Antibiotics - MB140P60

• Title: Antibiotika
• Guaranteed by: Department of Genetics and Microbiology (31-140)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2008 to 2013
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Examination process: summer s.:oral
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Extent per academic year: 13 [weeks]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Level: specialized
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: prof. RNDr. Jaroslav Spížek, DrSc.
• Teacher(s): prof. RNDr. Jaroslav Spížek, DrSc.

Annotation

English

Antibiotics - significance, chemical structure, biosynthesis, mechanism of action and resistance

It is the aim of the course to provide information on the significance of antibiotics in modern mikrobiology. Infectious diseases are still responsible for up to 40 % of deaths worldwide, due mainly to an increasing resistance to chemotherapeutics, antibiotics in particular. In the course, antibiotics are classified according to their origin, chemical structure, mechanism of action and genetic control of antibiotic resistance and biochemical mechanisms of resistance. Attention is also paid to the biosynthesis of new, particularly hybrid antibiotics, by means of genetic engineering and combinatorial biochemistry.

References:

Grafe U.: Biochemie der Antibiotika, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg--Berlin--New York, 1992.

Strohl W.R. (ed.): Biotechnology of Antibiotics, Marcel Dekker, New York--Basel--Hong Kong, 1997.

Kleinkauf H. and von Dohren (eds.): Biotechnology, Volume 7, Products of Secondary Metabolism, VCH Verlagsgesselschat, Weinheim, 1997.

Ciba Foundation Symposium: Antibiotic Resistance: Origins, Evolution, Selection and Spread. John Wiley & Sons, Chichester--New
York--Weinheim--Brisbane--Singapore--Toronto, 1997.

Georgie W.A. Milne: Ashgate Handbook of Anti-infective Agents. An International Guide to 1600 Drugs in Current Use. Ashgate Publishing Limited, Aldershot, 2000.

Last update: Lichá Irena, RNDr., CSc. (18.01.2017)

Czech

Antibiotika - význam, chemická struktura, biosynthesa, mechanismus účinku a resistence

Hlavním cílem kursu je seznámit posluchače s významem antibiotik v moderní mikrobiologii. Infekční onemocnění jsou celosvětově stále zodpovědná za 40 % všech úmrtí, kromě jiného také vzhledem k narůstající resistenci pathogenních mikroorganismů vůči chemoterapeutikům obecně a antibiotikům zvláště. V přednášce jsou probírány základní chemické struktury antibiotik, mechanismy jejich účinku, genetická podstata resistence vůči antibiotikům a její biochemické projevy. Pozornost se zaměřuje také na biosynthesu nových, zejména hybridních antibiotik pomocí genového inženýrství a kombinatoriální biochemie.

Last update: Lichá Irena, RNDr., CSc. (18.01.2017)

Literature

Literatura:

Grafe U.: Biochemie der Antibiotika, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg--Berlin-- New York, 1992.

Strohl W.R. (ed.): Biotechnology of Antibiotics, Marcel Dekker, New York--Basel--Hong Kong, 1997.

Kleinkauf H. and von Dohren (eds.): Biotechnology, Volume 7, Products of Secondary Metabolism, VCH Verlagsgesselschat, Weinheim, 1997.

Ciba Foundation Symposium: Antibiotic Resistance: Origins, Evolution, Selection and Spread. John Wiley & Sons, Chichester--New York--Weinheim--Brisbane--Singapore--Toronto, 1997.

Georgie W.A. Milne: Ashgate Handbook of Anti-infective Agents. An International Guide to 1600 Drugs in Current Use. Ashgate Publishing Limited, Aldershot, 2000.

Spížek J.: Rezistence na antibiotika. Vesmír 78 (1), 27-33 (1999).

Spížek J.: Mikrobiologie ve 21. století. Bull. Czechoslovak Soc. Microbiol. XXXXI , 65 - 77 2 000).

Walsh C.: Antibiotics, actions, origins, resistance. ASM Press, Washington 2003.

Last update: Lichá Irena, RNDr., CSc. (18.01.2017)

Syllabus

1. Úvod

a. Definice antibiotik

b. Historie chemoterapeutik a antibiotik

2. Interdisciplinární přístupy při vývoji antibiotik

a. Genetika a molekulární biologie, šlechtění produkčních kmenů

b. Kultivace produkčních mikroorganismů, fermentační technologie

c. Studium chemické struktury

d. Studium biosynthesy a biosyntetických enzymů

e. Nové zdroje antibiotik

f. Nové vyhledávací postupy

g. Chemická modifikace

h. Biochemická modifikace

i. Studium mechanismu účinku

j. Hodnocení biologických účinků in vivo a in vitro

3. Klasifikace antibiotik

a. Podle zdroje (producenta)

b. Podle biologické aktivity

c. Podle chemické struktury

d. Podle biosyntetické dráhy

e. Podle mechanismu účinku

4. Zásahová místa v buňce

a. Biosynthesa a funkce genetického materiálu (DNA, mRNA, rRNA, tRNA)

b. Biosynthesa základních stavebních jednotek buňky

c. Proteosynthesa

d. Biosynthesa a funkce buněčné stěny

e. Biosynthesa a funkce plasmatické membrány

f. Antibiotika jako enzymové inhibitory

f. Příklady různodorodosti mechanismu účinku vybraných antibiotik

5. Molekulární základy selektivních toxických účinků antibiotik

a. Srovnání citlivých a resistentních mikroorganismů

b. Rozdíly mezi prokaryotickými a eukaryotickými ribosomy

c. Rozdílná permeabilita

6. Sekundární metabolismus jako zdroj antibiotik

a. Definice a význam pro produkční mikroorganismus

b. Sekundární metabolity jako signály v mikrobních populacích

c. Antibiotické endogenní efektory buněčného cyklu a morfogenese streptomycetů

d. Genetická regulace biosynthesy sekundárních metabolitů

e. Fysiologická regulace biosynthesy sekundárních metabolitů

f. Příklady zpětnovazebné regulace při biosynthese sekundárních metabolitů

g. Vliv zdrojů uhlíku a energie na biosynthesu sekundárních metabolitů

h. Vliv zdrojů dusíku na biosynthesu sekundárních metabolitů

7. Resistence vůči antibiotikům

a. Resistence přirozená a získaná

b. Resistence na základě změn průchodnosti buněčných obalů bakterie

c. Resistence založená na degradaci nebo transformaci antibiotika bakteriálními enzymy

d. Resistence na základě aktivní exkrece antibiotika

e. Resistence na základě změny zásahové struktury

8. Vznik a přenos resistence

a. Konjugace

b. Transformace

c. Transdukce

d. IS elementy a transposony

e. Plasmidy

9. Možnosti regulace resistence vůči antibiotikům

a. Hygienicko-epidemiologická opatření

b. Racionální a omezené používání antibiotik

c. Chemická a biochemická modifikace s cílem získat deriváty účinné proti resistentním mikroorganismům

d. Vývoj nových látek pomocí genetického inženýrství a kombinatoriální biochemie.

Last update: Lichá Irena, RNDr., CSc. (18.01.2017)