KR101077180B1 - Novel antibiotic peptide derived from ribosomal protein L1 of Helicobacter pylori and its use - Google Patents
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Abstract
본 발명은 헬리코박터 파일로리균(Helicobacter pylori)의 리보좀 단백질 L1(ribosomal protein L1, RPL1) 유래의 새로운 항생 펩타이드 및 그의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 헬리코박터 파일로리균의 리보좀 단백질 L1 유래의 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드로부터 1번과 8번 위치의 페닐아라닌을 알라닌으로 치환하거나, 이에 추가적으로 13번 위치의 아스파라긴을 리신으로 치환함으로써 제조된 펩타이드들은 기존의 항생 펩타이드에 비해 세포 독성은 낮게 유지하면서 항균 활성은 더 높게 나타냄으로써 인체에 안전한 항생제로 유용하게 사용될 수 있다.The invention Helicobacter pylori bacteria which relates to a ribosomal protein L1 (ribosomal protein L1, RPL1) new antimicrobial peptides, and their use in the origin of the (Helicobacter pylori), described in SEQ ID NO: 1 of the ribosomal protein L1 Origin pylori bacteria Helicobacter specifically Peptides prepared by replacing phenylalanine at positions 1 and 8 with alanine or additionally replacing asparagine at position 13 with lysine from antibiotic peptides having an amino acid sequence maintain lower cytotoxicity than conventional antibiotic peptides. While the antimicrobial activity is higher, it can be usefully used as a safe antibiotic for the human body.
헬리코박터 파일로리균, 항생 펩타이드, 항생제, 세포 독성. Helicobacter pylori, antibiotic peptides, antibiotics, cytotoxicity.
Description
본 발명은 헬리코박터 파일로리균의 리보좀 단백질 L1 유래의 새로운 항생 펩타이드 및 그의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드로부터 1번과 8번 위치의 페닐아라닌을 알라닌으로 치환함으로써 제조된 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드, 및 상기 항생 펩타이드로부터 13번 위치의 아스파라긴을 리신으로 치환함으로써 제조된 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드, 및 상기 항생 펩타이드들을 함유하는 항생제에 관한 것이다.The present invention relates to a novel antibiotic peptide derived from ribosomal protein L1 of Helicobacter pylori and its use, specifically from the antibiotic peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 to phenylalanine in positions 1 and 8 as alanine An antibiotic peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 prepared by substitution, and an antibiotic peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 prepared by substituting asparagine at position 13 from the antibiotic peptide for lysine, and the antibiotic It relates to an antibiotic containing peptides.
세균의 감염은 인간의 질병에서 가장 흔하고 치명적인 원인 중의 하나인데, 불행하게도 항생제의 남용으로 인하여 세균의 항생제 저항성(resistance)이 야기되었다. 실제로, 세균이 새로운 항생제에 저항성을 나타내는 속도는 새로운 항생제 의 유사체가 개발되는 속도보다 훨씬 더 빠르다. 예를 들면, 생명에 위협을 가할 수 있는 엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis), 마이코박테리움 투버쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis) 및 슈도모나스 애루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 등의 세균 종들은 지금까지 알려진 모든 항생제에 대한 저항력을 키워왔다(Stuart B. Levy, Scientific American, 46-53, 1998).Bacterial infections are one of the most common and fatal causes of human disease. Unfortunately, the abuse of antibiotics has resulted in antibiotic resistance of bacteria. Indeed, the rate at which bacteria are resistant to new antibiotics is much faster than the rate at which new antibiotic analogs are developed. For example, bacterial species such as Enterococcus faecalis , Mycobacterium tuberculosis, and Pseudomonas aeruginosa, which can pose a life threat, are all known. It has developed resistance to antibiotics (Stuart B. Levy, Scientific American , 46-53, 1998).
항생제에 대한 내성(tolerance)은 항생제에 대한 저항성(resistance)과는 구별되는 현상인데, 1970년대에 뉴모코커스(Pneumococcus sp.)에서 최초로 발견이 되었으며 페니실린의 작용 기작에 대한 중요한 단서를 제공하였다(Tomasz et al., Nature, 227, 138-140, 1970). 내성을 보이는 종은 통상적인 농도의 항생제 존재하에서는 성장을 멈추지만 결과적으로 죽지는 않는다. 내성은 항생제가 세포벽 합성 효소를 저해할 때 오토라이신(autolysin)과 같은 세균의 자가분해(autolytic) 효소의 활성이 일어나지 않기 때문에 생기는데, 페니실린의 경우에 있어서 내인성 가수분해 효소(endogenous hydrolytic enzymes)를 활성화함으로써 세균을 죽이지만, 또한 세균이 이 효소의 활성을 억제하여 항생제 치료 시에도 생존하는 결과를 나타내게 된다.Tolerance to antibiotics is a distinct phenomenon from resistance to antibiotics, first discovered in Pneumococcus sp. In the 1970s and providing an important clue to the mechanism of action of penicillin (Tomasz). et al., Nature , 227, 138-140, 1970). Tolerant species stop growing in the presence of the usual concentration of antibiotics but do not die as a result. Resistance is due to the absence of the activity of bacterial autolytic enzymes such as autolysin when antibiotics inhibit cell wall synthase, which in the case of penicillin activates endogenous hydrolytic enzymes. This kills the bacteria, but also inhibits the activity of the enzyme, resulting in survival during antibiotic treatment.
세균이 항생제에 대한 내성을 가지는 것은 임상적으로 대단히 중요한데, 이는 내성 세균을 박멸하는 것이 불가능하게 되면 임상적인 감염에서 항생제 치료의 효용이 떨어지기 때문이다(Handwerger and Tomasz, Rev. Infec. Dis., 7, 368-386, 1985). 아울러, 내성은 항생제에 대한 세균의 저항성이 발생할 선행조건이라고 간주하는데, 이것은 항생제 치료에도 살아남는 균주가 생기기 때문이다. 이러한 균 주는 항생제에 저항성을 가지는 새로운 유전 요소를 획득해서 항생제의 존재하에서도 계속 성장하게 된다. 실제로 항생제에 대한 저항성을 보이는 모든 세균들은 그 항생제에 대한 내성도 있는 것으로 알려져 있으므로(Liu and Tomasz, J. Infect. Dis., 152, 365-372, 1985), 항생제 저항성을 가지는 세균을 죽일 수 있는 신규한 항생제의 개발이 필요하다.It is clinically very important for bacteria to be resistant to antibiotics, since the inability to eradicate resistant bacteria makes antibiotic treatment less effective in clinical infections (Handwerger and Tomasz, Rev. Infec. Dis. , 7, 368-386, 1985). In addition, resistance is regarded as a prerequisite for bacterial resistance to antibiotics, because strains survive even antibiotic treatment. These strains acquire new genetic elements that are resistant to antibiotics and continue to grow in the presence of antibiotics. Indeed, all bacteria that are resistant to antibiotics are known to be resistant to antibiotics (Liu and Tomasz, J. Infect. Dis. , 152, 365-372, 1985), which can kill antibiotic resistant bacteria. There is a need for the development of new antibiotics.
작용 기작의 측면에서 내성은 크게 두 가지로 구분되는데, 첫 번째는 모든 세균에 있어서 성장 속도가 감소할 때 일어나는 외형적(phenotypic) 내성이며(Tuomanen E., Revs. Infect. Dis., 3, S279-S291, 1986), 두 번째는 특정 세균에서 일어나는 돌연변이에 의한 유전적인 내성이다. 두 가지 경우 모두에 있어서 기본적인 현상은, 오토라이신 효소의 활성을 감소시키는 조절(down regulation)이 일어나는 것인데, 이러한 조절은 외부자극에 대한 외형적인 내성일 경우에는 일시적이지만, 세포 용혈을 조절하는 경로의 변화를 야기하는 돌연변이가 일어난 유전적인 내성의 경우에는 영구적이다. 명백하게, 가장 간단한 유전적인 내성의 경우는 오토라이신 효소의 결손으로 생긴 경우인데, 확실하지 않은 여러 가지 이유로, 이러한 자가분해 효소의 결손에 의해 내성을 가지는 균주가 임상적으로 발견된 적은 없으며, 오히려 임상에서 발견되는 내성은 오토라이신 효소의 활성을 외형적으로 조절하는 과정으로 이루어진다(Tuomanen et al., J. infect. Dis., 158, 36-43, 1988).In terms of the mechanism of action, resistance is largely divided into two categories, the first being a phenotypic resistance that occurs when growth rate decreases in all bacteria (Tuomanen E., Revs. Infect. Dis. , 3, S279). -S291, 1986), the second is genetic resistance by mutations in certain bacteria. In both cases, the basic phenomenon is that down regulation occurs, which decreases the activity of the autolysine enzyme, which is temporary when it is externally resistant to external stimuli, Persistent cases of genetic resistance with mutations that cause changes. Obviously, the simplest case of genetic resistance is due to a deficiency of the autolysine enzyme, for which there is no clinically found strain resistant to this deficiency of this autolytic enzyme for a variety of reasons. Tolerance found in is a process that modulates the activity of autolysine enzymes (Tuomanen et al ., J. infect. Dis. , 158, 36-43, 1988).
상기에서 살펴본 바와 같이, 항생제에 대한 저항성을 나타내는 세균을 제거하기 위하여 새로운 항생제의 개발이 필요하며, 오토라이신 효소의 활성과는 독립 적으로 작용하는 새로운 항생제의 개발이 필요하다. As discussed above, new antibiotics are needed to remove bacteria that are resistant to antibiotics, and new antibiotics that function independently of the activity of the autolysine enzyme are required.
