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KR101657881B1 - The peptide probes high specific and high selective for target biomarker, and the biochip for clinical prediction of acute kidney injury and chronic kidney disease - Google Patents

The peptide probes high specific and high selective for target biomarker, and the biochip for clinical prediction of acute kidney injury and chronic kidney disease Download PDF

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KR101657881B1
KR101657881B1 KR1020150035828A KR20150035828A KR101657881B1 KR 101657881 B1 KR101657881 B1 KR 101657881B1 KR 1020150035828 A KR1020150035828 A KR 1020150035828A KR 20150035828 A KR20150035828 A KR 20150035828A KR 101657881 B1 KR101657881 B1 KR 101657881B1
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KR
South Korea
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ngal
biochip
peptide probe
chronic
disease
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KR1020150035828A
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Inventor
박종필
황혜진
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대구한의대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단하는데 유용한 펩타이드 프로브 및 그를 이용한 바이오칩에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 급성 신손상이나 신장질환을 검사하는데 이용되는 타깃 단백질 NGAL에 고특이적이며 고선택적 결합이 가능한 분자인식자 펩타이드 프로브 및 그를 이용한 바이오칩에 관한 것이다.
이를 이용하여 신장 손상이나 신장질환의 효율적인 조기진단이 가능하며, 또한 이 방법은 신장질환 치료에 대한 반응을 포함하여 급성 신손상 (AKI: acute kidney injury) 또는 만성 신질환 (CKD: chronic kidney disease)의 진행 여부 및 과정을 관찰하는데 이용될 수 있다.
The present invention relates to a peptide probe useful for early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease, and a biochip using the same. More specifically, the present invention relates to a molecular recognition peptide probe capable of highly specific and highly selective binding to a target protein NGAL used for testing acute renal damage or kidney disease, and a biochip using the same.
In addition, this method can be used for the diagnosis of acute kidney injury (AKI) or chronic kidney disease (CKD) including the response to treatment of kidney disease. And can be used to observe progress and process.

Description

타깃 바이오마커에 고특이적이며 고선택적 결합이 가능한 펩타이드 프로브 및 그를 이용한 급성 및 만성 신장질환 조기진단용 바이오칩 {The peptide probes high specific and high selective for target biomarker, and the biochip for clinical prediction of acute kidney injury and chronic kidney disease}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a peptide probe capable of high specificity and high selective binding to a target biomarker, and a biochip for early diagnosis of acute and chronic renal disease using the peptide probe and a biochip for the same, chronic kidney disease}

본 발명은 급성 및 만성 신장질환 조기진단에 유용한 펩타이드 프로브 및 그를 이용한 바이오칩에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 급성 신손상이나 신장질환을 검사하는 데 이용되는 타깃 단백질 NGAL에 고특이적이며 고선택적 결합이 가능한 분자인식자 펩타이드 프로브 및 그를 이용한 바이오칩에 관한 것이다.The present invention relates to a peptide probe useful for early diagnosis of acute and chronic renal diseases, and a biochip using the same. More specifically, the present invention relates to a molecular recognition peptide probe capable of highly specific and highly selective binding to a target protein NGAL used for testing acute renal damage or kidney disease, and a biochip using the same.

이를 이용하여 신장 손상이나 신장질환의 효율적인 조기진단을 할 수 있다. 또한 이 방법은 신장질환 치료에 대한 반응을 포함하여 급성 신손상 (AKI: acute kidney injury) 또는 만성 신질환 (CKD: chronic kidney disease)의 진행 여부 및 과정을 관찰하는 데 이용될 수 있다.This enables efficient early diagnosis of kidney damage or kidney disease. This method can also be used to monitor the progression and course of acute kidney injury (AKI) or chronic kidney disease (CKD), including responses to treatment of kidney disease.

