麻毒蛋白（Ricin）又名蓖麻堿，是一種極具毒性的蛋白質毒素，是一種可溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷及苯中，易溶于酸性稀釋液或鹽溶液的白色粉末，由蓖麻（Ricinus communis）種子中提取得到，它的毒性非常強，被認為是所有天然毒素中毒性最強的一種。蓖麻毒蛋白的毒性對人類和許多動物都有危害，主要通過皮膚接觸、食物或飲水攝入或吸入呼吸道而進入體內，早期癥狀是咳嗽或發燒。其主要毒性作用是抑制蛋白質合成，導致細胞死亡。
蓖麻毒蛋白在戰爭中可用作生化武器，同時也可以利用蓖麻毒蛋白的結構特性，將其與抗體或其他藥物分子結合，形成具有高度選擇性的藥物載體，用來癌癥治療等領域。
發現歷史
1888年，多爾帕特大學的彼得·赫爾曼·斯蒂爾馬克(Peter Hermann Stillmark)報告說，有毒植物蓖麻（蓖麻子）的種子提取物含有一種可以凝集紅細胞的因子。他將這種凝集素命名為“蓖麻毒素”。
Paul Erhlich在1890年代初期在免疫原性的早期研究中使用蓖麻毒素和相思子來證明動物能夠產生針對一種特定蛋白質的中和抗體。
理化性質
蓖麻毒蛋白是由氨基酸組成的生物大分子，是一種可溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷及苯中，易溶于酸性稀釋液或鹽溶液的白色粉末。熔點為201.5℃，在水中溶解度為9.97 g/L。同時，蓖麻毒蛋白具有強烈的毒性，可對生物體產生嚴重的生物效應和毒理作用。
分布情況
蓖麻是一種廣泛分布于世界各地的植物，因其種子含有豐富的蓖麻油而被廣泛栽培。蓖麻毒蛋白則是存在于蓖麻種子中的一種蛋白質毒素。蓖麻植物可能原產于非洲，現已分布到世界各地，包括亞洲、歐洲、南美洲和北美洲等地。蓖麻種子是蓖麻毒蛋白的主要來源，而蓖麻毒蛋白在蓖麻種子的外殼和內核中均有存在。
物質結構
蓖麻毒蛋白是一種二聚體蛋白質毒素，其分子有很多種類，如結晶型、B1型、T3 型、G型、D型、E型，各種類型的蛋白毒性不盡相同，以D型毒性最大。其分子結構由兩個亞單位組成，每個亞單位分別包含A鏈和B鏈兩個部分。就結構而言，蓖麻毒蛋白與相思子的一種同毒素abrin-a非常相似。
A鏈部分由約267個殘基組成，呈現出球狀結構和一個柄狀結構。A鏈部分通過柄狀結構與B鏈部分相連，并在靶細胞內部發揮毒性作用。B鏈部分由約262個氨基酸殘基組成，呈現出球狀結構，能夠與蓖麻毒蛋白的靶細胞表面糖基結構相互作用。
蓖麻毒蛋白的細胞死毒性主要來自其A鏈部分，該部分亡。B鏈部分則能夠選擇性地與細胞表面的糖基結構相互作用，從而將A鏈部分送入細胞內部發揮毒性作用。
雖然其他植物含有在蓖麻毒素中發現的蛋白質鏈，但必須存在兩條蛋白質鏈才能產生毒性作用。例如，僅含有蛋白質鏈A的植物，如大麥，是無毒的，因為沒有與蛋白質鏈B的連接，蛋白質鏈A無法進入細胞并對核糖體造成損害。
合成與制備
生物合成
蓖麻毒素是在蓖麻油植物種子的胚乳中合成的，它在種子成熟過程中合成，并在發芽后生長的頭幾天被水解降解。
蓖麻蛋白通過內質網運輸到產生前體積聚囊泡中，可以通過高爾基體轉運。其他蓖麻子儲存蛋白可能遵循類似的途徑，或者可能在內質網內聚集，并通過內質網直接運輸到液泡中，與高爾基體無關。蛋白質用于溶解液泡的形成，通過受體介導的方式從高爾基體經由網格蛋白包裹囊泡進行運輸。
分離純化
蓖麻種子常用來榨油，但是由于蓖麻毒素不溶于油，因此在提取的蓖麻油中含量很少。榨油后用過的種子，可含有高達5%的蓖麻毒素，因此不可用來喂食牲畜。提取工藝包括兩部分，蛋白粗提和后期分離純化。首先，根據蛋白的鹽析性質，將蓖麻軒磨碎勾裝，使用緩沖液浸提，然后加硫酸銨沉淀出蛋白。在粗提過程中，有眾多影響提取率的因素，如緩沖液加入量，提取時間、沉淀方法等。
毒性
毒性機理
