2.2.3 生物毒素
生物毒素(biological toxins)是生物机体分泌代谢或伴生物合成产生的、不可自复制的有毒化学物质,包括动物、植物、海洋生物和微生物等产生的对其他生物物种有毒害作用的各种化学物质。生物毒素的研究具有广泛的民用价值和军事意义。作为治疗药物、抗癌导向药物和预防疫苗,生物毒素及其作用机理、效力等研究尚在积极的探索之中;由于生物毒素毒性较高,可发展成为一种潜在的生物武器,对人类健康和国家安全构成了潜在的巨大威胁。因此,生物样品和环境样品中痕量生物毒素的检测已成为各国关注的重点,发展毒素的检测、鉴别和防护手段也成为当前国际反恐工作的迫切需要。生物毒素的分析检测早期主要通过动物实验、常规免疫方法及普通理化分析等手段进行。近年来,随着分析技术的不断发展,生物质谱、色谱-质谱联用和各类新型传感技术越来越多地应用于生物毒素的检测中,使生物毒素的定性与鉴别更加准确,分析的灵敏度和特异性也有很大的提高。
2.2.3.1 动物毒素——蛇毒
蛇毒是毒蛇的毒腺分泌的毒液中毒性成分的总称,主要含有4类物质:酶、神经毒性多肽、神经生长因子和膜活性多肽,其中神经毒性多肽被称为蛇毒素。新鲜的毒液呈蛋清样黏稠液体,弱酸性,常温下易失活。经甲醛处理失去毒性,但仍保持其抗原性。α-银环蛇毒素的LD50(小鼠)为0.128 mg·kg-1。
2.2.3.2 细菌毒素——肉毒杆菌毒素和金黄色葡萄球菌肠毒素
肉毒毒素是肉毒梭菌产生的一种外毒素,属于高相对分子质量蛋白质类神经毒素。根据肉毒毒素抗原不同,将其分为A-G 7个亚型。A型肉毒杆菌由毒性和非毒性蛋白两部分组成,可高度特异与突触前膜结合,阻滞神经兴奋传递。A型肉毒杆菌的LD50为1.2 ng/kg,是迄今为止发现的生物毒素中毒性最强的物质。在弱酸条件下,150000毒性亚基以非共价键方式与非毒性亚基结合成复合物以保持其生物活性。温度40℃以上,尤其在碱性条件下,A型肉毒杆菌毒素迅速变性。(www.xing528.com)
金黄色葡萄球菌肠毒素是金黄色葡萄球菌产生的数种可引起急性胃肠炎的蛋白质类肠毒素,相对分子质量为26000~30000。根据血清学特征不同分为A-J 10个毒素血清型,其中A型毒力最强。肠毒素通过刺激中枢神经系统引起中毒反应,小鼠LD50为25 μg/ kg。肠毒素易溶于水和盐溶液,对热稳定,pH值耐受范围较宽(pH值4~10),不易被蛋白水解酶和消化酶降解。一株金葡菌产毒株能产生一种或两种以上亚型的肠毒素,故肠毒素的型别不能代表细菌的型别。
2.2.3.3 植物毒素——蓖麻毒素和相思子毒素
蓖麻毒素是从大戟科植物蓖麻籽中提取的一种蛋白类毒素,相对分子质量约66000,由二硫键连接的两条多肽链组成。A链(活性链)的相对分子质量为32000,含263个氨基酸残基;B链(运载体)相对分子质量为34000,含259个氨基酸残基。蓖麻毒素主要通过抑制蛋白质合成发挥毒理活性,小鼠LD50为5 μg/kg。
相思子毒素是从豆科藤本植物相思子的种子中提取的一种剧毒性高分子蛋白毒素,性质与蓖麻毒素类似,属于Ⅱ型核糖体失活蛋白,易溶于水、NaCl和甘油溶液,不耐热,在60℃下30 min后部分失活,在80℃下30 min后则大部分失活。小鼠LD50为20 μg/kg。
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