Title: T4 / BV6 / Modul 3 / Antibiotika

Q: Vad är ex på en beta-laktamer?
A: Penicillin

Q: Hur fungerar beta-laktamerer?
A: - Inhiberar cellväggsyntes

Q: Vad har alla beta-laktamerer?
A: - Alla Beta-laktamer antibiotika har en laktamring (aktiva delen av antibiotika)

Q: Hur ser den kemiska strukturen ut för beta-laktamerer?
A: B-laktam antibiotika har en
kemisk struktur som liknar D-ala-D-ala (gör cross-links för peptidoglykan)
substratet av PBPs

Q: Vilken typ av antibiotika är de flesta antibiotika?
A: De flesta
cellväggsyntesinhibitorer är B-laktam antibiotika

Q: Hur kan beta-laktamer delas upp?
A: Det finns olika kategorier
beroende på dess kemiska struktur

Q: Vad är verkningsmekanismen hos beta-laktamer (på PBPs)?
A: 1. PBPs binder B-laktam antibiotika ISTÄLLET för D-ala-D-ala
2. PBP kan då inte utföra sin normala uppgift (att göra cross-links) då den redan bundits upp av antibiotika
3. När de ej kan bilda cross-links kan peptidoglykan ej bildas ordentligt och cellväggen faller isär

Q: Hur fungerar glykopeptider (antibiotika)?
A: - Inhiberar cellväggsyntes

Q: Vad är ex på glykopeptider (antibiotika)?
A: vankomycin

Q: Vad är VM hos glykopeptider (antibiotika)?
A: 1. Binder D-ala-D-ala
2. Detta blockerar bindingen av PBPs till D-ala-D-ala
3. PBPs kan inte genomföra sin normala uppgift
4. Inga cross-links skapas och peptidoglykan kan ej bildas ordentligt och cellväggen faller isär

Q: Vad sker med bakterier som förlorar sin cellvägg?
A: Utan en intakt cellvägg
bakterier börjar lysera (explodera)

Q: Hur fungerar tetracykliner?
A: - Inhiberar 30S (liten) subenheten (protein syntetisering-translation)

Q: Vad är ex på en tetracyklin?
A: Tetracyklin

Q: Vad är VM hos tetracykliner?
A: 1. Tetracykliner binder till A-siten på den lilla (30S) ribosomala subenheten)
2. Detta blockerar A-siten, vilket förhindrar inkommande tRNA att binda till A-siten
3. Detta förhindrar proteinsyntes (då inga nya aa kan komma in)

Q: Hur fungerar macrolider?
A: - Inhiberar 50S (stor) subenhet:

Q: Vad är ex på macrolider?
A: Erytromycin

Q: Hur går proteiner i bakteriers ribosom?
A: - Peptidkedjan går ur ribosomen genom en kanal som kallas för NPET (Nascent peptide exit tunnel)
  - NPET → nya syntetiserade peptider kommer ut ur ribosomen

Q: Vad är VM hos macrolider?
A: 1. Macrolides binder på insidan av NPET
2. Detta blockerar elongation av peptidkedjan
3. Peptiden kan då inte komma ut från ribosomen, detta förhindrar alltså proteinsyntes

Q: vad är ex på en kinolon?
A: Ciprofloxaxin

Q: Vad är VM hos kinoloner?
A: - Inhiberar re-ligations aktiviteten av gyraset (resterande funktioner kvarstår, dvs den kan fortfarande klippa men inte limma)
- Gyrase → enzym som inhibererar att DNA ska bli övertwisted
- Detta leder till en "broken DNA"

Q: Vad är bakteriostatisk?
A: - Bakteriostatisk → Förhindrar tillväxt av bakterier

Q: vad är bacteriocidal?
A: - Bakteriocidal → Subastans som dödar bakterier(?)

Q: Hur fungerar antibiotika, kort?
A: - Måltavla mot specifika delar av bakterien:
  - Proteiner som replikerar och transkriberar
  - Ribosomer
  - Cellvägg

Q: Vad är peptidoglykan viktigt för?
A: - Peptidoglycan → viktigt för strukturen av bakterien, utan peptidoglykan kan inte bakterien upprätthålla sin struktur

Q: Vad binds peptidoglykan-monomererna ihop av?
A: Transpeptidaser (proteiner) eller penicillin-bindning proteins (PBPs)  binder ihop peptidoglykan-monomererna

Q: Vad består en bakteriell ribosom av?
A: - Bakteriell ribosom består av 2 subenheter:
  - 30S subenhet (liten)
  - 50S subenhet (stor)

Q: Vilka tRNA binding sites finns i den bakteriella ribosomen?
A: - 3 tRNA binding sites:
  - A: Aminoacyl site
  - P: Peptidyl site
  - E: Exit site

Q: I vilket stadie är den bakteriella kromosomen?
A: Den bakteriella kromosmen är
supercoiled

Q: Hur sker bakteriell kromosomreplikation?
A: - Under replikation, the bacterial DNA is opened up for proteins involved in DNA replication (DNA replication bubble)
- Under replikation, progression of the replication fork cause the DNA to be overwound (on one side) medan den andra sidan är unwould (bra)
- För att underlätta replikation, finns enzymet gyras som unwinds these overwound regions

Q: Hur fungerar gyras?
A: - Gyraset binder först till en twisted region
- The gyrase makes a double-strand cut in one segment, passes the other segment through the cut and re-ligates the cut segment

