徐雅楠,孫立杰,于麗麗,黃鳳蘭

蓖麻毒蛋白在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程研究進(jìn)展

徐雅楠1,2,孫立杰1,于麗麗1,黃鳳蘭1,2

1. 內(nèi)蒙古民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 內(nèi)蒙古 通遼 028000 2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)高校蓖麻產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心, 內(nèi)蒙古 通遼 028000

蓖麻毒蛋白（Ricin）是一種核糖體失活蛋白，對(duì)真核細(xì)胞有毒性。它移除真核細(xì)胞核糖體大亞基28S rRNA保守序列中特異的腺嘌呤殘基，使蛋白合成過(guò)程終止，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。本文對(duì)蓖麻毒蛋白在植物細(xì)胞內(nèi)合成后轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞的過(guò)程，以及蓖麻毒蛋白作用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的研究進(jìn)展予以簡(jiǎn)要描述。

蓖麻毒蛋白; 轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程; 蓖麻細(xì)胞; 哺乳動(dòng)物細(xì)胞

蓖麻毒蛋白（Ricin）是主要存在于蓖麻（）種子中的一種植物糖蛋白，含量占籽重1%~5%。蓖麻作為油料作物，全球廣泛種植。作為蓖麻油產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，蓖麻毒蛋白每年產(chǎn)量50000 t[1]。蓖麻毒蛋白是核糖體失活蛋白（Ribosome-inactivating Protein，RIP）家族成員，可使核糖體失活而終止蛋白合成，對(duì)真核細(xì)胞具有毒害作用。蓖麻毒蛋白對(duì)酵母菌的毒性相比于對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的毒性較弱，對(duì)某些惡性腫瘤細(xì)胞毒性更強(qiáng)[2]。這使它在醫(yī)學(xué)上成為用于殺傷腫瘤細(xì)胞的首選毒素之一。蓖麻毒蛋白屬于B級(jí)生物威脅制劑，至今仍無(wú)可用疫苗，且因其毒性大、易提取的特點(diǎn)，易為恐怖組織利用成為生物武器。針對(duì)其毒性的治療策略相關(guān)研究圍繞著酶活性抑制、毒素?cái)z取或運(yùn)輸?shù)母蓴_等方面進(jìn)行。研究蓖麻毒素疫苗或治療手段仍停留在小鼠、靈長(zhǎng)類等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段[3,4]。蓖麻毒蛋白的毒性既可以成為腫瘤治療的一劑良藥，也可以作為毒藥低劑量致死。所以，為更好的防治并利用蓖麻毒蛋白，它的毒性作用機(jī)理成為研究的重點(diǎn)。研究的目的是更深入的理解作用機(jī)理，并對(duì)疫苗的研發(fā)以及進(jìn)一步抗癌治療奠定基礎(chǔ)。

1 蓖麻毒蛋白的毒性機(jī)制及生物學(xué)功能

蓖麻毒蛋白在種子的發(fā)育階段合成并儲(chǔ)存在成熟蓖麻種子的液泡中。蓖麻毒蛋白是一種異二聚體，具有催化活性的A鏈（Ricin toxin A，RTA）和具有細(xì)胞識(shí)別功能的B鏈（Ricin toxin binding subunit B，RTB）通過(guò)二硫鍵連接在一起。

RTA是其活性亞基，分子量約為32 kDa，是267個(gè)氨基酸殘基組成的球形糖蛋白，在10和236位天冬氨酸殘基上進(jìn)行糖基化[5,6]。RTA糖基化不影響其催化能力，而是刺激毒素運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[8]。通過(guò)一系列研究發(fā)現(xiàn)，RTA亞基的糖基化以及RTA的C-末端疏水序列有助于其轉(zhuǎn)運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入細(xì)胞胞液并發(fā)揮毒性。RTA具有糖苷酶活性，可以從真核細(xì)胞核糖體大亞基的28S rRNA移除保守序列中特異的腺嘌呤殘基（A4324）[8]，阻止翻譯延伸因子eEF-2結(jié)合到核糖體的GTP酶活性中心，加速細(xì)胞死亡。在RTA與核糖體相互作用時(shí)，需要P1/P2蛋白輔助[9]，與P蛋白的結(jié)合是與核糖體相互作用的關(guān)鍵步驟[10]。RTA與蓖麻毒蛋白全毒素毒性有很大的差異，RTA因其缺乏RTB影響了進(jìn)入細(xì)胞的效率，所以只有輕微毒性[3]。

