Ricin Toxin fra Castor Bean Anlegget, Ricinus communis

Ricin er en av de mest giftige naturlig forekommende stoffer kjent.

frøene fra ricinusbønneplanten, Ricinus communis, er giftige for mennesker, dyr og insekter. Et av de viktigste giftige proteinene er «ricin»,oppkalt Av Stillmark i 1888 da Han testet bønnens ekstrakt på røde blodceller og så dem agglutinere. Nå vet vi at agglutinasjonen skyldestil et annet toksin som også var tilstede, kalt RCA (Ricinus communisagglutinin). Ricin er et potent cytotoksin, men et svakt hemagglutinin, hvorasrca er et svakt cytotoksin og et kraftig hemagglutinin.

Forgiftning ved inntak av castor bean skyldes ricin, notRCA, FORDI RCA ikke trenger inn i tarmveggen, og påvirker ikke røde blodceller med mindre det gis intravenøst. HVIS RCA injiseres i blodet, vil det føre til at de røde blodcellene agglutinerer og brister ved hemolyse.

Kanskje bare en milligram ricin kan drepe en voksen. Symptomene på menneskelig forgiftning begynner innen få timer etter inntak.

hvis døden ikke har skjedd i 3-5 dager, gjenoppretter offeret vanligvis.Det anbefales å holde barn borte fra ricinusbønneplanten eller halskjederlaget med frøene. Faktisk har don@t selv dem i eller rundt et hus med små barn. Hvis de inntar bladene eller svelger frøene, kan de fåforgiftning. De svært giftige frøene beaded i halskjeder, forårsaker hudirritasjonpå kontaktpunktet.

hvis frøet svelges uten å tygge, og det ikke er noen skade på frøbelegget, vil det mest sannsynlig passere ufarlig gjennom fordøyelseskanalen. Men hvis det tygges eller knuses og deretter svelges, vil ricin toksinet bli absorbertav tarmene.

det sies at bare ett frø kan drepe et barn. Barn er mer følsomme ennvoksne til væsketap på grunn av oppkast og diare, og kan raskt blialvorlig dehydrert og dø.

Castor bønne planter i en hage bør ikke få lov til å blomstre og frø.

Castor Bønne Plante, Forgiftning, Og Olje

den castor bønne plante, Ricinus communis, er en » innfødt av tropisk Africacultivert i flere varianter for oljen som finnes i bladene og for sin boldfoliage.»(Alber og Alber)

de » stalked bladene består av vanligvis åtte utstrålende, spisse blad med litt serrated kanter og fremtredende sentrale årer. Mange varianter ergrønn, men noen er rødbrune.»(Cooper Og Johnson) blomstene ergrønn og uoppdaget, men rosa eller rød i pigmenterte varianter. Manystamens er nær basen og forgrening pistiler er nær toppen avblomst. De myke spined fruktene inneholder attraktivt flettede frøer særegne egenskaper av planten.

den vokser som en dekorativ i hager, noen ganger som et husplante, og ogsåvokser som en ugress. Det er en årlig i sør og en flerårig i tropene, og det kan nå «15 fot høy utendørs». Det er en treaktig urt som tilhører Familien Av Euphorbiacea (Spurge).

Castor bean forgiftning-Barn

det anbefales å holde barn borte fra castor bean anlegget eller halskjederlaget med sine frø. Faktisk ikke engang har dem i eller rundt et hus withsmå barn. Hvis de inntar bladene eller svelger frøene, kan de fåforgiftning. De svært giftige frøene beaded i halskjeder, forårsaker hudirritasjonpå kontaktpunktet.

hvis frøet svelges uten å tygge, og det ikke er noen skade på frøbelegget, vil det mest sannsynlig passere ufarlig gjennom fordøyelseskanalen. Men hvis det tygges eller knuses og deretter svelges, vil ricin toksinet bli absorbertav tarmene.

det sies at bare ett frø kan drepe et barn. Barn er mer følsomme ennvoksne til væsketap på grunn av oppkast og diare, og kan raskt blialvorlig dehydrert og dø.

