狀56ppt課件4、神經(jīng)系統(tǒng)：偶可有嗜睡、共濟失調(diào)、精神紊亂等5、致畸：早孕禁用6、誘導肝藥酶

自身誘導

加速某些藥物代謝：皮質(zhì)激素、雌激素、口服避孕藥、雙香豆素、普萘洛爾、地高辛、巴比妥類等57ppt課件4、神經(jīng)系統(tǒng)：偶可有嗜睡、共濟失調(diào)、精神紊亂等57ppt課件利福噴?。╮ifapentine）利福定（rifandin）特點1、抗菌機制、臨床應用、不良反應等均同利福平，有交叉耐藥2、利福噴汀為長效，2次/w與利福平每日給藥療效相當58ppt課件利福噴汀（rifapentine）特點58ppt課件思考題1．4-差向四環(huán)素及4-差向脫水四環(huán)素與四環(huán)素類在抗菌活性，人體毒性方面有何差別？在提煉過程中為何防止或減少差向異構？

2．金霉素、土霉素、四環(huán)素的產(chǎn)生菌各是什么？屬于那一類微生物？

3．四環(huán)素類抗生素發(fā)酵液預處理中為什么要分別加入草酸，黃血鹽，ZnSO4等物質(zhì)，且加入的順序是否可以顛倒呢？

4．四環(huán)素類抗生素發(fā)酵液預處理時，為何pH要控制在1.6～1.8之間？pH過高、過低對產(chǎn)品的質(zhì)量有何影響？

5．四環(huán)素類抗生素在臨床應用方面如何？

59ppt課件思考題1．4-差向四環(huán)素及4-差向脫水四環(huán)素與四環(huán)素類在抗菌在四環(huán)素類抗生素中,采用黃血鹽和硫酸鋅的協(xié)同作用生成亞鐵氰化鋅鉀的膠狀沉淀來吸附蛋白質(zhì);

60ppt課件在四環(huán)素類抗生素中,采用黃血鹽和硫酸鋅的協(xié)同作用生成亞鐵氰化第六章四環(huán)類抗生素一概述A四環(huán)類抗生素的理化性質(zhì)B化學性質(zhì)和降解反應二四環(huán)素的發(fā)酵工藝A生產(chǎn)菌種B種子制備及控制要點C影響發(fā)酵的因素及工藝控制要點三四環(huán)素的提取和精制61ppt課件第六章四環(huán)類抗生素一概述1ppt課件一概述四環(huán)素類抗生素為四并苯（Naphthacene）衍生物，具有十二氫化并四苯基本結(jié)構

DCBA62ppt課件一概述四環(huán)素類抗生素為四并苯（Naphthacene）DC發(fā)現(xiàn)1948年由金色鏈絲菌的培養(yǎng)液中分離出金霉素1950年從皸裂鏈絲菌培養(yǎng)液中分離出土霉素63ppt課件發(fā)現(xiàn)1948年由金色鏈絲菌的培養(yǎng)液中分離出金霉素3ppt課件1953年發(fā)現(xiàn)將Chlotetracycline脫去氯原子，可得到四環(huán)素隨后發(fā)現(xiàn)用在不含氯的培養(yǎng)基中生長的鏈霉菌菌株發(fā)酵可生產(chǎn)Tetracycline64ppt課件1953年發(fā)現(xiàn)將Chlotetracycline脫去氯原子，由放線菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素，包括金霉素（I）、土霉素（II）、四環(huán)素（III）及半合成的抗生素均是氫化并四苯的衍生物，具有共同的菲烷（母核）。

四環(huán)素類抗生素概況:65ppt課件由放線菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素，包括金霉素（I）、土霉素（II（I）R=C1，R’=H，加氯（金霉素）

