Рицин

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Рицин — білковий токсин рослинного походження,надзвичайно токсичний (особливо у вигляді аерозолів, для людини средня смертельна доза (ЛД50 складає 0,3 мг/кг[1] перорально). Токсичність рицина складає:
0,00015 мг/кг (білі миші, внутрішньовенно);
0,02 мг/кг (пацюки, підшкірно);
0,2 мг/кг (морські свинки, підшкірно);

Рицин являє собою білий порошок без запаху, добре розчинний у воді. Молекулярна маса — близько 67 кДа.

Рицин не проникає через шкіру. Шляхи отруєння — зазвичай введення в кров, трохи гірше проникає через легені (цей метод проникнення для рицина не зажди ефективний).

Біохімія[ред.ред. код]

Механізм токсичної дії рицину ґрунтується на інгібування синтезу білка рибосомами. Відомі два основних типи таких інгібіторів: інгібітори типу 1 являють собою одиничний поліпептидний ланцюг, що володіє ферментативною активністю, а рицин та інші інгібітори типу 2 складаються з двох поліпептидних ланцюгів і є гетеродимернимиглікопротеїдами. З них тільки ланцюг А володіє ферментативною активністю, а ланцюг B, зв'язаний з нею дисульфідними зв'язками, проявляє активність, властиву лектинам і опосредковує проникнення токсину в цитоплазму. Для того, щоб токсин міг інактивувати рибосому, дисульфидний зв'язок між ланцюгами А і В повинен бути відновленим[2].

Структура[ред.ред. код]

Молекула рицину являє собою Глікозильований глобулярний гетеродимер масою 60-65 кДа. Маси ланцюгів А і В приблизно рівні між собою: 32 і 34 кДа віповідно.

  • Ланцюг A — N-глікозидаза, складається з 267 амінокислотних залишків[3]. Три структурних домена, що складаються з альфа-спіралей і бета-складок, утворють щілину, в якій разміщений активний центр[4].
  • Ланцюг B — лектин, складається з 262 амінокислотних залишків, зв'язує залишки галактози на поверхні клітини[5]. Утворює дводольну структуру, позбавленуАльфа-спіралі і бета-складок, кажна доля разділяється на три субдомена, один з яких містить активний центр. Білки, подібні ланцюгу A, містять різні рослини, напркилад, ячмінь, але за відсутності ланцюга B вони не токсичні.

Проникнення в цитоплазму[ред.ред. код]

Здатність рицина проникати в цитоплазму залежить від водневих зв'язків, що утворюються між аміноксилотними залишкам ланцюга B і олігосахаридами на поверхні клітини, що містять залишки галактози або N-ацетилгалактозаміну. Крім того, залишки манози, що входять до складу рицину, можуть зв'язуватися з рецепторами манози на поверхні клітини[6]. Показано, що на поверхні одної клітини може зв'язуватися до 106−108 молекул рицину[7]. Після зв'язування відбувається поглинання молекул, як в клатринові везикули, так і в транспортні везикули, позбавлені клатрину, такі як Кавеоли і везикули, що утворються при макропіноцитозі[8][9]. Так рицин потрапляє в ендосоми, а потім в апарат Гольджі. Хоча на цьому шляху рицин проходить через лізосоми, він не піддається деградації та протеолізу[10], попадаючи в подальшому незміненим з аппарату Гольджі в ендоплазматичний ретикулум.

Відомо, що для виявлення токсичних властивостей рицин повинен розпастися на A- і B-ланцюги, але де це відбувається,в ендоплазматичному ретикулумі чи в цитозолі, поки невідомо[11]. Існуючий в цитозолі механізм очистки від лишнього білка шляхом його убіквінтинування на рицин також не діє, оскільки для приєднання убіквітину в його структурі бракує залишків лизіну[12].

Інактивація Рибосом[ред.ред. код]

Продемонстровано, що ланцюг A розщеплює глікозидний зв'язок при залишку аденіну в позиції 4324 рРНК 28S субодниці[13][14]; цей залишок розміщений в консервативній послідовності 5’-AGUACGAGAGGA-3’,іменованій також сарцин-рициновою петлею, важливою для зв'язування факторів элонгації[15], внаслідок чого синтез білка на рибосомі повністю і незворотньо блокується. На цьому дія ланцюга A не зупиняється, кожна молекула цього ферменту виводить з ладу до 1500 рибосом за хвилину.

Виробництво[ред.ред. код]

Рицин отримують з Рицинових бобів, плодів рослини Ricinus communis (українська назва Рицина) шляхом обробки жмиху, що лишається після віджиму рицинової олії (що також містить сліди рицину).

