مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

203 

Lecture 4 - Protein synthesis 
inhibitors 

 
A number of antibiotics exert their antimicrobial effects 
by targeting the bacterial ribosome. In general, the 
bacterial ribosome is smaller (70S) than the mammalian 
ribosome (80S). The mammalian mitochondrial ribosome, 
however, more closely resembles the bacterial ribosome. 
Thus, although drugs that interact with the bacterial target 
usually spare the host  cells, high levels of drugs such as 
chloramphenicol or the tetracyclines may cause toxic 
effects as a result of interaction with the mitochondrial 
ribosomes. The following figure shows the drugs of 
protein synthesis inhibitors 
 

 

Summary of protein synthesis inhibitors 
 

 

A.Tetracyclines 

Are large group of antibiotics with common basic 
structure and activity. 

 
Antibacterial spectrum 
Are broad spectrum antibiotics which act by inhibition of 
protein synthesis so they are bacteriostatic. They are 
effective against a wide range of m.o as G+ve including 
corynebacterium acnes and G-ve including vibrio 
cholerae infection, mycoplasma, rickettisia & Chlamydia. 
The antibiotic range of all tetracyclines is the same, 
except that some tetracycline-resistant strain might remain 
susceptible to minocycline. The differences in clinical 
efficacy between members of this group are minor and 
attributed largely to features of absorption, distribution 
and excretion of the drug so they are pharmacokinetic 
rather than antimicrobials. 

 
The therapeutic application of tetracyclines 
Mechanism of action 
Tetracyclines act by inhibiting bacterial protein synthesis 
by binding to 30S ribosomal subunit thus preventing 
binding of aminoacyl transfer RNA to the a site on the 
50S ribosomal unit. 
Pharmacokinetics 
Usually tetracyclines are given by oral route but it can be 
given also intravenously when it is required. Calcium, 
magnesium, iron preparation can form chelates with 
tetracyclines thus avoid their simultaneous administration. 
These ions will impair the absorption of tetracycline & they 
stay in the intestine and inhibit normal intestinal flora. 
Distribution 
The tetracyclines are readily distributed through all body 
tissues in the liver, kidney, spleen& skin & bind to tissues 
undergoing calcification (for example, teeth and bones). 
Side effects 

  Discoloration of teeth in the young and should not be 

given to children up to 8 years of age and in pregnant or 
lactating women. 

  Phototoxicity for example, sever sunburn occurs when 

the patient receiving a tetracycline is exposed to sun or 
ultraviolet rays 

  Vestibular problems, this may lead to dizziness, vertigo, 

nausea and vomiting and this is remarkable for 
minocyclin.    

  Superinfection: Overgrowths of Candida (for example in 

the vagina) or of resistant staphylococci (in the intestine) 
may occur. 

  local tissue injury   I.V injection         thrombophlebitis 

                                 I.M injection      local irritation 


background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

204 

 
 

B. Aminoglycoside 

They are bactericidal antibiotics acting on the 30S 
ribosomal subunit thus disrupting bacterial protein 
synthesis. They are effective only against aerobic 
organisms, since anaerobes lack the oxygen-requiring 
transport system. 
One of the mechanisms of resistance of bacteria to 
aminoglycoside antibiotic
 includes plasmid-mediated 
formation of enzymes as acetylate, phosphorylate or 
adenylate to inactivate the drug. 

 

 

 
 
 

 

Clinical indications: 

1)  Gentamicin: 

  It is effective against G-ve m.o as pseudomonas 

aeruginosa and G+ve m.o. It is not effective against 
anaerobes and usually it may be given alone or in 
combination with penicillin or vancomycin in the 
treatment of streptococcal endocarditis or meningitis. 

  It is used topically for skin and eye infections. 

2)  Tobramycin: 

  It is similar to gentamycin in activity as antibiotic 

spectrum. Slightly more effective against pseudomonas in 
patient with cystic fibrosis. 

3)  Amikacin: 

Is used in serious infections with G-ve organisms that are 
resistance to gentamycin and in systemic infection with 
pseudomonas. 

4)  Streptomycin: 

Is active for T.B as a second line therapy. It is used with 
tetracycline for plague, tularemia and brucellosis. 
Side effects: vestibulotoxicity, allergic manifestations, 
used by pregnant women it may lead to deafness of the 
newborn. 

5)  Neomycin: 

Active against G+ve and G-ve microorganisms. It is used 
topically for skin infection and can be taken orally. 

Mechanism of 
action of 
aminoglycosides

 


background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

205 

C. Macrolides: 

Are group of closely related compounds characterized by 
a macrocyclic lactone ring to which deoxy sugars are 
attached. 

 
Mode of action: 
Macrolides bind irreversibly to a site on the 50s subunit of 
the bacterial ribosome, thus inhibiting the translocation 
steps of protein synthesis. Generally considered to be 
bacteriostatic, they may be cidal at higher doses. 

 

1)  Erythromycin: 

It is effective against G+ve organisms including 
pneumococci, streptococci, staphylococci and 
corynebacterium. 
It is effective against other organisms on which β-lactam 
antibiotics are not effective as mycoplasma, legionella, 
Chlamydia and ureaplasma. G-ve organisms such as 
neisseria species, some rickettsia species, treponema 
pallidum and campylobacter species. 
 

 

Mechanism of action of erythromycin and clindamycin 
 
Side effects: 

  GIT problems (nausea, vomiting and diarrhea). 

