Risiinitoksiini Risiinikasvista, Ricinus communis

risiini on yksi myrkyllisimmistä luonnossa esiintyvistä tunnetuista aineista.

risiinikasvin, Ricinus communiksen, siemenet ovat myrkkyä ihmisille, eläimille ja hyönteisille. Yksi tärkeimmistä myrkyllisistä proteiineista on”risiini”, jonka Stillmark nimesi vuonna 1888 testatessaan papujen uutetta punaisiin verisoluihin ja nähdessään niiden agglutinoituvan. Nyt tiedämme, että agglutinaatio johtui toisesta toksiinista, jota myös esiintyi, nimeltään RCA (Ricinus communisagglutiniini). Risiini on voimakas sytotoksiini, mutta heikko hemagglutiniini, jossa asrca on heikko sytotoksiini ja voimakas hemagglutiniini.

risiinin nielemisestä johtuva myrkytys johtuu risiinistä, notRCA: sta, koska RCA ei läpäise suolen seinämää eikä vaikuta verisoluihin, ellei sitä anneta laskimoon. Jos RCA pistetään vereen, se aiheuttaa punasolujen agglutinate ja räjähtää hemolyysi.

ehkä jo yksi milligramma risiiniä voi tappaa aikuisen. Ihmisen myrkytysoireet alkavat muutaman tunnin sisällä nauttimisesta.

Jos kuolemaa ei ole tapahtunut 3-5 päivään, uhri yleensä toipuu.On suositeltavaa pitää lapset poissa risiini kasvi tai kaulakorutehty siemenineen. Itse asiassa niitä ei edes ole talossa, jossa on pieniä lapsia. Jos ne nielevät lehdet tai nielevät siemenet,ne saattavat kuolla. Erittäin myrkylliset siemenet helmillä kaulakorut, aiheuttaa ihoärsytystä kosketuspisteessä.

jos siemen niellään pureskelematta, eikä siemenkarva vaurioidu, se kulkeutuu todennäköisimmin harmittomasti ruoansulatuskanavan läpi. Kuitenkin, jos se pureskellaan tai rikki ja sitten niellään, risiinimyrkky imeytyy suolistossa.

sanotaan, että jo yksi siemen voi tappaa lapsen. Lapset ovat herkempiä kuin oksennuksesta ja ripulista johtuva nestehukka, ja ne voivat nopeasti kuivua ja kuolla.

puutarhan Risiinikasvien ei pidä antaa kukkia ja siementää.

Risiinikasvi, myrkytys ja öljy

risiinikasvi, Ricinus communis, on ”kotoisin trooppisesta Afrikasta, jota viljellään useina lajikkeina sen lehdissä olevan öljyn ja lihavuutensa vuoksi.”(Alber ja Alber)

” varsilehdet koostuvat tavallisesti kahdeksasta säteittäisestä, teräväkärkisestä lehdykästä, joiden reunat ovat hieman sahalaitaiset ja joissa on erottuvat keskisuonet. Monet lajikkeet ovat vihreänvihreitä, mutta jotkut ovat punaruskeita.”(Cooper ja Johnson) kukat ovat vihreitä ja huomaamattomia, mutta pigmentoituneissa lajikkeissa vaaleanpunaisia tai punaisia. Manystameenit ovat lähellä tyveä ja haaroittuvat pistiäiset ovat lähellä kukinnon latvaa. Pehmeäruotiset hedelmät, jotka sisältävät viehättävän kirjavia siemeniä, ovat kasvin tunnusomaisia piirteitä.

sitä kasvatetaan koristekasvina puutarhoissa, joskus huonekasvina, ja myös rikkaruohona. Se on vuotuinen etelässä ja monivuotinen tropiikissa, ja se voi saavuttaa”15 jalkaa pitkä ulkona”. Se on puuvartinen yrtti, joka kuuluu ”Euphorbiacea” – sukuun.

Risiinimyrkytys – lapset

lapset kannattaa pitää loitolla risiinikasvista tai sen siemenillä valmistetusta kaulaketjusta. Itse asiassa niitä ei ole edes talossa, jossa on pieniä lapsia. Jos ne nielevät lehdet tai nielevät siemenet,ne saattavat kuolla. Erittäin myrkylliset siemenet helmillä kaulakorut, aiheuttaa ihoärsytystä kosketuspisteessä.

jos siemen niellään pureskelematta, eikä siemenkarva vaurioidu, se kulkeutuu todennäköisimmin harmittomasti ruoansulatuskanavan läpi. Kuitenkin, jos se pureskellaan tai rikki ja sitten niellään, risiinimyrkky imeytyy suolistossa.