한편, 세균은 박테리오신(bacteriocin)이라는 펩타이드나 작은 유기물 분자들을 합성해서 이웃하는 세균을 죽일 수 있는데, 이러한 박테리오신들은 구조적 특징에 따라 세 가지로 구분된다. 첫 번째는 란티바이오틱스(lantibiotics)이며 두 번째는 비(非)란티바이오틱스(nonlantibiotics)이고, 세 번째는 신호 펩타이드(signal peptide)에 의해 분비되는 것들이다 (Cintas et al., J. Bad., 180, 1988-1994, 1998). 곤충을 포함하여, 동물 역시 펩타이드 항생제를 자체적으로 생산할 수 있는데(Bevins et al., Ann. Rev. Biochem., 59, 395-414, 1990), 구조에 따라 세 개의 그룹으로 나눌 수 있다. 첫 번째는 시스테인이 풍부한 (cysteine-rich)β-쉬트(sheet) 펩타이드이고, 두 번째는 α-회전형(helical)의 양친화성 펩타이드 분자이며, 세 번째는 프롤린이 풍부한(proline-rich) 펩타이드이다(Mayasaki et al., Int. J. Antimicrob. Agents, 9, 269-280, 1998). 이들 항균 펩타이드들은 숙주 방어 및 선천적 면역계에 있어서 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다(Boman, H. G., Cell, 65:205, 1991; Boman, H. G., Annu. Rev. Microbiol., 13:61, 1995). 또한, 상기 항균 펩타이드들은 아미노산 서열에 따라 다양한 구조를 갖는데, 이들 구조 중 가장 흔한 것은 곤충에서 발견된 항균 펩타이드인 세크로핀(cecropin)과 같이 시스테인(cysteine) 잔기가 없고 양친화성 알파 나선형을 형성하는 구조이다.On the other hand, bacteria can kill neighboring bacteria by synthesizing peptides or bacteriocin peptides or small organic molecules. These bacteria are classified into three types according to their structural characteristics. The first is lantibiotics, the second is nonlantibiotics, and the third is secreted by signal peptides (Cintas et al., J. Bad. , 180, 1988-1994, 1998). Animals, including insects, can also produce peptide antibiotics on their own (Bevins et al ., Ann. Rev. Biochem. , 59, 395-414, 1990), which can be divided into three groups according to structure. The first is a cysteine-rich β-sheet peptide, the second is an α-helical amphiphilic peptide molecule, and the third is a proline-rich peptide. (Mayasaki et al ., Int. J. Antimicrob. Agents , 9, 269-280, 1998). These antimicrobial peptides are known to play important roles in host defense and the innate immune system (Boman, HG, Cell , 65: 205, 1991; Boman, HG, Annu. Rev. Microbiol. , 13:61, 1995). In addition, the antimicrobial peptides have various structures according to amino acid sequences. The most common of these structures are cysteine residues such as cecropin, an antimicrobial peptide found in insects, and form an amphiphilic alpha helical. Structure.
소화성 궤양이 스트레스와 위산 과다생성에 의해 발생한다는 가설이 있어왔으나, 최근에 이러한 소화성 궤양이 헬리코박터 파일로리균에 의한 것이라고 밝혀 지면서(Blaser, MJ., Trends Microbiol., 1, 255-260, 1991) 헬리코박터 파일로리 균에 대한 관심이 집중되고 있다. 헬리코박터 파일로리균은 그람 음성균에 속하는데 성장 속도가 매우 느리고 나선형 몸체와 편모를 가지는 혐기성 미생물이다. 헬리코박터 파일로리균이 생산하는 많은 단백질 중 RPL1이라는 단백질은 230개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 상기 단백질의 아미노말단 부위가 세크로핀과 유사한 구조를 갖는 것이 밝혀졌는데, 특히 8개의 아미노산이 세크로핀과 같은 것으로 알려져 있다. 헬리코박터 파일로리균의 RPL1 아미노말단 부위는 완벽한 양친화성 나선모양 구조를 가지는데(Putsep, K. et al., Nature, 398, 671-672, 1999), 이러한 양친화성 펩타이드는 세포막의 지질 성분과 유사한 구조를 지니므로 미생물의 세포막 지질과 결합하여 미생물의 세포막을 파괴하거나, 세포막의 전위를 변화시켜 미생물을 파괴한다는 작용 기작이 보고되어 있다. 이 외에도 헬리코박터 파일로리균의 RPL1 단백질의 아미노말단 부위는 역시 항균활성을 가진다는 보고가 있다(Putsep K. et al., Nature, 398, 671-672, 1999).It has been hypothesized that peptic ulcers are caused by stress and gastric acid overproduction, but recently it has been found that these peptic ulcers are caused by Helicobacter pylori (Blaser, MJ., Trends Microbiol. , 1, 255-260, 1991). Attention has been focused on pylori bacteria. Helicobacter pylori is an gram-negative bacterium that grows very slowly and is an anaerobic microorganism with a spiral body and flagella. Of the many proteins produced by Helicobacter pylori, RPL1 is composed of 230 amino acids, and it has been found that the amino-terminal portion of the protein has a structure similar to that of cecropin. It is known. The RPL1 amino terminus region of Helicobacter pylori has a perfect amphipathic helix-like structure (Putsep, K. et al ., Nature , 398, 671-672, 1999). These amphiphilic peptides have a structure similar to the lipid component of the cell membrane. Therefore, the mechanism of action has been reported to destroy microorganisms by combining with cell membrane lipids of microorganisms or destroying cell membranes of microorganisms or changing the potential of cell membranes. In addition, the amino terminal region of the RPL1 protein of Helicobacter pylori has also been reported to have antibacterial activity (Putsep K. et al ., Nature , 398, 671-672, 1999).
따라서 양친화성 펩타이드의 항균활성에 대해서 많은 연구가 이루어졌으며, 이를 이용해 세균에 대한 항생제를 개발하려는 연구들이 많이 시도되었다. 지금까지 보고된 양친화성 펩타이드로는 HP(2-20) 펩타이드 및 멜리틴(melittin, ME) 펩타이드 등이 있다.Therefore, many studies have been conducted on the antimicrobial activity of the amphiphilic peptides, and many studies have been attempted to develop antibiotics against bacteria using the affinity peptides. Amphiphilic peptides reported to date include HP (2-20) peptides and melittin (ME) peptides.
헬리코박터 파일로리 유래 RPL1 단백질의 아미노말단 부위 중 양친화성 활성을 갖고 항생 활성을 나타내는 펩타이드인 HP(2-20) 펩타이드는 세포 독성은 없으면서 항균활성과 함께 항진균 효과가 있다고 보고되었다(Biochem. Biophys. Res. Commun., 2002, 291, 1006-1013, Biochim. Biophys. Acta. 2002, 1598, 185-194).HP (2-20) peptide, which is a peptide having amphiphilic activity and antibiotic activity in the amino terminal region of Helicobacter pylori-derived RPL1 protein, has been reported to have antifungal effect with antibacterial activity without biotoxicity ( Biochem. Biophys. Res. Commun. , 2002, 291, 1006-1013, Biochim. Biophys.Acta. 2002, 1598, 185-194).
또한, 멜리틴 펩타이드는 벌독의 성분 중 고형분의 50% 이상을 차지하는 펩타이드로서 카르복시 말단이 아미노화(amidation) 되어 있고, 진핵세포에 대하여 세포독성이 매우 높아 고등동물세포를 낮은 농도에서도 잘 파괴하고, 미생물인 그람 음성균 및 그람양성균에 대해서도 항균 활성이 높다고 보고되었다(Habermann, E., Science, 177: 314, 1972; Steiner, H., et al., Nature, 292: 246, 1981; Tosteson, M. T., et al., Biochemistry, 228: 337, 1987).In addition, the melittin peptide is a peptide that accounts for more than 50% of the solid content of the bee venom components, the carboxy terminal is aminated (amidation), very high cytotoxicity to eukaryotic cells, and destroys the higher animal cells at low concentrations, High antimicrobial activity has also been reported for microorganisms Gram-negative and Gram-positive bacteria (Habermann, E., Science , 177: 314, 1972; Steiner, H., et al ., Nature , 292: 246, 1981; Tosteson, MT, et al ., Biochemistry , 228: 337, 1987).
그 이외 HP(2-20)과 유사한 아미노산 서열이 있는 세크로핀 계열의 양친화성 펩타이드는 초파리에게서 처음 발견되었고, 그 후 누에 번데기 및 돼지의 작은창자에서도 발견되었는데, 이 중 세크로핀 A(cecropin A, CA)는 항균활성은 높으나 항진균 및 항암활성은 미미한 것으로 보고되었다(Boman, H. G. and Hultmark, D., Annu. Rev. Microbiol., 41: 103, 1987).In addition, the secropin family of amphiphilic peptides with an amino acid sequence similar to HP (2-20) was first discovered in fruit flies, and later in silkworm pupa and in the small intestine of pigs. A, CA) have high antibacterial activity but little antifungal and anticancer activity (Boman, HG and Hultmark, D., Annu. Rev. Microbiol ., 41: 103, 1987).