본 발명의 펩타이드 프로브는, 바이오칩에 널리 사용되는 골드를 포함한 다양한 기판 위에 화학적인 표면 처리공정 없이 선택적으로 고정할 수 있어, 이를 통해 바이오칩 제작공정이 간편해짐은 물론, 복잡한 칩기판의 수식화-식각화 공정이 필요 없게 되어 전체적으로 제조공정이 단순화되어 생산성과 경제성에 큰 향상효과를 기대할 수 있다.
The peptide probe of the present invention can be selectively fixed on a variety of substrates including gold, which is widely used in biochips, without chemical surface treatment, thereby simplifying the biochip manufacturing process, The manufacturing process is simplified as a whole, and a great improvement in productivity and economy can be expected.

신장은 인체 내 허리 부위에 있는 척추의 양옆에 2개가 위치해 있으며, 체내 대사산물 및 노폐물을 걸러서 소변으로 배출하는 주 기능 이외에 체내 수분량과 전해질, 산성도 등을 좁은 범위 안에서 일정하게 유지하는 생체 항상성 유지 기능, 그리고 혈압 유지, 빈혈 교정 및 칼슘과 인 대사에 중요한 여러 가지 호르몬을 생산하고 활성화시키는 내분비 기능 등을 갖는다.The kidneys are located on both sides of the vertebrae in the waist of the human body. The body also functions as a main function of filtering out the metabolites and wastes in the body and discharging them into the urine. In addition to maintaining the body water content, electrolyte and acidity in a narrow range, And an endocrine function that maintains blood pressure, corrects anemia and produces and activates various hormones important for calcium and phosphorus metabolism.

이러한 신장 기능의 약화를 초래하는 신질환에는 사구체 신염, 만성 신부전, 급성 신부전, 신증후군, 신우신염, 신장결석, 신장암 등이 있다. 신장 기능의 악화가 진행되는 속도에 따라 크게 급성 신손상(AKI: acute kidney injury)과 만성 신질환(CKD: chronic kidney disease)으로 나눌 수 있다.Renal diseases which cause weakening of kidney function include glomerulonephritis, chronic renal failure, acute renal failure, nephrotic syndrome, pyelonephritis, kidney stones, and kidney cancer. Acute kidney injury (AKI) and chronic kidney disease (CKD) can be classified according to the progress of the deterioration of kidney function.

만성 신질환의 경우, 신장 기능의 감소가 수개월에 걸쳐서 서서히 이루어지며 대개 회복이 불가능하고 진행성이며 종종 투석요법이나 신장이식이 필요한 상태인 말기 신질환으로 진행한다. 이에 반해, 급성 신손상은 신장 기능이 수일 혹은 수주 내에 급격히 나빠지는 것으로 흔한 원인으로는 탈수 또는 저혈압, 신독성 물질이나 약물, 요로 폐쇄 등이 있다. 대개는 수액 보충을 통한 탈수증 개선이나 신장에 무리를 일으킨 원인을 제거하는 보존적 치료로서 원래 신기능을 회복하지만, 원인 질환의 심각성에 따라서 일부에서는 만성 신부전으로 진행할 수 있다. In the case of chronic kidney disease, the reduction of kidney function occurs slowly over several months and progresses to end-stage renal disease, which is usually unrecoverable, progressive and often requires dialysis therapy or kidney transplantation. On the other hand, acute renal damage is usually due to dehydration or hypotension, nephrotoxic substances or drugs, urinary tract obstruction, or the like, as renal function rapidly worsens within days or weeks. It is usually a conservative treatment that removes the causes of dehydration or renal failure, but it can restore the renal function. However, depending on the severity of the underlying disease, some can progress to chronic renal failure.

현대의학의 발전에도 불구하고 병원에 입원하는 많은 환자들이 신장 기능의 저하로 인하여 많은 고통을 받고 있으며, 특히 병의 중증도가 높은 환자는 신장 기능의 저하로 인하여 신대체요법이 필요한 경우가 많이 있다. 급성 신손상의 유병률은 입원환자의 약 5%에서, 중환자실에 입원하는 환자의 약 30-50%까지 보고되고 있으며 이러한 유병률은 새로운 치료법의 개발에도 불구하고 꾸준히 증가하고 있는 추세에 있다 (Lameire et al., Lancet, 2005; Devarajan, Contrib Nephrol, 2007).Despite the advances of modern medicine, many patients admitted to hospital are suffering from the decrease of renal function. Especially, patients with high severity of disease are often in need of renal replacement therapy because of decreased renal function. The prevalence of acute renal injury has been reported in about 5% of inpatients and in about 30-50% of patients admitted to the ICU, and this prevalence is steadily increasing despite the development of new therapies (Lameire et al., Lancet, 2005; Devarajan, Contrib Nephrol, 2007).