Castor bønne planter i en hage bør ikke få lov til å blomstre og frø. Agod praksis er å «nippe den i knoppen».

Mord

i 1978 ble ricin brukt til å myrde Georgi Markov i 1978, En Bulgarskjournalist som snakket ut mot den bulgarske regjeringen. Han var stabbed med poenget med en paraply mens du venter på en bussholdeplass nearWaterloo Stasjon I London. De fant en perforert metallisk pelletembedded i beinet som antagelig hadde inneholdt ricin toksinet.

Dyr

Bladlus, trukket til høyre på et blad av castor bønne anlegget, er utsattfor forgiftning fra inntak av phloem. Sap-suckers døde innen 24 timer etter å ha matet.

Den Europeiske maisboreren og den Sørlige maisrotorm larver ble drepetnår de ble utsatt for mat malt med 2% ricin. Studier som disse ergjennomtatt å utvikle «naturlige» plantevernmidler. Castorbønner brukes som ingrediens i noen dyrefoder etter at oljen har blitt ekstrahert eller inaktivert ved oppvarming i 20 minutter ved 140oC. Forsøk på å bruke castor bønner i feed for husdyr innebære ulike metoderav inaktivere ricin samtidig opprettholde næringsverdi. Noen studier harviste at selv etter en slik varmebehandling forblir toksisitet. For eksempel, det var dødelig for stokkand ender gitt feed. «Matets toksisitetkan skyldes enten en varmestabil eller veksthemmende faktor eller på grunn avminutrester av ricin»(Okoye et al.)
en studie med sau viste at autoklavert castor-bønne-måltid kan væreinkorporert til 10% av sau rasjoner uten noen dårlig effekt.

Forgiftning av husdyr oppstår vanligvis ved utilsiktet inkorporering av castorbønner i deres mat. Hester er spesielt sårbare.

for mer detaljert informasjon om Effekter Av Ricin på husdyr, se…»Giftige Planter Side, Ricinus Communis, http://res.agr.ca./

Castor olje

Castor bønner er presset til å trekke lakserolje som brukes for medicinalpurposes. Ricin deler ikke inn i oljen fordi den er vannløselig,derfor inneholder ricinusolje ikke ricin, forutsatt at nocross-forurensning oppstod under produksjonen.

Mer informasjon som beskriver Dem er tilgjengelig under oppføringen For Castor Bean, I Det Kanadiske Giftige Planteinformasjonssystemet, med Derek B. Munro.

Mekanisme For Toksisk Virkning

mange cytotoksiske proteiner fra en rekke planter har blitt identifisert, og de er relatert til ricin både i struktur og funksjon. De hemmer proteinsythesis ved spesifikt og irreversibelt inaktiverendeukaryotiske ribosomer.

Disse «ribosom-inaktiverende proteiner» (RIPs) er typisk glykosylerte, 30 kDa monomerer (Type 1 RIPs). Men for åbind til celleoverflaten galaktosider og gå inn i cytosolen for å nå ribosomer, krever de en andre monomer, en galaktosebindende, 30 kDa lektin. Themonomers er forbundet med en disulfid bro for å danne giftige heterodimerer (Type 2 RIPs). Noen planter, som hvete ogbygg, har Bare Type 1RIPs, og er ikke giftige, mens andre, som castorbean plantefrø, inneholder Type 2 RIPs som er blantmest potente cytotoksiner i naturen. 5% Av Ricinusfrøet består av ricin og RCA (Ricinus communisagglutinin).

Ricin er en heterodimerisk TYPE 2 RIP. Dette ribosom-inaktiverende enzymet (32kDa), også kjent som a-kjeden, er forbundet med en disulfidbinding til galaktose/n-acetylgalaktosaminbindende lektin (34 kDa), også kalt Bchain.

