Können Ampicillin-resistente Bakterien die Penicillin-Platte überleben?

In meiner Molekularbiologie-Klasse wurde uns eine Fangfrage gestellt:

Wenn das Bakterium ein Plasmid hat, das ihm Ampicillin-Resistenz verleiht, können die Bakterien überleben, wenn sie in Penicillin gegeben werden?

Ich habe darüber nachgedacht und gesagt, dass es nicht geht, da sich amp von Pen durch eine zusätzliche Aminosäure unterscheidet, die den Bakterien schaden könnte, entspricht die Antwort dem Klassenmaterial, aber amp ist als Breitbandantibiotikum bekannt ... sollte ich auch Gehen Sie mit dem Klassenstrom, der von der experimentellen Annahme angelockt wird, und nehmen Sie an, dass er stirbt, oder bestehen Sie darauf, ob er überleben wird? Ich bin an dieser Stelle wirklich verwirrt, jede Eingabe wird geschätzt

Antworten (3)

Keine der beiden gegebenen Antworten gibt die vollständige Antwort, beide berühren sie aus unterschiedlichen Perspektiven, aber keine spricht sie vollständig an.

Angesichts Ihrer Beschreibung klingt es so, als würde die Frage im Zusammenhang mit einem Laborstamm gestellt.

Plasmide für Ampicillin-Resistenz tragen das AmpR-Gen auf sich, das für das Enzym Beta-Lactamase kodiert.

Beta-Lactamase hydrolysiert den Beta-Lactamring, der der 4-gliedrige Ring ist, der die Carbonylgruppe und den Stickstoff im Ring hat.

Anschließend decarboxyliert es die Carboxygruppe, die aus der Hydrolyse resultiert, und beseitigt die Bedrohung für die Fähigkeit der Bakterien, Zellwände zu bilden, wie Chris erklärt.

Da sowohl Ampicillin als auch Penicillin eng verwandte Beta-Lactam-Antibiotika sind und dieselbe Beta-Lactam-Ringeinheit haben, die das Substrat von Beta-Lactamase ist, werden beide Moleküle durch das Enzym neutralisiert und die Bakterienzellen teilen sich und werden nicht an der Bildung gehindert eine Zellwand.

Die Ablehnungen ohne Erklärung machen überhaupt keinen Sinn. Sowohl die Antwort, die @Chris gegeben hat, als auch die Antwort, die ich gegeben habe, sind sachlich richtig. Ampicillin und Penicillin sind Beta-Lactam-Antibiotika und die Resistenz gegen sie wird durch das Beta-Lactamase-Enzym bereitgestellt. Da die Frage Plasmid und nicht F-Faktor sagte, sprechen wir von Transformation und nicht von Konjugation. Im Labor verwenden Sie ein Plasmid mit AmpR, um Resistenz zu verleihen, und so ziemlich jedes der üblichen Beta-Lactam-Antibiotika wird von Transformanten resistent sein.
Aus Interesse: Warum die Ablehnung? Was ist falsch an dieser Antwort, was muss geändert werden?

Kurze Antwort: Ihre Annahme ist falsch und Bakterien, die gegen Penicillin resistent sind, sind auch gegen Ampicillin resistent.

Lange Antwort: Es gibt verschiedene Klassen von Antibiotika, die unterschiedliche Wirkmechanismen haben. Penicillin (und auch Ampicillin) gehören zur Klasse der Beta-Lactam-Antibiotika, die ein irreversibler Hemmer der bakteriellen Transpeptidase sind , die für die ordnungsgemäße Bildung der bakteriellen Zellwand benötigt wird.

Es gibt eine Reihe verschiedener natürlich vorkommender Penicilline sowie einige, die durch Modifikationen der allgemeinen Struktur erzeugt wurden. Die allgemeine chemische Formel für diese ist unten angegeben (aus dem Wikipedia-Artikel), die verschiedenen Penicilline unterscheiden sich nur in der im Molekül (oben links) gezeigten "-R"-Gruppe:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie nun Penicillin G (das natürlich vorkommt und immer noch verwendet wird) und Ampicillin nebeneinander vergleichen, werden Sie sehen, dass der Unterschied nicht sehr groß ist, im Grunde nur eine Aminogruppe:

Penicillin GAmpicillinLinks Penicillin G, rechts Ampicillin.

Der Unterschied dieser einen Aminogruppe macht Ampicillin polarer und ermöglicht es ihm, die Zellwand einiger gramnegativer Bakterien zu durchdringen (die Hauptwirkung richtet sich gegen grampositive Bakterien).

Die Ablehnungen ohne Erklärung machen überhaupt keinen Sinn. Sowohl die Antwort, die @Chris gegeben hat, als auch die Antwort, die ich gegeben habe, sind sachlich richtig. Ampicillin und Penicillin sind Beta-Lactam-Antibiotika und die Resistenz gegen sie wird durch das Beta-Lactamase-Enzym bereitgestellt. Da die Frage Plasmid und nicht F-Faktor sagte, sprechen wir von Transformation und nicht von Konjugation. Im Labor verwenden Sie ein Plasmid mit AmpR, um Resistenz zu verleihen, und so ziemlich jedes der üblichen Beta-Lactam-Antibiotika wird von Transformanten resistent sein.
Aus Interesse: Warum die Ablehnung? Was ist falsch an dieser Antwort, was muss geändert werden?

Meine erste Reaktion auf Ihre Frage war, dass es auf den Widerstandsmechanismus ankommen würde. Wie Chris betonte, unterscheidet sich Ampicillin von Penicillin nur durch die Hinzufügung einer Aminogruppe am Alpha-Kohlenstoff des Amids. Während die Ähnlichkeit darauf hindeuten könnte, dass Resistenz gegen das eine Antibiotikum Resistenz gegen das andere verleiht, bietet die Aminogruppe ein Mittel, um zwischen den beiden zu unterscheiden, und durch die Zufälle der Evolution könnte ich mir Fälle vorstellen, in denen Bakterien eine Resistenz gegen ein Antibiotikum entwickelt haben, während sie dafür anfällig bleiben das andere. Dieses Papier beschreibt Penicillin-resistenten, aber Ampicillin-anfälligen Enterococcus faecalisaus klinischen Proben isolierte Stämme. Während dies etwas von dem gegenteiligen Szenario Ihrer Frage beschreibt, sehe ich keinen Grund, eindeutig zu sagen, dass Ampicillinresistenz Penicillinresistenz impliziert.

Bei Laborstämmen mit dem AmpR-Gen, das Beta-Lactamase auf einem Plasmid codiert, ist dies der Fall, und basierend auf dem Wortlaut der Frage werde ich sagen, dass es sich um Laborstämme auf Amp- oder Pen-Platten handelt. Der Artikel, den Sie verlinkt haben to gibt keine Erklärung der Methode des Widerstands. Es könnte sehr gut sein, dass diese Bakterien eine andere Form der Resistenz haben als Beta-Lactamase, und es könnte sein, dass die größere Polarität von Ampicillin, wie Chris betonte, es wirksamer gegen diese Bakterien macht.
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