높은 급성 신손상의 사망률에는 여러 가지 원인이 있을 수 있지만, 급성 신손상을 조기에 진단할 수 있는 방법의 부재로 인하여 적절한 치료 시점을 놓치는 것이 주된 원인이 될 수 있다. 전통적인 신장 기능의 평가 방법은 혈청 크레아티닌을 측정함으로써 이를 통하여 신장 기능의 정도를 간접적으로 반영하는 것이다. 하지만, 혈청 크레아티닌은 개개인의 체중, 나이, 성별, 근육량, 단백질의 섭취 정도, 약물 등에 의해서 영향을 받게 되기 때문에 신장 기능의 변화를 실시간으로 반영하지 못하는 단점이 있다. 다시 말해서, 신장 기능이 50% 이상 저하되어야만 혈청 크레아티닌이 상승하게 되므로 혈청 크레아티닌을 이용한 진단 방법은 급성신장손상을 조기에 진단하는 데는 한계가 있다 (Belcher et al., Am J Kidney Dis, 2011; Endre and Westhuyzen, Nephrology,2008). 다행히 최근에는 기능적 유전체학과 프로테오믹스와 같은 혁신적 첨단기술이 개발 적용되면서 바이오마커로 여러 가지 유전자산물이 밝혀지고 있다.There are many possible causes of high acute renal injury mortality, but the lack of appropriate methods for early diagnosis of acute renal failure may be the main reason for missed treatment. The traditional method of evaluating kidney function is to indirectly reflect the degree of renal function by measuring serum creatinine. However, since serum creatinine is affected by individual body weight, age, gender, muscle mass, protein intake, and medication, there is a disadvantage in that it does not reflect changes in kidney function in real time. In other words, serum creatinine is elevated only if the renal function is lowered by more than 50%, so that diagnostic methods using serum creatinine have limitations for early diagnosis of acute kidney damage (Belcher et al., Am J Kidney Dis, 2011; Endre and Westhuyzen, Nephrology, 2008). Luckily, with the development and application of innovative genomics such as functional genomics and proteomics, several gene products have been identified with biomarkers.

NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin)은 중성구나 신장 세뇨관의 상피와 결합되어 있는 25 kDa 당단백질로서, 여러 가지 원인으로 급성 신손상이 있게 되면 급속하게 증가하는 생물학적 표지자(biomarker)이다. 현재는 주로 신장 기능 이상을 조기에 진단하고 신장이식 환자의 예후를 판단하는 물질로도 활용되고 있다.NGAL (Neutrophil gelatinase-associated lipocalin) is a 25 kDa glycoprotein that binds to the epithelium of the neutrophil or renal tubule. It is a rapidly increasing biomarker when acute renal damage occurs for various reasons. Currently, it is mainly used to diagnose kidney dysfunction early and to determine the prognosis of kidney transplant patients.

