蓖麻毒素(ricin)是从植物蓖麻子中分离得到的一种Ⅱ型核糖体失活蛋白，其A链(RA)为效应链，具有N-糖苷酶活性，通过催化28SrRNAS/R结构域第4324位脱去一个保守的腺嘌呤，使核糖体60S亚基失活，从而阻断蛋白质合成途径引起细胞死亡。RA因其高细胞毒性，常常用于制备免疫毒素药物(ITs)，尤其在恶性肿瘤的生物治疗上具有诱人的应用前景；或可能被用作恐怖袭击的生物战剂。然而，由于RA对哺乳动物细胞的非特异性杀伤作用，不可避免出现一些治疗副反应，如血管渗漏综合症等。研制针对RA的拮抗分子，有助于缓解这些临床副作用，并对蓖麻毒素生物恐怖袭击的侦检、治疗及预防提供必要的理论与实验依据。 本研究基于RA与底物相互作用复合物的晶体结构，通过计算机辅助分子设计(CAMD)的方法合理设计了两类针对RA的拮抗分子，即拮抗肽PT，以及在CDR3区插入拮抗肽的重组人重链单域抗体(rVHPT)。研究内容概要如下：1.对重组蓖麻毒素A链基因进行了成功的克隆、表达、纯化以及功能鉴定，建立了用于筛选RA拮抗分子的生物学评价平台，即体外细胞毒性实验与无细胞系中荧光素酶蛋白合成抑制实验。 2.基于RA的晶体结构信息与定点突变实验，初步确定以四个氨基酸残基(E177，R180，Y80，Y123)为主的RA生物活性功能域。针对这一结构域，合理设计了两类RA拮抗分子，即PT与rVHPT，理论模拟的结果显示它们能明显阻断RA-rRNA相互作用。 3.分别制备合成PT、原核表达rVHPT，并进行竞争ELISA实验，结果表明二者均能显著竞争抑制rRA与其相应抗体的结合。无细胞系中荧光素酶蛋白合成抑制实验的结果表明，给予50％蛋白合成抑制率的rRA用量时，0.1mg/mL的PT即能使蛋白合成率恢复至80％以上。而体外细胞毒性实验也表明，rVHPT能显著抑制rRA对SP2/0与SKO-007等的细胞毒性效应。 本研究着重讨论了运用计算机辅助分子设计的方法来设计针对RA的拮抗分子，并建立快捷、敏感、稳定、定量的生物学评价平台，为进一步设计更有效的小分子新型拮抗分子打下实验与理论基础，在防治蓖麻毒素中毒及治疗临床副反应等方面具有广阔的应用前景。