（II）R=H，R’=OH，加氧（土霉素）

（III）R=R’=H(四環(huán)素)66ppt課件（I）R=C1，R’=H，加氯（金霉素）

（II）R=H，R有相似的抗菌譜理化性質(zhì)相近,均為黃色的結(jié)晶性粉末，味苦。在水中溶解度小。分子中含酚羥基和烯醇型羥基，顯弱酸性；同時含有二甲胺基顯弱堿性，故為兩性化合物；能溶于堿或酸液中。67ppt課件有相似的抗菌譜7ppt課件四環(huán)素片：其鹽酸鹽為黃色結(jié)晶性粉末；無臭，味苦；有引濕性；遇光色漸變深，在堿性溶液中易破壞失效。在水中溶解，在乙醇中略溶，在氯仿或乙醚中不溶。是廣譜抑菌劑，高濃度時具殺菌作用。68ppt課件四環(huán)素片：其鹽酸鹽為黃色結(jié)晶性粉末；無臭，味苦；有引濕性；遇天然四環(huán)素：

抗菌譜廣，可口服應用，方便。但由于細菌對

四環(huán)素類耐藥現(xiàn)象嚴重，對大多數(shù)常見致病菌

所致感染療效明顯降低，

金霉素現(xiàn)僅限于外用

土霉素已基本不用

四環(huán)素用于某些感染性疾病

半合成四環(huán)素：多西環(huán)素、米諾環(huán)素、美他環(huán)素抗菌譜廣抗菌活性較強耐藥菌株較少服藥次數(shù)少不良反應較輕69ppt課件天然四環(huán)素：半合成四環(huán)素：多西環(huán)素、米諾環(huán)素、美他環(huán)素9pp

抗菌作用

1.抗菌譜廣（1）對G+菌作用不及青霉素和頭孢菌素（2）對G-菌作用不及氨基糖苷類和氯霉素

（3）對支原體、衣原體、立克次體、某些螺旋體作用強。（5）對結(jié)核桿菌、綠膿桿菌、病毒、真菌無效70ppt課件抗菌作用10ppt課件臨床常用的有：

四環(huán)素、土霉素、

金霉素、多西環(huán)素等。按其抗菌活性大小順序依次為：

1、米諾環(huán)素、2、多西環(huán)素、3、美他環(huán)素、4、金霉素、5、四環(huán)素、6、土霉素。71ppt課件臨床常用的有：11ppt課件作用機制：四環(huán)類抗生素可與微生物核糖核蛋白30S亞基接合，通過抑制氨基酰-tRNA與起始復合物中核蛋白體的結(jié)合，阻斷蛋白質(zhì)合成時肽鏈的延長。(與核蛋白體30s亞基結(jié)合而抑制細菌蛋白質(zhì)的合成.引起細菌細胞膜通透性增加)四環(huán)類早期主要用于治療耐青霉素菌引起的感染。本類抗生素屬廣譜抗生素，對G＋和G－及立克次氏體和大病毒有抑制作用。72ppt課件作用機制：四環(huán)類抗生素可與微生物核糖核蛋白30S亞基接合，通四體感染（多為首選）

立克次體：斑疹傷寒、恙蟲病衣原體：鸚鵡熱，衣原體肺炎，沙眼衣原體引起的非淋菌性尿道炎、子宮頸炎、性病淋巴肉芽腫、沙眼支原體：支原體肺炎、盆腔炎螺旋體：回歸熱73ppt課件四體感染（多為首選）立克次體：斑疹傷寒、恙蟲病13ppt課件主要優(yōu)點是：抗菌譜廣、吸收好、副作用小、價格低廉、不引起過敏反應。但可能引起嚴重的胃腸道反應和嘔吐等。土霉素治“豬瘟”及“豬喘氣癥”的療效遠比四環(huán)素為好。從土霉素又可合成強力霉素和甲烯土霉素。由去甲基金霉素合成二甲胺四環(huán)素最經(jīng)濟方便。二甲胺四環(huán)素目前是四環(huán)類中評價最好的一種藥。

