那些年，在實驗室用過的抗生素

01-28

使用抗生素是分子生物學實驗常用方法，有許多篩選實驗都需要用到抗生素。多數情況下，這裡提到的抗生素是用來篩選細菌/真菌的，並非像醫生一般，使用抗生素來治療病人病症。BioEngX小編想在本文簡單羅列各種實驗室使用到的抗生素，介紹各種抗生素的適用範圍和建議濃度。在文末有一個索引表格，方便對照，有需要的就把下載取走吧~

在正文開始之前先介紹幾個用在本文的縮寫

Gm+=Gram positive/革蘭氏陽性細菌
Gm-=Gram negative/革蘭氏陰性細菌
My=Mycoplasma/支原體
Ye=Yeast/酵母菌
Fu=Fungus/真菌

Ampicillin/氨苄青黴素

氨苄青黴素是一種β-內醯胺類抗生素（β-lactam），能夠滲透革蘭氏陽性及部分革蘭氏陰性菌。能夠和肽鏈轉移酶（transpeptidase, a.k.a, penicillin-binding protein）進行不可逆轉性結合，從而抑制細菌細胞壁的形成，最終導致細胞裂解。這便是氨苄青黴素殺死細菌的基本機制。

抗氨苄質粒是通過引入β-內醯胺酶（β-lactamase）基因，使細胞具備表達β-內醯胺酶的能力，將生存環境中的氨苄青黴素分解使其無效。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 100-200 ug/mL

Amphotericin B/兩性黴素B

兩性黴素B可與固醇類物質結合，在細胞膜上形成孔洞，導致細胞內成分（氨基酸、葡萄糖……）外泄，細胞無法正常代謝，最終導致細胞裂解死亡。由於細菌細胞膜上沒有固醇類分子，所以兩性黴素B對細菌無抑制或殺滅作用；但真菌和動物細胞膜上都有固醇類分子，所以在使用的時候一定要注意安全。

Range: Fu/Ye/My

Conc: 2.5 ug/mL

Carbenicillin/羧苄青黴素

從名字我們也可以看出，羧苄青黴素和氨苄青黴素十相似。羧苄青黴素對革蘭氏陽性細菌比氨苄青黴素稍弱，但可對抗更廣的革蘭氏陰性菌菌種。作用機制與氨苄青黴素一致。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 100 ug/mL

Chloramphenicol/氯黴素

廣譜抗生素，對革蘭氏陽性菌有明顯對抗左右。氯黴素能抑制細菌核糖體的肽醯轉移酶從而抑制細菌蛋白質的合成，導致細菌死亡。現在在臨床上已少用氯黴素了，主要原因是其副作用會導致不良性貧血。但是，在分子生物實驗里我們還能經常見到這種抗生素。值得一提的是，在上世紀五十年代，氯黴素被發現並分離於Streptomyces venezuelae，看這個venezue…單詞，可以知道，這個菌最早發現於南美洲的委內瑞拉~~

Range: Gm+/Gm-

Conc: 5-10 ug/mL

Erythromycin/紅霉素

大環內酯類抗生素，作用機制與氯黴素基本相似。紅霉素於上世紀五十年代發現於放線菌類的Saccharopolyspora erythraea 並純化出來。

Range: Gm+/My

Conc: 100 ug/mL

Kanamycin/卡那黴素

氨基糖酐類抗生素，作用機理也是阻止細菌蛋白質的形成，但與氯黴素或紅霉素的具體機制不一樣，它阻礙Met-tRNA與核糖體複合物的結合，干擾的是蛋白質合成的起始步驟。卡那黴素最早分離於鏈黴菌群中的Streptomyces kanamyceticus。

Range: Gm+/Gm-/My

Conc: 100 ug/mL

Gentamycin/慶大黴素

與卡那黴素同屬一類抗生素，作用機制相似。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 25-50 ug/mL

Neomycin/新黴素

與卡那黴素、慶大黴素同屬一類，作用機制也相似。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 25-50 ug/mL

Nystatin/耐斯菌素

抗真菌類抗生素，最早提煉於鏈黴菌群中的Streptomyces noursei。作用機制與兩性黴素B相似，也是導致細胞膜孔洞形成，胞內物質外泄，最終細胞死亡。

Range: Ye/Fu

Conc: 50 ug/mL

Rifampicin/甲哌利福黴素/利福平

廣譜抗生素。作用機制是抑制細菌RNA多聚酶的形成，從而阻止細菌蛋白的合成。但值得注意的是，T7 RNA多聚酶的形成不會受到影響，所以常用於篩選T7起始子引導的蛋白表達。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 50 ug/mL

