Β-内酰胺抗生素

β-內醯胺抗生素被用来进行预防和治疗受此类抗生素打击的细菌的感染力。过去β-內醯胺抗生素只被用来对付革蘭氏陽性菌，但是通过发展可以对付各种革蘭氏陰性菌的广谱β-內醯胺抗生素提高了其作用范围。

β-內醯胺抗生素是一种杀菌剂，它抑制细菌细胞壁中肽聚糖的形成。肽聚糖对細菌的细胞壁影响很大、尤其对革兰氏阳性菌细胞壁的结构强度而言。肽聚糖合成的最后一步是由称为青霉素结合蛋白的转肽酶完成的。

β-內醯胺抗生素与D-丙氨酰-D-丙氨酸类似，其末端的氨基酸吸附在正在形成的肽聚糖的前兆肽单元上。β內醯胺抗生素与D-丙氨酰-D-丙氨酸结构上的相似使得它们与青霉素结合蛋白结合。β-内酰胺核不可逆地与青霉素结合蛋白的单元结合。这个不可逆的结合使得青霉素结合蛋白无法链接正在形成的肽聚糖层。此外这个结合还可能激活细胞壁中的自溶酶。

β-內醯胺抗生素有一个β-内酰胺环之結構。这些抗生素的效应取决于它们是否能够完整地达到青霉素结合蛋白以及是否能与青霉素结合蛋白结合。因此细菌有两种抵抗β-內醯胺抗生素的方法。

第一个抵抗方法是使用酶水解β-内酰胺环。通过生产β-内酰胺酶等酶，细菌可以解开抗生素中的β-内酰胺环，使得抗生素失效。这些酶的基因可能本身就在细菌的染色体上，也可能通过質粒交换而获得，例如新德里金属β-内酰胺酶（NDM-1）。其基因表現可能是在接触抗生素后开始的。

细菌生产β-内酰胺酶并不表示使用任何β-內醯胺抗生素均无效。有时β-內醯胺抗生素可以与β内酰胺酶抑制剂同时使用。不过在对付任何怀疑生产β-内酰胺酶的细菌时，在使用β-內醯胺抗生素前要仔细評估，尤其因為使用β-內醯胺抗生素可能导致细菌生产β-内酰胺酶。假如在治疗开始时使用β-內醯胺抗生素导致β-内酰胺酶的生产，這会使得此后使用其它β-內醯胺抗生素非常困难。

第二个抵抗方法是使用另一个青霉素结合蛋白。β-内酰胺与这些青霉素结合蛋白的结合不十分好，因此β-内酰胺对这样的细胞壁生产的破坏不很有效。抗藥性金黃色葡萄球菌（MRSA）使用这个方式抵抗β-內醯胺抗生素。这个抵抗手段也全部排除使用β-內醯胺抗生素进行治疗的方法。

另外，还可以通过“流出泵”（efflux pump），直接将药物泵出细菌体外。