Рицин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Стабильная версия, проверенная 26 декабря 2022. 9 правок ожидают проверки.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рицин
Пространственная структура рицина. Цепь А изображена синим цветом, цепь B — золотистым
Пространственная структура рицина. Цепь А изображена синим цветом, цепь B — золотистым
Обозначения
CAS 9009-86-3
PDB 2AAI
UniProt P02879
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?
Семена клещевины — источник рицина

Рици́н — белковый яд растительного происхождения (фитотоксин).

Свойства

[править | править код]

Рицин чрезвычайно ядовит, особенно в виде аэрозоля: для человека средняя смертельная доза (ЛД50) составляет 0,3 мг/кг[1] перорально. Токсичность рицина составляет: 0,00015 мг/кг (белые мыши, внутривенно), 0,02 мг/кг (крысы, подкожно), 0,2 мг/кг (морские свинки, подкожно)[2].

Рицин представляет собой белый порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Молекулярная масса — около 67 кДа. Рицин не проникает через кожу. Пути отравления — обычно введение в кровь, чуть хуже проникновение через лёгкие (этот способ для рицина не всегда действенен).

Биохимия

[править | править код]

Механизм отравляющего действия рицина включает ингибирование синтеза белка рибосомами. Известны два основных типа таких ингибиторов: ингибиторы типа 1 представляют собой единичную полипептидную цепь, обладающую ферментативной активностью, а рицин и прочие ингибиторы типа 2 состоят из двух полипептидных цепей и являются гетеродимерными гликопротеинами. Из них только цепь A обладает ферментативной активностью, а цепь B, связанная с нею дисульфидными связями, проявляет активность, свойственную лектинам и опосредует проникновение токсина в цитозоль. Чтобы токсин мог инактивировать рибосому, дисульфидная связь между цепями А и В должна быть восстановлена[3].

Структура

[править | править код]

Молекула рицина представляет собой гликозилированный глобулярный гетеродимер массой 60—65 кДа. Массы цепей А и В приблизительно равны: 32 и 34 кДа соотв.

  • Цепь A — N-гликозидаза, состоит из 267 аминокислотных остатков[4]. Три структурных домена, состоящие из альфа-спиралей и бета-складок, образуют щель, в которой расположен активный центр[5].
  • Цепь B — лектин, состоит из 262 аминокислотных остатков, связывает остатки галактозы на поверхности клетки[6]. Образует двудольную структуру, лишенную альфа-спиралей и бета-складок, каждая доля разделяется на три субдомена, один из которых содержит активный центр. Белки, подобные цепи A, содержат многие растения, например, ячмень, но в отсутствие цепи B они нетоксичны.

Проникновение в цитозоль

[править | править код]

Способность рицина проникать в цитозоль зависит от водородных связей, образующихся между аминокислотными остатками цепи B и олигосахаридами на поверхности клетки, содержащими остатки галактозы или N-ацетилгалактозамина. Кроме того, остатки маннозы, входящие в состав рицина, могут связываться рецепторами маннозы на поверхности клетки[7]. Показано, что на поверхности одной клетки может связаться до 106—108 молекул рицина[8]. После связывания происходит интернализация молекул как в клатриновые везикулы, так и в транспортные везикулы, не содержащие клатрин, такие как кавеолы и везикулы, образующиеся при макропиноцитозе[9][10]. Так рицин попадает в эндосомы и затем в аппарат Гольджи. Хотя на этом пути рицин проходит через лизосомы, он не подвергается деградации[11], и из аппарата Гольджи попадает в эндоплазматический ретикулум интактным.

Известно, что для проявления токсической функции рицин должен распасться на A- и B-цепи, но где это происходит, в эндоплазматическом ретикулуме или в цитозоле, пока неизвестно[12]. Существующий в цитозоле механизм очистки от лишнего белка путём его убиквитинирования на рицин также не действует, поскольку для присоединения убиквитина в его структуре не хватает остатков лизина[13].

Инактивация рибосомы

[править | править код]

Показано, что цепь A расщепляет гликозидную связь при остатке аденина в позиции 4324 рРНК 28S субъединицы[14][15]; этот остаток расположен в консервативной последовательности 5’-AGUACGAGAGGA-3’, называемой сарцин-рициновой петлёй, которая важна для связывания факторов элонгации[16], вследствие чего синтез белка на рибосоме полностью и необратимо блокируется. На этом действие цепи A не прекращается, каждая молекула этого фермента выводит из строя до 1500 рибосом в минуту.