74ppt課件主要優(yōu)點是：抗菌譜廣、吸收好、副作用小、價格低廉、不引起過敏四環(huán)素牙75ppt課件四環(huán)素牙15ppt課件76ppt課件16ppt課件金霉素(氯四環(huán)素):副作用大目前只外用，用于治療麥粒腫(偷針眼)、結(jié)膜炎、沙眼飼料添加劑(獸用四環(huán)素類藥物）77ppt課件金霉素(氯四環(huán)素):17ppt課件應用注意事項宜空腹服藥，不宜與抗酸藥等藥同時服用，必須合用時，至少間隔3小時宜空腹服藥，不宜與抗酸藥等藥同時服用，必須合用時，至少間隔3小時肝腎功能不全者不宜用注意藥物相互作用78ppt課件應用注意事項宜空腹服藥，不宜與抗酸藥等藥同時服用，必須合用時1.四環(huán)類抗生素及其理化學性質(zhì)化學名6-甲基-4-(二甲氨基)-3,6,10,12,12a-五羥基-1,11-二氧代-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-八氫-2-并四苯甲酰胺(6-Methyl-4-(dimethylamino)-3,6,10,12,12a-pentahydroxy-1,11-dioxo-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-octahydro-2-naphthacenecarboxamide。79ppt課件1.四環(huán)類抗生素及其理化學性質(zhì)化學名19ppt課件一結(jié)構和物理性質(zhì)1、發(fā)色團：酮基和烯醇基

共軛雙鍵系統(tǒng)，決定顏色

和紫外特征吸收峰265nm、350nm2、兩性化合物

功能團：二甲胺基（pKa

=9.5）；酚羥基（pKa=7.5）；三羰基甲烷系統(tǒng)（

pKa=3.3）；pI=5.480ppt課件一結(jié)構和物理性質(zhì)1、發(fā)色團：酮基和烯醇基

共軛雙鍵系統(tǒng)，決3、溶解度：4＞PH＞8時，可得高濃度水溶液，過剩的酸能防止水解。pH=4.5-7.2則難溶于水。4、穩(wěn)定性：固體相當穩(wěn)定，可存放5年以上，效價無明顯下跌；溶液除DCTC（去甲基金霉素）外均不穩(wěn)定；對氧化劑包括空氣中的O2都不穩(wěn)定，堿性時特別易氧化，顏色變深。5、旋光性

81ppt課件3、溶解度：4＞PH＞8時，可得高濃度水溶液，過剩的酸能防止二化學性質(zhì)酸性條件下1脫水反應：在酸性條件下，四環(huán)素類抗生素C-6上的羥基和C-5a上氫發(fā)生消除反應，生成無活性橙黃色脫水物(Anhydrotetracycline)。由于C-6上的羥基與C-5a上的氫正好處于反式構型，在酸性條件下有利于發(fā)生消除反應。82ppt課件二化學性質(zhì)酸性條件下22ppt課件2差向化合物

在pH2-6條件下，C-4二甲胺基很易發(fā)生可逆反應的差向異構化，生成差向異構體（4-Epitetracycline）。3某些陰離子如磷酸根、枸椽酸根、醋酸根離子的存在，可加速這種異構化反應的進行。4位差向異構化產(chǎn)物在酸性條件也還會進一步脫水生成脫水差向異構化產(chǎn)物。83ppt課件2差向化合物23ppt課件

四環(huán)素類藥物的脫水產(chǎn)物及差向異構體的抗菌活性均減弱或消失。差向異構體的活性不僅減弱，而且毒性為四環(huán)素的2-3倍，主要毒性為可引起Fanconi綜合征，腎小管的在吸收功能受損，產(chǎn)生煩渴、蛋白尿、糖尿、氨基酸尿、低血鉀、高尿酸血癥和酸中毒。四環(huán)素與其4-差向異構體在一定的條件下以動態(tài)平衡關系而互存。因此各國藥典都對其含量進行不程度的控制。84ppt課件

