Перейти до вмісту

Рицин

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Рицин
Молекулярна модель Редагувати інформацію у Вікіданих
Небезпечність місцевості ricin exposured Редагувати інформацію у Вікіданих
Колір білий[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
З матеріалу castor beand[1] Редагувати інформацію у Вікіданих
Класифікація та маркування безпеки NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response[d][2] Редагувати інформацію у Вікіданих
Наявний у таксона R. communis Редагувати інформацію у Вікіданих
Номер ферменту EC 3.2.2.22 Редагувати інформацію у Вікіданих
Виробляється з R. communis Редагувати інформацію у Вікіданих
CMNS: Рицин у Вікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

Рицин — білковий токсин рослинного походження, надзвичайно токсичний (особливо у вигляді аерозолів, для людини середня смертельна доза (ЛД50) становить 0,3 мг/кг[3] перорально. Токсичність рицина становить 0,00015 мг/кг (білі миші, внутрішньовенно);т0,02 мг/кг (пацюки, підшкірно); 0,2 мг/кг (морські свинки, підшкірно);

Білий порошок без запаху, добре розчинний у воді. Молекулярна маса — 60-65 кДа.

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

Біохімія

[ред. | ред. код]

Механізм токсичної дії рицину ґрунтується на інгібуванні синтезу білка рибосомами. Відомі два основних типи таких інгібіторів: інгібітори типу 1 являють собою одиничний поліпептидний ланцюг, який володіє ферментативною активністю, а рицин та інші інгібітори типу 2 містять два поліпептидних ланцюги і є гетеродимерними глікопротеїдами. З них тільки ланцюг А володіє ферментативною активністю, а ланцюг B, зв'язаний з ним дисульфідними зв'язками, проявляє активність, властиву лектинам і опосредковує проникнення токсину в цитоплазму. Для того, щоб токсин міг інактивувати рибосому, дисульфідний зв'язок між ланцюгами А і В повинен бути відновленим[4].

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 відповідно.

  • Ланцюг A — N-глікозидаза, складається з 267 амінокислотних залишків[5]. Три структурних домени, що складаються з альфа-спіралей і бета-складок, утворюють щілину, в якій розміщений активний центр[6].
  • Ланцюг B — лектин, має 262 амінокислотні залишки, зв'язує рештки галактози на поверхні клітини[7]. Утворює дводольну структуру, позбавлену Альфа-спіралі і бета-складок, кожна доля розділяється на три субдомени, один з яких містить активний центр. Білки, подібні ланцюгу A, містять різні рослини, наприклад, 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, які утворюються між аміноксилотними залишкам ланцюга B і олігосахаридами на поверхні клітини, які містять залишки галактози або N-ацетилгалактозаміну. Крім того, залишки манози, які входять до складу рицину, можуть зв'язуватися з рецепторами манози на поверхні клітини[8]. Показано, що на поверхні одної клітини може зв'язуватися до 106−108 молекул рицину[9]. Після зв'язування відбувається поглинання молекул, як в клатринові везикули, так і в транспортні везикули, позбавлені клатрину, такі як кавеоли і везикули, що утворюються при макропіноцитозі[10][11]. Так рицин потрапляє в ендосоми, а потім в апарат Гольджі. Хоча на цьому шляху рицин проходить через лізосоми, він не піддається деградації та протеолізу[12], попадаючи надалі незміненим з апарату 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[13]. Існуючий в цитозолі механізм очистки від зайвого білка шляхом його убіквінтинування на рицин також не діє, оскільки для приєднання убіквітину в його структурі бракує залишків лизіну[14].

Інактивація рибосом

[ред. | ред. код]

Продемонстровано, що ланцюг A розщеплює глікозидний зв'язок при залишку аденіну в позиції 4324 рРНК 28S субодниці[15][16]; цей залишок розміщений в консервативній послідовності 5’-AGUACGAGAGGA-3’, іменованій також сарцин-рициновою петлею, важливою для зв'язування факторів елонгації[17], 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 (латинська назва Рицина) шляхом обробки макухи, яка лишається після віджиму рицинової олії (що також містить сліди рицину).

Застосування

[ред. | ред. код]

Медицина

[ред. | ред. код]

На відміну від рицинової олії, очищений рицин у 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[18]. 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. Проте, рицин застосовувався спецслужбами. Одним з найбільш відомих інцидентів із застосуванням рицину стало вбивство болгарського дисидента Георгія Маркова, який був отруєний в 1978 році завдяки уколу парасолькою спеціальної конструкції[19].

Рицин включено до Списку 1 додатку до Конвенції про хімічну зброю.