Производство

[править | править код]

Рицин получают из касторовых бобов, плодов растения Ricinus communis (русское название клещевина) путём обработки жмыха, остающегося после получения касторового масла (также содержащего следы рицина).

Применение

[править | править код]

Медицина

[править | править код]

В отличие от касторового масла, очищенный рицин в медицине не применяется, хотя проводились разработки способов его использования для лечения рака, а также при вакцинации.

Химическое оружие

[править | править код]

Известно, что рицин в 6 раз более ядовит, чем цианистый калий[17]. Поскольку небольшой дозы рицина размером с булавочную головку достаточно, чтобы убить взрослого человека, способы применения рицина в качестве оружия массового поражения изучались военными ведомствами разных стран, начиная с Первой мировой войны, однако из-за ряда недостатков это вещество так и не было принято на вооружение. Тем не менее, рицин нашёл применение у спецслужб. Одним из наиболее известных инцидентов с применением рицина стало убийство болгарского диссидента Георгия Маркова, который был отравлен в 1978 году при помощи укола зонтиком особой конструкции[18][19][20]. По другим данным, оружием убийцы было замаскированное под зонтик пневматическое ружьё, заряженное микрокапсулой с рицином. Доза, введённая Маркову, составила не более 450 мкг (0,45 миллиграмма)[21].

Александр Солженицын утверждал[22], что КГБ пытался его отравить рицином, однако подтверждения этой информации из других источников нет.

Простота получения токсина сделала его потенциально доступным для террористических групп. Так, в 2001 году пресса сообщала об обнаружении инструкций по изготовлению рицина на разгромленной базе «Аль-Каида» в Кабуле[23]. В 2003 году некоторое количество рицина было найдено у террористов в Лондоне[24], следы рицина обнаружились в ячейке хранения на Лионском вокзале в Париже[25].

В 2013 году ряд лиц из штата Миссисипи были арестованы за попытку послать президенту США Бараку Обаме и другим высокопоставленным лицам США письма с рицином[17]. Так, в мае этого же года мэру города Нью-Йорка прислали письмо с угрозами, содержащее рицин, предположительно в ответ на деятельность общественной организации «Мэры против нелегального оружия»[26].

Позднее в Техасе предъявлены обвинения актрисе Шэннон Ричардсон, подозреваемой в рассылке писем со смертельным ядом американским политикам[27].