四環(huán)素類藥物的脫水產(chǎn)物及差向異構體的抗菌活性均減弱或消失。85ppt課件25ppt課件堿性條件下（C環(huán)上反應）

在堿性條件下，由于OH-的作用，C-6上的羥基形成氧負離子，向C-11發(fā)生分子內(nèi)親核進攻，經(jīng)電子轉(zhuǎn)移，C環(huán)破裂，生成無活性的具有內(nèi)酯結(jié)構的異構體(isotetracycline)。86ppt課件堿性條件下（C環(huán)上反應）26ppt課件與金屬離子的反應（B,C環(huán)上反應）

四環(huán)素類抗生素藥物分子中含有許多羥基、烯醇羥基及羰基，在近中性條件下能與多種金屬離子形成不溶性螯合物。與鈣或鎂離子形成不溶性的鈣鹽或鎂鹽，與鐵離子形成紅色絡合物；與鋁離子形成黃色絡合物。87ppt課件與金屬離子的反應（B,C環(huán)上反應）27ppt課件二、四環(huán)素類抗生素的構效關系及作用機制和耐藥性1.四環(huán)素類抗生素的構效關系1.四環(huán)素類抗生素結(jié)構中的四環(huán)是生物活性所必須的結(jié)構，A環(huán)中1-4位的取代基是抗菌活性基本藥效團，改變其結(jié)構活性消失，僅可在酰胺基上的氫進行改變理化性質(zhì)的前藥修飾。2.C11-C12a位的雙酮系統(tǒng)結(jié)構對抗菌活性至關重要。88ppt課件二、四環(huán)素類抗生素的構效關系及作用機制和耐藥性1.四環(huán)素類3.5-9位的取代基為非活性必須基團，對其改造可改變其抗菌活性、化學穩(wěn)定性和藥代動力學性質(zhì)。4.6位碳可以硫原子替代，其抗菌作用優(yōu)于多西環(huán)素，并具有長效、抗菌譜廣、口服后有較高的濃度的特點。但其作用機制與四環(huán)素類不同，為干擾細胞質(zhì)膜功能，由于膜損傷，阻止了底物蓄積，引起細胞膜里輔因子的喪失，因而6-硫四環(huán)素的毒副作用比較大。89ppt課件3.5-9位的取代基為非活性必須基團，對其改造可改變其抗菌2.四環(huán)素類抗生素的作用機制和耐藥性

四環(huán)素類主要通過抑制核糖體蛋白質(zhì)的合成抑制細菌生長。四環(huán)素類與30S細菌核糖體亞單位結(jié)合，破壞tRNA和RNA之間的密碼子-反密碼子反應，因而阻止了氨酰-tRNA與核糖體受體A位點的結(jié)合，抑制細菌的生長，因此是廣譜的抗生素。由于四環(huán)素的長期使用，已發(fā)現(xiàn)了耐四環(huán)素的細菌。細菌對四環(huán)素類耐藥性主要是由于抗性造成的。原敏感均獲得抗性基因后就形成耐藥菌，這種抗性基因存在與質(zhì)?；蛞孜蛔又?。90ppt課件2.四環(huán)素類抗生素的作用機制和耐藥性30ppt課件四環(huán)素類抗生素的鑒別試驗1濃硫酸反應

四環(huán)素類抗生素遇硫酸立即產(chǎn)生顏色，不同的四環(huán)素類抗生素具有不同的顏色。根據(jù)不同的顏色變化可以區(qū)別各種四環(huán)素類抗生素。