RTB是結(jié)合亞基，分子量約為34 kDa，是由262個(gè)氨基酸殘基組成的啞鈴型蛋白質(zhì)，有兩個(gè)主要的結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域上都含有一個(gè)半乳糖結(jié)合位點(diǎn)。RTB具有凝集素活性，是半乳糖結(jié)合蛋白，能與細(xì)胞表面的半乳糖/N-乙酰半乳糖胺殘基結(jié)合[11]，通過(guò)由受體介導(dǎo)的內(nèi)吞方式進(jìn)入細(xì)胞。

蓖麻毒蛋白家族有6~8個(gè)成員[12,13]。其中兩個(gè)主要的成員是蓖麻凝集素II（Ricinus communis agglutinin ll，ricin）和蓖麻凝集素I（Ricinus communis agglutinin l，RCA）。儲(chǔ)存的蛋白在種子萌發(fā)后的幾天內(nèi)被水解，用以提供種子發(fā)育過(guò)程中基因表達(dá)產(chǎn)生的編碼蛋白合成所需的氨基酸。種子萌發(fā)后的幾天內(nèi)，隨著植株光合合成能力的增強(qiáng)，儲(chǔ)備的蛋白質(zhì)被完全消耗掉，此時(shí)的蛋白合成可以通過(guò)光合合成來(lái)完成。因此，蓖麻毒蛋白的生物學(xué)功能一方面是種子的儲(chǔ)存蛋白，同時(shí)用以種子自我防御，防止食草動(dòng)物啃食。

2 蓖麻毒蛋白在植物細(xì)胞中合成后的運(yùn)輸過(guò)程

蓖麻的基因組由10條染色體組成。調(diào)查結(jié)果顯示：基因組中具有28個(gè)推定的Ricin基因，包括潛在的假基因和基因片段，但是其中只有一個(gè)應(yīng)答于蓖麻油的生物合成，說(shuō)明種子產(chǎn)生高毒性蛋白有選擇壓力[14]。

蓖麻毒蛋白在蓖麻細(xì)胞內(nèi)先合成一條含有RTA和RTB序列的多肽鏈前體，這一前體包含576個(gè)氨基酸殘基。多肽鏈N-末端的35個(gè)氨基酸殘基包含一段26個(gè)殘基組成的N-末端信號(hào)序列和一段9個(gè)殘基組成的前導(dǎo)肽[15]。后面緊跟著267個(gè)氨基酸殘基的RTA序列，12個(gè)氨基酸殘基組成的連接肽，以及262個(gè)殘基組成的RTB序列。12個(gè)氨基酸殘基的連接肽包含了引導(dǎo)蓖麻毒蛋白進(jìn)入液泡的目標(biāo)序列[16]。

