相思子毒素
相思子毒素
‘红豆生南国，此物最相思’古诗里说的那个红豆又叫相思豆，里面含的毒素超级可怕，不仅毒性猛烈，中毒的人会全身内脏溃烂而死，比起闪电结束痛苦的氰化物，此东东极不人道的说。
世界上十大知名最毒的东西之一!
相思子毒素是从豆科藤本植物相思子(Abrus precatorius)的种子中提取的一种剧毒性高分子蛋白毒素，其含量约占种子2.8%～3.0%。相思子毒素存在4种同族毒素(isoabrins)，即abrin-a、abrin-b、abrin-c、和abrin-d，相对分子质量介于63 ku～67 ku之间，它们由不同的基因所编码，但同属于一个多基因家族；其中abrin-b、abrin-c由于其B链凝集活性低而只有较弱的细胞毒性作用；而abrin-a、abrin-d则有极强的细胞毒性，小鼠的LD50为0.04 μg/kg，成年人摄入的致死剂量为5.0 μg/kg～7.0 μg/kg，其毒性强度是蓖麻毒素(小鼠LD503.0 μg/kg)的70 多倍，已被列为潜在的重要毒素战剂和生物恐怖病原物质之一。
相思子毒素中毒后，通常要经数小时至数天的潜伏期才出现综合征。可表现为口腔灼烧感、吞咽困难、恶心、呕吐、血痢、腹部痉挛性疼痛、昏睡、定向障碍、惊厥、黏膜发绀、昏迷、循环衰竭、视网膜出血、血尿和少尿等症状。经静脉注射或皮下给药，临床症状与经消化道给药相似，但胃肠道症状较轻，而注射部位通常会发生严重的炎症[3]。
1相思子毒素的毒性及性质1.1相思子毒素的毒性
相思子毒素是从豆科藤本植物相思子(Abrusprecatorius)的种子中提取的一种剧毒性高分子蛋白毒素，其含量约占种子2.8%～3.0%。相思子毒素存在4种同族毒素(isoabrins)，即abrin-a、abrin-b、abrin-c、和abrin-d，相对分子质量介于63ku～67ku之间，它们由不同的基因所编码，但同属于一个多基因家族；其中abrin-b、abrin-c由于其B链凝集活性低而只有较弱的细胞毒性作用；而abrin-a、abrin-d则有极强的细胞毒性，小鼠的LD50为0.04μg/kg，成年人摄入的致死剂量为5.0μg/kg～7.0μg/kg，其毒性强度是蓖麻毒素(小鼠LD503.0μg/kg)的70 多倍，已被列为潜在的重要毒素战剂和生物恐怖病原物质之一。
相思子毒素中毒后，通常要经数小时至数天的潜伏期才出现综合征。可表现为口腔灼烧感、吞咽困难、恶心、呕吐、血痢、腹部痉挛性疼痛、昏睡、定向障碍、惊厥、黏膜发绀、昏迷、循环衰竭、视网膜出血、血尿和少尿等症状。经静脉注射或皮下给药，临床症状与经消化道给药相似，但胃肠道症状较轻，而注射部位通常会发生严重的炎症[3]。
1.2 相思子毒素的物理性质
纯化后的相思子毒素为微黄白色无定形粉末，无味，易溶于水、氯化钠和甘油溶液，不耐热。60 ℃经30min部分失活，80 ℃经30min则大部分失活，100 ℃经30min毒性及抗肿瘤活性完全消失。印度安达曼岛上居民将相思子种子煮熟后作为食物食用。完整的相思子毒素经反复冰冻和融化对其毒性影响很小。在0.1mol/L半乳糖溶液中，毒素可在冰箱中储存数月而不会失活。分离开的链要比完整毒素更不稳定[4]。
2相思子毒素的结构2.1相思子毒素的一级结构
相思子毒素是一种分子质量约为63ku～67ku的糖蛋白，分子由A、B两条多肽链通过1个二硫键连接而成。完整毒素在SDS-PAGE分析时呈一条蛋白带，经二巯基乙醇处理后，A、B两条链分离开，其中A链呈酸性，分子质量约为30ku，与蓖麻毒素A链存在102个相同的氨基酸残基；B链呈中性，分子质量约35ku。有关试验表明，相思子毒素两条链经二巯基乙醇还原分离开后，其活性并不丧失。
与蓖麻毒素相似，相思子毒素也是以前体蛋白形式表达，编码前体相思子毒素的基因组不含内含子，从5′端到3′端分别编码由34个氨基酸残基组成的前导序列，250个或251个氨基酸残基组成的A链，10个氨基酸残基组成的连接肽，267个或268个氨基酸残基组成的B链[4]。34个氨基酸残基组成的前导序列很可能包含一个信号肽，诱导前体进入内质网，进行翻译后加工，然后再转运到种子蛋白储存部位，推测信号序列的切点位于第19位的Ser羧基端。
相思子毒素所含的糖基主要存在于B链上，糖的类型为甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺，毒素经糖基修饰后，可以增加其自身结构的稳定性，防止降解，增强对极端条件的适应性[5]。目前已阐明了Abrin-a的B链的2个糖基化位点附近的氨基酸序列及糖链结构，糖肽附近的氨基酸顺序为Asp-Asn(CHO)-Gly-Thr，Gly-Asn(CHO)-Asn，其序列分别类似于Ricin-D的B链Asp94-Asn(CHO)-Gly-Thr97，Thr134 –Asn(CHO)-Asn136。
2.2相思子毒素的高级结构
晶体结构研究表明，相思子毒素A链分为3个折叠区域。abrin-a的A链C末端比蓖麻毒素少4个氨基酸残基。关于abrin-a及蓖麻毒素的A链折叠上的差异都有可能影响对核糖体的识别和结合。相思子毒素a的B链的整个折叠方式与蓖麻毒素相似，但它们的N末端氨基酸残基第1位～12位及几个突环(第39～45，100～106，109～118，133～139，166～170，193～204位氨基酸残基)有较大差异。Abrin-a的B链由2个区域组成，每个区域又包含4个亚区λ，α，β，γ，每一区域的主体结构是由α，β，γ组成，亚区2λ连接B链的2个区域，亚区1λ参与A，B链之间二硫键的形成，2个λ亚区间有同源性，但与其他亚区有区别，2个亚区的α，β，γ间均有同源性[4]。除了1λ亚区，abrin-a的B链的其他亚区的氨基酸链长度与蓖麻毒素的相应亚区相同。abrin-a的1λ亚区N末端比蓖麻毒素的1λ亚区多4个氨基酸残基。Abrin-a的B链的每一个区域均包含一个疏水核，形状类似于蓖麻毒素的疏水核。早先有人提出了蓖麻毒素的B链的进化理论，认为B链的祖先是1α亚区，因为仅是1α肽链保留了所有的关键结构和功能特征，基因复制和融合产生了α ，β，γ分子，然后加上λ肽链进一步稳定了分子结构，再复制产生(α、β、γ、λ)2 结构[5-[1]