鹽酸四環(huán)素呈深紫色

鹽酸金霉素呈藍色，漸變?yōu)殚蠙炀G色，加水后呈金黃色或棕黃色

鹽酸土霉素呈朱紅色，加水后變?yōu)辄S色

鹽酸多西環(huán)素呈黃色

鹽酸美他環(huán)素呈橙紅色91ppt課件四環(huán)素類抗生素的鑒別試驗1濃硫酸反應31ppt課件2三氯化鐵反應

本類抗生素分子結(jié)構中具有酚羥基，遇三氯化鐵試液即呈色。鹽酸四環(huán)素：紅棕色鹽酸金霉素：深褐色鹽酸土霉素：橙褐色鹽酸多西環(huán)素：褐色92ppt課件2三氯化鐵反應32ppt課件3薄層色譜法

設備簡單，操作容易，分離效果亦佳，中國藥典、都采用本法鑒別四環(huán)素類抗生素

本類抗生素及其降解產(chǎn)物在紫外光（365nm）下產(chǎn)生熒光，可用于檢出斑點并以對照品進行鑒別。93ppt課件3薄層色譜法33ppt課件4高效液相色譜法

中國藥典和USP（25）采用高效液相色譜法鑒別鹽酸土霉素、鹽酸四環(huán)素、鹽酸多西環(huán)素、鹽酸金霉素。

在含量測定項下記錄的色譜圖中，供試品主峰的保留時間應與對照品主峰的保留時間一致。94ppt課件4高效液相色譜法34ppt課件不良反應胃腸道反應刺激所致。惡心、嘔吐、腹部不適

等。飯后服減輕（但減少吸收）

二重感染敏感菌株受抑，不敏感菌株大量繁殖。95ppt課件不良反應35ppt課件對骨、牙生長的影響

沉積于骨、牙，與Ca2+結(jié)合變黃發(fā)育不全畸形、齲齒發(fā)育障礙禁用于妊娠４月以上的婦女8歲以內(nèi)的兒童96ppt課件對骨、牙生長的影響沉積于骨、牙，與Ca2+結(jié)合變黃畸形、齲肝、腎毒性

為長期口服或大劑量靜脈給藥所致，可致肝脂肪性壞死，加重腎功能不全，易發(fā)生于孕婦過敏反應

藥熱、皮疹、光敏性皮炎等，偶可致剝脫性皮炎6.

維生素缺乏

制造維生素B、K細菌受抑，致口角炎、舌炎、出血97ppt課件肝、腎毒性過敏反應37ppt課件第二節(jié)四環(huán)素的發(fā)酵工藝一生產(chǎn)菌種1金霉素生產(chǎn)菌種－金色鏈霉菌（S.aureofa-ciens）,通過在培養(yǎng)基中加入抑氯劑和氯的競爭劑時，則能合成95％的四環(huán)素。2諾卡菌屬（Nocardia）、馬杜拉放線菌屬（Actinomadura）等也能產(chǎn)生四環(huán)類抗生素四環(huán)素生產(chǎn)采用合成金霉素的金色鏈霉菌菌種，通過在特定的培養(yǎng)條件下，控制產(chǎn)生菌的生物合成方向，使其產(chǎn)生95%以上的四環(huán)素。98ppt課件第二節(jié)四環(huán)素的發(fā)酵工藝一生產(chǎn)菌種四環(huán)素生產(chǎn)采用合成金霉素3誘變育種采用的方法紫外線，氮芥、乙烯亞胺，放線素K等1959年，劉頤屏利用基因重組技術并結(jié)合誘變因素處理，獲得的金霉菌“重組2U-84”，發(fā)酵水平比出發(fā)菌株Uk-81提高40％。

同時還發(fā)現(xiàn)重組體菌株對誘變因素的敏感性增加，這樣更有利于獲得高產(chǎn)變種的機會。99ppt課件3誘變育種采用的方法39ppt課件4金霉菌的培養(yǎng)特征

金霉菌在馬鈴薯、葡萄糖等固體斜面培養(yǎng)基中生長時，營養(yǎng)菌絲能分泌黃金黃色色素，但其氣生菌絲卻沒有顏色。孢子在初形成時是白色的，在28℃培養(yǎng)5-7d，孢子從棕灰色轉(zhuǎn)變?yōu)榛液谏?金霉菌形態(tài)

