1. Nhóm Ức Chế Tổng Hợp Acid Nucleic
1.1 Fluoroquinolones (Ciprofloxacin, Levofloxacin, Moxifloxacin)
Đây là nhóm kháng sinh tổng hợp hoàn toàn, có khả năng diệt khuẩn mạnh và thấm tốt vào mô.
- Cơ chế: Thuốc ức chế hai enzyme topoisomerase loại II quan trọng của vi khuẩn: DNA gyrase (Topoisomerase II) và Topoisomerase IV.
- DNA gyrase: Chịu trách nhiệm tháo xoắn siêu xoắn âm của DNA trước khi sao chép. Ức chế enzyme này là cơ chế chính trên vi khuẩn Gram âm.
- Topoisomerase IV: Chịu trách nhiệm tách hai nhiễm sắc thể con đan xen nhau (decatenation) sau khi sao chép để phân chia tế bào. Đây là đích chính trên vi khuẩn Gram dương.
- Việc ức chế các enzyme này tạo ra các phức hợp thuốc-enzyme-DNA bền vững, ngăn cản nối lại chuỗi DNA sau khi cắt, dẫn đến đứt gãy chuỗi đôi DNA không hồi phục và chết tế bào.
1.2. Rifamycins (Rifampicin)
- Cơ chế: Gắn vào tiểu phần beta của enzyme DNA-dependent RNA polymerase, ngăn cản quá trình khởi đầu phiên mã (tổng hợp RNA từ DNA). Diệt khuẩn mạnh, đặc biệt với Mycobacteria và staphylococci nằm trong biofilm
1.3. Nitroimidazoles (Metronidazole)
Cơ chế đặc thù: Metronidazole là một tiền thuốc (prodrug). Nó thâm nhập vào tế bào bằng khuếch tán thụ động. Tuy nhiên, để hoạt động, nhóm nitro ( NO_2 ) của thuốc phải được khử thành các gốc tự do. Quá trình này chỉ xảy ra trong môi trường kỵ khí hoặc vi hiếu khí, nơi có các protein vận chuyển electron với điện thế oxy hóa khử thấp (như ferredoxin). Các gốc tự do trung gian tồn tại ngắn ngủi này tấn công DNA vi khuẩn, gây đứt gãy chuỗi và phá hủy cấu trúc xoắn, dẫn đến chết tế bào nhanh chóng.
2. Nhóm Ức Chế Chuyển Hóa (Antimetabolites)
Sulfonamides và Trimethoprim: Vi khuẩn phải tự tổng hợp acid folic để tạo nucleotide, trong khi người lấy acid folic từ thức ăn.
- Sulfonamides: Cấu trúc tương tự PABA (para-aminobenzoic acid), ức chế cạnh tranh enzyme dihydropteroate synthase.
- Trimethoprim: Ức chế enzyme dihydrofolate reductase.
- Sự phối hợp (Co-trimoxazole) tạo ra sự ức chế kép hiệp đồng trên cùng một con đường chuyển hóa, chuyển tác dụng từ kìm khuẩn sang diệt khuẩn
