蓖麻毒蛋白的物化性质
生化组成
蓖麻毒蛋白是糖蛋白异二聚体，是由全毒素、毒类素、凝集素三种物质组成的蛋白质，并由数种不同类型的高分子蛋白质组成，其分子式为：-[C8H8N2O2]n-，分子量64000左右，也有报道为36000～85000。已发现的结晶型有已发现的类型有：结晶型（2种）、B1型、T3型、G型、D型，中国和日本生产的小蓖麻还有E型。其中以D型毒性最强（比其它型的毒性强10-20倍）。
蓖麻毒蛋白的氨基酸组成（质量百分比）如下：赖氨酸-1.5%，撷氨酸-2.9%，甘氨酸-2.0%，异亮氨酸-3.6%，组氨酸-0.9%，色氨酸-0.8%，亮氨酸-3.8%，苯丙氨酸-2.3%，苏氨酸-2.%，肤氨酸-1.6%，天冬氨酸-10.3%，蛋氨酸-0.9%，谷氨酸-6.8%，精氨酸-12.7%，丝氨酸-8.2%。由此可见蓖麻毒蛋白中精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸和谷氨酸的含量较多。 而A链色氨酸200、精氨酸180、谷氨酸177、酪氨酸123和酪氨酸80在氨基酸序列中是几个保守的非极性氨基酸，它们对稳定活性中心起了一定的作用。由于A链的赖氨酸的含量低，所以可防止泛素化和泛素介导的蛋白酶水解，有研究证明赖氨酸被移除不会影响A链的活性、结构、稳定性，如果在上面附加4个赖氨酸残基，A链的降解速度会明显加快。
蓖麻毒蛋白为白色粉末或结晶型固体，无味，不溶于乙醇、乙醚、氯仿、甲苯等有机溶剂，溶于稀酸或盐类水溶液，在饱和的硫酸铵溶液中能沉淀析出。在沸水中或加压蒸汽处理可使Ricin凝固变性，失去毒性，但在干热的情况下变性很小。蓖麻毒蛋白在蓖麻籽中含量为1%～5%，也有含量为0.5%～15%的报道，其在蓖麻的根、茎、叶中也有一定含量。热榨油形成的蓖麻粕中Ricin活性趋近于零，而在冷榨油形成的蓖麻粕中Ricin活性较高，因此Ricin在蓖麻粕中活性取决于榨油方式。与一般蛋白质相比，Ricin对热、酸、碱比较稳定，在半乳糖溶液中可以保存数月而不失活。
分子链结构
Ricin由两个肽链以二硫键共价相连接，作为糖蛋白，Ricin含有共价结合的糖分子，糖的主要组成是甘露糖、葡萄糖和半乳糖。蓖麻毒蛋白的一级结构分析已由Funatsu等人完成。 两条多肤链分别称为A链（Ricinchain A，RTA）和B链（Ricinchain B，RTB）。RTA是活性链，也是是毒性链，是一种糖苷酶，相对分子质量约为31000。RTB是结合链，有凝集素的活性，相对分子质量约为34000，B链上含有两个半乳糖结合位点，能与细胞上含半乳糖的糖蛋白或糖脂结合。两者间由二硫键连接。RTA和RTB都有糖基化的侧链。蓖麻毒素的一级结构分析己由Funats等完成。结果显示：A链含有约263个氨基酸残基，第10个残基Asn为糖基化部位，接有（G1cNAc）2（Man）4寡糖链。RTA 是由267个氨基酸组成的球形蛋白，含有8个α螺旋和8个β转角和一些无规则卷曲等构象单位，活性中心为Arg180；RTB 是由262个氨基酸组成的哑铃形蛋白。通过生化和突变分析，证明RTB至少有3个半乳糖结合位点，可与细胞膜上的糖，如半乳糖和N-乙酰多巴胺形成氢键。RTA的Cys259和RTB的Cys4 由二硫键结合，借助RTB的携带作用而使RTA进入细胞发挥其毒性。不同蓖麻及其变种的毒蛋白，其氨基酸序列不完全相同。Ramesh等分离出2种不同的毒蛋白Ricin D和Ricin E，而Cawley等分离出3种不同的毒蛋白Ricin1、Ricin2和Ricin3。这些蛋白的等电点从5.9到8.8不等。
A链中只有两个Lys残基，一个位于N端第4位，一个位于C端附近，对于A链的毒性作用极为重要。B链是由260个氨基酸残基组成，并有4个分子内的二硫链，有两条寡糖链（G1cNAc）2（Man）6和（G1 cNAc）2（Man）7，分别接在第93位和133位Asn残基上，故分子量较A链高。B链两条寡糖链末端甘露糖残基可以和网状内皮细胞特别是巨噬细胞结合，后者细胞表面富含甘露糖受体，可优先摄取蓖麻毒素，这对于毒素发挥生物功能有重要的作用。其A链（RTA）在B链（RTB）的协助下，容易穿过细胞膜，破坏核蛋白体60S亚单位，抑制蛋白质的合成，导致细胞死亡。 [14] Ricin的一级结构表明，A链由263个氨基酸残基组成，分子量32000，是活性链，第10个残基Asn（天门冬酰胺）已糖基化，接有（Glc Nac）2：（Man）4寡糖链。A链中只有两个Lys残基，一个位于N端第四位，一个位于C端附近，它们对A链的毒性作用至关重要。B链是由259个氨基酸残基组成的序列，含有两个寡糖链（Glc Nac）2（Man）8和（Glc Nac）2（Man）7，分别与第93位和第133位上两个Asn残基相连，分子量34000。不同品种的蓖麻及其变种的毒蛋白的氨基酸序列不完全相同。