Streptomycin/鏈黴素

第一個被發現的氨基糖苷類抗生素，第一個用於有效治療肺結核的抗生素，當然這些事情都發生在70年前。發現者瓦克斯曼因此獲得1952年的諾貝爾獎。作用機制也是與核糖體結合，干擾蛋白合成，導致細菌死亡。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 50 ug/mL

Tetracyclin/四環黴素

聚酮類廣譜抗生素，很多鏈黴菌都可生產這類抗生素。殺菌機制也是干擾蛋白合成。

Range: Gm+/Gm-

Conc: 50 ug/mL

索引圖如下所示：

還有什麼抗生素是實驗室常用卻沒有在文章中提到的，請在文末留言。

以下為知乎網友提醒補充內容

感謝@孫庚補充

環丙沙星

環丙沙星是氟喹諾酮類抗生素，對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均有很好的殺滅作用，具有廣譜抗菌活性，它可以抑制細菌中的DNA解旋酶、DNA拓撲異構酶Ⅱ、DNA拓撲異構酶Ⅳ的活性，從而抑制細菌DNA的合成和複製而導致細菌的死亡。

操作濃度：100 ug/mL

Reference

[1]江艷. 無菌赤潮異彎藻的分離及生物學特性研究[D]. 安徽農業大學, 2005.

[2]Ciprofloxacin - Wikipedia

[3]Ciprofloxacin (Cipro) Uses, Dosage, Side Effects - Drugs.com

[4]Zeiler H J, Grohe K. The in vitro and in vivo activity of ciprofloxacin[M]//Ciprofloxacin. Vieweg+ Teubner Verlag, 1986: 14-18.

感謝@安國大將軍建議

阿黴素

阿黴素（doxorubicin，Dox）又稱多柔比星，一種抗腫瘤抗生素，可抑制RNA 和DNA的合成，對RNA的抑制作用最強，抗瘤譜較廣，對多種腫瘤均有作用，屬周期非特異性藥物，對各種生長周期的腫瘤細胞都有殺滅作用。其作用機理主要是嵌入DNA，引發拓撲異構酶 II 破壞 DNA 的三級結構。

感謝@秋海建議

G418抗生素

G418（Geneticin,遺傳黴素）是一種氨基糖苷類抗生素 ,在分子遺傳試驗中，是穩定轉染最常用的抗性篩選試劑。它通過抑制轉座子Tn601，Tn5 的基因,干擾核糖體功能而阻斷蛋白質合成，對原核和真核等細胞產生毒素 ,包括細菌、酵母、植物和哺乳動物細胞 ,也包括原生動物和蠕蟲。當neo基因被整合進真核細胞DNA後 ,則能啟動neo基因編碼的序列轉錄為mRNA ,從而獲得抗性產物氨基糖苷磷酸轉移酶的高效表達 ,使細胞獲得抗性而能在含有G418的選擇性培養基中生長。G418的這一選擇特性 ,已在基因轉移、基因敲除、抗性篩選以及轉基因動物等方面得以廣泛應用。

Con:由於每種細胞對G418的敏感性不同，而且不同的廠家生產的相同濃度的G418的活性不盡相同，所以在篩選之前，一定要確定G418的最佳篩選濃度。具體如下：將細胞稀釋到1000個細胞/mL，在100ug/mL~1mg/mL的G418濃度範圍內進行篩選，選擇出在10~14天內使細胞全部死亡的最低G418濃度來進行下一步的篩選試驗。

Ref：G418_百度百科

感謝@王疏音建議

奇黴素

奇黴素（spectinomycin），亦名放線菌壯觀素（actinospectacin）。屬於氨基糖苷的抗菌素。奇黴素是鏈黴菌Streptomyces spectabilis產生的一種由中性糖和氨基環醇以苷鍵結合而成的一種氨基環醇化合物。奇黴素的一些結構與鏈黴素相似，它通過作用於30s核糖體亞基，將已接上的甲醯蛋氨醯tRNA從70s起始複合物上解離掉，抑制細菌胞壁的蛋白質的合成。但不同於鏈黴素的是它不引起多聚核糖核苷酸代碼產生可察覺的錯譯。