Abrin

Abrin a ( Abrus precatorius )
Abrin a (Abrus precatorius)
Strukturális modell szerint PDB  1abr . Az A láncot kék színnel emelik, a B láncot olajbogyóval

Meglévő szerkezeti adatok : 1abr

Tömeg / hosszúság elsődleges szerkezet 518 = 251 + 267 aminosav (A + B)
Másodlagos a kvaterner struktúrához képest A + B lánc
Azonosító
Külső azonosítók
Enzim osztályozás
EK, kategória 3.2.2.22. ,  Glikozidáz
Válasz típusa N-glikozidos kötés hidrolízise
Szubsztrát 28S rRNS
Termékek hibás riboszóma

Abrin egy növényi toxin a Paternoster borsó (még: Abrus bab , Abrus precatorius ) és az egyik legveszélyesebb mérgek minden. A halálos dózist körülbelül 0,1-1000 ug / testtömeg-kg-ra becsülik, az adagolás módjától függően. Kémiailag Abrin egy lektin és kapcsolódik a ricin az a csoda fa. Az Abrin a fehérjeszintézis gátlója .

Esemény

Paternoster borsómag (piros), abrin forrása

A toxin abrint természetesen kizárólag a paternoszter borsó termeli. A paternoszter borsó magjai 0,08% abrint tartalmaznak. A toxin a magokban található, és védve van a maghéj felszabadulásától . Ha a maghéj megsérül vagy megsemmisül (pl. Rágással), a magokban lévő toxin felszabadulhat.

Kivonás

Különféle módszereket írtak le az irodalomban az abrin izolálására. Általában a fehérje savas pH-tartományú vizes extrakcióján alapulnak, amelyet különféle tisztítási lépések követnek. Az idegen fehérjéket a Sepharose 4B-n lévő affinitáskromatográfia segítségével lehet elválasztani. Az ioncserélő kromatográfia vagy a szacharózgradiensen végzett centrifugálás alkalmas az abrus agglutininek elválasztására . A termés korlátozott, mivel a magokban alacsony az abrin-tartalom.

Az abrin toxikus elve, az abrin a A-lánca biotechnológiailag előállítható genetikailag módosított E. coli baktériumok segítségével .

biokémia

Biokémiai tulajdonságok

A ricin (kék árnyalatai) és az abrin (vörös árnyalatok) összehasonlítása . A két fehérje nagyon hasonló.

Elszigetelt és tisztított formában az Abrin fehér vagy barnássárga por. Vízben oldódik és hőre érzékeny.

Kémiailag az Abrin olyan anyagok keveréke, amelyek tovább oszthatók a négy izotoxinra (Abrin a, b, c és d). Esetenként a biokémiailag teljesen eltérő és nem toxikus abruz-hemagglutinin ötödik fehérjeként szerepel az abrin gyűjtőnév alatt.

Az Abrin a négy mérgező fehérje közül a legerősebb. Ez kódolja egy intron-mentes gén . A fehérje bioszintézis elsődleges terméke, a preproabrin, egy szignálpeptid szekvenciából, az A és B alegység aminosav szekvenciáiból és egy linkerből áll. Az abrin-molekula, amely 528 aminosavból áll és körülbelül 65 kDa nagyságú , az endoplazmatikus retikulumban (ER) képződik egy szignálpeptid szekvencia hasítása és poszttranszlációs módosítások , például glikozilezés és diszulfid hídképződés után . Szerkezetében az Abrin a rokon a csodafa ricinnel.

toxikológia

A mérgezés tünetei: hasmenés , hányás , kólika , tachycardia (gyorsított pulzus) és remegés (remegés). A halál napokkal később veseelégtelenség , szívelégtelenség és / vagy légzési bénulás következménye .

toxicitás

Az Abrin toxicitása a beadás módjától függ. Szájon át történő bevétel után nincs egyetértés az emberek halálos dózisának szintjéről. Bár feltételezzük, hogy 0,1–1 µg / testtömeg-kg bevitele vagy a paternoszter borsó egyetlen magjának elfogyasztása végzetes lehet, ez az információ nem bizonyított kellõen. Más becslések szerint az LD 50 értéke 10 és 1000 µg / kg között van, és összehasonlítható a ricinével.