A链（RTA）和B链（RTB）都有糖基化侧链，两者间由二硫键连接RTA和RTB均已克隆并在大肠杆菌中表达。A链共分为三个结构域。结构域1为N端117个氨基酸残基，约占整个链长的40%，由6个β折叠和2个α螺旋组成.结构域2为118-210位也由近40%氨基酸残基组成，主要由5个α螺旋组成，其中E螺旋最长，由20个氨基酸残基组成（161-180位），长度超过5个螺旋，位于整个分子中心，并有一个偏向C端约30度弯曲，折椅弯曲使谷氨酸177，精氨酸180伸向分子表面形成活性中心。剩下的20%残基为结构域3，主要由无规则卷曲组成，靠近C端富含疏水氨基酸，它可能对蓖麻毒蛋白A链的跨膜运输起重要作用，结构域3一侧形成活性中心的一部分，另一侧通过疏水相互作用与B链结合。
天然A链是一种高度糖基化的蛋白，容易被肝细胞识别并加以清除，用原核系统表达重组的蓖麻毒蛋白A链（recombinantRicintoxin A chain rRTA）不但可以排除B链的影响，而且也不发生糖基化，弥补了天然A链的缺陷。1992年美国芝加哥大学Morris等人研究得出：在蓖麻毒蛋白267个氨基酸残基中，222个（约83%）可逐个删除而不影响A链识别和催化活性，但允许删除片段都较短，仅一个片段含20个氨基酸，其余是5个、2个氨基酸小片段。蛋白内部一些疏水性残基，还有部分α-螺旋和β-折叠中残基也可删除，这使A链有了相当强的弹性，它可弥补结构上一定程度的变化，从而保持其生物活性。B链是结合链，分子量约为34000，由259个氨基酸残基组成，空间结构似哑铃，每一边都有一个半乳糖结合位点。B链由两个结构域组成，这两个结构域有很高的同源性。1-135位氨基酸组成结构域1，136-262位氨基酸组成结构域2，从结构上看这两部分的氨基酸序列有32%相同，每一结构域又可分为α，β，γ亚结构域以及λ连接肽，亚结构之间相互作用形成疏水核，来稳定B链的二维构象，结构域1的α和结构域2的γ亚结构域有糖结合活性，因此推测B链由一个具有结合半乳糖性质的多肽，通过基因重复与融合而形成，与独立进化的蓖麻毒蛋白A链基因融合而形成蓖麻毒蛋白。 [13] 蓖麻毒蛋白B链与糖的结合主要通过氢键，这也决定了对糖构型的专一性，同时蓖麻毒蛋白B链与糖相互作用的位点比较少，这也与蓖麻毒蛋白B链与半乳糖结合能力低一致。B链中含有高达25%的螺旋区，它有凝集素的活性。B链两条寡糖链末端（GicNac）2（Man）8和（GicNac）2（Man）7甘露糖残基可以与网状内皮细胞，特别是巨噬细胞结合，后者细胞表面富含甘露糖受体，可以优先摄取蓖麻毒素，这对于毒素发挥生物功能有重要作用。
分离纯化
蓖麻毒蛋白已被广泛用于“导向药物”的制备（即免疫毒素），将蓖麻毒蛋白应用于生物农药方向也已受到广泛关注与研究，因此，蓖麻毒蛋白的提取纯化具有重要意义，研究提高蓖麻毒蛋白提取率的方法，并用于大规模生产之中，是许多专家正在进行的一项重要研究。
随着基因工程技术的发展，已能利用基因克隆的方法制备Ricin。从蓖麻籽中提取信使核糖核酸（MRNA），建立CDNA文库，通过克隆获得Ricin。由于基因转导的高效性、较高的表达水平和完整的翻译后加工过程，此系统适用于制备临床治疗用的Ricin。
检测
蓖麻毒蛋白分析检测尚缺乏简单、快速、准确的定量分析方法，通用的方法如红血细胞凝集法、280nm紫外吸收法，仅达目视比较半定量分析，还不适用于工业化规模的产品控制分析，更缺乏同时检出能力。郑成、高宝岩用高效液相色谱法在色谱柱150×4.6mm，5μm键合C4固定相，水、乙腈混合流动相，流速1mL/min，紫外检测器测定波长280nm的色谱条件下，同时测定蓖麻毒蛋白和蓖麻碱，效果令人满意。
试纸膜免疫层析法是一种快速免疫检测技术。它是继同位素、酶、荧光素等三大传统标记技术以及各种免疫检测法之后，应用金标记，带色乳胶及免疫层析原理结合而发展起来的具有专一性强，灵敏度高，操作简单，反应快速及经济实用等特点。这种检测法把以往对毒素的检测法（包括需要数天的动物毒性测定及进行电泳等理化分析）以及广泛采用的酶联免疫吸附法（即ELISA法，一般测定时间4-8h），简化到一步法，其实用性明显。