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3911.html Статья о рицине в химической энциклопедии]
  2. ↑ [xumuk .ru/spravochnik/826.html]
  3. ↑ Wright H. T., Robertus J. D. The intersubunit disulfide bridge of ricin is essential for cytotoxicity (англ.) // Archives of Biochemistry and Biophysics[англ.] : journal. — Elsevier, 1987. — Vol. 256. — P. 280—284. — doi:10.1016/0003-9861(87)90447-4.
  4. ↑ Olnes S., Pihl A. Different biological properties of the two constituent peptide chains of ricin, a toxic protein inhibiting protein synthesis (англ.) // Biochemistry : journal. — 1973. — Vol. 12. — P. 3121—3126. — doi:10.1021/bi00740a028.
  5. ↑ Weston S. A., Tucker A. D., Thatcher D. R., et al. X-ray structure of recombinant ricin A-chain at 1.8 A resolution (англ.) // J. Mol. Biol.[англ.] : journal. — 1994. — Vol. 244. — P. 410—422. — doi:10.1006/jmbi.1994.1739.
  6. ↑ Wales R., Richardson P. T., Robers L. M., Woodland H. R., et al. Mutational analysis of the galactose binding ability of recombinant ricin b chain (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1991. — Vol. 266. — P. 19172—19179.
  7. ↑ Magnusson A. S., Kjeken R., Berg T. Characterization of two distinct pathways of endocytosis of ricin by rat liver endothelial cells (англ.) // Exp. Cell Res.[англ.] : journal. — 1993. — Vol. 205. — P. 118—125. — doi:10.1006/excr.1993.1065.
  8. ↑ Sphyris N., Lord J. M., Wales R., et al. Mutational analysis of the ricinus lectin b-chains: Galactose-binding ability of the gamma subdomain of ricinus communis agglutin b-chain (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1995. — Vol. 270. — P. 20292—20297. — doi:10.1074/jbc.270.35.20292. — PMID 7657599.
  9. ↑ Moya M., Dautry-Varsat A., Goud B., et al. Inhibition of coated pit formatin in Hep2 cells blocks the cytotoxicity of diphtheria toxin but not that of ricin toxin (англ.) // J. Cell. Biol.[англ.] : journal. — 1985. — Vol. 101. — P. 548—559. — doi:10.1083/jcb.101.2.548. — PMID 2862151.
  10. ↑ Nichols, B. J., Lippincott-Schwartz J. Endocytosis without clathrin coats (англ.) // Trends Cell Biol.[англ.] : journal. — 2001. — Vol. 11. — P. 406—412. — doi:10.1016/S0962-8924(01)02107-9.
  11. ↑ Lord M. J., Jolliffe N. A., Marsden C. J., et al. Ricin Mechanisms of Cytotoxicity (неопр.) // Toxicol. Rev.. — 2003. — Т. 22, № 1. — С. 53—64. — doi:10.2165/00139709-200322010-00006.
  12. ↑ Roberts L. M., Smith D. C. Ricin: the endoplasmic reticulum connection (англ.) // Toxicon[англ.] : journal. — 2004. — Vol. 44. — P. 469—472. — doi:10.1016/j.toxicon.2004.07.002.
  13. ↑ Deeks E. D., Cook J. P., Day P. J., et al. The low lysine content of ricin A chain reduces the risk of proteolytic degradation after translocation from the endoplasmic reticulum to the cytosol (англ.) // Biochemistry : journal. — 2002. — Vol. 41. — P. 3405—3413. — doi:10.1021/bi011580v.
  14. ↑ Endo Y., Tsurugi K. RNA N-glycosidase activity of ricin A-chain: mechanism of action of the toxic lectin ricin on eukaryotic ribosomes (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1987. — Vol. 262. — P. 8128—8130.
  15. ↑ Endo Y., Tsurugi K. The RNA N-glycosidase activity of ricin A chain (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1998. — Vol. 263. — P. 8735—8739.
  16. ↑ Sperti S., Montanaro L., Mattioli A., et al. Inhibition by ricin of protein synthesis in vitro: 60S ribosomal subunit as the target of the toxin (англ.) // Biochem. J.[англ.] : journal. — 1973. — Vol. 136. — P. 813—815.
  17. ↑ 1 2 Письма с рицином: ФБР арестовало инструктора по карате. BBC Russian. Дата обращения: 29 апреля 2013. Архивировано 29 апреля 2013 года.
  18. ↑ Rózsa L., Nixdorff K. 2006. Biological Weapons in Non-Soviet Warsaw Pact Countries. p. 157—168. In: Wheelis M., Rózsa L., Dando M. (eds.) 2006. Deadly Cultures: Biological Weapons since 1945. Harvard University Press.
  19. ↑ Ricin – Biological Weapons. www.globalsecurity.org.
  20. ↑ "Poison-tip umbrella assassination of Georgi Markov reinvestigated". 19 June 2008. Архивировано 12 января 2022.
  21. ↑ Хэнсон, 2018, Глава 11. «Смерть от зонтика», с. 225.
  22. ↑ Антон Быков. Как органы советской госбезопасности использовали яды в борьбе с инакомыслящими. Открытая Россия (17 декабря 2016). Дата обращения: 17 февраля 2020. Архивировано 17 февраля 2020 года.
  23. ↑ Бин Ладен «создаёт яд рицин» Архивная копия от 6 января 2010 на Wayback Machine // Русская служба Би-би-си. 16 ноября 2001 г.
  24. ↑ В Лондоне нашли смертельно опасный яд Архивная копия от 10 мая 2011 на Wayback Machine // Русская служба Би-би-си. 7 января 2003 г.
  25. ↑ На вокзале в Париже обнаружен рицин Архивная копия от 15 февраля 2015 на Wayback Machine // Русская служба Би-би-си. 21 марта 2003 г.
  26. ↑ Мэру Нью-Йорка прислали письмо с рицином. Дата обращения: 30 мая 2013. Архивировано 30 мая 2013 года.
  27. ↑ Актриса, пытавшаяся отравить Обаму, приговорена к 18 годам тюрьмы. РИА Новости (16 июля 2014). Дата обращения: 26 апреля 2020. Архивировано 22 января 2019 года.

Литература

[править | править код]
  • Тор Хэнсон. Триумф семян: Как семена покорили растительный мир и повлияли на человеческую цивилизацию = Thor Hanson. The Triumph of Seeds: How Grains, Nuts, Kernels, Pulses, and Pips / Пер. с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018. — 376 с. — ISBN 978-5-91671-809-6.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Рицин&oldid=127478309