在植物細(xì)胞內(nèi)合成蓖麻毒蛋白的過(guò)程中，N-末端信號(hào)肽指導(dǎo)初始多肽鏈轉(zhuǎn)運(yùn)是通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，使9個(gè)殘基的前肽在N-末端暴露出來(lái)。在信號(hào)肽被切除后，RTA的N-末端的9個(gè)殘基的前肽作為間隔區(qū)影響通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)和蛋白核心糖基化的效率[17]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中新合成的前肽缺少了26個(gè)殘基的信號(hào)肽，但仍包含N-末端前導(dǎo)肽和12個(gè)殘基的連接肽。這種需要剪切-轉(zhuǎn)位-激活的結(jié)構(gòu)特征對(duì)于產(chǎn)生毒素的植物細(xì)胞的自我保護(hù)非常重要，因?yàn)橹参锛?xì)胞本身的核糖體對(duì)于RTA的作用也十分敏感。前肽中的RTA部分不具有催化活性，與B鏈的連接抑制了A鏈的催化活性。這種抑制作用是由毒蛋白前肽中RTB通過(guò)空間位阻效應(yīng)妨礙了RTA活性位點(diǎn)的暴露。事實(shí)上，這種對(duì)于RTA活性位點(diǎn)的抑制作用也存在于RTA:RTB偶聯(lián)的成熟的異二聚體中[18]。正是在蓖麻毒蛋白產(chǎn)生和運(yùn)輸過(guò)程中的這種隱藏活性位點(diǎn)的無(wú)活性形式阻止了蓖麻細(xì)胞內(nèi)自身核糖體的失活。

蓖麻毒蛋白產(chǎn)生和運(yùn)輸過(guò)程中，在植物細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程伴隨著蛋白前體三次主要的修飾過(guò)程。首先，N-末端信號(hào)序列（26個(gè)氨基酸殘基）被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔信號(hào)肽酶剪切（Co-translationally）。然后，蓖麻毒蛋白前體（Proricin）進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后被N-糖基化修飾。蓖麻毒蛋白前體有四個(gè)N-糖基化位點(diǎn)，兩個(gè)位于RTA序列，兩個(gè)位于RTB中。最后，蛋白二硫化異構(gòu)酶催化蛋白內(nèi)五個(gè)二硫鍵的形成。在成熟的蓖麻毒蛋白中，四個(gè)二硫鍵在RTB中，另一個(gè)二硫鍵連接著RTA和RTB[19]。

蓖麻毒蛋白需要從植物細(xì)胞的合成位點(diǎn)通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸至液泡中儲(chǔ)存。糖基化的前肽通過(guò)運(yùn)輸泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過(guò)高爾基體復(fù)合物運(yùn)輸進(jìn)入液泡。連接的多糖在胞內(nèi)運(yùn)輸過(guò)程中被修飾結(jié)合。12個(gè)氨基酸殘基的連接序列還包含了液泡分選信號(hào)。到達(dá)液泡后，前肽被內(nèi)肽酶剪切加工去除RTA和RTB之間的12個(gè)氨基酸殘基的連接序列以及前肽N-末端的9個(gè)氨基酸殘基[20]。液泡加工酶（VPE）負(fù)責(zé)剪切前肽中C-末端的天冬氨酸殘基。前肽加工終止于天冬氨酸的剪切。這類蛋白水解作用是典型的種子儲(chǔ)存蛋白的成熟過(guò)程[21]。RTA和RTB仍然通過(guò)一個(gè)二硫鍵共價(jià)連接，RTA和RTB中間連接序列的剪切是在二硫鍵中間發(fā)生的。

3 蓖麻毒蛋白在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)

蓖麻毒蛋白在植物細(xì)胞中是順向運(yùn)輸，最終進(jìn)入液泡并形成具有活性的成熟形式。而在作用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，蓖麻毒蛋白通過(guò)RTB亞基與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入哺乳動(dòng)物細(xì)胞，并有一部分釋放自由的RTA并最終輸送到胞液，與核糖體相互作用。逆向運(yùn)輸通路[22]是從高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)（Trans-Golgi network，TGN）到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運(yùn)輸過(guò)程。蓖麻毒蛋白就是采用此通路（其他毒素從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入靶細(xì)胞胞液）進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。就蓖麻毒蛋白而言，現(xiàn)在對(duì)于運(yùn)輸通路中的很多分子細(xì)節(jié)還是不清楚的。