Ricin Biosyntese

Ricin og RCA syntetiseres i endosperm-cellene av modne frø, oger lagret i en organell kalt «proteinkroppen», et vakuolært rom. Når det modne frøet spirer, blir toksinene ødelagt av hydrolyseinnen noen dager.

Ricin begynner sythesis som et prepropolypeptid som inneholder Både aand b-kjeder. Signalsekvensen Til Nh3-terminus målstrekende kjede til endoplasmatisk retikulum (ER) og blir deretter spaltet. Som proricinpolypeptidet forlenges Er Det n-glykosylert innenfra lumen AV ER. Proteindisulfidisomeraser katalyserer disulfidbindingsdannelse når proricinmolekylet folder seg selv. Proricin gjennomgårvidere oligosakkaridmodifikasjoner I Golgi-komplekset ogderetter transporteres i vesikler til proteinlegemene.

Ricin er ikke katalytisk aktiv før den spaltes proteolytisk av anendopeptidase i proteinlegemene. Dette deler polypeptideint i a-kjeden og b-kjeden fortsatt forbundet med en enkelt disulfidbinding. Siden ricin er inaktiv til da, unngår planten å forgifte sin egenribosomer i tilfelle noen proricin ved et uhell passerer inn i cytosol undersyntese og transport.

Ricin Enzymatisk Virkning

ricin a-delen av heterodimeren er enzymet som binder ogforurinerer et spesifikt adenin AV 28s rRNA. Adenineringen av ribosomet blir klemt mellom to tyrosinringer i enzymets katalytiske spalt og hydrolyseres av enzymetsí-glykosidasevirkning. Målet adenin er en spesifikk RNA-sekvens sominneholder den uvanlige tetranukleotidsløyfen, GAGA. Ricin er mer aktivmot dyr enn plante ribosomer, og intakte bakterielle ribosomer ergenerelt ikke mottakelig.

Ricin Structure

denne figuren Fra Lord et al, viser en 3-dimensjonal båndtegning av ricin, modellert Fra Røntgenkrystallografidata.Øvre høyre halvdel, det stiplede båndet, er a-kjeden, og den nedre venstrehalvparten, det faste båndet, Er b-kjeden.

a-kjeden (ELLER RTA)er et 267-aminosyre globulært protein. Den har 8alpha helices og 8 beta ark. Substratbindingsstedet er spaltetmerket av substratadeninringen. B-kjeden (ELLER RTB) er et 262-aminosyreprotein som er formet som abarbell. Den har et bindingssted for galaktose i hver ende, (avbildet ved laktoseringer). Disse to stedene tillater hydrogenbinding til spesifikke membransukker (galaktose og n-acetyl galaktosamin). En disulfidbro (- S-S -) slutter Seg Til Rtamed RTB (helt til høyre, i midten). Kulene er fanget vannmolekyler.

Opptak Av Ricin

RTB-delen av ricin bindes til både glykoproteiner og glykolipider ved celleoverflater som avsluttes med galaktose. Den har to bindingssteder for galaktose,og 106 til 108 ricin molekyler kan binde per celle. Imidlertid kan bare et singlericin-molekyl som kommer inn i cytosolen inaktivere over 1500 ribosomer perminute og drepe cellen.

som vist i diagrammet,vei for internalisering av ricin innebærer:

1. endocytose av belagte groper og vesikler eller,
2. endocytosos av glatte groper og vesikler. Vesiklene smelter sammen med anendosom.mange ricin-molekyler returneres til celleoverflaten ved eksocytose, eller vesiklene kan smelte sammen til lysosomer hvor ricin vil bli ødelagt.
3. hvis de ricinholdige vesiklene smelter til Trans Golgi-Nettverket, (TGN), er det fortsatt en sjanse for at de kan
4. gå tilbake til celleoverflaten.
5. Toksisk virkning vil oppstå når RTA, hjulpet AV RTB, penetrerer Tgnmembranen og frigjøres i cytosol.