Застосування[ред.ред. код]

Медицина[ред.ред. код]

На відмінну від рицинової олії, очищенний рицин в медицині не застосовується, хоча проводились розробки способів його застосування для лікування раку, а також при вакцинаціях.

Хімічна Зброя[ред.ред. код]

Відомо, що рицин в 6 раз отруйніший ніж ціанід калію[16]. Оскільки невеликої дози рицину розмірами з вістря шпильки достатньо, щоб вбити дорослу людину, способи застосування рицину як зброї масового знищення вивчались військовими відомствами різних країн починаючи з Першої світової війни, проте з ряду причин ця речовина так і не була прийнята на озброєння. Тим не менше, рицин застосовувався спецслужбами. Одним з найбільш відомих інцидентів зі застосуванням рицину стало вбивство болгарського дисидента Георгія Маркова, який був отруєний в 1978 році завдяки уколу парасолькою спеціальної конструкції[17].

Примітки[ред.ред. код]

  1. Статья о рицине в химической экциклопедии
  2. Wright HT, Robertus JD (1987). The intersubunit disulfide bridge of ricin is essential for cytotoxicity. Arch Biochem Biophys 256. с. 280–4. doi:10.1016/0003-9861(87)90447-4. 
  3. Olnes S, Pihl A (1973). Different biological properties of the two constituent peptide chains of ricin, a toxic protein inhibiting protein synthesis. Biochemistry 12. с. 3121–26. doi:10.1021/bi00740a028. 
  4. Weston SA, Tucker AD, Thatcher DR, et al. (1994). X-ray structure of recombinant ricin A-chain at 1.8 A resolution. J Mol Biol 244. с. 410–22. doi:10.1006/jmbi.1994.1739. 
  5. Wales R, Richardson PT, Robers LM, Woodland HR, et al. (1991). Mutational analysis of the galactose binding ability of recombinant ricin b chain. J Biol Chem 266. с. 19172–79. 
  6. Magnusson AS, Kjeken R, Berg T (1993). Characterization of two distinct pathways of endocytosis of ricin by rat liver endothelial cells. Exp Cell Res 205. с. 118–25. doi:10.1006/excr.1993.1065. 
  7. Sphyris N, Lord JM, Wales R, et al. (1995). Mutational analysis of the ricinus lectin b-chains: Galactose-binding ability of the gamma subdomain of ricinus communis agglutin b-chain. J Biol Chem 270. с. 20292–97. PMID 7657599. doi:10.1074/jbc.270.35.20292. 
  8. Moya M, Dautry-Varsat A, Goud B, et al. (1985). Inhibition of coated pit formatin in Hep2 cells blocks the cytotoxicity of diphtheria toxin but not that of ricin toxin. J Cell Biol 101. с. 548–59. PMID 2862151. doi:10.1083/jcb.101.2.548. 
  9. Nichols, BJ, Lippincott-Schwartz J (2001). Endocytosis without clathrin coats. Trends Cell Biol 11. с. 406–12. doi:10.1016/S0962-8924(01)02107-9. 
  10. Lord MJ, Jolliffe NA, Marsden CJ, et al. (2003). Ricin Mechanisms of Cytotoxicity. Toxicol Rev 22 (1). с. 53–64. doi:10.2165/00139709-200322010-00006. 
  11. Roberts LM, Smith DC (2004). Ricin: the endoplasmic reticulum connection. Toxicon 44. с. 469–72. doi:10.1016/j.toxicon.2004.07.002. 
  12. Deeks ED, Cook JP, Day PJ, et al. (2002). The low lysine content of ricin A chain reduces the risk of proteolytic degradation after translocation from the endoplasmic reticulum to the cytosol. Biochemistry 41. с. 3405–13. doi:10.1021/bi011580v. 
  13. Endo Y, Tsurugi K (1987). RNA N-glycosidase activity of ricin A-chain: mechanism of action of the toxic lectin ricin on eukaryotic ribosomes. J Biol Chem 262. с. 8128–30. 
  14. Endo Y, Tsurugi K (1998). The RNA N-glycosidase activity of ricin A chain. J Biol Chem 263. с. 8735–9. 
  15. Sperti S, Montanaro L, Mattioli A, et al. (1973). Inhibition by ricin of protein synthesis in vitro: 60S ribosomal subunit as the target of the toxin. Biochem J 136. с. 813–5. 
  16. Письма с рицином: ФБР арестовало инструктора по карате - BBC Russian - В мире. Архів оригіналу за 2013-04-30. Процитовано 2013-04-29. 
  17. Rózsa L, Nixdorff K 2006. Biological Weapons in Non-Soviet Warsaw Pact Countries. pp. 157—168. In: Wheelis M, Rózsa L, Dando M (eds.) 2006. Deadly Cultures: Biological Weapons since 1945. Harvard University Press.