3.1 蓖麻毒蛋白進(jìn)入哺乳動(dòng)物細(xì)胞的內(nèi)吞過(guò)程

蓖麻毒蛋白與其他生物毒素類似，都是通過(guò)與細(xì)胞表面受體結(jié)合而內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的。細(xì)胞表面的某些成分無(wú)意中充當(dāng)了毒素進(jìn)入細(xì)胞的受體。蓖麻毒蛋白R(shí)TB亞基作為一個(gè)半乳糖特異性凝集素，潛在的細(xì)胞表面靶標(biāo)是暴露在外的-1，4-半乳糖殘基。這樣的組分在哺乳動(dòng)物細(xì)胞表面數(shù)量豐富（例如，Hela細(xì)胞含有3×107潛在的結(jié)合位點(diǎn)）[23]。

細(xì)胞表面結(jié)合的蓖麻毒蛋白一部分通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。蓖麻毒蛋白進(jìn)入細(xì)胞后最先出現(xiàn)在早期內(nèi)吞泡（Early endosomes，EEs）。從早期內(nèi)吞泡開(kāi)始，毒蛋白可能有幾種不同的命運(yùn)。一部分蓖麻毒蛋白從早期內(nèi)吞泡通過(guò)晚期內(nèi)吞泡進(jìn)入溶酶體，被酶解降解。一部分蓖麻毒蛋白從早期內(nèi)吞泡進(jìn)入回收內(nèi)吞泡，并返回細(xì)胞表面，完成一個(gè)無(wú)用的進(jìn)出循環(huán)。小部分蓖麻毒蛋白從早期內(nèi)吞泡進(jìn)入到TGN中，這部分是對(duì)于細(xì)胞毒性的關(guān)鍵[24]。在運(yùn)輸過(guò)程中，RTA還必須成功通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的質(zhì)量控制檢測(cè)過(guò)程——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的蛋白降解（ER-associated protein degradation，ERAD），才能最終從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔進(jìn)入胞液[25]。RTA的泛素化是其被蛋白酶體降解的關(guān)鍵特征。多泛素鏈通常添加到賴氨酸殘基上。而從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入到胞液的RTA具有低賴氨酸特征，所以首次提出RTA的低賴氨酸特征是其能夠逃過(guò)ERAD檢測(cè)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)入胞液的主要原因[26]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，額外引入賴氨酸殘基會(huì)增加RTA被蛋白酶降解的傾向。

3.2 蓖麻毒蛋白運(yùn)輸進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運(yùn)輸過(guò)程

在真核細(xì)胞中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是分泌蛋白和細(xì)胞器各類膜蛋白的通路入口。新生蛋白通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的Sec61轉(zhuǎn)位子進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔[27]。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，這些新合成的蛋白質(zhì)折疊、成熟并加工依賴于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的分子伴侶和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)催化N-糖基化及二硫鍵形成相關(guān)的酶。寡聚蛋白從單體成分依次裝配。以上這些過(guò)程都受到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)質(zhì)控系統(tǒng)（ER quality control，ERQC）的監(jiān)督[28]。新合成的蛋白在通過(guò)ERQC后才能進(jìn)一步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)揮功能或是通過(guò)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌出細(xì)胞。而未能正確折疊或是組裝的蛋白質(zhì)將被ERAD識(shí)別并進(jìn)一步處理掉，因?yàn)榉钦５鞍自诩?xì)胞內(nèi)積累會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生傷害。那么對(duì)于像RTA這樣一個(gè)天然的蛋白質(zhì)如何才能被ERAD識(shí)別成為其底物而不運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)？答案似乎是RTA在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的部分折疊。RTA的C-末端包含一個(gè)疏水性肽段。在全毒素中，這一疏水區(qū)域被RTB所覆蓋。而當(dāng)RTA從全毒素中被釋放后，這一疏水區(qū)域暴露并與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相互作用。以上現(xiàn)象是間接通過(guò)RTA與脂質(zhì)體作用后構(gòu)象展開(kāi)證明的[29]。而后，又進(jìn)一步了解到RTA與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相互作用是通過(guò)與磷脂酰絲氨酸相互作用[30]。提純的RTA也是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，易于聚集或形成熔球體[31]。以上過(guò)程偶聯(lián)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的嵌入過(guò)程，使得RTA進(jìn)一步展開(kāi)部分構(gòu)象。推測(cè)，這種膜嵌入形式可以模仿一個(gè)錯(cuò)誤折疊的蛋白，可以使RTA以ERAD通路從ER逃離。在脫位前，ERAD底物必須維持可溶形式，這可能是BIP共分子伴侶的需求[32]。還發(fā)現(xiàn)，ERAD特異性的甘露糖苷酶調(diào)節(jié)蓖麻毒性[33]。