2008년 3월 신시내티소아병원 의료센터 연구팀이 '미국신장학회 임상저널'에 발표한 연구결과에 의하면, NGAL이라는 생물학적 표지자의 측정검사는 수술 후 발생하는 급성 신손상을 조기에 치료하고 이에 대한 예방 또는 예후를 향상시킬 수 있다 (Wheeler et al., Crit Care Med., 2008; Bennett et al., Clin J Am Soc Nephrol., 2008). 선천성 심장기형으로 수술 중 심폐우회술을 받은 196명을 대상으로 소변 내 'NGAL'을 측정하였는데 환자 중 51%에서 수술 후 중증 신장손상이 있었으며, 이 가운데 크레아티닌을 측정했을 때 증가 후 2~3일 후까지 진단이 내려지지 않았던 반면, 소변내 'NGAL'은 이 같은 후유증이 발병한 아이들에 서 단지 수 시간 내 증가한 것으로 나타났다. 특히 일부 환자들의 경우에서는 크레아티닌 검사가 정상이었지만 NGAL은 2시간 내에 정상보다 15배나 높았고 4시간 경에는 25배나 상승한 것으로 나타났다.In March 2008, a team of researchers from the Cincinnati Children's Hospital Medical Center published a report in the American Journal of Clinical Nephrology that measurement of biological markers, called NGAL, (Bennett et al., Clin J Am Soc Nephrol., 2008). In 196 patients with congenital cardiac anomalies who underwent surgery, the urinary "NGAL" was measured. In 51% of the patients, severe renal damage was observed after surgery. Among them, creatinine was measured 2 ~ 3 days after the increase , Whereas urinary 'NGAL' increased only in a few hours in children with such sequelae. Especially in some patients, the creatinine test was normal, but NGAL was 15 times higher than normal within 2 hours and 25 times higher in 4 hours.

이 연구결과는 소변 내에 'NGAL'이 급성신손상 환자를 조기 진단할 수 있고, 나아가 위와 같은 위험군 환자들에서 사망위험과 투석 필요성, 신장기능이 회복되는 데 얼마나 오랜 시간이 걸리는지를 예측하는 데도 유용하다는 결론을 얻었다. 결론적으로 소변 내 NGAL은 현재 표준으로 사용되고 있는 혈청 크레아티닌(creatinine)보다 급성 신손상을 조기에 예측 가능하도록 하는 강력한 생물학적 표지자이다. The results of this study are useful in predicting the early diagnosis of acute renal impairment in the urine, and in estimating the risk of death, need for dialysis, and how long it will take to recover renal function in such risk groups . In conclusion, urinary NGAL is a potent biologic marker that makes early predictable acute renal damage more likely than serum creatinine currently used as a standard.

이태리 메시나 연구팀은 혈액 내 NGAL이 435 ng/mL 이상, 소변 내 231 ng/mL 이상일 경우 신장 질환이 발병하고 빠르게 진행할 위험은 매우 높다고 밝혔다 (D'Anna et al., Diabet Med., 2009; D'Anna et al., Prenat Diagn., 2009; Bolignano et al., Nephrol Dial Transplant., 2009; Bolignano et al., Cancer Lett., 2010; Bolignano et al., Kidney Blood Press Res., 2009; Bolignano et al., Rejuvenation Res., 2009; Bolignano et al., Clin J Am Soc Nephrol., 2009). 따라서 혈액과 소변 내 NGAL 측정은 환자 연령과 무관하게 만성신장질환 진행 위험을 미리 예측할 수 있게 하며, 최근에는 당뇨병성신증(diabetic nephropathy)에서도 조기 표지자로서의 가치를 인정받았다. 국내에서도 많은 연구논문이 발표되면서 2012년 4월 24일자 보건복지부 고시의 비급여항목(CZ247)으로 승인을 받았다. The Messina team in Italy reported that the risk of kidney disease and its rapid progression is very high when the blood NGAL is> 435 ng / mL and urine is> 231 ng / mL (D'Anna et al., 2009) Bolignano et al., 2010; Bolignano et al., Kidney Blood Press Res., 2009; Bolignano et al., 2009; , Rejuvenation Res., 2009; Bolignano et al., Clin. Am Soc Nephrol., 2009). Therefore, the measurement of blood and urinary NGAL makes it possible to predict the risk of chronic kidney disease regardless of the patient 's age. Recently, diabetic nephropathy has also been recognized as an early marker of diabetic nephropathy. As many research papers have been published in Korea, it has been approved as a non-payment item (CZ247) of Ministry of Health and Welfare notification on April 24,

