Penicillin, ett av de första och fortfarande ett av de mest använda antibiotika, härrör från mögelarten Penicillium. År 1928 observerade den skotske bakteriologen Alexander Fleming för första gången att kolonier av bakterien Staphylococcus aureus inte växte i de områden av en kultur som av misstag hade förorenats av grönmögelformen Penicillium notatum. Han isolerade mögelsvampen, odlade den i ett flytande medium och fann att den producerade ett ämne som kunde döda många av de vanligaste bakterierna som infekterar människor. Den australiensiske patologen Howard Florey och den brittiske biokemisten Ernst Boris Chain isolerade och renade penicillin i slutet av 1930-talet, och 1941 fanns en injicerbar form av läkemedlet tillgänglig för terapeutisk användning.
De olika sorters penicillin som syntetiseras av olika arter av mögelsvampen Penicillium kan delas in i två klasser: De naturligt förekommande penicillinerna (de som bildas under mögeljäsningsprocessen) och de halvsyntetiska penicillinerna (de där strukturen av en kemisk substans-6-aminopenicillansyra- som finns i alla penicilliner är förändrad på olika sätt). Eftersom det är möjligt att ändra antibiotikans egenskaper tillverkas olika typer av penicillin för olika terapeutiska ändamål.
De naturligt förekommande penicillinerna, penicillin G (bensylpenicillin) och penicillin V (fenoximetylpenicillin), används fortfarande kliniskt. På grund av dess dåliga stabilitet i syra bryts mycket av penicillin G ner när det passerar genom magsäcken; till följd av denna egenskap måste det ges genom intramuskulär injektion, vilket begränsar dess användbarhet. Penicillin V, å andra sidan, ges vanligtvis oralt; det är mer motståndskraftigt mot matsmältningssyror än penicillin G. Vissa av de halvsyntetiska penicillinerna är också mer syrastabila och kan därför ges som oral medicinering.
Alla penicilliner fungerar på samma sätt – nämligen genom att hämma de bakteriella enzymer som ansvarar för syntesen av cellväggen i replikerande mikroorganismer och genom att aktivera andra enzymer för att bryta ner mikroorganismens skyddande vägg. Därför är de endast effektiva mot mikroorganismer som aktivt replikerar och producerar cellväggar; de skadar därför inte heller mänskliga celler (som i grunden saknar cellväggar).
Vissa stammar av tidigare mottagliga bakterier, t.ex. Staphylococcus, har utvecklat en specifik resistens mot de naturligt förekommande penicillinerna; dessa bakterier producerar antingen β-laktamas (penicillinas), ett enzym som bryter ner den inre strukturen hos penicillin och därmed förstör läkemedlets antimikrobiella verkan, eller så saknar de cellväggsreceptorer för penicillin, vilket kraftigt minskar läkemedlets förmåga att tränga in i bakterieceller. Detta har lett till produktion av penicillinasresistenta penicilliner (andra generationens penicilliner). Även om dessa medel kan motstå β-laktamasets aktivitet är de dock inte lika effektiva mot Staphylococcus som de naturliga penicillinerna, och de är förknippade med en ökad risk för levertoxicitet. Dessutom har vissa stammar av Staphylococcus blivit resistenta mot penicillinasresistenta penicilliner; ett exempel är meticillinresistenta Staphylococcus aureus (MRSA).
Penicilliner används vid behandling av halsinfektioner, hjärnhinneinflammation, syfilis och olika andra infektioner. De främsta biverkningarna av penicillin är överkänslighetsreaktioner, inklusive hudutslag, nässelutslag, svullnad och anafylaxi, eller allergisk chock. De allvarligare reaktionerna är ovanliga. Mildare symtom kan behandlas med kortikosteroider men förhindras vanligen genom att byta till alternativa antibiotika. Anafylaktisk chock, som kan inträffa hos tidigare sensibiliserade personer inom några sekunder eller minuter, kan kräva omedelbar administrering av adrenalin.
.