一旦蓖麻毒蛋白的全毒素進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，RTA必須釋放并以具有潛在催化活性的形式進(jìn)行反向轉(zhuǎn)運(yùn)（ER到細(xì)胞胞液）。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的氧化環(huán)境中，RTA和RTB的分離是在二硫鍵異構(gòu)酶催化下完成的還原反應(yīng)[34]。RTA運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)必須成功逃離ERAD。

3.3 蓖麻毒蛋白在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的分類過(guò)程

泛素化是蛋白酶降解蛋白質(zhì)的選擇的關(guān)鍵特征。泛素鏈常被修飾到賴氨酸殘基側(cè)鏈上。蓖麻毒蛋白中RTA低賴氨酸含量這一特征使得一部分RTA有機(jī)會(huì)逃離泛素降解的命運(yùn)而發(fā)揮其毒性作用。所以，從這個(gè)角度更容易理解蛋白酶體抑制劑可以增加哺乳動(dòng)物細(xì)胞對(duì)蓖麻毒蛋白的敏感性這一現(xiàn)象[26]。RTA從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)出后從RTP4轉(zhuǎn)移給相鄰的RPT5亞基。隨后，RTA在RPT5分子伴侶功能以及Hsc70的協(xié)助下恢復(fù)其催化活性[35]。現(xiàn)在，RTA在胞液中失活的機(jī)制還不清楚，蛋白酶體不能直接將RTA作為有效底物水解。HOP（Hsc70-Hsp90 operating protein）介導(dǎo)的從Hsc70轉(zhuǎn)移到Hsp90-CHIP E3復(fù)合物可能指導(dǎo)RTA進(jìn)入蛋白酶體[31]。

4 總結(jié)與展望

在蓖麻細(xì)胞的合成過(guò)程中，蓖麻毒蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，到高爾基體再到液泡采取順向轉(zhuǎn)運(yùn)。在蓖麻細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，要保證蓖麻毒蛋白不與細(xì)胞內(nèi)自身核糖體發(fā)生作用，影響蛋白合成。而當(dāng)它毒害哺乳動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，毒蛋白經(jīng)歷了從細(xì)胞表面到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入胞液后發(fā)揮其毒性作用。因此，蓖麻毒蛋白從合成后到進(jìn)入靶細(xì)胞發(fā)揮作用這整個(gè)過(guò)程是個(gè)復(fù)雜過(guò)程，要依賴于毒蛋白的有效合成及運(yùn)出，也依賴于細(xì)胞表面的可用受體，成功進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后，全毒素的分離以及與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)分子伴侶的相互作用，并RTA脫位轉(zhuǎn)運(yùn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。在這一系列有趣又不尋常的過(guò)程中還隱藏著很多未知的問(wèn)題有待被發(fā)現(xiàn)。而這些過(guò)程的詳細(xì)研究解將為蓖麻毒蛋白中毒治療以及其毒性在腫瘤治療中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

[1] Roy CJ, Brey RN, Mantis NJ,. Thermostable ricin vaccine protects rhesus macaques against aerosolized ricin: Epitope-specific neutralizing antibodies correlate with protection[J]. Proc Natl Acad Sci, 2015,112(12):3782-3787

