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Le penicilline sono antibiotici beta-lattamici isolati da prodotti del metabolismo di alcune specie di Penicillium, in particolare Penicillium notatum e Penicillium chrysogenum.
Le penicilline sono attive contro la maggior parte dei batteri gram positivi come gli stafilococchi e gli streptococchi, contro gli spirilli (Treponema pallidum), contro gonococchi e meningococchi. Nonostante le penicilline siano antibiotici battericidi, a causa dell'intenso uso che se ne è fatto ed alla produzione di particolari enzimi (penicillinasi o β-lattamasi ) da parte dei germi, spesso si incorre in fenomeni di resistenza batterica. Le penicilline naturali sono inattive nei confronti del batterio della tubercolosi e dei germi gram negativi. Le penicilline semi-sintetiche sono prodotte da colture biologiche di Penicillium ed hanno in comune un sistema beta-lattamico-diazolico, essi sono antibiotici ad ampio spettro di azione attivi anche contro i batteri gram negativi.
Le penicilline sono presenti sotto diverse preparazioni farmaceutiche : preparazioni somministrabili per via orale, sotto forma di capsule, compresse, sciroppi ecc., preparazioni da somministrare per via parenterale, per esempio sospensioni sterili liofilizzate in flaconi da ricostituire e somministrare poi per via sottocutanea, intramuscolare, endovenosa, ma anche supposte ed ovuli, ecc., preparazioni somministrabili per via topica, come creme, pomate, unguenti, ecc. Preparazioni oculistiche come i colliri e le pomate oftalmiche, ecc.
Caratteristiche Le penicilline sono antibiotici β-lattamici che contengono cioè un lattame (deriva dalla condensazione di una funzione carbossilica con l'ammina sul Cβ)la base è L'acido 6-amino penicillanico.
Sono farmaci ideali perché colpiscono la transpeptidasi, un enzima presente solo nei batteri e non nell'organismo umano, che permette la sintesi dei peptidoglicani di membrana della cellula batterica: hanno specificità d'azione. L'anello β-lattamico è condensato con un anello tiazolidinico (è a 5 termini con S e N)e prende nome di nucleo penam.
I raggruppamenti sono:
  • carbossile in posizione 2
  • 2 metili in posizione 3
  • gruppo amminico in posizione 6 acilato con acidi di tipo diverso, responsabili delle diverse caratteristiche delle penicilline.
Ci sono tre C asimmetrici:
  • C2 ;ache ha configurazione assoluta S ed il carbossile è in 
  • C5 e C6 che hanno configurazione assoluta R, hanno ognuno un H in cis tra loro.
Il radicale R è responsabile della sensibilità all'idrolisi da parte delle β-lammasi, del legame con le proteine carriers, e al legame con le proteine batteriche PBPs che trasportano la penicillina all'interno della cellula.
C'è analogia strutturale con il dipeptide D-Ala-D-Ala (anche per la lunghezza del legame) che è il substrato della transpeptidasi. L'anello β-lattamico è molto tensionato e quindi molto reattivo; quello a cinque termini è leggermente ripiegato (più reattivo): il nucleofilo O(-) serinico della transpeptidasi attacca il C carbonilico del β-lattamico per l'analogia e la reattività; si forma l'estere serinico che non è più idrolizzabile perché c'è grande ingombro sterico. È quasi una inibizione irreversibile -> morte batterica. A causa della presenza del legame ammidico, queste molecole vengono facilmente idrolizzate sia da acidi anche deboli sia da basi; é importante quindi controllare l'ambiente di conservazione per evitare perdita di attività.

 


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