孢子形狀一般呈圓形或橢圓形，也有方形或長方形，孢子在氣生菌絲上排列成鏈狀100ppt課件4金霉菌的培養(yǎng)特征40ppt課件6金色鏈霉菌沉沒培養(yǎng)的生長時期A第一期（原生菌絲期）孢子吸水膨脹，發(fā)芽，長出分枝，分枝旺盛而生長成一個菌絲團B第二期（次生菌絲期）菌絲團散開，主體菌絲兩側(cè)的次生菌絲延長、交織成網(wǎng)狀，菌絲分枝明顯C第三期（分泌期）菌絲趨短或中長狀，菌絲側(cè)枝中有中短分枝，菌絲中出現(xiàn)空胞，中后期菌絲更短，分枝減少，成短枝芽狀。D第四期（自溶期）菌絲形態(tài)趨模糊，最終自溶。101ppt課件6金色鏈霉菌沉沒培養(yǎng)的生長時期41ppt課件二種子制備及控制1孢子制備砂土管母斜面子斜面種子罐發(fā)酵罐影響因子：水、麩皮102ppt課件二種子制備及控制1孢子制備砂土管母斜面子斜面種子罐發(fā)酵罐2種子培養(yǎng)培養(yǎng)基：蛋白胨、花生餅粉、淀粉培養(yǎng)條件：30～32℃，24～27h標志：菌絲形態(tài)處于第二期末或第三期初；菌體處于代謝旺盛階段，C、N源明顯被利用；pH值下降后又上升，達到pH＝6.0左右；培養(yǎng)液因菌絲增加而粘稠，色澤逐漸帶黃色，有少量四環(huán)素出現(xiàn)影響因子：通氣、攪拌103ppt課件2種子培養(yǎng)43ppt課件三發(fā)酵控制四環(huán)素生產(chǎn)一般采用二級或三級發(fā)酵方式1培養(yǎng)基：N源：花生餅粉，黃豆餅粉，棉籽餅粉，硫酸銨，氯化銨，硝酸銨，尿素等（玉米漿）C源：淀粉，可溶性淀粉，葡萄糖，糖蜜，油脂等無機鹽：磷酸鹽104ppt課件三發(fā)酵控制四環(huán)素生產(chǎn)一般采用二級或三級發(fā)酵方式44ppt課

無機磷濃度是控制菌絲生長率的重要因子，也是金色鏈霉菌從生長期轉(zhuǎn)入抗生素合成期的關鍵因素。（表6-7）

高濃度的磷酸鹽能抑制產(chǎn)生菌體的戊糖循環(huán)途徑中的6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性，同時促進糖酵解速度，使菌體內(nèi)能產(chǎn)生NADPH的戊糖循環(huán)途徑受阻。還原性輔酶Ⅱ是四環(huán)素生物合成中的氫供體，另外磷酸鹽對合成四環(huán)素前體丙二酰CoA的合成有較強的抑制作用，所以生產(chǎn)中要控制發(fā)酵培養(yǎng)液中的磷酸鹽含量，保證通氣效果，提高發(fā)酵水平。105ppt課件無機磷濃度是控制菌絲生長率的重要因子，也是金色抑氯劑：抑氯劑對改變金霉素合成方向均有一定作用，但濃度較大時對產(chǎn)生菌都有不同程度的毒性，使用時應注意常用抑氯劑：

2，5-巰基1，3，4-噻二唑2-（二呋喃基）-5-巰基1，3，4-惡二唑106ppt課件抑氯劑：抑氯劑對改變金霉素合成方向均有一定作用，但濃度較大時其他金屬離子：

鐵，硼，鈷，鋰，鋅，鉬等消沫劑：植物油、動物油2培養(yǎng)溫度28～32℃3pH值pH＝6.0～6.84溶氧107ppt課件其他金屬離子：47ppt課件四環(huán)