[2] Becker B, Schnoder T, Schmitt MJ. Yeast Reporter Assay to Identify Cellular Components of Ricin Toxin A Chain Trafficking[J]. Toxins, 2016,8(12):366

[3] Bhaskaran M, Didier PJ, Sivasubramani SK,. Pathology of lethal and sublethal doses of aerosolized ricin in rhesus macaques[J]. Toxicol Pathol, 2014,42(3):573-581

[4] Joanne M, O'Hara, Robert N,. Comparative efficacy of two leading candidate ricin toxin a subunit vaccines in mice[J]. Clin Vaccine Immunol, 2013,20(6):789-794

[5] Rutenber EE, Katzin B, Ernst S,. Crystallographic refinement of ricin to 2.5 A[J]. Proteins, 1991,10(3):240-250

[6] Rutenber E, Robertus JD. Structure of ricin B-chain at 2.5 ? resolution[J]. Proteins, 1991,10(3):260-269

[7] Yan Q, Li XP, Tumer NE. N-glycosylation does not affect the catalytic activity of ricin a chain but stimulates cytotoxicity by promoting its transport out of the endoplasmic reticulum[J]. Traffic, 2012,13(11):1508-1521

[8] Endo Y, Tsurugi K. RNA N-glycosidase activity of ricin A-chain. Mechanism of action of the toxic lectin ricin on eukaryotic ribosomes[J]. J Biol Chem, 1987,262:8128-8130

[9] Chiou JC, Li XP, Remacha M,. The ribosomal stalk is required for ribosome binding, depurination of the rRNA and cytotoxicity of ricin A chain in[J]. Mol Microbiol, 2008,70:1441-1452

[10] Fan XJ, Zhu YW, Wang CY,. Structural insights into the interaction of the ribosomal P stalk protein P2 with a type II ribosome-inactivating protein ricin[J]. Sci Rep, 2016,25(6):37803

[11] May KL, Yan Q, Tumer NE. Targeting ricin to the ribosome[J]. Toxicon, 2013,69:143-151

[12] Halling KC, Halling AC, Murray EE,. Genomic cloning and characterization of a ricin gene from Ricinuscommunis[J]. Nucl Acids Res, 1985,13:8019-8033

[13] Tregear JW, Roberts LM. The lectin gene family of Ricinuscommunis: Cloning of a functional ricin gene and three lectin pseudogenes[J]. Plant Mol Biol, 1992,18:515-525

[14] Chan AP, Crabtree J, Zhao Q,. Draft genome sequence of the oilseed species Ricinuscommun [J]. Nat Biotechnol, 2010,28:951-956

[15] Ferrini JB, Martin M, Taupiac MP,. Expression of functional ricin B chain using the baculovirus system [J]. Eur J Biochem, 1995,233:772-777

[16] Frigerio L, Jolliffe NA, Di Cola A,. The internal propeptide of the ricin precursor carries a sequence-specificdeterminant for vacuolar sorting[J]. Plant Physiol, 2001,126:167-175

[17] Jolliffe NA, Di Cola A, Marsden CJ,. The N-terminal ricin propeptide influences the fate of ricin A chain in tobacco protoplasts [J]. J Biol Chem, 2006,281:23377-23385

[18] Wright HT, Robertus JD. The intersubunit disulfide bridge of ricin is essential for cytotoxicity[J]. Arch Biochem Biophys, 1987,256:280-284

[19] Spooner RA, Lord JM. Ricin Trafficking in Cells[J]. Toxins, 2015,7:49-65

[20] Lord JM. Precursors of ricin and Ricinuscommunis agglutinin. Glycosylation and processing during synthesis and intracellular transport[J]. Eur J Biochem, 1985,146:411-416

[21] Shimada T, Yamada K, Kataoka M,. Vacuolar processing enzymes are essential for proper processing of seed storage proteins in[J]. J Biol Chem, 2003,278:32292-32299