또한, 상기 양친화성 펩타이드의 활성에 관한 연구와 더불어, 그들이 갖는 아미노산 서열 및 단백질 구조 등의 특성을 살펴보면, 그 서열상의 특성이 항균 활성과 매우 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있다. 따라서 상기 양친화성 펩타이드의 아미노산 서열을 이용하여 그 서열의 특정부위에서 유사한 아미노산으로 치환하거나, 일부 서열들을 재조합하여 접합 펩타이드(conjugation peptide)를 제조하고, 펩타이드 서열의 일부 기능 부위를 서로 도치시킴으로써 항균, 항진균 또는 항암 활성이 탁월한 새로운 합성 펩타이드를 제조할 수 있다(Chan, H. C., et al., FEBS Lett., 259: 103, 1989; Wade, D., et al., Int. J. Pept. Prot. Res., 40: 429, 1992).In addition to the research on the activity of the amphiphilic peptides, the characteristics of the amino acid sequence and protein structure, such as that they have, it can be seen that the characteristics on the sequence is very closely related to the antimicrobial activity. Therefore, the amino acid sequence of the amphiphilic peptide is replaced with a similar amino acid at a specific portion of the sequence, or some sequences are recombined to prepare a conjugate peptide (conjugation peptide), and by inverting some functional sites of the peptide sequence to each other, New synthetic peptides with excellent antifungal or anticancer activity can be prepared (Chan, HC, et al ., FEBS Lett ., 259: 103, 1989; Wade, D., et al ., Int. J. Pept. Prot. Res. , 40: 429, 1992).
실제로 상기 양친화성 펩타이드를 응용하여 항암효과가 있는 합성 펩타이드 mag A 및 mag G 등이 제조되었고, 그 효능이 보고된 바 있다(Ohsaki, et al., Cancer Res., 52: 3534, 1992). 또한, 마가이닌 2 및 멜리틴 펩타이드들의 양친화성 부위, 유연성 부위 및 소수성 부위 등의 아미노산을 상호 결합시켜 항진균 활성을 나타내는 합성 펩타이드들이 개발되었으며, 이들은 특히 박테리아 및 곰팡이 속 균주에 작용함이 특허 등록된 바 있다(대한민국 특허등록 제0204501호). 또한, 본 발명자들은 기존의 HP(2-20) 펩타이드의 특정 아미노산을 트립토판으로 치환하여 소수성을 증가(서열번호 2)시킴으로써 항생효과가 증진됨을 확인하여 항생 펩타이드로써 특허 등록된 바 있다(대한민국 특허등록 제0459808호). 또한, 본 발명자들은 일직선상의 나선 구조로 구성된 항생 펩타이드에서 풀림구조를 절단함으로써 펩타이드의 나선구조만 남기고 양이온 성질을 증가시킨 항생 펩타이드를 합성하였고, 상기 펩타이드의 항균 및 항진균 효과가 높고 세포독성이 없음을 확인하여 이를 특허 출원한 바 있다(대한민국 특허출원 제10-2007-0088127호). Indeed, synthetic peptides mag A and mag G, etc., having anticancer effects, have been prepared by applying the amphiphilic peptides, and their efficacy has been reported (Ohsaki, et al. , Cancer Res ., 52: 3534, 1992). In addition, synthetic peptides have been developed that exhibit antifungal activity by binding amino acids such as affinity sites, flexible sites, and hydrophobic sites, such as margarine 2 and melittin peptides, and these have been specifically patented to act on bacterial and fungal strains. (Korean Patent Registration No.0204501). In addition, the present inventors have been patented as an antibiotic peptide by confirming that the antibiotic effect is enhanced by replacing specific amino acids of the existing HP (2-20) peptide with tryptophan to increase hydrophobicity (SEQ ID NO: 2). 4,059,808). In addition, the present inventors synthesized antibiotic peptides having increased cation properties, leaving only the helical structure of the peptide by cleaving the annealing structure in the antibiotic peptide composed of a straight helical structure, and the antibacterial and antifungal effect of the peptide is high and there is no cytotoxicity. It has been confirmed and applied for a patent (Korean Patent Application No. 10-2007-0088127).
최근에는, 기존의 항생 펩타이드들 보다 항균 활성은 더 높으면서 세포독성은 더 낮은 우수한 항생 펩타이드 개발을 위해 많은 연구가 되어지고 있다.Recently, many studies have been conducted to develop excellent antibiotic peptides having higher antibacterial activity and lower cytotoxicity than conventional antibiotic peptides.
이에, 본 발명자들은 기존의 항생 펩타이드를 이용하여 보다 우수한 항생 펩타이드 개발에 노력하던 중, 기존에 알려진 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드로부터 1번과 8번 위치의 페닐아라닌을 알라닌으로 치환함 으로써 제조된 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 신규한 펩타이드, 및 상기 펩타이드로부터 13번 위치의 아스파라긴을 리신으로 치환함으로써 제조된 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 신규한 펩타이드가 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드에 비해 세포 독성은 더 낮으면서 항균 활성은 유사하거나 더 높게 나타냄을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Thus, the inventors of the present invention, while trying to develop a better antibiotic peptide using the existing antibiotic peptide, alanine at positions 1 and 8 from the antibiotic peptide having the amino acid sequence described in the previously known SEQ ID NO: 1 A novel peptide having an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 prepared by substituting for a new peptide having an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 prepared by substituting lysine for asparagine at position 13 from the peptide The present invention was completed by confirming that the antimicrobial activity was similar or higher with lower cytotoxicity compared to antibiotic peptides having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
본 발명의 목적은 항균 활성이 우수하고 세포 독성이 없는 신규한 항생 펩타이드, 및 상기 펩타이드를 함유하는 항생제 및 식품 보조제를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide novel antibiotic peptides having excellent antibacterial activity and no cytotoxicity, and antibiotics and food supplements containing the peptides.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드에서 1번 및 8번 위치의 페닐아라닌(Phenylalanine, F)이 알라닌(alanine, A)으로 치환된 세포독성이 감소된 항생 펩타이드를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is cytotoxic in which the phenylalanine (Phenylalanine, F) at positions 1 and 8 in the antibiotic peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is substituted with alanine (A) This provides for reduced antibiotic peptides.
또한, 본 발명은 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드에서 13번 위치의 아스파라긴(Asparagine, N)이 양전하 아미노산으로 치환된 세포독성이 감소하고 항균활성이 증가된 항생 펩타이드를 제공한다.In addition, the present invention provides an antibiotic peptide having reduced cytotoxicity and increased antimicrobial activity in which asparagine (N) at position 13 is replaced with a positively charged amino acid in an antibiotic peptide having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 2.
또한, 본 발명은 상기 항생 펩타이드들을 유효성분으로 포함하는 항생제를 제공한다.The present invention also provides an antibiotic comprising the antibiotic peptide as an active ingredient.
또한, 본 발명은 약학적으로 유효한 양의 상기 항생제를 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 병원성 세균질환 예방 또는 치료 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for preventing or treating a pathogenic bacterial disease comprising administering to a subject a pharmaceutically effective amount of the antibiotic.
아울러, 본 발명은 상기 항생 펩타이드들을 유효성분으로 포함하는 식품 보조제 또는 식품 첨가제를 제공한다.In addition, the present invention provides a food supplement or food additive comprising the antibiotic peptide as an active ingredient.
본 발명의 항생 펩타이드들은 기존의 항생 펩타이드에 비해 그람 양성균 및 그람 음성균 모두에서 현저한 항균 활성을 나타내고, 세포독성을 나타내지 않으므로 인체에 안전한 항생제로 유용하게 사용될 수 있다.Antibiotic peptides of the present invention show significant antimicrobial activity in both Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria, and do not exhibit cytotoxicity, compared to conventional antibiotic peptides, and thus may be useful as antibiotics safe for humans.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타이드에서 1번 및 8번 위치의 페닐아라닌(Phenylalanine, F)이 알라닌(alanine, A)으로 치환된 세포독성이 감소된 항생 펩타이드를 제공한다.The present invention provides an antibiotic peptide having reduced cytotoxicity in which phenylalanine (Phenylalanine, F) at positions 1 and 8 is replaced with alanine (A) in an antibiotic peptide having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 1. do.
상기 항생 펩타이드는 서열번호 2로 기재되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The antibiotic peptide is preferably described by SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto.
본 발명의 펩타이드는 당업계에 알려진 통상의 펩타이드 합성 방법에 의해 제조가 가능하며, 제조 방법이 특별히 한정되지 않는다. The peptide of the present invention can be prepared by conventional peptide synthesis methods known in the art, the production method is not particularly limited.
본 발명에서는 상기 항생 펩타이드를 대한민국 특허출원 10-2007-0088127에서 제조한 HPA3NT3 펩타이드의 아미노산 서열에서, 1번과 8번 위치의 페닐아라닌을 알라닌으로 치환함으로써 제조하였다.In the present invention, the antibiotic peptide was prepared by substituting alanine for phenylalanine at positions 1 and 8 in the amino acid sequence of the HPA3NT3 peptide prepared in Korean Patent Application No. 10-2007-0088127.
기존에 알려진 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 모체 펩타이드인 HPA3NT3의 나선 휠 다이어그램에 있어서, 소수성 부분인 1번 및 8번 위치에 두 개의 페닐알라닌이 나란히 존재하는데 이런 페닐알라닌의 구조에서 페닐기가 나란히 붙어있으면 정상 세포에 세포 독성이 일어난다. 이에, 나란히 존재하는 두 개의 페닐알라닌을 페닐기가 없는 알라닌으로 치환하여 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 NT3-F1AF8A 펩타이드를 디자인하였다(표 1 참조). In the spiral wheel diagram of the parent peptide HPA3NT3 having the amino acid sequence of SEQ ID NO. If present, cytotoxicity occurs in normal cells. Accordingly, the NT3-F1AF8A peptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 was designed by substituting two phenylalanines present side by side with alanine without a phenyl group (see Table 1).