En gang inne i cytosol katalyserer RTA depurinasjonen av ribosomene, stopper proteinsyntese.

Terapeutiske Anvendelser Av Immunotoksiner

Ricin kan rettes mot spesifikke celler, slik som kreftceller, ved å konjugere RTA-underenheten til antistoffer eller vekstfaktorer som fortrinnsvis binder de uønskede cellene. Disse immunotoksinene har fungert svært godt for in vitro-applikasjoner, f.eks. benmargstransplantasjoner. Selv om de ikke har fungert veldig bra i mange in vivo situasjoner, fremgang i dette området av forskning viser løfte for fremtiden.

IN VITRO APPLIKASJONER

I benmargstransplantasjon prosedyrer, RTA-immunotoksiner har blitt brukt med hell for å ødelegge T-lymfocytter i bein marrowtatt fra histokompatible donorer. Dette reduserer avvisning av donor benmarg, et problem som kalles «graft-vs-host sykdom» (GVHD). I steroidresistente, akutte gvdh-situasjoner hjalp RTA-immunotoksinerødelegge tilstanden. Også ved autolog benmargstransplantasjon behandles en prøve av pasientens eget benmarg med anti-t-celleimmunotoksiner for å ødelegge maligne T-celler I t-celle leukemier og lymfomer.

IN VIVO-APPLIKASJONER

«for in vivo-behandling av solide svulster kan det oppstå betydelige problemer på grunn av dårlig tilgang av immunotoksin (IT) til tumormassen; mangel PÅ it-spesifisitet, tumorcelleterogenitet, antigen-avstengning, sammenbrudd eller rask clearance AV IT, ogdosebegrensende bivirkninger». (Lord et al.). Et vanlig problem som oppstår ipasienter behandlet med ricin-immunotoksiner er «vascular leak syndrome», ihvilke væsker lekker fra blodkar som fører til hypoalbuminemi, weightgain og lungeødem. «Forskningsinnsats for å utvide og utvikle segimmunotoksiner og terapier for klinisk bruk i kreft og AIDS, fortsetter med strategier som bruker rekombinant DNA-teknologi (Lord Et al.).

Toxigenic Ablation

Toxigener

«Toxigener ER DNA-sammensetninger der DNA som koder for et potent toksin, f. eks. RTA, er plassert under transkripsjonell kontroll av en vev-eller utviklingsstadie – spesifikk promotor og / eller forsterker. Når det uttrykkes intracellulært, forårsaker toxigenproduktet celledød. Innføringen og ekspresjonen av atoksigen i transgene dyr eller planter kan føre til celletypespesifikasjon, som kan brukes til å studere utviklingsmessige cellelinjer eller til å generere dyremodeller av degenerative sykdommer.»(Lord et al.)

Selvmord Transport

Diagram viser injeksjon av ricin i vagal nerve og påfølgende ødeleggelse av nevroner (stiplede nevroner ødelagt, faste nevroner upåvirket).Neuroscientists kan selektivt ødelegge nevroner ved å injisere ricin i nerver. Retrograde aksonale transportmekanismer bringer toksinet til nevroncellenkropper der ribosomene er lokalisert.Ultrastrukturell analyse viser at ricin først forårsaker spredning avpolyribosomer, og deretter disorganiserer det grove endoplasmatiske retikulum iglatte vesikler. Cellelegemene (perikaryon) svulmer, kjernene degenerereog hele nevronen disintegrerer.

siden ricin Er Et n-acetyl galaktosaminbindende lektin, kan det brukes medforskjellige lektiner som har forskjellige spesifisiteter tilkart nevronmønstrerav glykosylering. Når selvmordstransport observeres etter injeksjon avtoksin, bekrefter det tilstedeværelsen Av n-acetyl galaktosaminrester pånevroncelleoverflaten. Strategier i selvmordstransport fungerer veldig bra istudier av voksne perifere sensoriske og motoriske nevroner fordi de er følsomme for ricin. Neuroner i sentralnervesystemet hos voksne er resistente mot ablation byricin, mens unge utviklende hjerner er følsomme, noe som tyder på at hjerneutvikling innebærer endringer i glykosylering AV CNS-nevroner. Galaktoseterminale rester kan enten klippes eller maskeres ved tilsetning av sialinsyrerester.

