Medikamente wie Tetracycline, Makrolide und Aminoglykoside binden an prokaryotische Ribosomen. Es ist interessant, dass auch unser Körper mit Mitochondrien, die prokaryotische Ribosomen haben, wenig (?) Wirkung zu sehen ist. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Wirkung geringer ausfällt, da es sich um Organellen handelt. Die Wirkung von Azithromycin auf Parasiten wie Toxoplasma und Plasmodium beruht auf seiner Wirkung auf die Plastiden, die diese Apicomplexane haben ( Castro-Filice et al. 2014 ).
Es gibt zwei allgemeine Punkte, die in Bezug auf diese Frage gewürdigt werden sollten:
Ihre Aussage, dass Mitochondrien „prokaryotische Ribosomen haben“, ist eine irreführende Vereinfachung. Obwohl angenommen wird, dass Mitochondrien und Plastiden von Eubakterien abstammen – und ihre Ribosomen einige Ähnlichkeiten in der Antibiotikaempfindlichkeit aufweisen – unterscheiden sich die Strukturen ihrer großen rRNAs (ebenso wie die ihrer kleinen rRNAs und ihrer ribosomalen Proteine). Dies ist wichtig, da die große rRNA (das Äquivalent von 23S-rRNA in E. coli ) das Ziel vieler Antibiotika ist, einschließlich der Makrolid-Antibiotika, zu denen Azithromycin gehört.
In- vitro- Experimente haben gezeigt, dass menschliche mitochondriale Ribosomen gegenüber einigen Makrolid-Antibiotika, die eubakterielle Ribosomen hemmen, nicht empfindlich sind, während dies bei einigen niederen Eukaryoten der Fall ist .
Daher sollte es nicht besonders überraschen, dass Makrolid-Antibiotika menschliche Mitochondrien nicht beeinflussen oder dass sie Toxiplasma usw. beeinflussen, deren Ribosomen in den Apicoplasten in vitro empfindlich auf diese Antibiotika reagieren – vermutlich aufgrund ihrer rRNA-Struktur im spezifischen Ziel Region.
Eine Antwort auf die Frage in Ihrem Titel scheint eine Erklärung der molekularen Grundlagen dieser unterschiedlichen Empfindlichkeiten zu erfordern. Es wird angenommen (wenn auch nicht definitiv bewiesen), dass dies die Identität der Base an Position äquivalent zu 2058 von E. coli 23S rRNA ist: jene Ribosomen, die empfindlich auf Antibiotika reagieren, haben die Base A an dieser Position, während diejenigen, die resistent sind, die Base G haben.
Verweise
Die Endosymbiontentheorie besagt, dass eukaryotische Mitochondrien einst frei lebende Bakterien waren, die irgendwie in die Zelle einwanderten und eine symbiotische Beziehung eingingen.
Aber gerade weil die Mitochondrien in menschlichen Zellen prokaryotischen Ursprungs sind, handelt es sich um entfernte Beziehungen, die überaus alt sind. Die Ribosomen heutiger Bakterien (auf die einige Klassen von Antibiotika abzielen) sind NICHT die gleichen wie die Ribosomen der Mitochondrien. Die Strukturen und physikalischen Eigenschaften der mitochondrialen Ribosomen sowie viele der Gene innerhalb der mitochondrialen DNA unterscheiden sich erheblich von denen ihrer früheren prokaryotischen Vorfahren. Hier ist ein Link zu einem Open-Access-Manuskript , das einige der Unterschiede zwischen menschlichen, bakteriellen und mitochondrialen Ribosomen erörtert.
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Vance L. Albaugh
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