상기 항생 펩타이드는 기존의 HPA3NT3에 비해 세포독성이 현저히 감소하였으며, 몇몇 균주에서 항균 활성이 조금 감소하였으나 유의성 있는 범위는 아니었다. 따라서, 본 발명의 항생 펩타이드는 세포 독성은 모체 펩타이드인 HPA3NT3 보다 현저히 낮게 유지하면서 항균 활성은 유사한 것을 특징으로 한다.The antibiotic peptide was significantly reduced cytotoxicity compared to the existing HPA3NT3, and the antimicrobial activity was slightly reduced in some strains, but not in a significant range. Therefore, the antibiotic peptide of the present invention is characterized by similar antimicrobial activity while keeping cytotoxicity significantly lower than that of the parent peptide HPA3NT3.
본 발명의 항생 펩타이드는 그람 음성균 및/또는 그람 양성균에 대해 항균 활성을 가지는 것을 특징으로 한다.The antibiotic peptide of the present invention is characterized by having antimicrobial activity against Gram-negative bacteria and / or Gram-positive bacteria.
상기 그람 음성균은 대장균(Escherichia coli), P. 에루지노사(Pseudomonas aeruginosa), P. 불가리스(Proteus vulgaris) 및 S. 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 그람 양성균은 S. 아우레우스(Staphylococcus aureus), L. 모노싸이토젠스(Listeria monocytogenes), S. 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis) 및 B. 서브틸리스(Bacillus subtilis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.The gram-negative bacteria is E. coli (Escherichia coli), a labor Rouge (Pseudomonas aeruginosa), P. vulgaris (Proteus vulgaris) and S. typhimurium Solarium least one selected from the group consisting of (Salmonella typhimurium) in P., wherein the gram-positive Is at least one selected from the group consisting of S. aureus ( Staphylococcus aureus ), L. monocytogenes , S. epiphysidis and B. subtilis . Preferred but not limited to.
본 발명에서는 상기 항생 펩타이드인 NT3-F1AF8A가 항균 활성을 나타내는지 알아보기 위해, 다양한 박테리아 균주에 대한 생육 최소저해농도(Minimal Inhibitory Concentration; 이하, MIC)를 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 항생 펩타이드(NT3-F1AF8A)는 모체 펩타이드(HPA3NT3)에 비해 유사하거나 일부 균주에 대해 감소하였으나, 상기 감소의 범위는 항균 활성 효능을 나타내는데 유의성은 없는 범위이다. 따라서, 본 발명의 펩타이드는 기존의 항생 펩타이드와 유사한 항균 활성 효과를 나타내는 것을 알 수 있다(표 2 참조).In the present invention, in order to determine whether the antibiotic peptide NT3-F1AF8A exhibits antimicrobial activity, the minimum growth inhibitory concentration (MIC) of various bacterial strains was measured. As a result, the antibiotic peptide of the present invention (NT3-F1AF8A) was similar or reduced for some strains compared to the parent peptide (HPA3NT3), but the range of the decrease is insignificant in showing antimicrobial activity efficacy. Therefore, it can be seen that the peptide of the present invention exhibits antimicrobial activity similar to that of conventional antibiotic peptides (see Table 2).
본 발명의 항생 펩타이드는 세포독성이 거의 없는 것을 특징으로 한다.The antibiotic peptide of the present invention is characterized by little cytotoxicity.
본 발명에서는 상기 항생 펩타이드인 NT3-F1AF8A의 세포독성을 알아보기 위해, 정상의 사람 혈액을 사용하여 항생 펩타이드에 대한 적혈구 용혈 활성을 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 항생 펩타이드(NT3-F1AF8A)는 200 μM의 농도까지 용혈 현상이 전혀 일어나지 않은 반면에, 모체 펩타이드(HPA3NT3)는 같은 농도에서 37.23%의 용혈 현상이 일어났다. 따라서, 본 발명의 항생 펩타이드는 세포독성을 거의 나타내지 않는 것을 알 수 있다(표 3 참조).In the present invention, in order to determine the cytotoxicity of the antibiotic peptide NT3-F1AF8A, erythrocyte hemolytic activity against the antibiotic peptide was measured using normal human blood. As a result, the antibiotic peptide of the present invention (NT3-F1AF8A) did not occur at all to the concentration of 200 μM, whereas the parent peptide (HPA3NT3) occurred 37.23% of the hemolysis at the same concentration. Thus, it can be seen that the antibiotic peptide of the present invention shows little cytotoxicity (see Table 3).
본 발명에서는 본 발명의 항생 펩타이드인 NT3-F1AF8A의 정상세포주에서의 세포독성을 알아보기 위해, 사람의 각질 형성 세포주(HaCaT cell line) 및 쥐의 섬유모 세포주(NIH3T3 cell line)에 각각 항생 펩타이드를 처리한 후 세포 생존 정도를 확인하였다. 그 결과, 본 발명의 항생 펩타이드(NT3-F1AF8A)는 상기 두 세포주 모두에서 세포 독성을 거의 나타내지 않은 반면에, 모체 펩타이드인 HPA3NT3는 높은 독성을 나타내었다. 따라서, 본 발명의 항생 펩타이드는 정상세포주에서 세포독성을 거의 나타내지 않는 것을 알 수 있다(도 1 및 도 2 참조).In the present invention, in order to determine the cytotoxicity of the NT3-F1AF8A antibiotic peptide of the present invention in the normal cell line, each of the antibiotic peptides in the human keratinocyte line (HaCaT cell line) and the rat fibroblast line (NIH3T3 cell line) After treatment, the degree of cell survival was confirmed. As a result, the antibiotic peptide of the present invention (NT3-F1AF8A) showed little cytotoxicity in both cell lines, whereas the parent peptide HPA3NT3 showed high toxicity. Therefore, it can be seen that the antibiotic peptide of the present invention shows little cytotoxicity in normal cell lines (see FIGS. 1 and 2).
또한, 본 발명은 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 항생 펩타 이드에서 13번 위치의 아스파라긴(Asparagine, N)이 양전하 아미노산으로 치환된 세포독성이 감소하고 항균활성이 증가된 항생 펩타이드를 제공한다.In addition, the present invention provides an antibiotic peptide having reduced cytotoxicity and increased antimicrobial activity in which asparagine (N) at position 13 is replaced with a positively charged amino acid in an antibiotic peptide having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 2. .
상기 양전하 아미노산은 리신(lysine, K), 아르기닌(arginine, R) 및 히스티딘(histidine, H)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, 리신인 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The positively charged amino acid is preferably any one selected from the group consisting of lysine (K), arginine (arginine, R), and histidine (H), and more preferably, lysine is not limited thereto.
상기 항생 펩타이드는 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The antibiotic peptide preferably has an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, but is not limited thereto.
본 발명의 펩타이드는 당업계에 알려진 통상의 펩타이드 합성 방법에 의해 제조가 가능하며, 제조 방법이 특별히 한정되지 않는다.The peptide of the present invention can be prepared by conventional peptide synthesis methods known in the art, the production method is not particularly limited.
기존에 알려진 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 모체 펩타이드인 HPA3NT3에 있어서, 나란히 존재하는 두 개의 페닐알라닌을 페닐기가 없는 알라닌으로 치환하여 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 NT3-F1AF8A 펩타이드를 디자인하였으나, 이는 세포독성이 HPA3NT3에 비해 현저히 감소하였지만 몇몇 균주에서 항균 활성이 감소하였다. 따라서, 본 발명에서는 상기 NT3-F1AF8A 펩타이드의 양이온 전하를 증가시키기 위하여 13번 위치의 음전하 아미노산인 아스파라긴을 양전하 아미노산인 리신으로 치환하여 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 NT3-F1AF8A-A2 펩타이드를 디자인하였다. 그 결과 세포 독성은 모체 펩타이드인 HPA3NT3 보다 현저하게 낮게 유지하면서 항균 활성은 더 좋아짐을 확인하였다(표 1 참조).In HPA3NT3, a parent peptide having a known amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 1, designing an NT3-F1AF8A peptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 by substituting two phenylalanines existing side by side with alanine without a phenyl group However, it showed a significant decrease in cytotoxicity compared to HPA3NT3, but in some strains the antimicrobial activity decreased. Therefore, in the present invention, in order to increase the cationic charge of the NT3-F1AF8A peptide, NT3-F1AF8A-A2 peptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 by replacing asparagine, which is a negatively charged amino acid at position 13, with lysine, a positively charged amino acid, Designed. As a result, it was confirmed that the antimicrobial activity was better while maintaining the cytotoxicity significantly lower than the parent peptide HPA3NT3 (see Table 1).
본 발명의 항생 펩타이드는 그람 음성균 및/또는 그람 양성균에 대해 항균 활성을 가지는 것을 특징으로 한다.The antibiotic peptide of the present invention is characterized by having antimicrobial activity against Gram-negative bacteria and / or Gram-positive bacteria.
상기 그람 음성균은 대장균(Escherichia coli), P. 에루지노사(Pseudomonas aeruginosa), P. 불가리스(Proteus vulgaris) 및 S. 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 그람 양성균은 S. 아우레우스(Staphylococcus aureus), L. 모노싸이토젠스(Listeria monocytogenes), S. 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis) 및 B. 서브틸리스(Bacillus subtilis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.The gram-negative bacteria is E. coli (Escherichia coli), a labor Rouge (Pseudomonas aeruginosa), P. vulgaris (Proteus vulgaris) and S. typhimurium Solarium least one selected from the group consisting of (Salmonella typhimurium) in P., wherein the gram-positive Is at least one selected from the group consisting of S. aureus ( Staphylococcus aureus ), L. monocytogenes , S. epiphysidis and B. subtilis . Preferred but not limited to.