Az Abrin intravénás alkalmazás után lényegesen mérgezőbb. Az állatkísérletekben meghatározott LD 50 értékek a fajtól függően 0,03 és 0,06 µg / kg között változnak nyulaknál és 1,25-1,3 µg / kg között kutyáknál. Daganatos betegekkel végzett klinikai vizsgálatokban legfeljebb 0,3 µg / kg intravénás abrin immunotoxint toleráltak súlyos toxikus tünetek nélkül.

Az abrin inhalációs toxicitása szintén releváns . Patkányokban az LD 50 ebben a felszívódási módban 3,3 µg / kg. Ezzel szemben a bőrrel való érintkezés után nincs bizonyíték a toxicitásra.

Hatásmód (toxikodinamika)

Hatásmódjában az Abrin hasonló a ricinhez. A ricinhez hasonlóan az abrin is a 2-es típusú riboszóma inaktiváló fehérjék (RIP) csoportjába tartozik (RIP-II). Mérgező hatása egy többlépcsős folyamatnak köszönhető, amely magában foglalja a sejtek megkötését, a sejten történő transzportot, az endoplazmatikus retikulumban (ER) történő aktiválódást és végső soron a fehérjeszintézis halálos gátlását. A ricinnel összehasonlítva az abrin a hatásosabb fehérje bioszintézist gátló anyag.

Az abrin B-lánca, amely haptomerként funkcionál , lehetővé teszi a glikoproteinhez való nem specifikus kötődést a sejt felszínén. Ezen túlmenően, Abrin specifikusan kötődnek a sejtekhez, hogy hordozzák a mannóz receptor. Mivel ez a receptor különösen nagy sűrűségben fordul elő a retikulohistiocita rendszer sejtjein, különösen ezt a rendszert befolyásolja az abrin toxicitása. Mind a specifikus, mind a nem specifikus kötődés az abrin sejtbe történő felvételéhez vezet endocitózis révén , kombinálva a sejtmembránból az endoplazmatikus retikulumba (ER) történő transzporttal és az A-lánc aktiválásával a B-lánc elszakadásával. Az abrin aktivált A-lánca, az effomer , amely felszívódik a sejtbe , gátolja a fehérjeszintézist azáltal, hogy hasít egy adenint (A4324) a riboszómák 28S rRNS-jéből .

Toxikokinetika

Kevés és néha ellentmondásos információ áll rendelkezésre az abrin toxikokinetikájáról . Biokémiai tulajdonságai és a ricinnel való hasonlósága miatt feltételezzük, hogy az abrin legalább részben lebomlik a gyomor-bél traktusban . A molekulák mérete a gasztrointesztinális traktuson keresztüli felszívódást is korlátozza. Ennek ellenére a paternoszter borsómag fogyasztása után bekövetkezett számos haláleset megerősíti, hogy a toxin legalább egy kis része felszívódhat a szisztémás keringésbe a gyomor-bél traktuson keresztül.

Az egereken végzett állatkísérletek azt mutatják, hogy az injekció után az abrin felhalmozódik a májban , a vesében , a lépben , a vérsejtekben, a tüdőben és a szívben . A kiválasztás a vesén és a vizelettel történő proteolitikus hasítás után következik be.

használat

Orvosi alkalmazás

A paternoster borsó növényének különféle részeit, beleértve a magvakat, a hagyományos ájurvédikus orvoslásban használják . Ezenkívül az abrin, mint szabad toxin vagy immunotoxin egy antitesttel komplexben, daganatellenes hatást gyakorol a rák különböző formáira, legalábbis kísérleti körülmények között.

