Еще в прошлом веке ученые-микробиологи (Пастер, Мечников) догадывались, что для борьбы с некоторыми микробами можно привлечь другие микроорганизмы. В начале 70-х годов XIX века В. А. Манас« сеин и А. Г. Полотебнов обнаружили, что наиболее агрессивными по отношению к своим невидимым собратьям являются плесневые грибы из рода Репса-Пит.
Прошло более пятидесяти лет...
В 1928 г. английский исследователь Флеминг работал в Лондонском госпитале Сент-Мэри со штаммами микроорганизмов. Штаммы, как это обычно делается, выращивались в чашках Петри — плоских стеклянных сосудах. Однажды в одной из чашек выросла колония какого-то грибка. Вокруг этой колонии стафилококки росли медленнее, соседи явно не уживались друг с другом. Флеминг выделил этот грибок и исследовал его свойства. Грибок назывался РетсИИит по1а1ит.
Долго не удавалось выделить химическое соединение, которое производил грибок и которое так пагубно действовало на микроорганизмы; грибок вырабатывал его очень мало, и к тому же оно было очень нестойким. И только в 1940 г. нескольким ученым Оксфордского университета удалось выделить соединение, обладающее удивительными антибактериальными свойствами. Его назвали пенициллином. (У нас в стране производство пенициллина было налажено в суровые годы Великой Отечественной войны группой ученых под руководством 3. В. Ермольевой.) В 1945 г. была установлена структура нового вещества, которая через два года была подтверждена его полным химическим синтезом.
В молекуле пенициллина два конденсированных цикла — пятичленный с серой и азотом и четырехчленный с азотом. Пенициллин
Бензильную группу С6НвСНг — можно заменить на другие группировки; получим разновидности пенициллина.
Пенициллин относится к так называемым антибиотикам — веществам биологического происхождения,
которые обладают свойством подавлять рост микроорганизмов. Сырьем для промышленного получения служат некоторые плесневые грибы — ближайшие родственники тех, что употребляются для изготовления знаменитых сыров рокфор и камамбер (этот способ дешевле и проще синтетического). Благодаря долгой работе многих ученых удалось вывести виды грибков, способные производить огромное количество пенициллина. Этот препарат применяется для лечения болезней, вызываемых стафилококками, стрептококками, пневмококками, гонококками и другими микробами.
Антибиотиков сейчас известно очень много. Они имеют различное химическое строение. Молекула стрептомицина, например, состоит из трех углеводных остатков. Молекула грамицидина С, выделенного советскими учеными, построена из аминокислот, образующих кольцо; интересно, что одна из аминокислот представлена формой — это фенилаланин.
Как же действуют антибиотики? Они весьма различаются по своей химической структуре — здесь и углеводы, и гетероциклы, и полипептиды. Различаются они и механизмом действия на вредные бактерии.
Например, известно, что пенициллин не дает возможности бактерии производить вещества, из которых она строит свою клеточную оболочку. А бактерия без оболочки — уже не бактерия.
Тетрациклин и стрептомицин (и некоторые другие антибиотики) не позволяют бактерии синтезировать специальные белки, нарушая таким образом ее жизненный цикл. Антибиотик актиномицин вмешивается в процесс образования белка на самой ранней стадии— на стадии биосинтеза матричной РНК на молекуле ДНК. Тетрациклин препятствует прикреплению РНК к рибосоме. Стрептомицин вместо РНК вклинивается в рибосому и все время «путает» процесс считывания с РНК. К сожалению, бактерии постепенно приспосабливаются к присутствию антибиотиков; появляются новые штаммы, на которые данный антибиотик уже не действует. Поэтому перед микробиологами, фармакологами и химиками постоянно стоит задача создания новых антибиотиков, чтобы держаться «впереди микробов» в этом соревновании.