Beta-lattame

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Avvertenza
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1. Struttura base della penicillina.
2. Struttura base della cefalosporina.
In rosso l'anello β-lattamico.

Il beta-lattame è un anello a 4 atomi che forma un'ammide ciclica (lattame), che costituisce il nucleo funzionale principale della classe di antibiotici detti beta-lattamici.[1] Questo anello può trovasi come unico costituente della molecola nei monolattamici, oppure associato ad un anello a 5 atomi (gruppo penam) o a 6 atomi monoinsaturo (cefem) in presenza o meno di un eteroatomo (carbapenemici, oxapenem etc). Le due strutture principali usate nei farmaci sono l'acido 6-amminopenicillanico e 7-amminocefalosporanico a cui poi si aggiungono gruppi funzionali caratteristici.[2]

Principali sostanze antibiotiche della classe dei β-lattamici[modifica | modifica wikitesto]

Gli antibiotici β-lattamici possono essere raggruppati in quattro categorie, a seconda di come l'anello lattamico si lega al resto della molecola e a seconda dell'origine della molecola:

Significato clinico[modifica | modifica wikitesto]

L'anello beta-lattamico fa parte della struttura di base di diverse famiglie di antibiotici, come ad esempio le penicilline, le cefalosporine, i carbapenemi e i monobattami, che sono, quindi, chiamati anche gli antibiotici beta-lattamici. Quasi tutti questi antibiotici funzionano inibendo la biosintesi della parete cellulare. Questo ha un effetto letale sui batteri. I batteri, tuttavia, contengono nelle loro popolazioni, in quantità inferiori, batteri resistenti agli antibiotici β-lattamici grazie all'espressione di uno dei molti geni Beta-lattamasi. Più di 1.000 differenti enzimi beta-lattamasi sono stati documentati in varie specie di batteri.[3] Questi enzimi variano ampiamente nella loro struttura chimica e nell'efficienza catalitica.[3] Quando le popolazioni batteriche possiedono questi sottogruppi resistenti, il trattamento con β-lattame può selezionare il ceppo resistente che diventa più prevalente e quindi più virulento.

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

A causa della tensione dell'anello, i beta-lattamici sono più reattivi alle condizioni di idrolisi rispetto alle ammidi lineari o ai lattamici più grandi. Questo ceppo è ulteriormente aumentato dalla fusione di un secondo anello, come si trova nella maggior parte degli antibiotici β-lattamici. Tale andamento è dovuto al carattere ammide del β-lattamici riducendo l'aplanarietà del sistema. L'atomo di azoto di un'ammide ideale è sp2-ibridato a causa della risonanza, e gli atomi sp2-ibridizzati hanno una geometria molecolare trigonale planare. Il Premio Nobel Robert Burns Woodward descrisse un parametro h come misura dell'altezza della piramide trigonale definita dall'azoto (come l'apice) ei suoi tre atomi adiacenti. h corrisponde alla forza del legame β-lattame con numeri più bassi (più planare; più come ammidi ideali) essendo più forte e meno reattivo.[4] I monobattamici hanno valori compresi tra 0,05 h e 0,10 ångström (A).[2]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ T. Gilchrist, Heterocyclic Chemistry, Harlow, Longman Scientific, 1987, ISBN 0-582-01421-2.
  2. ^ a b A. Nangia, K. Biradha e G.R. Desiraju, Correlation of biological activity in β-lactam antibiotics with Woodward and Cohen structural parameters: A Cambridge database study, in J Chem Soc, Perkin Trans, vol. 2, nº 5, 1996, pp. 943–53, DOI:10.1039/p29960000943.
  3. ^ a b David E. Ehmann, Avibactam is a covalent, reversible, non-β-lactam β-lactamase inhibitor, in PNAS, vol. 109, nº 29, 2012, pp. 11663–11668, DOI:10.1073/pnas.1205073109.
  4. ^ R.B. Woodward, Penems and related substances, in Phil Trans Royal Soc Chem B, vol. 289, nº 1036, 1980, pp. 239–50, DOI:10.1098/rstb.1980.0042.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) T. Gilchrist, Heterocyclic Chemistry, Harlow, Longman Scientific, 1987, ISBN 0-582-01421-2.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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