Бактеріологічна (біологічна) та токсинна зброя

[ред. | ред. код]

Рицин включено до списків:

  • товарів подвійного використання, що можуть бути використані у створенні бактеріологічної (біологічної) та токсинної зброї товарів подвійного використання: «Номер позиції I.1.d. Найменування: ТОКСИНИ ТА ЇХ КОМПОНЕНТИ: 4) рицин»;[20]
  • Групи 2. «Бактеріальні токсини», підгрупи 2.4 «Токсини з водоростей та інших рослин» списку Додатку 2: Токсини Керівництва Всесвітньої організації охорони здоров'я «Заходи системи громадської охорони здоров'я у відповідь на загрозу застосування біологічної та хімічної зброї» — 2.4.2 «Рицин»[21]

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ а б http://www.cdc.gov/niosh/ershdb/emergencyresponsecard_29750002.html
  2. ↑ https://www.cdc.gov/niosh/ershdb/emergencyresponsecard_29750002.html
  3. ↑ Статья о рицине в химической экциклопедии. Архів оригіналу за 29 вересня 2016. Процитовано 18 вересня 2016.
  4. ↑ Wright HT, Robertus JD (1987). The intersubunit disulfide bridge of ricin is essential for cytotoxicity. Arch Biochem Biophys. 256: 280—4. doi:10.1016/0003-9861(87)90447-4.
  5. ↑ Olnes S, Pihl A (1973). Different biological properties of the two constituent peptide chains of ricin, a toxic protein inhibiting protein synthesis. Biochemistry. 12: 3121—26. doi:10.1021/bi00740a028.
  6. ↑ Weston SA, Tucker AD, Thatcher DR та ін. (1994). X-ray structure of recombinant ricin A-chain at 1.8 A resolution. J Mol Biol. 244: 410—22. doi:10.1006/jmbi.1994.1739. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  7. ↑ Wales R, Richardson PT, Robers LM, Woodland HR та ін. (1991). Mutational analysis of the galactose binding ability of recombinant ricin b chain. J Biol Chem. 266: 19172—79. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  8. ↑ 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: 118—25. doi:10.1006/excr.1993.1065.
  9. ↑ Sphyris N, Lord JM, Wales R та ін. (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: 20292—97. doi:10.1074/jbc.270.35.20292. PMID 7657599. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  10. ↑ Moya M, Dautry-Varsat A, Goud B та ін. (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: 548—59. doi:10.1083/jcb.101.2.548. PMID 2862151. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  11. ↑ Nichols, BJ, Lippincott-Schwartz J (2001). Endocytosis without clathrin coats. Trends Cell Biol. 11: 406—12. doi:10.1016/S0962-8924(01)02107-9.
  12. ↑ Lord MJ, Jolliffe NA, Marsden CJ та ін. (2003). Ricin Mechanisms of Cytotoxicity. Toxicol Rev. 22 (1): 53—64. doi:10.2165/00139709-200322010-00006. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  13. ↑ Roberts LM, Smith DC (2004). Ricin: the endoplasmic reticulum connection. Toxicon. 44: 469—72. doi:10.1016/j.toxicon.2004.07.002.
  14. ↑ Deeks ED, Cook JP, Day PJ та ін. (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: 3405—13. doi:10.1021/bi011580v. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  15. ↑ 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: 8128—30.
  16. ↑ Endo Y, Tsurugi K (1998). The RNA N-glycosidase activity of ricin A chain. J Biol Chem. 263: 8735—9.
  17. ↑ Sperti S, Montanaro L, Mattioli A та ін. (1973). Inhibition by ricin of protein synthesis in vitro: 60S ribosomal subunit as the target of the toxin. Biochem J. 136: 813—5. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
  18. ↑ Письма с рицином: ФБР арестовало инструктора по карате - BBC Russian - В мире. Архів оригіналу за 29 квітня 2013. Процитовано 29 квітня 2013.
  19. ↑ 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.
  20. ↑ Список товарів подвійного використання, що можуть бути використані у створенні бактеріологічної (біологічної) та токсинної зброї, затверджений постановою Кабінету Міністрів України від 28 січня 2004 р. № 86 (у редакції постанови Кабінету Міністрів України від 05.042012). Архів оригіналу за 7 липня 2018. Процитовано 26 березня 2022.
  21. ↑ [ http://www.who.int/csr/delibepidemics/en/Annex2Ru.pdf [Архівовано 20 січня 2022 у Wayback Machine.] Приложение 2 Токсины //Руководство ВОЗ «Ответные меры системы общественного здравоохранения на угрозу применения биологического и химического оружия»] (рос.)
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Рицин&oldid=44455548