본 발명에서는 상기 항생 펩타이드인 NT3-F1AF8A-A2가 항균 활성을 나타내는지 알아보기 위해, 다양한 박테리아 균주에 대한 생육 최소저해농도(Minimal Inhibitory Concentration; 이하, MIC)를 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 항생 펩타이드(NT3-F1AF8A-A2)는 모체 펩타이드(HPA3NT3) 및 T3-F1AF8A 펩타이드에 비해 유사하거나 2배 이상 높은 항균 활성을 나타냄을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 펩타이드는 기존의 항생 펩타이드에 비해 현저한 항균 활성 효과를 나타내는 것을 알 수 있다(표 2 참조).In the present invention, to determine whether the antibiotic peptide NT3-F1AF8A-A2 exhibits antimicrobial activity, the minimum growth inhibitory concentration (MIC) of various bacterial strains was measured. As a result, it was confirmed that the antibiotic peptide (NT3-F1AF8A-A2) of the present invention showed similar or two times higher antimicrobial activity than the parent peptide (HPA3NT3) and T3-F1AF8A peptide. Therefore, it can be seen that the peptide of the present invention shows a significant antimicrobial activity effect compared to the existing antibiotic peptide (see Table 2).
본 발명의 항생 펩타이드는 세포독성이 거의 없는 것을 특징으로 한다.The antibiotic peptide of the present invention is characterized by little cytotoxicity.
본 발명에서는 상기 항생 펩타이드인 NT3-F1AF8A-A2의 세포독성을 알아보기 위해, 정상의 사람 혈액을 사용하여 항생 펩타이드에 대한 적혈구 용혈 활성을 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 항생 펩타이드(NT3-F1AF8A-A2)는 200 μM의 농도까지 용혈 현상이 전혀 일어나지 않은 반면에, 모체 펩타이드(HPA3NT3)는 같은 농도 에서 37.23%의 용혈 현상이 일어났다. 따라서, 본 발명의 항생 펩타이드는 세포독성을 거의 나타내지 않는 것을 알 수 있다(표 3 참조).In the present invention, in order to determine the cytotoxicity of the antibiotic peptide NT3-F1AF8A-A2, erythrocyte hemolytic activity against the antibiotic peptide was measured using normal human blood. As a result, the antibiotic peptide of the present invention (NT3-F1AF8A-A2) did not occur at all to the concentration of 200 μM, whereas the parent peptide (HPA3NT3) at 37.23% hemolysis occurred at the same concentration. Thus, it can be seen that the antibiotic peptide of the present invention shows little cytotoxicity (see Table 3).
본 발명에서는 본 발명의 항생 펩타이드인 NT3-F1AF8A-A2의 정상세포주에서의 세포독성을 알아보기 위해, 사람의 각질 형성 세포주(HaCaT cell line) 및 쥐의 섬유모 세포주(NIH3T3 cell line)에 각각 항생 펩타이드를 처리한 후 세포 생존 정도를 확인하였다. 그 결과, 본 발명의 항생 펩타이드(NT3-F1AF8A-A2)는 상기 두 세포주 모두에서 세포 독성을 거의 나타내지 않은 반면에, 모체 펩타이드인 HPA3NT3는 높은 독성을 나타내었다. 따라서, 본 발명의 항생 펩타이드는 정상세포주에서 세포독성을 거의 나타내지 않는 것을 알 수 있다(도 1 및 도 2 참조).In the present invention, in order to determine the cytotoxicity of the antibiotic peptide NT3-F1AF8A-A2 of the present invention in the normal cell line, antibiotics to human keratinocyte line (HaCaT cell line) and rat fibroblast cell line (NIH3T3 cell line), respectively After treatment of the peptide, the degree of cell survival was confirmed. As a result, the antibiotic peptide of the present invention (NT3-F1AF8A-A2) showed little cytotoxicity in both cell lines, whereas the parent peptide HPA3NT3 showed high toxicity. Therefore, it can be seen that the antibiotic peptide of the present invention shows little cytotoxicity in normal cell lines (see FIGS. 1 and 2).
또한, 본 발명은 상기 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열 중 1번 및 8번 위치에 알라닌이 보존되고 상기 서열과 90% 이상의 상동성을 가지는 항생 펩타이드를 제공한다.The present invention also provides an antibiotic peptide wherein alanine is conserved at positions 1 and 8 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 and has at least 90% homology with the sequence.
본 발명의 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 합성 펩타이드에서 각각의 아미노산을 구조가 유사한 다른 아미노산으로 치환하거나, 아미노 말단의 아미노기 또는 카르복시 말단의 카르복실기를 다른 기능기로 치환시킨 항균성 펩타이드를 포함할 수 있다. In the synthetic peptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 of the present invention, it may include an antimicrobial peptide in which each amino acid is replaced with another amino acid having a similar structure, or an amino terminal at the amino terminus or a carboxyl group at the carboxy terminus is substituted with another functional group. have.
또한, 본 발명은 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열 중 1번 및 8번 위치에 알라닌이 보존되고, 13번 위치에 리신이 보존되며, 상기 서열과 90% 이상의 상동성을 가지는 항생 펩타이드를 제공한다.The present invention also provides an antibiotic peptide having the alanine at positions 1 and 8 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, lysine at position 13, and having at least 90% homology with the sequence. .
본 발명의 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 합성 펩타이드에서 각각의 아미노산을 구조가 유사한 다른 아미노산으로 치환하거나, 아미노 말단의 아미노기 또는 카르복시 말단의 카르복실기를 다른 기능기로 치환시킨 항균성 펩타이드를 포함할 수 있다. In the synthetic peptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 of the present invention, it may include an antimicrobial peptide in which each amino acid is substituted with another amino acid having a similar structure, or an amino terminal at the amino terminus or a carboxyl group at the carboxy terminus is substituted with another functional group. have.
또한, 본 발명은 본 발명의 항생 펩타이드들 중 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 항생제를 제공한다.The present invention also provides an antibiotic comprising any one or more of the antibiotic peptides of the present invention as an active ingredient.
상기 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 항생 펩타이드, 상기 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 항생 펩타이드, 및 이의 유도체들은 다양한 박테리아 균주에 대해 기존의 항생 펩타이드 보다 유사하거나 높은 항균 활성 효능을 가지며, 높은 농도에서도 세포 독성이 거의 없으므로 항생제의 유효성분으로 이용할 수 있다.Antibiotic peptides having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 2, antibiotic peptides having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 3, and derivatives thereof have similar or higher antimicrobial activity potency than conventional antibiotic peptides for various bacterial strains. In addition, even at high concentrations, there is little cytotoxicity, so it can be used as an active ingredient of antibiotics.
상기 항생제는 상기 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 항생 펩타이드, 상기 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 항생 펩타이드, 또는 상기 서열과 90% 이상의 상동성을 가지는 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The antibiotic includes an antibiotic peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, an antibiotic peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or a peptide having 90% or more homology with the sequence as an active ingredient. Preferred but not limited to this.
상기 항생제는 그람 음성균 및/또는 그람 양성균에 대해 항균 활성을 가지는 것을 특징으로 한다.The antibiotic is characterized in that it has an antimicrobial activity against gram negative bacteria and / or gram positive bacteria.
상기 그람 음성균은 대장균(Escherichia coli), P. 에루지노사(Pseudomonas aeruginosa), P. 불가리스(Proteus vulgaris) 및 S. 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 그람 양성균은 S. 아우레우스(Staphylococcus aureus), L. 모노싸이토젠스(Listeria monocytogenes), S. 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis) 및 B. 서브틸리스(Bacillus subtilis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.The gram-negative bacteria is E. coli (Escherichia coli), a labor Rouge (Pseudomonas aeruginosa), P. vulgaris (Proteus vulgaris) and S. typhimurium Solarium least one selected from the group consisting of (Salmonella typhimurium) in P., wherein the gram-positive Is at least one selected from the group consisting of S. aureus ( Staphylococcus aureus ), L. monocytogenes (S. Listeria monocytogenes ), S. epiphysids ( Staphylococcus epidermidis ), and B. subtilis ( Bacillus subtilis ) Preferred but not limited to.
본 발명의 항생제는 임상투여시에 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다.The antibiotics of the present invention can be administered parenterally during clinical administration and can be used in the form of general pharmaceutical preparations.
본 발명의 항생 펩타이드를 의약품으로 사용하는 경우, 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.When using the antibiotic peptide of the present invention as a medicine, it may further contain one or more active ingredients exhibiting the same or similar functions.
즉, 본 발명의 항생 펩타이드는 실제로 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용 될 수 있다.That is, the antibiotic peptide of the present invention can be administered in various parenteral formulations, and when formulated, it is prepared using diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrating agents, surfactants, etc. which are commonly used. . Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories. As the non-aqueous solvent and the suspension solvent, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, and the like can be used. As a suppository base, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin butter, glycerogelatin and the like can be used.
또한, 본 발명의 항생 펩타이드는 생리식염수 또는 유기용매와 같이 약제로 허용된 여러 전달체(carrier)와 혼합하여 사용될 수 있고, 안정성이나 흡수성을 증가시키기 위하여 글루코스, 수크로스 또는 덱스트란과 같은 카보하이드레이트, 아 스코르브 산(ascorbic acid) 또는 글루타치온과 같은 항산화제(antioxidants), 킬레이팅 물질(chelating agents), 저분자 단백질 또는 다른 안정화제(stabilizers)들이 약제로 사용될 수 있다.In addition, the antibiotic peptide of the present invention can be used in admixture with a number of carriers (pharmaceutically acceptable) such as physiological saline or organic solvent, carbohydrates such as glucose, sucrose or dextran, to increase the stability or absorption Antioxidants such as ascorbic acid or glutathione, chelating agents, small molecule proteins or other stabilizers can be used as medicaments.