蓖麻毒蛋白是一種高毒性的蛋白質毒素，具有強烈的細胞毒性。蓖麻毒蛋白由兩個鏈A和B組成，它們通過二硫鍵連接在一起。B鏈的存在使得蓖麻毒素能夠進入細胞質，從而便于穿過胃腸壁。而A鏈通過不可逆地失活位于60S亞基中的28S核糖體核糖核酸環，抑制了蛋白質的合成過程。這種抑制阻礙了鏈的延伸，最終導致細胞死亡。此外，豆中還含有蓖麻凝集素凝集素，它可引起紅細胞凝集和溶血性貧血反應，但只有在靜脈注射時才會發生。
中毒癥狀
蓖麻毒素中毒的主要癥狀取決于接觸途徑和劑量。初始接觸會產生惡心、嘔吐、腹瀉和腹痛等現象。大約1-5 天后，臨床癥狀可能包括血性腹瀉、胃腸道出血、嘔血和胃腸炎。嚴重情況會導致急性器官衰竭，甚至死亡。如果吸入蓖麻毒素，周圍的人可能會迅速發燒、咳嗽和肺部積液。若吞下大量蓖麻毒素，可能會出現嘔吐和腹瀉。當發生皮膚或吸入蓖麻毒素時，可能會引起過敏。
治療方案
由于沒有針對蓖麻毒素的解毒劑，因此要盡量避免接觸蓖麻毒素。如果無法避免接觸，應該盡快將蓖麻毒素排出體外。將患者放到通風的地方，靜脈輸液或者洗胃從而排出毒素和減緩癥狀。
安全事宜
個人防護
急救人員在進入含有未知污染物的區域或進入污染物濃度較高的區域時，應使用經NIOSH（美國國家職業安全衛生研究所）認證的化學、生物、放射、核自給式呼吸器和A級防護服。在監測結果確認污染物和污染物濃度之前，應使用A級保護。
A級：當需要最高級別的皮膚、呼吸和眼睛保護時選擇。這是對處于未知化學危害或高于IDLH或高于AEGL-2水平危險中的工人的最大保護。佩戴面罩或呼吸器，穿戴一種全封裝化學防護服，耐化學腐蝕手套（散逸層），耐化學腐蝕手套（內層），具有鋼制鞋頭和鞋柄的耐化學腐蝕的靴子。
安全標識
在美國，蓖麻毒素出現在衛生與公共服務部的精選藥劑名單上，科學家必須在HHS注冊才能在他們的研究中使用蓖麻毒素。但控制在1000mg以下的調查人員不受監管。
貯存與運輸
高溫會導致蓖麻蛋白蛋白質失活，并且由于蓖麻毒蛋白具有很高的毒性和危害性，許多國家對其進行了監管和控制，如美國等地的法規都規定了蓖麻毒蛋白的使用和運輸限制，以確保公眾和環境的安全。
應用
戰爭中的生物武器
由于蓖麻毒素的潛在致命作用，制備蓖麻毒素相對容易，以及蓖麻油植物的現成可用性，蓖麻毒素長期以來一直被認為是一種武器。在兩次世界大戰期間，美國，英國和其他國家試驗了炮彈和炸彈，可以驅散細磨的蓖麻毒素粉末云。
第一次世界大戰期間，美國調查了蓖麻毒素的軍事潛力，并考慮將其用作有毒粉塵或用作子彈和彈片的涂層。第一次世界大戰在美國將蓖麻毒素武器化之前就結束了。第二次世界大戰期間，美國和加拿大著手研究集束炸彈中的蓖麻毒素，發現太過昂貴。
美蘇冷戰期間，主要大國的研究仍在繼續，但根據1972年《生物武器公約》的條款銷毀了庫存。然而，蓖麻毒素仍然被認為是恐怖和暗殺的可能武器。例如，最著名的使用蓖麻毒素作為暗殺武器的事件發生在1978年，保加利亞流亡者格奧爾基·馬爾科夫的腿部被一把傘尖刺傷，傘尖將一個含有蓖麻毒素的微小空心球體注入了他的體內。三天之內，馬爾可夫就死了。克格勃的叛逃者證實，他是被蘇聯設計并交給保加利亞政府雇用的特工的裝置毒死的。
醫療領域
蓖麻毒素對人體細胞癌的頭頸部腫瘤有一定療效，它能通過抑制各種癌細胞的蛋白質和脫氧核糖核酸的合成，并且它具有很強的反應原性，可經各種途徑進入機體，并可產生抗體和過敏反應。由于蓖麻毒蛋白能產生細胞毒作用，所以它能抑制巨噬細胞等參與免疫功能。
農業領域
利用蓖麻根殺滅蚜蟲、歐洲塵螨；用蓖麻鮮葉殺滅蛆及孑孓；將蓖麻種子去皮、炒熟、搗碎、混入有機肥中，一起施在葡萄秧根部(每株施200~300g)，可殺死根部所有地下害蟲，并能防治葡萄白粉病，霜霉病和葡萄銹病。用不同溶劑提取的蓖麻毒素粗提物對小菜蛾美國白燈蛾、桃蚜、天幕毛蟲幼蟲3種害蟲有不同程度的殺蟲脒作用。
潛在醫療用途
蓖麻毒素已在醫學實驗中用于殺死癌細胞。
參考資料 >
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