115年:(醫檢)微生(1)

下列何者主要不是抑制細菌細胞壁合成的抗微生物製劑?

Aclavulanate
BD-cycloserine
Cbacitracin
Dteicoplanin

詳細解析

本題觀念:

本題考查抗生素的作用機轉 (Mechanism of Action),特別是區分「直接抑制細胞壁合成的抗菌劑」與「輔助型酵素抑制劑」。

細菌細胞壁的主要成分是肽聚醣 (Peptidoglycan),其合成過程分為多個階段(細胞質內合成、膜上運輸、細胞壁外聚合與交聯)。多數細胞壁合成抑制劑(如青黴素、萬古黴素、桿菌肽等)皆是針對此路徑中的特定酵素或載體進行干擾。

選項分析

  • A. Clavulanate (Clavulanic acid, 克拉維酸)

    • 機轉:這是一種 β\beta-lactamase inhibitor (乙型列醯胺酶抑制劑)。它的化學結構雖含有 β\beta-lactam 環,但其本身的抗菌活性極弱,並非主要透過抑制細胞壁合成來殺死細菌。
    • 作用:它的主要功能是「自殺性抑制」細菌產生的 β\beta-lactamase,保護同場使用的 β\beta-lactam 抗生素(如 Amoxicillin)不被酵素水解破壞。因此,它主要被視為酵素抑制劑,而非直接的細胞壁合成抑制抗菌劑。
    • 結論:這是本題的正確答案。
  • B. D-cycloserine

    • 機轉:它是 D-alanine 的結構類似物。
    • 作用:它在細菌細胞壁合成的細胞質階段 (Cytoplasmic stage) 發揮作用。具體而言,它競爭性抑制 Alanine racemase (將 L-Ala 轉為 D-Ala) 以及 D-alanyl-D-alanine synthetase/ligase (將兩個 D-Ala 連結),導致肽聚醣的前驅物無法合成。
    • 結論:它是細胞壁合成抑制劑。
  • C. Bacitracin (桿菌肽)

    • 機轉:主要作用於細胞壁合成的膜運輸階段 (Membrane stage)
    • 作用:它會與 Bactoprenol pyrophosphate 結合,抑制其去磷酸化 (Dephosphorylation) 變回 Bactoprenol phosphate。由於 Bactoprenol 是攜帶肽聚醣單體穿過細胞膜的脂質載體,若無法回收再利用,細胞壁合成原料便無法運輸至膜外。
    • 結論:它是細胞壁合成抑制劑。
  • D. Teicoplanin (替考拉寧)

    • 機轉:屬於 Glycopeptide (醣肽類) 抗生素,與 Vancomycin 機轉相似。
    • 作用:它會專一性地結合到細胞壁肽聚醣前驅物的末端 D-Ala-D-Ala 序列上。這種結合會以立體障礙阻擋 Transglycosylase 和 Transpeptidase 的作用,進而抑制肽聚醣的聚合 (Polymerization) 與交聯 (Cross-linking)。
    • 結論:它是細胞壁合成抑制劑。

答案解析

選項 B、C、D 皆是直接阻斷細菌細胞壁合成路徑中關鍵步驟的抗生素,具有明確且強效的殺菌或抑菌能力。

反觀 A 選項 Clavulanate,雖然結構類似 β\beta-lactam 類藥物,但其臨床角色的核心在於抑制水解酶 (β\beta-lactamase),而非直接抑制細胞壁合成酶 (Transpeptidase/PBP) 來作為主要殺菌手段。因此,在分類上它主要不被歸類為「抑制細胞壁合成的抗微生物製劑」,而是「β\beta-lactamase 抑制劑」。

核心知識點

考生應複習以下細胞壁合成抑制劑的作用位點:

  1. 細胞質階段 (Cytosolic stage)
    • D-cycloserine:抑制 L-Ala \rightarrow D-Ala 及 D-Ala-D-Ala 的合成。
    • Fosfomycin:抑制 MurA (Enolpyruvyl transferase),阻斷 NAG 轉變為 NAM 的早期步驟。
  2. 細胞膜階段 (Membrane stage)
    • Bacitracin:抑制脂質載體 (Bactoprenol) 的去磷酸化回收。
  3. 細胞壁階段 (Cell wall stage) - 聚合與交聯
    • Glycopeptides (Vancomycin, Teicoplanin):結合 D-Ala-D-Ala,阻擋轉醣及轉胜肽作用。
    • β\beta-lactams (Penicillins, Cephalosporins, Carbapenems):結合 PBP (Transpeptidase),抑制胜肽鏈交聯。

參考資料

  1. Mechanism of Action of Bacitracin - Pharmacy Freak
  2. Teicoplanin - Wikipedia
  3. Cycloserine - Basicmedical Key
  4. Amoxicillin/Clavulanate - Pathnostics