NGAL이 탁월한 급성 신손상의 생물학적 표지자로 인정받음으로써, 혈중 및 요(尿) 중 NGAL의 농도를 측정할 수 있는 다양한 검사 방법들이 개발되고 있다. 대표적인 NGAL 검사 방법으로는 2010년도에 급성 신손상 환자를 진단하는 새로운 표지자 검사를 개발하여 FDA 검토를 승인을 받은 ABBOTT Urinary NGAL Test, 면역형광법(fluorescence immunoassay)을 이용한 Triageⓡ Meter로 EDTA 전혈 또는 혈장에서 NGAL을 신속하게 측정할 수 있는 TriageⓡNGAL Test, 그리고 Human NGAL Rapid ELISA Kit (BioPortoⓡ Diagnostics, Denmark)를 이용하여 혈장, 혈청, 요(尿) 검체에 NGAL의 농도를 검사하는 방법 등이 있다.Various tests have been developed to measure the concentration of NGAL in the blood and urine by being recognized as a biologic marker of acute renal damage, which is excellent. As a representative NGAL test method, a new marker test for the diagnosis of acute renal failure patients was developed in 2010. The ABBOTT Urinary NGAL Test, which was approved by the FDA, and the Triage Meter using fluorescence immunoassay were used for EDTA whole blood or plasma And the method of testing the concentration of NGAL in blood plasma, serum and urine specimens using the TriageⓡNGAL Test for rapid measurement of NGAL and the Human NGAL Rapid ELISA Kit (BioPortoⓡ Diagnostics, Denmark).

이러한 개발에도 불구하고, 좀 더 간단하면서 적은 양의 시료(혈액 및 요)를 이용하여 정확하고 단시간에 분석 가능한 진단 시스템이 필요하다.Despite these developments, there is a need for a diagnostic system that can be analyzed more accurately and in a short time using a simpler, smaller amount of sample (blood and urine).

이에 본 발명자들은 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단이 가능한 바이오칩을 개발하기 위하여, 환자의 혈액 및 요(尿) 중에 바이오마커 단백질의 발현 양의 증가를 이용하여 급성 신손상 및 만성 신장질환의 진행예측이 가능하다고 하는 문헌과 특허상에서 검증된 표준 바이오마커 단백질(NGAL)(공개특허: 10-2007-0108158)을 타깃으로 사용하여 각 단백질에 특이적이며 선택적 결합이 가능한 펩타이드 프로브를 발굴하고 제조하여 이를 활용하여 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단이 가능한 바이오칩을 개발하고자 하였다.
Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies to develop a biochip capable of early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease by using an increase in the expression amount of biomarker protein in the blood and urine of a patient, A peptide probe capable of specific and selective binding to each protein was discovered and prepared using a standard biomarker protein (NGAL) (Patent No. 10-2007-0108158) that was predictable and patent-verified And to develop a biochip capable of early diagnosis of acute renal injury and chronic kidney disease.

본 발명자들은 값비싼 항체를 사용하여 칩상 혹은 수용액 상태에 항원-항체반응, 샌드위치방법 등을 통해 전통적으로 질병조기진단에 사용되어온 효소면역분석법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)을 대체하고, 보다 간단하고 간편하게 경제적인 공정을 통해서 민감도와 특이성을 향상시킬 수 있는 바이오칩을 가능하게 하고자 하였다.The present inventors have succeeded in replacing the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), which has traditionally been used for early diagnosis of diseases, through an antigen-antibody reaction, a sandwich method, etc., And to enable a biochip capable of improving sensitivity and specificity through an economical process.

그 결과, 분자진화방법 중의 하나인 M13 박테리오파지를 활용한 biopanning을 수행하여 타깃단백질에 특이적이며 선택적 결합이 가능한 저분자량의 12개 아미노산으로 이루어진 펩타이드 프로브를 발굴하고 제작하고, 상기 펩타이드 프로브를 활용하여 급성 및 만성 신장질환의 조기예측이 가능한 바이오칩을 제조할 수 있게 하였다.As a result, biopanning using M13 bacteriophage, which is one of the molecular evolutionary methods, was carried out to find and construct a peptide probe composed of 12 amino acids having a low molecular weight capable of selective binding to a target protein and utilizing the peptide probe Thereby making it possible to manufacture a biochip capable of early prediction of acute and chronic renal diseases.