또한, 본 발명은 약학적으로 유효한 양의 상기 항생제를 병원성 세균질환에 걸린 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 병원성 세균질환 치료 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for treating pathogenic bacterial diseases comprising administering a pharmaceutically effective amount of the antibiotic to an individual suffering from pathogenic bacterial diseases.
또한, 본 발명은 약학적으로 유효한 양의 상기 항생제를 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 병원성 세균질환 예방 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for preventing pathogenic bacterial diseases comprising administering to the individual a pharmaceutically effective amount of the antibiotic.
상기 항생제는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다.The antibiotic may be administered parenterally and may be used in the form of a general pharmaceutical preparation.
상기 항생제의 투여량은 항생 펩타이드의 양을 기준으로 1 내지 2 ㎎/㎏이고, 바람직하기에는 0.5 내지 1 ㎎/㎏ 이며, 하루 1 내지 3회 투여될 수 있다.The dosage of the antibiotic is 1 to 2 mg / kg, preferably 0.5 to 1 mg / kg, based on the amount of antibiotic peptide, and may be administered 1 to 3 times a day.
상기 항생제의 유효 투여량은 거환(bolus) 형태 혹은 상대적으로 짧은 기간 동안 확산(infusion) 등에 의해 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)이 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. The effective dose of the antibiotic may be administered to the patient in a single dose by bolus form or by infusion for a relatively short period of time, where multiple doses are administered for a long time. Administration by a fractionated treatment protocol.
상기 항생제의 농도는 약의 투여 경로 및 치료 횟수뿐만 아니라 환자의 나이 및 건강상태 등 다양한 요인들을 고려하여 환자의 유효 투여량이 결정되는 것이므로 이러한 점을 고려할 때, 이 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 상기 펩타이드의 약학적 조성물로서의 특정한 용도에 따른 적절한 유효 투여량을 결정할 수 있을 것이다.The concentration of the antibiotic is determined by taking into consideration the various factors such as the age and health of the patient as well as the route and frequency of treatment of the drug, so in view of this, those skilled in the art Appropriate effective dosages for the particular use of the peptides as pharmaceutical compositions may be determined.
아울러, 본 발명은 상기 항생 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 식품 보조제 또는 식품 첨가제를 제공한다.In addition, the present invention provides a food supplement or food additive comprising the antibiotic peptide as an active ingredient.
본 발명의 항생 펩타이드를 식품 첨가물로 사용하는 경우, 상기 항생 펩타이드를 그대로 첨가하거나 다른 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 항생 펩타이드는 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.When the antibiotic peptide of the present invention is used as a food additive, the antibiotic peptide may be added as it is or used together with other food ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method. The mixed amount of the active ingredient can be suitably determined according to the purpose of use thereof. In general, the antibiotic peptide of the present invention is added in an amount of 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less based on the raw material. However, in the case of long-term intake, the amount may be below the above range, and since there is no problem in terms of safety, the active ingredient may be used in an amount above the above range.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.There is no particular limitation on the kind of food. Examples of the food to which the substance can be added include dairy products including meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, ice cream, various soups, drinks, tea, drinks, Alcoholic beverages and vitamin complexes, and the like and include all foods in a conventional sense.
이하, 본 발명을 실시예 및 제제예에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples and formulation examples.
단, 하기 실시예 및 제제예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 발 명의 내용이 실시예 및 제제예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Formulation Examples specifically illustrate the present invention, and the contents of the present invention are not limited to Examples and Formulation Examples.
<실시예 1> 펩타이드들의 합성 및 분리정제Example 1 Synthesis and Separation of Peptides
본 발명자들은 메리필드(Merrifield)의 액상 고상법(Merrifield, RB., J. Am. Chem. Soc., 85, 2149, 1963)에 따라, 모체 펩타이드인 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 HPA3NT3(비교군)로부터 소수성 부분인 1번과 8번 위치에 두 개의 페닐알라닌을 페닐기가 없는 알라닌으로 치환하여 NT3-F1AF8A 펩타이드(서열번호 2)(실험군 1)를 합성하였고, 상기 NT3-F1AF8A 펩타이드로부터 양이온 전하를 증가시키기 위하여 13번 위치의 음전하 아미노산인 아스파라긴을 양전하 아미노산인 리신으로 치환하여 NT3-F1AF8A-A2 펩타이드(서열번호 3)(실험군 2)를 합성하였다(표 1).According to the Merrifield liquid phase solidification method (Merrifield, RB., J. Am. Chem. Soc. , 85, 2149, 1963), HPA3NT3 having an amino acid sequence set forth as the parent peptide SEQ ID NO: 1 NT3-F1AF8A peptide (SEQ ID NO: 2) (Experimental Group 1) was synthesized by substituting two phenylalanines at positions 1 and 8, which are hydrophobic moieties, from the comparative group with alanine without a phenyl group, and a cation from the NT3-F1AF8A peptide. In order to increase the charge, the negatively charged amino acid asparagine at position 13 was replaced with a positively charged amino acid lysine to synthesize NT3-F1AF8A-A2 peptide (SEQ ID NO: 3) (Experimental Group 2).
구체적으로, 본 발명에서 설계한 펩타이드의 카르복실말단이 -NH2 형태인 펩타이드는 Rink Amide MBHA-Resin을 출발물질로 사용하였으며, 카르복실말단이 -OH 형태의 펩타이드는 Fmoc-아미노산-Wang Resin을 출발물질로 사용하였다. Fmoc-아미노산의 커플링(coupling)에 의한 펩타이드 사슬(chain)의 연장은 DCC(N-hydroxybenzo triazole(HOBt)-dicyclo-hexycarbodiimide) 법에 의해 실시하였다. 각 펩타이드의 아미노말단의 Fmoc-아미노산을 커플링(coupling) 시킨 후, NMP(20% piperidine/N-methyl pyrolidone) 용액으로 Fmoc기를 제거하고 NMP 및 DCM(dichoromethane)으로 여러 번 씻어준 다음 질소 가스로 건조시켰다. 여기에 TFA(trifluoroacetic acid)-phenol-thioanisole-H2O- triisopropylsilane(85 : 5 : 5 : 2.5 : 2.5, vol./vol.) 용액을 가하고 2~3시간 반응시켜 보호기의 제거 및 레진으로부터 펩타이드를 분리시킨 후, 디에틸에테르(diethylether)로 펩타이드를 침전시켰다. 상기의 방법으로 얻은 크루드(crude) 펩타이드는 0.05% TFA가 포함된 아세토니트릴 농도구배(acetonitrile gradient)에서 정제형 역상(reverse phase, RP)-HPLC 컬럼(Delta Pak, C18 300Å, 15, 19.0mm ×30 cm, Waters, USA)을 이용하여 정제하였다. 합성 펩타이드를 6 N HCl로 110℃에서 가수분해한 후 잔사를 감압 농축하고, 0.02 N HCl에 녹여서 아미노산 분석기(Hitachi 8500 A)로 아미노산 조성을 측정하였다. 상기의 방법으로 조성된 펩타이드들의 순도를 확인한 결과 95% 이상의 순도를 나타내었으며, MALDI 질량 분석법(Hill, et al ., Rapid Commun. Mass Spectrometry, 5: 395, 1991)을 이용하여 분자량을 아미노산 서열로부터 계산하여 얻은 분자량과 비교한 결과, 그 값이 일치하는 것을 확인하였다. Specifically, the peptide having the carboxyl terminus of -NH 2 form of the peptide designed in the present invention used Rink Amide MBHA-Resin as a starting material, and the carboxyl terminus of the -OH type peptide was Fmoc-amino acid-Wang Resin. Used as starting material. The extension of the peptide chain by the coupling of Fmoc-amino acids was carried out by DCC (N-hydroxybenzo triazole (HOBt) -dicyclo-hexycarbodiimide) method. After coupling the Fmoc-amino acid at the amino terminal of each peptide, remove the Fmoc group with NMP (20% piperidine / N-methyl pyrolidone) solution, wash it several times with NMP and DCM (dichoromethane), and then use nitrogen gas. Dried. A solution of trifluoroacetic acid (TFA) -phenol-thioanisole-H 2 O- triisopropylsilane (85: 5: 5: 2.5: 2.5, vol. / Vol.) Was added thereto and reacted for 2 to 3 hours to remove the protecting group and the peptide from the resin. After separation, the peptide was precipitated with diethylether. Crude peptides obtained by the above method were purified reverse phase (RP) -HPLC columns (Delta Pak, C 18 300Å, 15, 19.0) in an acetonitrile gradient containing 0.05% TFA. mm x 30 cm, Waters, USA). The synthetic peptide was hydrolyzed at 110 ° C. with 6 N HCl, the residue was concentrated under reduced pressure, dissolved in 0.02 N HCl, and the amino acid composition was measured by an amino acid analyzer (Hitachi 8500 A). As a result of confirming the purity of the peptides prepared by the above method, the purity was over 95%, and the molecular weight was determined from the amino acid sequence using MALDI mass spectrometry (Hill, et al ., Rapid Commun. Mass Spectrometry , 5: 395, 1991). As a result of comparing with the molecular weight obtained by calculation, it confirmed that the value corresponded.