Potenciális felhasználás biofegyverként

Magas toxicitása és aeroszollá történő feldolgozásának lehetősége miatt elvileg lehetséges az Abrin biológiai fegyverként történő felhasználása. Másrészt ott van az alacsony hozam, amely kizárja a nagyobb befektetést. Az Abrin az Egyesült Államokban úgynevezett kiválasztott szerként van besorolva , amely anyag veszélyt jelenthet a közbiztonságra és az egészségre. Németországban a ricinnel ellentétben Abrinre nem vonatkozik a hadifegyver- ellenőrzési törvény .

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ a b c d e f Dickers KJ, Bradberry SM, Rice P, Griffiths GD, Vale JA: Abrin-mérgezés . In: Toxicol Rev . 22., 2003. 3. szám, 137–42. PMID 15181663 .
  2. B a b Johnson RC, Zhou Y, Jain R, Lemire SW, Fox S, Sabourin P, Barr JR: Az L-abrin mennyiségi meghatározása emberi és patkány vizeletben: a toxin abrin biomarkere . In: J Anális Toxicol . 2, 77-84. PMID 19239732 .
  3. ↑ Olsnes S: Mérgező és nem toxikus lektinek az Abrus precatorius-tól . In: Meth. Enzymol. . 50, 1978, 323-30. PMID 661585 .
  4. ↑ Olsnes S: Abrin és ricin: két mérgező lektin felépítése és hatásmechanizmusa . In: Bika Inst Pasteur . 74, 1976, 85-99.
  5. ↑ Lin JY, Lee TC, Hu ST, Tung TC: Négy izotoxikus fehérje és egy agglutinin izolálása jequiriti babból (Abrus precatorius) . In: Toxikon . 19, 1. szám, 1981, 41–51. PMID 7222088 .
  6. ↑ Hung CH, Lee MC, Chen JK, Lin JY: Három abrin A-lánc és mutánsuk klónozása és expressziója helyspecifikus mutagenezissel származva Escherichia coliban . In: Eur J Biochem . 219., 1994. 1-2. Szám, 83–87. PMID 8307038 .
  7. ↑ Fodstad O, Johannessen JV, Schjerven L, Pihl A: Az abrin és a ricin toxicitása egerekben és kutyákban . In: J Toxicol Environ Health . 5, 1979. évi 6. szám, 1073-1084. PMID 529341 .
  8. ↑ Griffiths GD, Rice P, Allenby AC és mtsai: A ricin és abrin toxinok inhalációs toxikológiája és hisztopatológiája . In: Inhal Toxicol . 7, 1995, 269-288.
  9. ^ Griffiths GD, Lindsay CD, Upshall DG: Számos növényi eredetű fehérjetoxin toxicitásának vizsgálata szarvasmarha-tüdő endothel sejtjeivel . In: Toxikológia . 90, 1-2. Szám, 1994. május, 11–27. PMID 8023336 .
  10. ↑ Lin JY, Kao CL, Tung TC: Tanulmány a triptikus emésztésnek az abrin toxicitására gyakorolt ​​hatásáról . In: Tajvan Yi Xue Hui Za Zhi . 69, 2. szám, 1970, 61-63. PMID 5270832 .
  11. ↑ Fodstad Ø, Olsnes S, Pihl A: Az abrin és a ricin rákosztatikus lektinek toxicitása, eloszlása ​​és eliminációja egerekben történő parenterális injekció után . In: Br J Cancer . 34, 1976, 418–425.
  12. ↑ CP Khare (Szerk.): Indiai gyógynövény-gyógyítás: racionális nyugati terápia, ájurvédikus és egyéb hagyományos használat, botanika . Springer, 2004, ISBN 540010262, 4-5.
  13. ^ Pastan I, Kreitman RJ: Immunotoxinok a célzott rákterápiában . In: Adv Drug Deliv Rev . 31., 1-2. Szám, 1998. április, 53–88. PMID 10837618 .

web Linkek

Wikiszótár: Abrin  - jelentésmagyarázatok, szóeredet , szinonimák, fordítások