核糖体失活蛋白是一类专一修饰真核或原核核糖体高分子量rRNA而抑制蛋白质合成的核毒素。到目前为止,已发现有110余种。中国科学院上海生物化学研究所从樟树种子中提取了两种新的核糖体失活蛋白,并命名为克木毒蛋白(camphorin)和辛纳毒蛋白(einnamomin)。我们最近研究发现克木毒蛋白具有三种酶活性。即RNAN-糖苷酶,依赖超螺旋构型的核酸内切酶及超氧化物歧化酶(SOD)活性。一种蛋白具有三种互不相关的酶活性是少见的。此外,还发现克木毒蛋白分子中只含有一个色氨酸残基,且此色氨酸残基与克木毒蛋白的三种酶活性有明显不同的关系。
辛纳毒蛋白和克木毒蛋白均可以抑制兔网织红细胞裂解液及重组的大鼠肝翻译系统的蛋白质生物合成,即辛纳毒蛋白和克木毒蛋白都具有RNA N-糖苷酶活力,其作用位点皆为大鼠肝核糖体28S rRNA的4324位腺苷酸。在28S rRNA的4324位上缺失腺嘌呤碱基的核糖体失去了蛋白质合成能力。
克木毒蛋白是Ⅰ型核糖体失活蛋白,分子量为23kD,氨基酸顺序分析显示其N端氨基酸顺序与烟草Mn-SOD的N端顺序有很高同源性。用邻苯三酚自氧化法、黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-NBT法以及聚丙烯酰胺凝胶负染法测定都证明,克木毒蛋白具有超氧化物歧化酶(SOD)活力。用cDNA法测定编码克木毒蛋白的mRNA的顺序表明,克木毒蛋白由204个氨基酸组成,与烟草Mn-SOD的同源性很高,与Cu,Zn-SOD的同源性不高,与已知顺序的核糖体失活蛋白的同源性也不高 [1] 。
辛纳毒蛋白是Ⅱ型核糖体失活蛋白,A、B两条链分别为30和33kD。辛纳毒蛋白在非变性聚丙烯酰胺凝胶上会出现三条带,这三条带都是由类似的A、B链组成的。因此,我们认为辛纳毒蛋白包括三种亚型(isoform),它们的分子量相同,但等电点略有差异。氨基酸顺序分析表明,三个亚型的A链N端氨基酸顺序基本相同,与ricinA链的N端有较高的同源性。辛纳毒蛋白B链与ricin B链的N端也有较高的同源性。我们发现,辛纳毒蛋白和克木毒蛋白对人肝癌细胞7721和黑色素瘤细胞M21有明显的抑制和杀伤效应,而对正常的小鼠上皮培养细胞(Smc-13)无抑制作用,这一结果为其临床应用指出了可能性。根据文献报道,目前已从9个科31种植物中分离纯化出了Ⅰ型核糖体失活蛋白,在7科9种植物中分离出Ⅱ型核糖体失活蛋白。在同一种植物中同时存在两类核糖体失活蛋白的报道很少。但在Sambucus ebulus中,同时存在三种Ⅰ型核糖体失活蛋白(ebulitinα、β、γ)和一种Ⅱ型核糖体失活蛋白(ebulin)。香樟种子中存在两种类型的核糖体失活蛋白对研究核糖体失活蛋白的生理功能与进化很有意义。