[22] Johannes L, Popoff V. Tracing the retrograde route in protein trafficking [J]. Cell, 2008,135:1175-1187

[23] Sandvig K, Olsnes S, Pihl A. Kinetics of binding of the toxic lectins abrin and ricin to surface receptors of human cells [J]. J Biol Chem, 1976,251:3977-3984

[24] Spooner RA, Smith DC, Easton AJ,. Retrograde transport pathways utilised by viruses and protein toxins [J]. Virol J, 2006,7:26

[25] Lord J, Roberts L, Lencer W. Entry of protein toxins into mammalian cells by crossing the endoplasmic reticulum membrane: Co-opting basic mechanisms of endoplasmic reticulum-associated degradation [J]. Curr Top Microbiol Immunol, 2006,300:149-168

[26] Deeks ED, Cook JP, Day PJ,. The low lysine content of ricin A chain reduces the risk of proteolytic degradation after translocation from the endoplasmic reticulum to the cytosol[J]. Biochemistry, 2002,41:3405-3413

[27] Johnson AE, van Maes MA. The translocon: A dynamic gateway at the ER membrane[J]. Annu Rev Cell Dev Biol, 1999,15:799-842

[28] Romisch K. Endoplasmic reticulum-associated degradation[J]. Annu Rev Cell Dev Biol, 2005,21:435-456

[29] Day PJ, Pinheiro TJ, Roberts LM,. Binding of ricin A-chain to negatively charged phospholipid vesicles leads to protein structural changes and destabilizes the lipid bilayer[J]. Biochemistry, 2002,41:2836-2843

[30] Mayerhofer PU, Cook JC, Wahlman J,. Ricin A chain insertion into endoplasmic reticulum membranes is triggered by a temperature increase to 37℃[J]. J Biol Chem, 2009,284:10232-10242

[31] Spooner RA, Hart PJ, Cook JP,. Cytosolic chaperones influence the fate of a toxin dislocated from the endoplasmic reticulum[J]. Proc Natl Acad Sci, 2008,105:17408-17413

[32] Li S, Spooner RA, Allen SC,. Folding-competent and folding-defective forms of ricin A chain have different fates after retrotranslocation from the endoplasmic reticulum[J]. Mol Biol Cell, 2010,21:2543-2554

[33] Slominska-Wojewodzka M, Gregers T, Walchli S,. EDEM is involved in retrotranslocation of ricin from the endoplasmic reticulum to the cytosol[J]. Mol Biol Cell, 2006,17:1664-1675

[34] Spooner RA, Watson PD, Marsden CJ,. Protein disulphide isomerase reduces ricin to its A and B chains in the endoplasmic reticulum [J]. Biochem J, 2004,383:285-293

[35] Pietroni P, Vasisht N, Cook JP,. The proteasome cap RPT5/Rpt5p subunit prevents aggregation of unfolded ricin A chain [J]. Biochem J, 2013,453:435-445

Research Progress of Ricin Transport Process in Cells

XU Ya-nan1,2, SUN Li-jie1, YU Li-li1, HUANG Feng-lan1,2

1./028000,2.028000,

Ricin is a ribosome-inactivating protein (RIP) that is highly toxic to eukaryotic cells. It removes the specific adenine residues from the 28s rRNA conserved sequence of the eukaryotic ribosomal large subunit, thus terminating the process of protein synthesis and leading to cell death. In this paper, the process of ricin synthesized and transported out of plant cells and the progress of ricin transported into mammalian cells are briefly described.

Ricin; transport process; castor cell; mammalian cell

Q71

A

1000-2324(2018)06-0916-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2018.06.002

2017-05-05

2017-7-25

內(nèi)蒙古自治區(qū)高校蓖麻產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心開(kāi)放基金(MDK2016004)

徐雅楠(1984-),女,理學(xué)博士,從事生物大分子相互作用動(dòng)力學(xué)研究. E-mail:yanan_0609@163.com