결국, 본 발명의 주된 목적은 타깃단백질에 고특이적(high specific)이면서 고선택적인(high selective) 결합(binding)을 통한 분자감지(molecular recognition)가 가능한 펩타이드 프로브를 발굴하고, 상기 프로브를 구성하는 아미노산을 기본적으로 포함하는 펩타이드 라이브러리를 구축하여, 이를 바이오칩에 고정할 수 있게 하는 데 있다.
The main object of the present invention is to find a peptide probe capable of molecular recognition through high specific binding with a high specificity to a target protein, To construct a peptide library which basically contains amino acids to be immobilized on a biochip.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 바이오마커 단백질 NGAL을 타깃으로 하는 펩타이드 프로브를 포함하는 급성 신손상 및 만성 신장질환의 조기진단용 바이오칩인 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a biochip for early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease including a peptide probe targeting a biomarker protein NGAL.

이때, 바이오마커 단백질 NGAL에 대한 펩타이드 프로브는 아미노산 서열목록 3(MQIQISSRSMQT)을 포함하는 서열로 구성되는 것을 특징으로 한다.
At this time, the peptide probe for the biomarker protein NGAL is characterized in that it is composed of a sequence comprising amino acid sequence listing 3 (MQIQISSRSMQT).

또한 펩타이드 프로브의 아미노산은 D형, L형, 펩타이드 모노머를 포함한 펩타이드 모방체 또는 비천연 아미노산 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
In addition, the amino acid of the peptide probe is characterized by being a D-type, an L-type peptide mimetic, or a non-natural amino acid including a peptide monomer.

또한 펩타이드 프로브는 N말단 혹은 C말단에 다양한 기능기를 포함하는 이중체(dimer), 삼중체(trimer) 또는 다중체(multimer)인 것을 특징으로 한다.
Also, the peptide probe is characterized by being a dimer, trimer, or multimer containing various functional groups at the N-terminus or C-terminus.

또한 펩타이드 프로브의 N말단 기능기는 free amine, acetylation, biotin 또는 flurophore를 포함하고,In addition, the N-terminal functional group of the peptide probe includes free amine, acetylation, biotin or flurophore,

C말단 기능기는 free acid, amidation, biotin 또는 flurophore를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The C-terminal functional group is characterized by containing free acid, amidation, biotin or flurophore.

본 발명은 또한 아미노산 서열목록 3(MQIQISSRSMQT)을 포함하는 서열로 구성되는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단용 펩타이드 프로브인 것을 특징으로 한다.
The present invention is also characterized in that it is a peptide probe for early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease comprising a sequence comprising amino acid sequence listing 3 (MQIQISSRSMQT).

상기와 같은 본 발명에 대해 부연설명한다.The present invention as described above will be further described.

본 발명자는 급성 신손상 및 만성 신장질환의 조기진단용 펩타이드 프로브를, M13 bacteriophage를 이용한 biopanning 과정을 포함한 융합된 형태의 기술을 통해서 발굴하였으며, 이때 상기 융합된 형태의 기술의 범위는 적어도 SELEX(systematic evolution of ligands by exponential enrichment)를 기본적으로 포함하도록 하였다.The present inventors have uncovered a peptide probe for early diagnosis of acute renal injury and chronic kidney disease through a fusion technique including a biopanning process using M13 bacteriophage, of ligands by exponential enrichment).

본 발명의 펩타이드 프로브는, attachment, protection, coupling, deprotection, cleavage 과정을 기본적으로 포함하는 liquid-phase synthesis 혹은 solid-phase synthesis 방법을 통해서 제조하였다.The peptide probe of the present invention is prepared by liquid-phase synthesis or solid-phase synthesis including basically attachment, protection, coupling, deprotection and cleavage processes.

