キノロンは、静菌広く、ヒトおよび獣医学の両方における感染症の治療に使用される殺菌性を有する合成薬剤の群です。研究室で完全に合成された薬剤です。
これは、分子全体（ペニシリン）またはその大部分（半合成ペニシリン）が生物（ペニシリンの場合は真菌）によって生成されるペニシリンなどの古典的な抗生物質とは異なります。キノロンは1960年代から使用されており、数十年にわたって進化してきました。
この進化の枠組みの中で、分子構造に変化が導入され、その効果が高まり、効力が高まり、作用範囲が拡大しています。
キノロンはいくつかの「世代」に分かれており、それぞれがその構造の微妙な変化によって以前のものと区別されていますが、その臨床応用に大きな影響を与えています。
作用機序
キノロンは、細菌細胞のDNA複製を妨害することにより、殺菌作用を発揮します。
細菌が生存するためには、細菌の複製を可能にするために、一定のDNA複製が必要です。同様に、RNAの転写を可能にするために、DNA鎖がほぼ絶え間なく分離することが不可欠であり、したがって、細菌の生存に不可欠なさまざまな化合物の合成が可能になります。
DNAの発生頻度が低い高等生物の真核細胞とは異なり、細菌細胞では、これは常に発生するプロセスです。したがって、プロセスを調節するメカニズムを妨害することにより、細胞生存率を終わらせることが可能です。
これを達成するために、キノロンはDNA複製における2つの基本的な酵素であるトポイソメラーゼIIおよびトポイソメラーゼIVと相互作用します。
トポイソメラーゼIIの阻害
DNA複製プロセス中、その二重らせん構造はセグメントでほどけます。これにより、分子が分離されている領域を超えて「スーパーコイル」が形成されます。
トポイソメラーゼIIの通常の動作は、正のスーパーコイルが形成された時点でDNAの両方の鎖を「切断」し、次に負のスーパーコイルを持つDNAセグメントを導入して分子鎖のストレスを緩和し、トポロジーを維持するのを助けます。正常。
負のターンを持つストランドが導入された時点で、リガーゼが作用し、ATP依存のメカニズムを介して切断された鎖の両端を結合することができます。
キノロンがその作用機序を発揮するのは、まさにプロセスのこの部分です。キノロンはDNAとトポイソメラーゼIIリガーゼドメインの間に介在し、酵素を文字通り「ロック」する両方の構造との分子結合を確立して、DNAの再結合を防ぎます。
DNA鎖の断片化
これを行うことにより、細胞が生存するためには連続的でなければならないDNA鎖が断片化し始め、細胞複製、DNA転写、および細胞による化合物の合成が不可能になり、最終的には彼らの溶解（破壊）につながります。
トポイソメラーゼIIへの結合は、グラム陰性菌に対するキノロンの主な作用機序です。
しかしながら、この薬物の最新世代における化学修飾の導入により、グラム陽性菌に対する活性を有する分子の開発が可能になったが、これらの場合、作用のメカニズムはトポイソメラーゼIVの阻害に基づく。
トポイソメラーゼIVの阻害
トポイソメラーゼIIと同様に、トポイソメラーゼIVはDNAの二重らせんを分離および切断することができますが、この場合、負の傷のセグメントは導入されません。
「娘バクテリア」のDNAは「母バクテリア」のDNAに付着したままなので、トポイソメラーゼIVはバクテリアの細胞複製に不可欠です。両方の細胞（親と娘）が2つのまったく同じDNAのコピーを持っていること。
一方、トポイソメラーゼIVは、負のターンを持つストランドを導入しなくても、DNAストランドの分離によって引き起こされるスーパーコイルを排除するのにも役立ちます。
この酵素の作用を妨害することにより、キノロンは細菌の複製を阻害するだけでなく、非機能的なDNAの長い鎖が蓄積する細菌の死に至り、その重要なプロセスを実行することを不可能にします。
これは特にグラム陽性菌に対して有効です。したがって、この酵素の作用を妨害することができる分子を開発するために集中的な研究が行われました。これは第三世代と第四世代のキノロンで達成されたものです。
キノロンの分類
キノロンは、2つの大きなグループに分類されます。非フッ素化キノロンとフルオロキノロンです。
最初のグループは、第1世代のキノロンとも呼ばれ、ナリジクス酸に関連する化学構造を持っています。これは、クラスのタイプの分子です。すべてのキノロンの中で、これらは最も制限された作用範囲を持つものです。最近では、めったに処方されません。
2番目のグループには、キノリン環の6または7位にフッ素原子を持つすべてのキノロンがあります。それらの開発によると、それらは第2、第3および第4世代のキノロンに分類されます。
第二世代のキノロンは第一世代のキノロンよりも広いスペクトルを持っていますが、それでもグラム陰性菌に限定されています。
彼らの側では、第3世代と第4世代のキノロンもグラム陽性菌に影響を与えるように設計されていたため、前世代よりも広いスペクトルを持っています。
これは、各グループに属するキノロンのリストです。リストの一番上は、各クラスの典型的な抗生物質です。つまり、最もよく知られており、使用され、処方されています。残りの位置では、グループのあまり知られていない分子に名前が付けられます。
第一世代キノロン
-ナリジクス酸。
-オキソリン酸。
-ピペミジン酸。
-シノキサシン。
第1世代のキノロンは現在、血清濃度が殺菌レベルに達していないため、尿消毒薬としてのみ使用されています。したがって、特に器具類の処置が尿路感染症に対して行われる場合、それらは尿路感染症の予防において重要な役割を果たします。
第二世代キノロン
-シプロフロキサシン（おそらく、特に尿路感染症の治療において最も広く使用されているキノロン）。
-オフロキサシン。
シプロフロキサシンとオフラキシンは、尿路と全身の両方で殺菌効果を持つ第2世代キノロンの2つの主な代表です。
ロメフロキサシン、ノルフロキサシン、ペフロキサシン、ルフロキサシンもこのグループの一部ですが、それらの作用は主に尿路に限られているため、あまり使用されません。
グラム陰性菌に対する活性に加えて、第2世代のキノロンは、一部の腸内細菌科、ブドウ球菌、およびある程度は緑膿菌に対しても効果があります。
第三世代キノロン
-レボフロキサシン（連鎖球菌に対して効果がある最初のキノロンの1つであることが知られており、正式に呼吸器感染症に適応がある）。
-バロフロキサシン。
-テマフロキサシン。
-パクスフロキサシン。
この抗生物質のグループでは、グラム陽性菌に対する活性が優先され、グラム陰性菌に対する活性はやや犠牲にされました。
第4世代のキノロン
このグループの典型的な抗生物質はモキシフロキサシンであり、これは第1世代と第2世代のフルオロキノロンの古典的な抗グラム陰性活性と第3世代の抗グラム陽性活性を単一の薬物で組み合わせる目的で設計されました。
モキシフロキサシンとともに、ガチフロキサシン、クリナフロキサシン、プルリフロキサシンがこのグループの一部として開発されました。これらはすべて、グラム陰性菌、グラム陽性菌（連鎖球菌、ブドウ球菌）、非定型細菌（クラミジア、マイコプラズマ）、さらにはPに対して全身活性を示す広域抗生物質です。緑膿菌。
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