<실시예 2> 항균 활성 측정Example 2 Antibacterial Activity Measurement
본 발명자들은 상기 <실시예 1>의 방법으로 제조된 펩타이드들의 항균 활성을 비교하기 위하여, 균체가 분열되지 않는 펩타이드의 최소 농도인 생육 최소저해농도(MIC) 값을 측정하였다.In order to compare the antimicrobial activity of the peptides prepared by the method of <Example 1>, the present inventors measured the minimum growth concentration (MIC) value, which is the minimum concentration of the peptides in which cells are not cleaved.
구체적으로, 그람 음성균으로 대장균(Escherichia coli), P. 에루지노사(Pseudomonas aeruginosa), P. 불가리스(Proteus vulgaris) 및 S. 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium)을, 그람 양성균으로 S. 아우레우스(Staphylococcus aureus), L. 모노싸이토젠스(Listeria monocytogenes), S. 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis) 및 B. 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 사용하였으며, Escherichia coli(ATCC 25922), Listeria monocytogenes(ATCC 19115), 및 Staphylococcus aureus (ATCC 25923)는 "American Type Culture Collection"으로부터 분양받았고, Bacillus subtilis(KCTC 1918), Streptococcus epidermidis(KCTC 3096), Pseudomonas aeruginosa(KCTC 1637) 및 Proteus vulgaris(KCTC 2433)는 "Korean Collection for Type Cultures"로부터 분양받아, 각 균주를 LB 배지(1% 박토 트립톤, 0.5% 박토 이스트 추출물, 1% 염화나트륨; Sigma, USA)에서 중간-로그 상(mid-log phase)까지 배양한 다음 1% 박토 펩톤 배지(Difco, USA)로 1×104 세포/100 ㎕의 균체 농도로 희석하여 마이크로 타이트레이트 플레이트(Nunc, USA)에 접종하였다. 상기 <실시예 1>에서 합성한 본원 발명의 펩타이드(실험군 1 및 2) 및 모체 펩타이드(비교군)를 각각 25 μM/웰(well)로부터 1/2배씩 희석하여 플레이트에 첨가한 후 37℃에서 6시간 동안 배양하였고, 마이크로 타이트레이트 플레이트 판독기(Merck Elisa reader, 독일)를 이용하여 620 ㎚의 파장에서 흡광도를 측정하여 각 균주의 MIC 값을 결정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Specifically, E. coli gram-negative bacteria (Escherichia coli), a labor Rouge (Pseudomonas aeruginosa), P. vulgaris (Proteus vulgaris) and S. typhimurium Solarium (Salmonella typhimurium) in P., a gram-positive S. aureus ( Staphylococcus aureus , L. monocytogenes , S. epidermidis and B. subtilis , Escherichia coli (ATCC 25922), Listeria monocytogenes (ATCC 19115). ), And Staphylococcus aureus (ATCC 25923) were distributed from the "American Type Culture Collection", Bacillus subtilis (KCTC 1918), Streptococcus epidermidis (KCTC 3096), Pseudomonas aeruginosa (KCTC 1637), and Proteus vulgaris (KCTC 2433). Collection for Type Cultures ", each strain was cultured in LB medium (1% Bakto tryptone, 0.5% Bakto yeast extract, 1% sodium chloride; Sigma, USA) to the mid-log phase One% Soil was inoculated into peptone medium (Difco, USA) 1 × 10 4 cells / by dilution with cell density of 100 Micro ㎕ tight rate to plate (Nunc, USA) in. The peptides of the present invention (Experimental group 1 and 2) and the parent peptides (comparative group) synthesized in Example 1 were diluted 1 / 2-fold from 25 μM / well, respectively, and added to the plate at 37 ° C. Incubated for 6 hours, the absorbance was measured at a wavelength of 620 nm using a micro titrate plate reader (Merck Elisa reader, Germany) to determine the MIC value of each strain, the results are shown in Table 2 below.
그 결과, 상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 서열번호 3으로 기재되는 펩타이드(NT3-F1AF8A-A2)(실험군 2)는 서열번호 1로 기재되는 펩타이드(HPA3NT3)(비교군 1)에 비해 유사하거나 2배 이상 높은 항균 활성을 나타내었고, 서열번호 2로 기재되는 NT3-F1AF8A 펩타이드(실험군 1)에 비해 서열번호 1로 기재되는 펩타이드(HPA3NT3)(비교군)에 비해 유사하거나 일부 균주에서 낮은 항균 활성을 나타내었다. 그러나 상기 실험군 1의 비교군에 대한 항균활성의 감소된 정도는 아주 낮다.As a result, as shown in Table 2, the peptide (NT3-F1AF8A-A2) described in SEQ ID NO: 3 of the present invention (Experimental Group 2) was similar to the peptide described in SEQ ID NO: 1 (HPA3NT3) (Comparative Group 1). Or more than two times higher antimicrobial activity, and compared to the NT3-F1AF8A peptide described in SEQ ID NO: 2 (Low Test Group 1) compared to the peptide described in SEQ ID NO: 1 (HPA3NT3) (low compared) in some strains Activity was shown. However, the reduced degree of antimicrobial activity for the comparative group of Experimental group 1 is very low.
따라서, 본 발명의 펩타이드들은 그람 양성균 및 그람 음성균 모두에서 기존의 항생 펩타이드에 비해 유사하거나 더 높은 항균 활성을 나타내는 것을 알 수 있다(표 2).Thus, it can be seen that the peptides of the present invention exhibit similar or higher antimicrobial activity in both Gram-positive and Gram-negative bacteria compared to conventional antibiotic peptides (Table 2).
<실시예 3> 용혈 활성 측정Example 3 Measurement of Hemolytic Activity
본 발명자들은 상기 <실시예 1>의 방법으로 제조된 펩타이드들의 세포독성을 비교하기 위하여, 펩타이드들의 적혈구 용혈 활성을 측정하였다.The present inventors measured the erythrocyte hemolytic activity of the peptides in order to compare the cytotoxicity of the peptides prepared by the method of <Example 1>.
우선, 인간 적혈구를 8%의 농도가 되도록 인산염 완충용액(PBS, pH 7.0)으로 희석하고 여기에 12.5 μM/웰부터 1/2의 농도로 표 1에 서열번호 1 내지 3으로 기재된 펩타이드들을 각각 연속적으로 희석하여 37℃에서 1 시간 동안 반응시켰다. 이후, 1,000 g로 원심분리하여 그 상등액 속에 포함된 헤모글로빈량을, 414 ㎚ 파장에서 흡광도를 측정하여 조사하였다. 세포 파괴 정도를 비교 조사하기 위하여 1% 트리톤 X-100(sigma, USA)을 인간 적혈구 세포에 첨가하여 그 상등액의 흡광도를 측정하였다. 상기 1% 트리톤 X-100의 세포 파괴능을 100%로 하고, 하기 [수학식 1]에 따라 본 발명의 펩타이드(실험군 1 및 2) 및 모체 펩타이드들(비교군)의 적혈구 파괴능을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.First, dilute human erythrocytes with phosphate buffer (PBS, pH 7.0) to a concentration of 8% and continuously sequence the peptides listed in SEQ ID NOS: 1-3 in Table 1 at concentrations from 12.5 μM / well to 1/2 It was diluted with and reacted at 37 ℃ for 1 hour. Then, the amount of hemoglobin contained in the supernatant by centrifugation at 1,000 g was investigated by measuring the absorbance at 414 nm wavelength. In order to investigate the degree of cell destruction, 1% Triton X-100 (sigma, USA) was added to human red blood cells to measure the absorbance of the supernatant. The cell destruction capacity of the 1% Triton X-100 was 100%, and the erythrocyte destruction ability of the peptides (experimental groups 1 and 2) and the parent peptides (comparative group) of the present invention was calculated according to Equation 1 below. The results are shown in Table 3 below.
상기 식에서, 흡광도 A는 414 ㎚ 파장에서 펩타이드 용액의 흡광도, 흡광도 B는 414 ㎚ 파장에서 PBS의 흡광도 그리고 흡광도 C는 414 ㎚ 파장에서 1% 트리톤 X-100의 흡광도를 나타낸다.In the above formula, absorbance A is the absorbance of the peptide solution at 414 nm wavelength, absorbance B is the absorbance of PBS at 414 nm wavelength and absorbance C is the absorbance of 1% Triton X-100 at 414 nm wavelength.
F8ANT3-F1A
F8A-A2NT3-F1A
F8A-
그 결과, 상기 표 3에서 보는 바와 같이 서열번호 1로 기재되는 펩타이드(HPA3NT3)(비교군)는 200 μM에서 37.23%의 용혈 현상이 일어나는 반면에, 본 발명의 서열번호 3으로 기재되는 펩타이드(NT3-F1AF8A-A2)(실험군 2) 및 서열번호 2로 기재되는 NT3-F1AF8A 펩타이드(실험군 1)는 같은 농도에서 용혈 현상이 전혀 일어나지 않았다. As a result, as shown in Table 3, the peptide (HPA3NT3) described in SEQ ID NO: 1 (comparative group) occurred 37.23% of hemolysis at 200 μM, whereas the peptide described in SEQ ID NO: 3 of the present invention (NT3). -F1AF8A-A2) (Experimental Group 2) and the NT3-F1AF8A peptide described in SEQ ID NO: 2 (Experimental Group 1) showed no hemolysis at all at the same concentration.
따라서, 본 발명의 항생 펩타이드들은 세포독성을 거의 나타내지 않는 것을 알 수 있다(표 3).Thus, it can be seen that the antibiotic peptides of the present invention show little cytotoxicity (Table 3).