sanotaan, että jo yksi siemen voi tappaa lapsen. Lapset ovat herkempiä kuin oksennuksesta ja ripulista johtuva nestehukka, ja ne voivat nopeasti kuivua ja kuolla.

puutarhan Risiinikasvien ei pidä antaa kukkia ja siementää. Hyvä käytäntö on ”lopettaa se alkuunsa”.

murha

vuonna 1978 risiiniä käytettiin Bulgarian hallitusta vastaan puhuneen bulgarialaisen Georgi Markovin murhaamiseen vuonna 1978. Häntä puukotettiin sateenvarjolla hänen odottaessaan bussipysäkillä lähellä Waterloon asemaa Lontoossa. Hänen jalastaan löytyi rei ’ itetty metallipelletti, joka oli oletettavasti sisältänyt risiinimyrkkyä.

Eläimet

kirvat, jotka on piirretty oikealle risiinipuun lehteen, ovat alttiita floemin nauttimisesta aiheutuvalle myrkytykselle. Mahlan imijät kuolivat 24 tunnin sisällä ruokinnasta.

Euroopanmajavan ja etelämaissin juurimadon toukat tapettiin, kun ne altistettiin 2-prosenttisella risiinillä maalatulle rehulle. Tämänkaltaisten tutkimusten tarkoituksena on kehittää ”luonnollisia” torjunta-aineita.

Risiinipapuja käytetään ainesosana eräissä rehuissa sen jälkeen, kun öljy on uutettu tai inaktivoitu kuumentamalla sitä 20 minuuttia 140oc: ssa. Yritykset käyttää risiinipapuja karjan rehussa sisältävät erilaisia menetelmiä risiinin inaktivoimiseksi säilyttäen ravintoarvo. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että jopa tällaisen lämpökäsittelyn jälkeen myrkyllisyys säilyy. Se oli esimerkiksi tappava sinisorsille, jotka saivat rehun. ”Myrkyllisyys mealcould johtua joko lämpöä stabiili tai kasvua estävä tekijä tai koska tominute jäämiä risiini” (Okoye et al.)
lampailla tehty tutkimus osoitti, että autoklavoitu risiinipapujauho voidaan sisällyttää 10%: iin lammasannoksista ilman, että siitä aiheutuu haittaa.

karjan myrkyttäminen tapahtuu yleensä kastorbaanien vahingossa lisäämisen seurauksena niiden rehuun. Hevoset ovat erityisen haavoittuvia.

tarkempia tietoja risiinin vaikutuksista kotieläimiin, KS…”Myrkylliset kasvit Page, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

risiiniöljystä

Risiinipavuista puristetaan uutetta, jota käytetään lääkkeisiin. Risiini ei jakaannu öljyyn,koska se on vesiliukoinen, joten risiiniöljy ei sisällä risiiniä edellyttäen, että sen valmistuksen aikana tapahtui nocross-kontaminaatio.

niitä kuvataan tarkemmin Canadian Toxic Plants Information Systemin Castor Bean-listauksessa Derek B. Munron luvalla.

toksisen vaikutuksen mekanismi

monia eri kasveista saatuja sytotoksisia proteiineja on tunnistettu,ja ne liittyvät risiiniin sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan. Ne estävät protein sytheesiä erityisesti ja peruuttamattomasti inaktivoimalla eukaryoottisia ribosomeja.

nämä ”ribosomi-inaktivoivat proteiinit” (RIPs) ovat typicallyN-glykosyloituja, 30 kDa: n monomeerejä (tyypin 1 RIPs). Jotta galaktosidit pääsisivät solupintaan ja pääsisivät sytosoliin päästäkseen ribosomeihin,ne tarvitsevat kuitenkin toisen monomeerin, galaktoosia sitovan 30 kDa: n lektiinin. Themonomeerit yhdistyvät disulfidisillalla muodostaen myrkyllisiä heterodimeerejä (tyypin 2 RIPs).

joillakin kasveilla, kuten vehnällä ja barleylla, on vain tyypin 1rips, eivätkä ne ole myrkyllisiä, kun taas toisilla, kuten castorbean-kasvin siemenillä, on tyypin 2 repeämiä, jotka ovat voimakkaimpia sytotoksiineja luonnossa. 5% Ricinuksen siemenestä koostuu risiinistä ja RCA: sta (Ricinus communisagglutiniini).

risiini on heterodimeerinen tyypin 2 RIP. Tämä ribosomi-inaktivoiva entsyymi (32kda), joka tunnetaan myös A-ketjuna, liittyy disulfidisidoksella thegalaktoosi/n-asetyyligalaktosamiinia sitovaan lektiiniin (34 kDa), jota kutsutaan myös Bchainiksi.

risiinin biosynteesi

risiini ja RCA syntetisoidaan kypsyvien siementen endospermisoluissa, ja ne varastoidaan ”proteiinirunko” – nimiseen organelliin, vakuolaariseen osastoon. Kun kypsä siemen itää, toksiinit tuhoutuvat hydrolysiswithin muutaman päivän.

risiini aloittaa syteesin prepropolypeptidinä, joka sisältää sekä aad-että B-ketjuja. NH3-terminaalin signaalisekvenssi kohdistuu endoplasmaiseen retikulumiin (ER), minkä jälkeen se katkaistaan. Prorisiinipolypeptidin pidentyessä SE n-glykosyloituu ER: n lumenissa. Proteiinidisulfidi-isomeraasit katalysoivat disulfidisidosmuodostusta, kun prorisiinimolekyyli taittuu itsestään. Prorisiini undergoesfurther oligosaccharide modifikaatioita sisällä Golgi monimutkainen ja sitten kuljetetaan vesikkelien proteiinirunkoihin.

risiini ei ole katalyyttisesti aktiivinen ennen kuin anendopeptidaasi pilkkoo sen proteolyyttisesti proteiinikappaleissa. Tämä jakaa polypeptidin A-ketjuun ja B-ketjuun, joita vielä yhdistää yksi disulfidisidos. Koska risiini on siihen asti inaktiivinen, kasvi välttää myrkyttämästä omiaribosomejaan siltä varalta, että osa prorisiinista kulkeutuu vahingossa sytosoliin synteesissä ja kuljetuksessa.

risiinin entsymaattinen vaikutus

heterodimeerin risiini A-osa on entsyymi, joka sitoo jaepurinoi spesifisen 28S rRNA: n adeniinin. Ribosomin adenineraatio jää entsyymin katalyyttisessä halkeamassa kahden tyrosiinirenkaan väliin ja entsymeísn-glykosidaasiaktiivisuus hydrolysoi sen. Kohde-adeniini on erityinen RNA-sekvenssi, joka sisältää epätavallisen tetranukleotidisilmukan, Gagan. Risiini on aktiivisempaa eläin-kuin kasviribosomeja vastaan, eivätkä ehjät bakteeriribosomit yleensä ole herkkiä.

Risiinirakenne

tämä Lordin et al: n kuvaama kuva kuvaa risiinin 3-ulotteista nauhapiirrosta, joka on mallinnettu Röntgenkristallografiatiedoista.Oikeanpuoleinen yläosa, pistenauha, on a-ketju ja vasemmanpuoleinen alaosa, kiinteä nauha, on B-ketju.

a-ketju (tai RTA)on 267-aminohappoinen pallomainen proteiini. Siinä on 8 Alpha-heliksiä ja 8 beta-arkkia. Substraatin sitoutumiskohta on substraatin adeniinirenkaan pilkkomaikki.

B-ketju (tai RTB) on 262-aminohappoproteiini, joka on abarbellin muotoinen. Sen kummassakin päässä on galaktoosin sitoutumiskohta (laktoseringit kuvaavat sitä). Nämä kaksi kohtaa mahdollistavat vetysidoksen tiettyihin kalvosokereihin (galaktoosi ja N-asetyyligalaktosamiini). Disulfidisilta (- S-S -) yhtyy RTAwith RTB (äärioikeisto, keskusta). Pallot ovat vesimolekyylejä.

risiinin Soluunotto

risiinin RTB-osuus sitoutuu sekä glykoproteiineihin että glykolipideihin solutasossa, joka päättyy galaktoosiin. Siinä on kaksi sitoutumiskohtaa galaktoosille, ja 106-108 risiinimolekyyliä voi sitoutua solua kohden. Kuitenkin vain sytosoliin tuleva singlerisiinimolekyyli voi inaktivoida yli 1 500 ribosomien perminuuttia ja tappaa solun.

kuten kuvasta näkyy, risiinin sisäistymisreitti sisältää:

1. endosytoosia pinnoitettujen kuoppien ja rakkuloiden kautta tai
2. endosytoosia sileiden kuoppien ja rakkuloiden kautta. Vesikkelit sulautuvat yhteen anendosomin kanssa.
3. monet risiinimolekyylit palautuvat solun pinnalle eksosytoosilla, tai
4. vesikkelit voivat fuusioitua lysosomeiksi, joissa risiini tuhoutuisi.
5. Jos risiiniä sisältävät vesikkelit sulautuvat Trans Golgin verkkoon (TGN), on vielä olemassa mahdollisuus,että ne
6. palaavat solun pinnalle.
7. toksinen vaikutus tapahtuu, kun RTA RTB: n avustamana tunkeutuu Tgnmembraaniin ja vapautuu sytosoliin.

sytosolin sisällä RTA katalysoi ribosomien depurinaatiota pysäyttäen proteiinisynteesin.