  Liver toxicity (this occurs especially with estolate salt 

form of erythromycin. 

  Ototoxicity: transient deafness especially at high doses. 

  Interactions: erythromycin inhibits the hepatic 

metabolism of theophylline, warfarin (oral 
anticoagulants), estemizole, carbimazipine and 
cyclosporine which can lead to toxic accumulation of 
these drugs. 

2)  Clarithromycin:  

  More acid stable and the absorption is better than 

erythromycin  

  Clarithromycin is more effective against Haemophilus 

influenzae 

  Similar indication to erythromycin with added use against 

toxoplasma gondii and mycobacterium intracellular. 

  Advantages of clarithromycin: 

1)  It has longer half-life this permits a twice daily dosing. 
2)  It penetrates well to the most tissues. 
3)  It is metabolized to active metabolite which has an 

antibiotic activity. 

 

3)  Azithromycin:  

Less active against streptococci and staphylococci than 
erythromycin but more active against respiratory 
infections due to haemophilus influenzae. It is now the 
preferred therapy for urethritis caused by Chlamydia 
trachomatis.   
It penetrates into most tissues except CSF with half life 2-
3 days, this allows a single daily dose and shortening of 
the course of therapy.  
 

D- Lincosamide antibacterials 

Include 

lincomycin

 and 

Clindamycin

 

Both agents resemble erythromycin in the antibiotic 
activity. 

 
Mechanism of action: 
Inhibit protein synthesis by binding to 50S ribosomal 
subunit at a binding site close to the binding sites of 
erythromycin. 

 
Antimicrobial spectrum 
They are bacteriostatics active against infections caused 
by anaerobic bacteria such as bacteroids fragilis which 
often causes abdominal infections associated with trauma. 
They are active against staphylococci, streptococci except 
enterococci. 

 
Kinetics: 
Distribution is well to most body tissues and fluid except 
CSF even when the meninges are inflamed. They attain 
high concentrations in bone so they are very effective in 
bone and joint infections. 

 
Uses 
Clindamycin is preferred over lincomycin because of 
enhanced absorption, more effectiveness and less toxicity; 
but because clindamycin use may result in 
pseudomembraneous colitis therefore its use is also 


background image

Unit 7: Chemotherapeutic Drugs

 

 

 

206 

limited to those patients who can not tolerate other 
antibiotics. Clindamycin is used primarily to treat 
anaerobic infections caused by B.fragilis. It is used as 
alternative to penicillin but not effective in endocarditis. 
Clindamycin is useful topically in cystic facial acne but 
take care to avoid colitis development. Clindamycin and 
lincomycin are not effective against aerobic G-ve bacilli. 
 

E. Chloramphenicol 

Is active against a wide range of G+ve and G-ve organism 
including Rickettsia, Mycoplasma and Chlamydia. It’s 
also effective against anaerobic bacteria as B.fragilis. It is 
a bacteriostatic with wide range of activity and may 
become bacteriocidal against some micro-organisms.      
 
Mechanism of action 
It binds to 50S segment of the ribosome and inhibits 
peptidyl transferase enzyme responsible for peptide bound 
formation leads inhibition of protein synthesis. Because of 
the similarity of mammalian mitochondrial ribosomes to 
those of bacteria, protein synthesis in these mammalian 
may be inhibited at high circulating chlormphenicol levels 
producing bone marrow toxicity. 
 

Uses 
As drug of choice for treating ampicillin-resistant typhoid 
fever, paratyphoid fever and other salmonella infections, 
and infection caused by H.influenzae as meningitis, 
arthritis and osteomylitis. Chlormphenicol is used against 
β-lactam producing strains of H.influenzae but third 
generation cephalosporins as ceftriaxone is preferred. 
Chloromphenicol is widely used as topical treatment of 
both eye and ear infections. It’s very effective because of 
its broad spectrum activity and ability to penetrate ocular 
tissues. Chloromphenicol is an alternative for tetracycline 
in treating Rickettsial infection. It’s 
also used in serious anaerobic infections (as cerebral 
abscess caused by anaerobic bacteria).  

 

 
Adverse effects 

1)  Gray baby syndrome: this syndrome occurs in neonates 

if the dosage regimen of chloramphenicol is not properly 
adjusted. Neonates have a low capacity to glucuronidate 
the antibiotic and they have under developed renal 
function. They therefore have a decreased ability to 
excrete the drug, which accumulates to levels that 
interfere with the function of mitochondrial ribosomes. 
This leads to poor feeding, depressed breathing, 
cardiovascular collapse, cyanosis and death. 

2)  Anemia: hemolytic anemia occurs in patients with low 

levels of glucose 6-posphate dehydrogenase. 
Chlormphenicol may lead to inhibition of the RBC 
maturation in the bone marrow, this effect is dose 
dependent and it is reversible. Aplastic anemia which is 
idiosyncratic reaction, non dose related and irreversible 
and may be fatal. 

3)  Chloramphenicol inhibits metabolism of several drugs 

as phenytoin (anticonvulsant), chlorpropamide and 
tolbutamide (hypoglycemic agents), coumarin and 
warfarin (anticoagulants agents). 

4)  GIT disturbances 

 

 
F. Fusidic acid 

It inhibits protein synthesis as chloramphenicol. It has 
antimicrobial activity against S.aureus infection. It’s 
usually used topically. 

 

Mechanism of action of 
chloramphenicol 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 120 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل