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[[File:Beta-lactam antibiotics example 1.svg|thumb|1. Struttura base della [[penicillina]].<br/>2. Struttura base della [[cefalosporina]].<br/>In rosso l'anello β-lattamico.]]
Il '''betaβ-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|β-lattamici]].<ref>{{cite bookCita libro| last cognome= Gilchrist | first nome= T. | title titolo= Heterocyclic Chemistry | publisher editore= Longman Scientific | ___location città= Harlow | year anno= 1987 | isbn = 0-582-01421-2 }}</ref> Questo anello può trovasitrovarsi come unico costituente della molecola nei monolattamici[[monobattami]], oppure associatofuso adcon un anello a 5 atomi (gruppo [[penam]]) o a 6 atomi monoinsaturo ([[cefem]]) in presenza o meno di un eteroatomo ([[carbapenemici]], [[oxapenem]], etcecc). Le due strutture principali usate nei farmaci sono l'acido 6-amminopenicillanico e 7-amminocefalosporanico a cui poi si aggiungono gruppi funzionali caratteristici.<ref name="a"/>
Le due strutture principali usate nei farmaci sono l'acido 6-amminopenicillanico e 7-amminocefalosporanico, a cui poi si aggiungono gruppi funzionali caratteristici.<ref name="a" />
== Principali sostanze antibiotiche della classe dei β-lattamici ==
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:
* [[Penicilline]] (es. [[penicillina]], [[amoxicillina]], [[ampicillina]], [[oxacillina]]...)
* [[Cefalosporina|Cefalosporine]] (es. [[cefepime]], [[ceftriaxone]], [[cefixima]])
* [[Monobattami]] (es. [[aztreonam]])
* [[Carbapenemi]] (es. [[meropenem]])
A causa della tensione dell'anello, i β-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'[[Piano (geometria)|aplanarietà]] del sistema. L'atomo di [[azoto]] di un'ammide ideale è [[Ibridizzazione|ibridato]] ''sp''<sup>2</sup> a causa della [[Risonanza (chimica)|risonanza]], e gli atomi ibridati ''sp''<sup>2</sup> 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) e i 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.<ref>{{Cita pubblicazione|cognome1= Woodward |nome1= R.B. |anno= 1980 |titolo= Penems and related substances |rivista= Phil Trans Royal Soc Chem B |volume= 289 |numero= 1036|pp= 239-50 | doi=10.1098/rstb.1980.0042}}</ref>
==Significato clinico==
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 [[Resistenza agli antibiotici|resistenti agli antibiotici]] β-lattamici grazie all'[[espressione genica|espressione]] di uno dei molti geni [[Beta-lattamasi]]. Più di 1.000 differenti [[enzimi]] beta-lattamasi sono stati documentati in varie specie di batteri.<ref name=Ehmann>{{cite journal | last1 = Ehmann | first1 = David E.| year = 2012 | title = Avibactam is a covalent, reversible, non-β-lactam β-lactamase inhibitor | url = | journal = PNAS | volume = 109 | issue = 29| pages = 11663–11668 | doi=10.1073/pnas.1205073109|display-authors=etal}}</ref> Questi enzimi variano ampiamente nella loro struttura chimica e nell'efficienza catalitica.<ref name=Ehmann /> 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 [[virulenza|virulento]].
A causa della tensione dell'anello, i beta-lattamici sono più reattivi alle condizioni di [[idrolisi]] rispetto agli [[amidi]] 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'[[Piano (geometria)|aplanarietà]] del sistema. L'atomo di [[azoto]] di un'ammide ideale è [[Ibridizzazione|sp<sup>2</sup>-ibridato]] a causa della [[Risonanza (chimica)|risonanza]], e gli atomi sp<sup>2</sup>-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.<ref>{{cite journal | last1 = Woodward | first1 = R.B. | year = 1980 | title = Penems and related substances | url = | journal = Phil Trans Royal Soc Chem B | volume = 289 | issue = 1036| pages = 239–50 | doi=10.1098/rstb.1980.0042}}</ref> I monobattamicimonolattamici hanno valori compresi tra 0,05 h e 0,10 [[angstromångström]] (A).<ref name="a">{{cite journalCita pubblicazione| last1 cognome1= Nangia | first1 nome1= A. | last2 cognome2= Biradha | first2 nome2= K. | last3 cognome3= Desiraju | first3 nome3= G.R. | year anno= 1996 | title titolo= Correlation of biological activity in β-lactam antibiotics with Woodward and Cohen structural parameters: A Cambridge database study | url = | journal rivista= J Chem Soc, Perkin Trans | volume = 2 | issue numero= 5| pages pp= 943–53943-53 | doi=10.1039/p29960000943}}</ref>
==Note==
==Bibliografia==
* {{en}} {{cite bookCita libro| last cognome= Gilchrist | first nome= T. | title titolo= Heterocyclic Chemistry | publisher editore= Longman Scientific | ___location città= Harlow | year anno= 1987 | isbn = 0-582-01421-2 |lingua= en }}
== Voci correlate ==
* [[Beta-lattamasi]]
* [[ Categoria:Beta-lattamici]] ▼
* [[Lattami]]
{{interprogetto|commons=Category:Beta-lactam antibiotics}}
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▲{{Portale|chimica|medicina}}
▲[[Categoria:Beta-lattamici]]
[[Categoria:Lattami]]
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