Immunotoksiinien

risiini voidaan kohdentaa tiettyihin soluihin, kuten syöpäsoluihin, muuntamalla RTA-alayksikkö vasta-aineiksi tai kasvutekijöiksi, jotka sitovat ensisijaisesti ei-toivottuja soluja. Nämä immunotoksiinit ovat toimineet erittäin hyvin in vitro-sovelluksissa, esim. luuydinsiirroissa. Vaikka ne eivät ole toimineet kovin hyvin monissa in vivo-tilanteissa, edistys tällä tutkimusalalla näyttää lupaavalta tulevaisuuden suhteen.

in VITRO-hakemuksissa

luuydinsiirtotoimenpiteissä RTA-immunotoksiineja on käytetty menestyksekkäästi tuhoamaan T-lymfosyyttejä histokompatibiileilta luovuttajilta saaduissa luustossa. Tämä vähentää luuytimen hylkimisreaktiota, jota kutsutaan nimellä” käänteishyljintäsairaus ” (GVHD). Steroidiresistenteissä, akuuteissa gvdh-tilanteissa RTA-immunotoksiinit auttoivatleveyttämään tilan. Myös autologisessa luuytimensiirrossa potilaan oma luuydinnäyte hoidetaan anti-T-soluimmunotoksiineilla t-soluleukemioissa ja lymfoomissa.

in VIVO-Sovellukset

”kiinteiden kasvainten in vivo-hoidossa huomattavia ongelmia voi aiheutua immunotoksiinin (IT) heikosta pääsystä kasvainmassaan; IT: n spesifisyyden puutteesta, tuumorisoluterogeenisuudesta, antigeenin irtoamisesta, hajoamisesta tai IT: n nopeasta puhdistumisesta ja annosta rajoittavista sivuvaikutuksista”. (Lord et al.). Yksi yhteinen ongelma kohtaamatpotilaat hoidetaan risiini-immunotoksiinit on ”vascular leak syndrome”, inwhich nesteet vuotavat verisuonia johtaa hypoalbuminemia, paino ja keuhkopöhö. ”Tutkimus pyrkimyksiä laajentaa ja kehittääimmunotoksiineja ja hoitoja kliiniseen käyttöön syövän ja AIDS jatketaanstrategioita hyödyntämällä yhdistelmä-DNA-tekniikkaa (Lord et al.).

toksigeeninen ablaatio

Toksigeenit

”Toksigeenit ovat DNA – fuusioita, joissa voimakasta toksiinia, esimerkiksi RTA: ta, koodaava DNA on kudoskohtaisen tai kehitysvaihekohtaisen promoottorin ja / tai tehostajan transkriptiokontrollissa. Toksigeenituote aiheuttaa solukuoleman solunsisäisesti ilmaistuna. Atoksigeenin kulkeutuminen ja ilmentyminen siirtogeenisissä eläimissä tai kasveissa voi johtaa solutyyppispesifikaatioon, jonka avulla voidaan

• tutkia kehityshäiriöisiä solulinjoja tai
• tuottaa eläinmalleja degeneratiivisista sairauksista.”(Lord et al.)

Itsemurhakuljetus

kaavio näyttää risiinin ruiskutuksen vagaalihermoon ja sitä seuraavan neuronien tuhoutumisen (hajonneet neuronit tuhoutuneet, kiinteät neuronit ennallaan).

neurotieteilijät voivat selektiivisesti tuhota hermosoluja ruiskuttamalla risiiniä hermoihin. Retrogradiset aksonaaliset kuljetusmekanismit tuovat toksiinin hermosoluihin, joissa ribosomit ovat lokalisoituneet.

