蓖麻毒蛋白

跳转到: 导航, 搜索
蓖麻毒蛋白
(Ricin)
Ricin structure.png
蓖麻毒素结构。A链为蓝色、B链为橙色。
标识
生物 Ricinus communis
符号 RCOM_2159910
Entrez 8287993
RefSeq (mRNA) XM_002534603.1
RefSeq (蛋白质) XP_002534649.1
UniProt P02879
其他数据
EC number 3.2.2.22
染色体 whole genome: 0 - 0.01 Mb
核糖体失活蛋白(蓖麻毒素A链)
鉴定
标志 RIP
Pfam(蛋白家族查询站) PF00161
InterPro(蛋白数据整合站) IPR001574
PROSITE(蛋白数据站) PDOC00248
SCOP(蛋白结构分类数据站) 1paf
蓖麻毒素型β-三叶凝集素结构域(蓖麻毒素B链)
鉴定
标志
Pfam(蛋白家族查询站) PF00652
Pfam宗系 CL0066
PROSITE(蛋白数据站) IPR000772
SCOP(蛋白结构分类数据站) 1abr
CAZy(糖活性酶数据站) CBM13
蓖麻

蓖麻毒素英语:Ricin)是从一种称为蓖麻的植物所萃取出来的毒素,又称蓖麻毒蛋白。此种毒素对人类的平均致死量为0.2毫克,但也有一些文献的数据较高[1]。此毒素能抑制蛋白质合成过程,进而对生物体造成伤害。研究显示,8颗蓖麻种子的毒素可对一名成人产生毒性[2]。不过在已知纪录中,因摄取植物种子而死亡的案例并不多见[3]。此外,自然界中还存在某些类似蓖麻毒的毒素,例如鸡母珠中的鸡母珠毒素(Abrin)。

目录

中毒症状与治疗方式

蓖麻毒蛋白在吞咽注射以及吸入等情形下具有毒性。中毒症状则依接触量与接触方式而有所不同。吸入蓖麻毒者可能在8小时后才会产生中毒症状,首先出现呼吸窘迫发烧咳嗽恶心胸闷,之后大量出汗并造成肺水肿,最后可能在低血压呼吸衰竭中身亡[1]。吞咽者则可能在6小时内出现症状,其中包括带血呕吐腹泻,并使中毒脱水,几天后可能因为器官衰竭而死亡[1]。由于中毒后需要一段时间才会显现出症状,而且许多症状类似其他疾病,因此当中毒者得知自己中毒时常为时已晚[4]。若是中毒者在3到5天之后仍未死亡,则通常会康复[1]

篦麻毒的表面结构图,蓝色是A链,黄色是B链。
蓖麻毒的卡通图,红色部分是糖分子支链。

目前并无任何蓖麻毒专用的解毒剂,不过已经有疫苗发展出来[5][4]。此外也可使用对症疗法支持疗法进行救治。根据中毒方式,有不同的治疗方法,例如帮助呼吸、透过注射方式将液体注入静脉,以及针对中毒产生的癫痫与低血压进行治疗,或是利用活性碳洗胃。如果是眼睛接触,则以清水冲洗[1]

毒素构造与作用机制

蓖麻毒蛋白是一种异源二聚体糖蛋白[6]。包含两条具有不同胺基酸序列的蛋白质链,分别重约30kDA,两蛋白质链之间以双硫键相连。除此之外,还有两种不同长度的糖分子支链结合于其上[7]。两条蛋白质链如下:

生产方式

蓖麻毒素可轻易地从蓖麻油(castor-oil)生产过程中残留的废物里纯化出来。蓖麻毒素在压榨蓖麻子油所遗留的种子与果泥中,约占有2%的重量。

蓖麻毒素的全合成至今未见有成功报道,纯化则有盐析、浸提等多种方法[10],通常组合运用以尽可能提高产物的纯度。在互联网上所流传的某些反政府势力的活动指南中亦有提到一种以丙酮溶剂提取蓖麻粗毒的方法,但此法可行性未经证实。[11]

用途

生物与化学武器

美国曾在第一次世界大战期间研究蓖麻毒的潜在军事用途,当时的构想包括使用蓖麻毒作为毒气,或是将其包覆于弹药外壳。毒气研究后来并没有充分进行;而在子弹或砲弹外壳包覆毒素,则违反了1899年的海牙公约。到了二次大战时期,美国与加拿大开始研究将蓖麻毒放置在集束炸弹之内。不过经过测试之后,他们发现经济效益比使用光气更差。

