Рицин чрезвычайно ядовит, особенно в виде аэрозоля: для человека полулетальная 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]. Смерть наступает в пределах до 3—5 суток после интоксикации ЛД от анафилактического шока, полиорганной недостаточности, дыхательной недостаточности[3]. Антидот находится на стадии лабораторных испытаний. Симптоматическое лечение может только снизить вероятность наступления летального исхода.
Рицин представляет собой белый порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Молекулярная масса — около 67 кДа. Рицин ядовит при просачивании через микротрещины кожи, при попадании на кожу всегда вызывает сильнейшую аллергическую реакцию. Пути отравления — обычно введение в кровь, чуть хуже проникновение через лёгкие (этот способ для рицина не всегда действенен).
Биохимия
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[4].
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[5]. Три структурных домена, состоящие из альфа-спиралей и бета-складок, образуют щель, в которой расположен активный центр[6].
Цепь B — лектин, состоит из 262 аминокислотных остатков, связывает остатки галактозы на поверхности клетки[7]. 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-Ацетилгалактозамин|N-ацетилгалактозамина]. Кроме того, остатки маннозы, входящие в состав рицина, могут связываться рецепторами маннозы на поверхности клетки[8]. Показано, что на поверхности одной клетки может связаться до 106—108 молекул рицина[9]. 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[10][11]. Так рицин попадает в эндосомы и затем в аппарат Гольджи. Хотя на этом пути рицин проходит через лизосомы, он не подвергается деградации[12], 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[13]. 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[14].
Инактивация рибосомы
Показано, что цепь A расщепляет гликозидную связь при остатке аденина в позиции 4324 рРНК 28S субъединицы[15][16]; этот остаток расположен в консервативной последовательности 5’-AGUACGAGAGGA-3’, называемой сарцин-рициновой петлёй, которая важна для связывания факторов элонгации[17], 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.
Известно, что рицин в 6 раз более ядовит, чем цианистый калий[18]. 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[19][20][21]. 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)[22].
Александр Солженицын утверждал[23], 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[24]. В 2003 году некоторое количество рицина было найдено у террористов в Лондоне[25], следы рицина обнаружились в ячейке хранения на Лионском вокзале в Париже[26].
В 2013 году ряд лиц из штата Миссисипи был арестован за попытку послать президенту США Бараку Обаме и другим высокопоставленным лицам США письма с рицином[18]. 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»[27].
Позднее в Техасе предъявлены обвинения актрисе Шэннон Ричардсон, подозреваемой в рассылке писем со смертельным ядом американским политикам[28].
↑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.
↑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.
↑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.
↑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. — PMID7657599.
↑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. — PMID2862151.
↑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.
↑Endo Y., Tsurugi K. The RNA N-glycosidase activity of ricin A chain (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1998. — Vol. 263. — P. 8735—8739.
↑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.
↑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.
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.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист
Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).