i selvmord transport eksperimenter, ofte noen ricin lekker ut avnerve, forårsaker systemisk forgiftning av dyret. Dette problemet kan væreunngått ved samtidig administrering av et ricin antiserum.

verdien av å bruke selvmordstransportstrategier er oppsummert (Fra Wileyand Oeltmann):

anatomisk kartlegging av nevroner

modellering av motorneuron degenerative sykdommer

studere konsekvenser av perifer nerveskade og reparasjonsmekanismer

kartlegging av cellulære nevrotransmitterreseptorer

sykdomsrelaterte anvendelser inkludert

• utrydding av latent herpes simplex virus i trigeminale sensoryneuroner
• produksjon og analyse av glialfibrillære bunter
• behandling av hesteneuromer

dette er en av de mest populære programmene i verden. 1993-Baby-Safe Houseplants Og CutFlowers: En Guide Til Å Holde Barn Og Planter Trygt Under Samme Tak.Story Communications Inc. Pownal, Vermont.Cooper, M. R. Og A. W. Johnson. (1994) Giftige Planter Og Sopp:En Illustrert Guide. CAB Internasjonalt Byrå For Dyrehelse, Weybridge; London.

Czapla, T. H., Og I. A. Johnston. (1990) Effekt av plantelektiner på larvalutvikling Av Europeisk maisborer (Lepidoptera:pyralidae) og sørkornrotorm (Coleoptera:chrysomelidae). J. Econ. Entomol, Lanham, Md.: Entomological Society Of America, 83 (6): 2480-2485.

Frankel, A. E., (1993) Immunotoksinbehandling Av Kreft. Onkologi (Huntington), 7 (5): 69-78; diskusjon79-80, 83-6.

Knight, B. (1979) Ricin – en potent morderisk gift. Br. Med. J. 278: 350-351.

Lord, J. M., Roberts, L. M., Og J. D. Robertus. (1994). FASEB J. Februar; 8 (2): 201-8.Matthews, R. W. Og J. R. Matthews (1978). Insektsadferd, pub. Wileyand Sons, Inc. New York, s. 507.

Okoye, JOA, Enunwaonye, CA. Okorie, Au og F. O. I. Anugwa (1987).Patologiske effekter av å mate stekt castor bønne måltid Ricinus communis tochicks. Avian Pathol. 16(2):283-290.

Olaifa, J. I., Matsumura, F., Zeevaart, j. A. D., mullin, C>A> og P. Charalambous. (1991) Dødelige mengder ricinin i grønn ferskenbladlusmyzus-persicae suzler matet på ricinusbønneplanter. Plante Sci. (Limerick),73 (2): 253-256.Purushotham, N. P., Rao, M. S. og G. V. Raghavan (1986). Utnyttelse avricinator-måltid i konsentratblandingen av sau. Indisk J. Anim. Sci.56(10):1090-1093.Robertus, J. D. (1988). Toksin Struktur. Kreft Behandling. Res. 37: 11-24.Robertus, J. D. (1991) strukturen og virkningen av ricin, en cytotoksiskn-glykosidase. Sem. I Celle Biol. 2:23-30.Vitetta, E. S. Og Pe Thorpe, (1991) Immunotoksiner som inneholder ricin eller itsA-kjede, Sem. I Celle Biol. 2:47-58.Wiley, R. G., and T. N. Oeltmann, (1991)Ricin og Relaterte Plantetoksiner:Virkningsmekanismer Og Nevrobiologiske Anvendelser; I, Handbook ofNatural Toxins, Vol.6, red. R. F. Keeler og A. T. Tu, Marcel Dekker, Inc. New york.