刺杀乔治·马可夫的雨伞尖端之构造。

苏联特务机关KGB在冷战时期曾将蓖麻毒用来作为生物武器。1978年9月7日,保加利亚异议人士乔治·马可夫在英国伦敦被人用雨伞刺中,由于雨伞尖端藏有包覆蓖麻毒的胶囊,且其中含有约0.45毫克的毒素[4],因此使马可夫中毒,并于3天后身亡。他的死因是在验尸之后才为人所知,可能的凶手是保加利亚的秘密警察,而毒素可能来自KGB的支援。在稍早,一名苏联异议人士亚历山大·索忍尼辛,也曾在与KGB探员接触之后出现类似于蓖麻毒中毒的症状[12]

在1972年的生物武器公约及1997年的化学武器公约中,蓖麻毒皆被收录于附表1化学品(schedule 1)列管名单当中。

潜在医疗用途

蓖麻毒或其他相似毒素称为免疫毒素(immunotoxins),由于这类蛋白质一方面可以和细胞膜上特定分子结合,一方面又能进入细胞中抑制蛋白质合成,因此具有用来辨识、侵入并杀死特定细胞(如癌细胞)的可能性。由于可以辨识特定细胞,使这一类的蛋白质不会有传统化学治疗缺乏专一性的缺陷[13]。除了癌症之外,也有用来治疗病毒寄生虫感染的可能性[14]。而且这类毒素在生产上较为便宜[15]

蓖麻毒本身与单株抗体(可用来作为蛋白质对特定类型细胞的辨识依据)的结合相当有效,且对多种类型的淋巴瘤白血病具有医疗上的活性[16]。不过其使用剂量会因为一种称为血管渗漏症候群(vascular leak syndrome)的副作用而有所限制[16]

流行文化

参考来源

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Facts About Ricin
  2. Wedin GP, Neal JS, Everson GW, Krenzelok EP. Castor bean poisoning. The American journal of emergency medicine. 1986, 4 (3): 259-61. PMID 3964368. 
  3. Aplin PJ, Eliseo T. Ingestion of castor oil plant seeds. Med. J. Aust.. 1997, 167 (5): 260-1. PMID 9315014. 
  4. 4.0 4.1 4.2 Ricin vaccine 'shown to be safe'
  5. Vaccine for ricin toxin developed at Detrick lab
  6. 6.0 6.1 6.2 6.3 Morris KN, Wool IG. Determination by systematic deletion of the amino acids essential for catalysis by ricin A chain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992, 89: 4869-4873. 
  7. PDB 2aai
  8. Alexander A. Szewczak, Peter B. Moore, Yuen-Ling Chan and Ira G. Wool. The conformation of the sarcin/ricin loop from 28S ribosomal RNA for catalysis by ricin A chain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993, 90: 9581-9585. 
  9. 致命蛋白质的昨是今非
  10. WANG Ying,HUANG Feng-lan,CHEN Yong-sheng,WEI Yong-chun,DI Jian-jun,Suyalatu-Optimized Conditions for Ricin Extraction Process:Jan,2010
  11. Abdel-aziz,The Mujahideen Poisons Handbook:Feb,2003
  12. D.M. Thomas, Alexander Solzhenitsyn: A Century in His Life, 368-378
  13. 导向毒素
  14. Ricin-like toxin variants for treatment of cancer, viral or parasitic infections. United States Patent 7247715
  15. I Pastan and D FitzGerald. Recombinant toxins for cancer treatment. Science. 1991, 254 (5035): 1174-1177. doi:10.1126/science.1683495. 
  16. 16.0 16.1 Kreitman, Robert J. and Pastan, Ira. Immunotoxins in the treatment of hematologic malignancies. Curr Drug Targets. 2006, 7 (10): 1301-11. doi:10.2174/138945006778559139. 

外部连结

参考来源

关于“蓖麻毒蛋白”的留言: Feed-icon.png 订阅讨论RSS

目前暂无留言

添加留言
个人工具
名字空间
动作
导航
推荐工具
功能菜单
工具箱