상기 방법을 통해서 제조된 펩타이드 프로브는 각기 다른 아미노산으로 구성된 최소 12개 이상의 아미노산(D형, L형, 펩토이드를 포함한 펩타이드 모방체, 비천연 아미노산)을 포함한다.The peptide probes prepared by the above method include at least 12 amino acids (D-type, L-type, peptide mimetics including peptoids, unnatural amino acids) composed of different amino acids.

또한, 상기 방법을 통해서 제조된 최소 12개 이상의 아미노산을 포함하는 펩타이드 프로브의 N말단 혹은 C말단은 다양한 기능기를 포함할 수 있다.In addition, the N-terminal or C-terminal of the peptide probe having at least 12 amino acids prepared by the above method may contain various functional groups.

또한 상기 방법을 통해서 제조된 펩타이드 프로브의 기능기는 N말단은 free amine, acetylation, biotin, 다양한 flurophore를 포함할 수 있고, C말단은 free acid, amidation, biotin, 다양한 flurophore를 포함할 수 있다.The functional group of the peptide probe prepared by the above method may include free amine, acetylation, biotin, various flurophores, and the C terminus may include free acid, amidation, biotin, and various flurophores.

상기와 같은 펩타이드 프로브는, 바이오칩으로 사용 가능한 다양한 칩(gold, silver, magnetic bead, silica, graphene, carbon nanotube 등)상에 특이적으로 고정될 수 있다. 다만, 본 발명의 특징은 전술한 프로브와 관련된 사항에 있으며 그와 같은 프로브를 바이오칩으로 제조하는 것은 공지기술에 따라 할 수 있는 부분이다.
The above-mentioned peptide probe can be specifically fixed on various chips (gold, silver, magnetic beads, silica, graphene, carbon nanotube, etc.) usable as a biochip. However, the features of the present invention are related to the above-described probe, and manufacturing of such a probe by a biochip is a part that can be performed according to known technology.

본 발명의 급성 신손상 및 만성 신장질환의 조기진단용 펩타이드 프로브가 장착된 바이오칩을 이용하여 단백질과 단백질 간의 반응, 단백질과 반응리간드 간의 반응, 목적리간드와 반응단백질 간의 반응 또는 목적리간드와 반응리간드 간의 반응을 검출할 수 있다. 상기 반응리간드는 단백질이나 펩타이드와 반응하는 저분자량의 생체물질, 펩티드, 탄수화물, 앱타머, 지방산 또는 지질일 수 있다.The reaction between protein and protein, the reaction between the protein and the reactive ligand, the reaction between the target ligand and the reaction protein, or the reaction between the target ligand and the reactive ligand using the biochip equipped with the peptide probe for early diagnosis of acute renal injury and chronic kidney disease of the present invention Can be detected. The reactive ligands may be low molecular weight biomaterials, peptides, carbohydrates, aptamers, fatty acids or lipids which react with proteins or peptides.

상기 반응단백질은 효소 또는 항체일 수 있다.The reaction protein may be an enzyme or an antibody.

또한 상기 목적리간드는 단백질이나 펩타이드와 반응하는 저분자량의 화합물, 핵산, 펩티드, 탄수화물, 앱타머, 지방산 또는 지질일 수 있다.The target ligand may also be a low molecular weight compound, nucleic acid, peptide, carbohydrate, aptamer, fatty acid or lipid which reacts with a protein or peptide.

또한 상기 반응 검출은 표지 혹은 비표지체를 이용하여 수행할 수 있다.
In addition, the above reaction detection can be performed using a label or a non-standard support.

본 발명의 급성 신손상 및 만성 신장질환의 조기진단용 펩타이드 프로브를 이용한 바이오칩은 환자 혈액 및 요(尿) 중의 NGAL 단백질에 고특이적 고선택적 결합이 가능하여 각각의 타깃 바이오마커 단백질의 양(증감 혹은 감소)을 정확히 검출할 수 있다. 따라서 급성 신손상 및 만성 신장질환의 조기진단을 간편하게 할 수 있고 신속한 치료가 가능하게 되어 매년 증가하는 급성 신손상 및 만성 신장질환 환자의 생존율을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 보인다.
The biochip using the peptide probe for early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease according to the present invention is capable of highly specific and selective binding to the NGAL protein in the blood and urine of a patient, and the amount (increase or decrease) of each target biomarker protein Can be accurately detected. Therefore, early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease can be made easily and prompt treatment is possible, which is expected to contribute to increase the survival rate of patients with acute renal failure and chronic renal disease, which are increasing every year.