Ultrarakenneanalyysi paljastaa, että risiini aiheuttaa ensin polyribosomien dispersion, ja sitten karkea endoplasmainen retikulum disorganizes inosmooth vesikkelit. Solurungot (perikaryon) turpoavat, tumat degeneroituvat ja koko hermosolu hajoaa.

koska risiini on N-asetyyligalaktosamiinia sitova lektiini, sitä voidaan käyttää erilaisten lektiinien kanssa, joilla on erilaisia spesifisyyksiä glykosylaation hermosolukuvioihin. Kun itsemurhakuljetusta havaitaan toksiinipistoksen jälkeen, se vahvistaa n-asetyyligalaktosamiinijäämien läsnäolon hermosolujen pinnalla. Itsemurhakuljetusstrategiat toimivat erittäin hyvin aikuisten perifeeristen aistien ja motoneuronien tutkimuksissa, koska ne ovat herkkiä risiinille.

aikuisten keskushermoston neuronit ovat vastustuskykyisiä ablaatiobyrisiinille, kun taas nuorten kehittyvät aivot ovat herkkiä, mikä viittaa siihen, että aivokehitykseen liittyy muutoksia keskushermoston neuronien glykosylaatiossa. Galaktoseterminaaliset jäämät voidaan joko leikata tai peittää lisäämällä sialiinihappojäännöksiä.

itsemurhakuljetuskokeissa risiiniä vuotaa usein jonkin verran thenervestä, mikä aiheuttaa eläimelle systeemisen myrkytyksen. Tämä ongelma voidaan välttää antamalla samanaikaisesti risiinin antiseerumia.

itsemurhakuljetusstrategioiden käytön arvo on tiivistetty (wileyand Oeltmann):

• neuronien anatominen kartoitus
• motoneuronin rappeuttavien sairauksien mallinnus
• ääreishermovaurioiden seurausten ja korjausmekanismien tutkiminen
• solujen välittäjäainereseptorien kartoitus
• sairauteen liittyvät sovellukset mukaan lukien
  • latentin herpes simplex-viruksen hävittäminen kolmoishermosoluissa
  • gliasolujen fibrillaarikimpun tuottaminen ja analysointi
  • hevosen neuromien hoito

Alber, J. I. ja D. M. Alber. (1993) Vauvaturvalliset Huonekasvit ja leikkokukat: Opas lasten ja kasvien pitämiseen turvallisesti saman katon alla.Story Communications Inc. Pownal, Vermont.

Cooper, M. R. ja A. W. Johnson. (1994) myrkylliset kasvit ja sienet:kuvitettu opas. CAB International Bureau of Animal Health, Weybridge, Lontoo.

Czapla, T. H. ja I. A. Johnston. (1990) Effect of plant lectins on the toarldevelopment of European corn borer (Lepidoptera:pyralidae) and southerncorn rootworm (Coleoptera:chrysomelidae). J. Econ. Entomol, Lanham, Md.: Entomological Society of America, 83 (6): 2480-2485.

Frankel, A. E., (1993) Immunotoxin Therapy of Cancer. Oncology (Huntington), 7(5): 69-78; discussion79-80, 83-6.

Knight, B. (1979) Ricin-a potent homicidal poison. Br. Med. J. 278: 350-351.

Lord, J. M., Roberts, L. M. ja J. D. Robertus. (1994). FASEB J. helmi; 8 (2): 201-8.

Matthews, R. W., and J. R. Matthews (1978). Hyönteisten käytös, pubi. Wileyand Sons, Inc. New York, s. 507.

Okoye, Jooa, Enunwaonye, CA. Okorie, A. U. and F. O. I. Anugwa (1987).Paahdetun risiinijauhon patologiset vaikutukset Ricinus communis tochicks. Lintupatoli. 16(2):283-290.

Olaifa, J. I., Matsumura, F., Zeevaart, J. A. D., Mullin, C>a>, ja P. Charalambous. (1991) Risiinikasveilla ruokitussa vihreässä persikkakirvassa (aphidsmyzus-persicae suzler) on tappavia määriä risiiniä. Plant Sci. (Limerick),73 (2): 253-256.

Purushotham, N. P., Rao, M. S. ja G. V. Raghavan (1986). Castor-aterian hyödyntäminen lampaiden tiivisteseoksessa. Intialainen J. Anim. Sci.56(10):1090-1093.

Robertus, J. D.(1988). Myrkkyrakenne. Syövän Hoitoon. Res. 37: 11-24.

Robertus, J. D. (1991) The structure and action of ricin, a cytotoxicN-glycosidase. Sem. Solubiolissa. 2:23-30.

Vetta, E. S. and P. E. Thorpe, (1991). Immunotoxins containing ricin or itsA chain, Sem. Solubiolissa. 2:47-58.

Wiley, R. G., and T. N. Oeltmann (1991). Ricin and Related Plant Toxins:Mechanisms of Action and Neurobiological Applications; In, Handbook of natural Toxins, Vol.6, toim. R. F. Keeler ja A. T. Tu, Marcel Dekker, Inc. NewYork.