[スポンサーリンク]

抗生物質

ペニシリン penicillin

[スポンサーリンク]

ペニシリン(penicillin)は、もっとも有名かつ歴史のある抗生物質の一つです。

発見と歴史

ペニシリンは1928年、イギリスの細菌学者アレクサンダー・フレミング(Alexander Fleming)によって偶然発見されました。フレミングはブドウ球菌の培養皿に青カビ(Penicillium notatum)が生えているのを見つけ、その周囲だけ細菌が死滅していることから、カビが産生する物質に抗菌作用があることを突き止めました。この物質が「ペニシリン」と名付けられ、世界初の抗生物質として医療に革命をもたらしました。

化学構造

ペニシリンの基本骨格は「β-ラクタム環」と「チアゾリジン環」から構成されており、β-ラクタム環の存在が抗菌活性の鍵となっています。これを含むL-Cys-D-Val構造が細菌細胞壁のD-Ala-D-Ala架橋構造に酷似しています(下図)。架橋酵素(トランスペプチダーゼ)の活性部位にD-Ala-D-Alaの代わりに結合し、酵素を失活させて細胞壁の架橋を妨げます。結果、細胞壁の脆弱化が起こり、菌は溶菌・死滅します。

penicillin_2.gif

β-ラクタム環は加水分解に弱く、これが耐性菌(β-ラクタマーゼ産生菌)出現の一因ともなっています。

合成法

期のペニシリンはカビの培養による抽出精製が主流でしたが、現在では化学合成や半合成法が確立されています。特に6-アミノペニシラン酸(6-APA)を中間体とし、ペニシリンG(ベンジルペニシリン)をはじめ、側鎖を化学的に導入することで多様なペニシリン系抗生物質が合成可能となりました。これにより、耐性菌に有効な新規ペニシリン誘導体の開発が行われています。

応用と医療への影響

ペニシリンの登場は感染症治療に革命をもたらし、第二次世界大戦中には多くの命を救いました。現在でも肺炎、咽頭炎、梅毒など多くの細菌感染症に対して用いられています。また、ペニシリンを基盤とした抗生物質の開発は、医薬品化学や微生物学の発展にも大きく寄与しました。

課題と展望

人間に存在しない細胞壁合成プロセスを標的とするため、細菌に対する選択毒性は非常に高いとされています。 ただし、しばしばペニシリン・ショックと呼ばれる急性アレルギー反応を引き起こすことがあります。ペニシリン代謝物が生体内タンパクと結合してアレルゲンとなり、発症すると考えられています。

また、ペニシリンの長期使用により、β-ラクタマーゼ産生菌などの耐性菌が増加し、抗生物質の有効性が低下する問題が顕在化しています。これに対し、β-ラクタマーゼ阻害剤との併用や新規誘導体の開発が進められています。今後もペニシリン系抗生物質は、感染症治療の基盤として重要な役割を果たし続けると考えられます。

関連動画

 

関連書籍

ペニシリンはクシャミが生んだ大発見

ペニシリンはクシャミが生んだ大発見

百島祐貴
¥1,298(as of 11/02 06:41)
Amazon product information
ペニシリンに賭けた生涯―病理学者フローリーの闘い

ペニシリンに賭けた生涯―病理学者フローリーの闘い

レナード・ビッケル, 中山善之
Amazon product information
ペニシリン開発秘話

ペニシリン開発秘話

ジョン シーハン
Amazon product information

 

関連リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. キセノン (xenon; Xe)
  2. 水 (water, dihydrogen monoxide)
  3. カスガマイシン (kasugamycin)
  4. グルタミン酸 / Glutamic Acid
  5. コルチスタチン /Cortistatin
  6. レスベラトロール /resveratrol
  7. ソラノエクレピンA (solanoeclepin A)
  8. プロパンチアールオキシド (propanethial S-oxi…

注目情報

ピックアップ記事

  1. ラジカル重合の弱点を克服!精密重合とポリマーの高機能化を叶えるRAFT重合
  2. 虫歯とフッ素のお話② ~歯磨き粉のフッ素~
  3. マイクロ波化学のカーボンニュートラルや循環型社会におけるアプリケーションや事業状況
  4. 第156回―「異種金属―有機構造体の創製」Stéphane Baudron教授
  5. ロバート・バーグマン Robert G. Bergman
  6. ニーメントウスキー キノリン/キナゾリン合成 Niementowski Quinoline/Quinazoline Synthesis
  7. 有機合成化学協会誌2026年5月号:特集号 有機合成化学の力で切り拓く次世代モダリティの地平
  8. 山口 潤一郎 Junichiro Yamaguchi
  9. 世界的性能の質量分析器開発を開始
  10. ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2025年版・10/08更新】

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2007年9月
月 火 水 木 金 土 日
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

注目情報

最新記事

【解ければ化学者】シクロアワオドリンはどれ?

問題です!徳島文理大学の西沢教授らによって報告されたシクロアワオドリンはどれ? …

KISTEC教育講座 ~物質の付着はコントロールできる~中間水を活かした材料・表面・デバイス設計

開講期間令和8年12月1日(火)、2日(水)、3日(木)*12月1日、2日は1日単位の選…

2026年ノーベル化学賞ケムステ予想当選者発表!

2026年のノーベル化学賞は、「不斉有機合成における非線形効果および自己触媒作用の発…

第64回ケムステVシンポ「データとともに進化する未来の化学」を開催します!

第64回ケムステVシンポの会告を致します。産業技術総合研究所主催の化学シンポジウムシリーズ(…

品質工学とマテリアルズ・インフォマティクス ― 両技術の概要と連携事例

開催概要材料開発やものづくりの現場では、探索すべき組成やプロセス条件が増えるほど組み合わせが爆発…

大学院留学してよかったこと, 悪かったこと【英語, 経済面, オーバードクターに関するお話】

海外の大学で、その大学に籍を置く大学 (院) 生として留学することは「学位留学」と呼ばれたりします。…

光前駆体法の活用によって、ヘプタセンで初の一重項分裂を観測!

第725回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 理学研究科化学専攻 有機元素化学研究室(山田研…

【スタッフ・寄稿募集】Chem-Stationで、化学を「伝える側」になりませんか?

Chem-Station(ケムステ)は2000年に開設された国内最大の化学ポータルサイトです。大学・…

第17回大津会議―とある参加者の記録―

2026年9月28日~29日に開催された第17回大津会議についての、とある参加者の記録です。この記事…

第17回大津会議 -Otsu Conference- 2026 開催報告 ~新体制で紡ぐ「有機合成の夢」~

第17回大津会議が2026年9月28日(月)〜9月29日(火)びわ湖大津プリンスホテルにて開催されま…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP