Рицин

Рицин
Пространственная структура рицина. Цепь А изображена синим цветом, цепь B — золотистым
Обозначения
CAS	9009-86-3
PDB	2AAI
UniProt	P02879
Информация в Викиданных  ?

Семена клещевины — источник рицина

Рици́н — белковый токсин растительного происхождения (фитотоксин), чрезвычайно токсичен (особенно в виде аэрозоля, для человека средняя смертельная доза (ЛД₅₀) составляет 0,3 мг/кгперорально). Токсичность рицина составляет:
0,00015 мг/кг (белые мыши, внутривенно);
0,02 мг/кг (крысы, подкожно);
0,2 мг/кг (морские свинки, подкожно).

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 метод для рицина не всегда эффективен).

Биохимия

Механизм токсического 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.

Структура

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. Три структурных домена, состоящие из альфа-спиралей и бета-складок, образуют щель, в которой расположен активный центр.
• Цепь B — лектин, состоит из 262 аминокислотных остатков, связывает остатки галактозы на поверхности клетки. 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

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. Показано, что на поверхности одной клетки может связаться до 10⁶−10⁸ молекул рицина. 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. Так рицин попадает в эндосомы и затем в аппарат Гольджи. Хотя на этом пути рицин проходит через лизосомы, он не подвергается деградации, 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. 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.

Инактивация рибосомы

Показано, что цепь A расщепляет гликозидную связь при остатке аденина в позиции 4324 рРНК 28S субъединицы; этот остаток расположен в консервативной последовательности 5’-AGUACGAGAGGA-3’, называемой сарцин-рициновой петлёй, которая важна для связывания факторов элонгации, 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

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

Медицина

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

Известно, что рицин в 6 тысяч раз более ядовит, чем цианистый калий. 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. По другим данным, оружие убийцы было пневматическим ружьем, стрелявшим микрокапсулой с рицином и замаскированным под зонтик. Доза, введенная Маркову составила не более 450 мкг (или 0,45 миллиграмма).

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. В 2003 году некоторое количество рицина было найдено у террористов в Лондоне, следы рицина обнаружились в ячейке хранения на Лионском вокзале в Париже.

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. Так, в мае этого же года мэру города Нью-Йорк прислали письмо с угрозами, содержащее рицин, предположительно в ответ на деятельность общественной организации «Мэры против нелегального оружия».

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

См. также

• Письма с рицином (2003)
• Письма с рицином (2013)

• Статья о рицине на сайте химического факультета Алтайского ГосУниверситета
• Фаната сериала «Во все тяжкие» посадили за попытку купить яд рицин