Q: What happens to one area of the bacterial DNA molecule when allowing replication?
A: During replication one area of the DNA molecule is unwound to allow replication, causing other areas to be overwound

Q: How does the DNA gyrase release overwound regions?
A: - By creating double-strand breaks to allow another DNA segment to pass through the cut
- Re-joining (religating) the cut strands

Q: What does ciprofloxacin target?
A: Cirpofloxacin targets the DNA gyrase but inhibits ONLY its religating ability -> The DNA is still cut, but never religated

Q: Vad är resistenta bakterier kapabla till att göra och vad sker då?
A: Resistenra bakterier är kapabla
att replikera → kommer ta över hela populationen → swift från mainly
susceptible bakterier till mainly resistenta bakterier

Q: Var återfinns antibiotika och bakterier?
A: - Antibiotika och bakterier befinner sig överallt:
  - 50-70% av de mediciniska betydelsefulla antibiotika används i boskap och inte människor → genom vatten de hamnar i oss människor till slut

Q: Vad påverkar anv av antibiotika?
A: - Använding av antibiotika påverkar induktion av resistens utveckling och propagation pga:
  - Högre mutationsfrekvens och högre frekvens av horisontal gene transfer (HGT) av resistens

Q: Vad är HGT?
A: - Physical translocation av DNA mellan två celler
- kan ske mellan två olika kloner av samma art eller olika arter och olika genera

Q: Vad höjer exposure to antibiotics?
A: Höjer HGT

Q: Vilken SOS-respons har bakterier till antibiotika?
A: - Bakteriell respons till stress
- Stress kan förekommer genom exponering till antibiotika

Q: Vad är resultatet av aktivering av SOS-responsen i bakterier?
A: - Ökad mutation rate
- Ökad konjugation (plasmider som är på den bakterie kommer börja konjugering till en annan bakterie för att den är stressad)
- Ökad transformation (tar upp mer extracellulär DNA för att DNA som kan skydda dem)
- Aktivering av phage lytic cycle (bakterien vill flytta till en anna värdorganism)

Q: Vad gör man genom att exponera bakterien för antibiotika?
A: - Summan : Genom att exponera bakterien till antibiotika → ökar antibiotika resistens utveckling och spread

Q: Vad är majoriteten av antibiotika?
A: - Majority av antibiotika är naturliga produkter

Q: Var kan antibiotika hittas?
A: Antibiotika kan hittas i a wide
diversity environments

Va där ex på antibiotika som riktar in sig på cellväggen?

What is a peptidoglycan monomer composed of?

How is the peptidoglycan chain assembled?

Q: What is an ex of a Penicillin binding protein (PBP)?
A: Transpeptidases

What do transpeptidases do?

What do PBPs do and what are their substrates?

What is the active part of B-lactams?

WHat is the B-lactam structure similar to?

What do B-lactam antibiotics target?

Q: What do B-lactams do?
A: - B-lactams inhibit PBPs
- PBPs will bidn the B-latcam antibiotics instead of the D-ala-D-ala

Q: What do vancomycin bind?
A: - Vancomycin binds D-ala, D-ala
- By binding the D--ala, D-ala vancomycin blocks binding of the PBPs

Q: What happens when vancomycin binds D-ala, D-ala?
A: PBPs cannot carry out their biological function of they dont have access to D-ala, D-ala

Q: What happens when cell wall synthesis stops?
A: Without an intact cell wall, bacteria will start to lysate (i.e. explode)

What is the bacterial clel wall composed of?

What does peptidoglycan synthesis depend on?

What are ex of antibiotics that inhibit cell wall synthesis?

How does penicillin vs vancomyin work?

What are ex of antibiotics that inhibit protein synthesis (50S inhibitors)

What are ex of antibiotics that inhibit protein synthesis (30S inhibitors)

What is transscription and translation?

Q: What does the bacterial ribosome (70S) do?
A: Translates (reads) mRNA into proteins

What is the bacterial ribosome (70S) composed of?

What does tRNA do?

What does tRNA do during translation?

Q: What are ex of antibiotics that inhibit protein synthesis?
A: - Tetracycline: 30S ribosomal subunit
- Macrolides: 50S ribosomal subunit

How do tetracyclins inhibit protein syntesis?

Q: What is the Nascent peptide exit tunnel (NPET)?
A: The growing peptide chain exits the ribosome trhough the NPET

Q: How do macrolides work?
A: - Macrolides bind to the 50S subunit at the NPET
- By binding inside the NPET, macrolides (ex. erytromycin) block the elongation of the peptide chain

Q: What is an ex of a macrolid(es)?
A: Erythromycin

What do different protein synthesis inhibition antibiotics target?

What are some ex of antibiotics that target replication and transcription?

Q: What happens initially in bacterial chromosome replication?
A: During replication, the bacterial DNA is opened-up for proteins involved in DNA replication

Q: What does chromosome replication cause?
A: Supercoiling

How is supercoiling caused during replication?

Q: What does gyrase do in replication?
A: - The gyrase binds a twisted region
- The gyrase makes a double-strand cut in one segment, passes the other segment through the cut, and re-ligates the cut segment

Q: What is ex of a quinolone?
A: Ciprofloxacin

Q: What does ciprofloxacin do?
A: Inhibits the re-ligation activity of the gyrase

Q: What happens with the coiling of bacterial DNA during replication?
A: - Bacterial DNA is supercoiled
- During replication one area of the DNA molecule is unwound to allow replication, causing other areas to be overwound

How does the DNA gyrase release overwound regions?

How does ciprofloxacin work?