<실시예 4> 정상세포주에서 세포독성 확인Example 4 Confirmation of Cytotoxicity in Normal Cell Lines
본 발명자들은 상기 <실시예 1>의 방법으로 제조된 펩타이드들의 정상세포주에서의 세포독성을 확인하기 위해, 사람의 각질 형성 세포주(HaCaT cell line, Dr. NE. Fusenig, Heidelberg, Germany) 및 쥐의 섬유모 세포주(NIH3T3 cell line, ATCC (CRL-1658TMTM))을 이용하여 독성을 측정하였다.In order to confirm the cytotoxicity of the peptides prepared by the method of <Example 1> in the normal cell line, the inventors of human keratinocytes (HaCaT cell line, Dr. NE. Fusenig, Heidelberg, Germany) and mice Toxicity was measured using a fibroblast cell line (NIH3T3 cell line, ATCC (CRL-1658 TMTM )).
구체적으로, 10% FBS(Fetal Bovine Serum)가 함유된 DMEM 배지에서 배양된 사람의 각질 형성 세포주(HaCaT cell line) 및 쥐의 섬유모 세포주(NIH3T3 cell line)를 각각 3×103 씩 96 웰 플레이트에 분주하고 24시간 배양한 후, 상기 <실시예 1>에서 제조한 펩타이드들을 각각 농도별로 처리하여 24시간 동안 5% CO2 인큐베이터에서 반응시켰다. 배양 후, 5 mg/ml 농도로 인산 완충액 생리식염수(phosphate buffered saline;PBS)에 녹인 MTT(Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide) 용액 20 ul를 각 웰에 넣고 4시간 동안 반응시켰다. 상층액을 제거하고, 200 ul의 DMSO를 넣어 형성된 MTT 크리스탈을 녹여, 560 nm에서 결과를 확인하였다. Specifically, a 96 well plate of 3 × 10 3 human keratinocyte cells (HaCaT cell line) and a rat fibroblast cell line (NIH3T3 cell line) cultured in DMEM medium containing 10% FBS (Fetal Bovine Serum) After aliquoting and incubation for 24 hours, the peptides prepared in Example 1 were treated for each concentration, and reacted in a 5% CO 2 incubator for 24 hours. After incubation, 20 ul of MTT (Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide) solution dissolved in phosphate buffered saline (PBS) at a concentration of 5 mg / ml was added to each well and reacted for 4 hours. The supernatant was removed, and 200 ul of DMSO was added to melt the formed MTT crystal. The result was confirmed at 560 nm.
그 결과, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 두 세포주 모두에서 서열번호 1로 기재되는 펩타이드(HPA3NT3)(비교군)는 높은 독성을 나타내는 반면에, 본 발명의 서열번호 3으로 기재되는 펩타이드(NT3-F1AF8A-A2)(실험군 2) 및 서열번호 2로 기재되는 NT3-F1AF8A 펩타이드(실험군 1)는 세포 독성을 거의 나타내지 않았다. As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, the peptide (HPA3NT3) (comparative group) described in SEQ ID NO: 1 in both cell lines exhibited high toxicity, whereas the peptide described in SEQ ID NO: 3 of the present invention (NT3). -F1AF8A-A2) (Experimental Group 2) and the NT3-F1AF8A peptide described in SEQ ID NO: 2 (Experimental Group 1) showed little cytotoxicity.
따라서, 본 발명의 항생 펩타이드들은 세포독성을 거의 나타내지 않는 것을 알 수 있다(도 1 및 도 2).Thus, it can be seen that the antibiotic peptides of the present invention show little cytotoxicity (FIGS. 1 and 2).
하기는 본 발명의 항생 펩타이드를 함유시킨 몇몇 제제화 방법을 예시한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The following are some examples of formulation methods containing the antibiotic peptides of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
<제제예 1> 정제(직접 가압)Preparation Example 1 Tablet (Direct Pressurization)
항생 펩타이드 5.0 ㎎을 체로 친 후, 락토스 14.1 ㎎, 크로스포비돈 USNF 0.8 ㎎ 및 마그네슘 스테아레이트 0.1 ㎎을 혼합하고 가압하여 정제로 제조하였다.After sifting 5.0 mg of the antibiotic peptide, 14.1 mg of lactose, 0.8 mg of crospovidone USNF and 0.1 mg of magnesium stearate were mixed and pressed to prepare a tablet.
<제제예 2> 정제(습식 조립)Preparation Example 2 Tablet (Wet Assembly)
항생 펩타이드 5.0 ㎎을 체로 친 후, 락토스 16.0 ㎎과 녹말 4.0 ㎎을 섞었다. 폴리솔베이트 80 0.3 ㎎을 순수한 물에 녹인 후 이 용액의 적당량을 첨가한 다음, 미립화하였다. 건조 후에 미립을 체질한 후 콜로이달 실리콘 디옥사이드 2.7 ㎎ 및 마그네슘 스테아레이트 2.0 ㎎과 섞었다. 미립을 가압하여 정제로 제조하였다.After sifting 5.0 mg of the antibiotic peptide, 16.0 mg of lactose and 4.0 mg of starch were mixed. 0.3 mg of
<제제예 3> 분말과 캡슐제Preparation Example 3 Powder and Capsule
항생 펩타이드 5.0 ㎎을 체로 친 후에, 락토스 14.8 ㎎, 폴리비닐 피롤리돈 10.0 ㎎, 마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎와 함께 혼합하였다. 상기 혼합물을 적당한 장치를 사용하여 단단한 No. 5 젤라틴 캡슐에 채웠다.5.0 mg of the antibiotic peptide was sieved, and then mixed with 14.8 mg of lactose, 10.0 mg of polyvinyl pyrrolidone, and 0.2 mg of magnesium stearate. The mixture was prepared using a suitable apparatus. Filled in 5 gelatin capsules.
<제제예 4> 주사제<Example 4> Injection
항생 펩타이드 100 mg을 함유시키고, 그 밖에도 만니톨 180 mg, Na2HPO412H2O 26 mg 및 증류수 2974 mg를 함유시켜 주사제를 제조하였다.Injectables were prepared by containing 100 mg of antibiotic peptide and by addition 26 mg of mannitol, 26 mg of Na 2 HPO 4 12H 2 O and 2974 mg of distilled water.
본 발명의 항생 펩타이드들은 우수한 항균 활성을 가지고 세포독성이 없으므로 항균용 약학제제, 식품첨가제 및 화장품 등의 성분으로 유용하게 이용될 수 있다.Since the antibiotic peptides of the present invention have excellent antimicrobial activity and no cytotoxicity, they can be usefully used as components of antimicrobial pharmaceuticals, food additives and cosmetics.
도 1은 사람의 각질 형성 세포주(HaCaT cell line)에서 본 발명에서 제조한 항생 펩타이들(비교군 1, 비교군 2 및 실험군)의 세포독성을 나타내는 그래프이다:1 is a graph showing the cytotoxicity of antibiotic peptides (Comparative Group 1, Comparative Group 2 and Experimental Group) prepared in the present invention in a human keratinocyte line (HaCaT cell line):
●: 서열번호 3, ▲: 서열번호 2, ◆: 서열번호 1.SEQ ID NO: 3, ▲ SEQ ID NO: 2, ◆: SEQ ID NO: 1.
도 2는 쥐의 섬유모 세포주(NIH3T3 cell line)에서 본 발명에서 제조한 항생 펩타이들(비교군 1, 비교군 2 및 실험군)의 세포독성을 나타내는 그래프이다:Figure 2 is a graph showing the cytotoxicity of antibiotic peptides (Comparative Group 1, Comparative Group 2 and Experimental Group) prepared in the present invention in a rat fibroblast cell line (NIH3T3 cell line):
●: 서열번호 3, ▲: 서열번호 2, ◆: 서열번호 1.SEQ ID NO: 3, ▲ SEQ ID NO: 2, ◆: SEQ ID NO: 1.
<110> Industry-Academic Cooperation Foundation, Chosun University <120> Novel antibiotic peptide derived from ribosomal protein L1 of Helicobacter pylori and use thereof <130> 8p-11-43 <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> HPA3NT3 peptide <400> 1 Phe Lys Arg Leu Lys Lys Leu Phe Lys Lys Ile Trp Asn Trp Lys 1 5 10 15 <210> 2 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NT3-F1AF8A peptide <400> 2 Ala Lys Arg Leu Lys Lys Leu Ala Lys Lys Ile Trp Asn Trp Lys 1 5 10 15 <210> 3 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NT3-F1AF8A-A2 peptide <400> 3 Ala Lys Arg Leu Lys Lys Leu Ala Lys Lys Ile Trp Lys Trp Lys 1 5 10 15 <110> Industry-Academic Cooperation Foundation, Chosun University <120> Novel antibiotic peptide derived from ribosomal protein L1 of Helicobacter pylori and use pretty <130> 8p-11-43 <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> HPA3NT3 peptide <400> 1 Phe Lys Arg Leu Lys Lys Leu Phe Lys Lys Ile Trp Asn Trp Lys 1 5 10 15 <210> 2 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NT3-F1AF8A peptide <400> 2 Ala Lys Arg Leu Lys Lys Leu Ala Lys Lys Ile Trp Asn Trp Lys 1 5 10 15 <210> 3 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> NT3-F1AF8A-A2 peptide <400> 3 Ala Lys Arg Leu Lys Lys Leu Ala Lys Lys Ile Trp Lys Trp Lys 1 5 10 15
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