β-内酰胺类

β-内酰胺类是最大的一族抗生素，它们都共享一个微小却富有爆发力的化学特征：一个被称为β-内酰胺环的、张力很大的四元环。可以把它想象成嵌在分子里的一根盘绕的弹簧——当它对着合适的细菌酶骤然弹开时，就会把那个酶永久地卡死。

在机制上，β-内酰胺类模拟了细菌用来交联细胞壁的天然结构单元（D-丙氨酰-D-丙氨酸末端）。药物滑入缝合细胞壁的酶（青霉素结合蛋白）的活性位点，张力很大的环会酰化该位点中的一个丝氨酸，形成共价的、基本上不可逆的键。细胞壁因此布满缺口，水分涌入，细菌随之破裂。

这一类包括青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类和单环β-内酰胺类，它们的区别在于β-内酰胺旁稠合的环以及侧链。它们的主要弱点既真实又重要：细菌会用β-内酰胺酶反击，在药物起作用之前就把环撬开，这正是许多β-内酰胺药物要与β-内酰胺酶抑制剂联用的原因。