蓖麻蛋白

蓖麻蛋白（Ricin）

1. 基本特性

• 来源：从蓖麻（Ricinus communis）种子中提取的剧毒植物蛋白。

• 结构：

  • A链（RTA）：32 kDa，具有RNA N-糖苷酶活性，破坏核糖体功能。

  • B链（RTB）：34 kDa，凝集素结构域，结合细胞表面半乳糖残基，介导内吞。

  • 二硫键连接：A、B链通过二硫键共价连接，形成异源二聚体（约65 kDa）。

• 毒性：极强，半数致死量（LD₅₀）约3~5 μg/kg（小鼠静脉注射），人类吸入或注射1~10 mg即可致死。

2. 毒性机制

1. 细胞结合与内化：

   • RTB结合细胞膜糖蛋白（如含β-1,4-半乳糖的受体），通过网格蛋白介导内吞进入细胞。

2. 逆向转运：

   • 内吞体→高尔基体→内质网（利用KDEL受体逃逸溶酶体降解）。

3. A链释放：

   • 二硫键在内质网被还原，RTA释放至胞质。

4. 核糖体失活：

   • RTA催化28S rRNA特异位点（如腺嘌呤4324）去嘌呤化，阻断延伸因子eEF-2结合，终止蛋白质合成。

5. 细胞死亡：

   • 蛋白合成抑制→细胞凋亡或坏死，多器官衰竭（肝、肾、肺为主）。

3. 中毒途径与症状

4. 诊断与解毒

• 诊断方法：

  • 生物样本检测：ELISA法检测血液/尿液中蓖麻蛋白抗原。

  • PCR检测：追踪蓖麻基因片段（用于法医鉴定）。

• 解毒策略：

  • 无特效抗毒素：目前无批准临床解毒剂。

  • 支持治疗：

    • 洗胃/活性炭（摄入后1小时内）。

    • 补液维持电解质，机械通气（呼吸支持）。

    • 血液透析（清除游离毒素效果有限）。

  • 实验性疗法：

    • 单克隆抗体（如Ricinolex™，阻断毒素内化）。

    • 小分子抑制剂（如Retro-2，阻断毒素逆向运输）。

5. 应用与防护

（1）恶意用途

• 生物武器：1978年“伦敦伞刺杀事件”（保加利亚记者Georgi Markov被蓖麻蛋白注射致死）。

• 恐怖袭击：气溶胶形式扩散风险高，需严格生物安全管控。

（2）科学研究

• 免疫毒素：偶联抗体靶向递送（如抗癌治疗，临床试验阶段）。

• 细胞生物学工具：研究蛋白质合成与内质网运输机制。

（3）防护措施

• 实验室操作：

  • 生物安全等级：BSL-2（纯化毒素需BSL-3）。

  • 个人防护：手套、护目镜、正压防护服，避免气溶胶产生。

• 公众防护：

  • 避免接触蓖麻籽（尤其儿童），工业榨油需高温灭活毒素。

6. 与其他毒素对比

总结

蓖麻蛋白是自然界最致命的毒素之一，其高效靶向核糖体的机制使其成为生物武器威胁，但也为癌症靶向治疗研究提供思路。目前临床尚无特效解毒剂，预防与支持治疗是关键。实验室及工业处理需严格遵守生物安全规范，公众应避免接触未经处理的蓖麻籽。未来研究重点在于开发中和抗体及阻断其细胞内运输的小分子药物。