도 1은 선택된 4개의 박테리오파지를 이용하여 타깃단백질인 NGAL에 대한 결합력을 비교하기 위해 ELISA를 진행한 결과이다.
도 2는 타깃단백질인 NGAL 농도에 따른 선택된 박테리오파지(NR5#22)의 결합력을 측정한 결과이다.
도 3은 선택된 파지(NR5#22) 농도에 따른 NGAL 단백질에 대한 결합력을 측정한 결과이다.
도 4는 serum 첨가에 따른 선택된 박테리오파지(NR5#22)의 결합력을 측정한 결과이다.
FIG. 1 shows the result of ELISA for comparing the binding strength against the target protein NGAL using the selected four bacteriophages.
FIG. 2 shows the result of measuring the binding force of the selected bacteriophage (NR5 # 22) according to the NGAL concentration as a target protein.
FIG. 3 shows the result of measuring the binding capacity to the NGAL protein according to the concentration of the selected phage (NR5 # 22).
FIG. 4 shows the result of measuring the binding force of the selected bacteriophage (NR5 # 22) according to serum addition.

본 발명자는 환자의 혈액 및 요(尿) 내에서 급격한 발현 양의 차이를 보이는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단을 위해 바이오마커 단백질 (NGAL)을 타깃으로 사용함으로써, 상기 각 타깃 단백질을 대상으로 M13 bacteriophage를 이용한 biopanning 과정을 통해 신규 펩타이드 프로브를 발굴하였다.The present inventors used the biomarker protein (NGAL) as a target for the early diagnosis of acute renal damage and chronic renal disease which show a rapid expression amount in the blood and urine of a patient, A new peptide probe was uncovered through biopanning with M13 bacteriophage.

상기 방법을 통해서 발굴된 신규 펩타이드 프로브는 기본적으로 12개의 아미노산을 포함하는데, 상기 프로브는 N말단 혹은 C말단에 다양한 기능기를 포함하는 이중체, 삼중체 혹은 다중체일 수 있다.The novel peptide probes discovered through the above method basically include 12 amino acids, and the probe may be a duplex, a trimer, or a multimer having various functional groups at the N-terminus or C-terminus.

본 발명에서 신규 펩타이드 프로브는 숙주세포에서 재조합단백질 형태로 생산 가능하다. 숙주세포는 대장균으로 할 수 있고, 상기 재조합단백질 형태의 목적단백질의 다양한 태그는 N말단, C말단에 결합될 수 있다.In the present invention, the novel peptide probes can be produced in the form of recombinant proteins in host cells. The host cell can be E. coli, and various tags of the target protein in the recombinant protein form can be bound to the N-terminus and the C-terminus.

상기 방법에 의해 생산되고 목적단백질-프로브의 융합단백질이 고정되어 있는 바이오칩을 이용하여 바이오물질 상호작용을 검출할 수 있다. 상기 고정은 특이적 고정화방법을 통한 것, 또는 미세채널(microchannel), 또는 마이크로 어레이(microarray)를 이용한 spotting 방법 등을 활용할 수 있다. 상기 검출은 CV, EIS, QCM, SPR 또는 SPR 이미징을 통해 수행할 수 있다. 즉, 바이오센서 시스템에 흔한 분석 방법을 사용하여 목적단백질-프로브, 목적DNA-프로브 등의 상호작용을 통해 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단에 사용할 수 있다.
The bio-material interaction produced by the above method and using the bio-chip in which the fusion protein of the target protein-probe is immobilized can be detected. The fixation may be performed through a specific immobilization method, a microchannel, or a spotting method using a microarray. The detection can be performed via CV, EIS, QCM, SPR or SPR imaging. That is, it can be used for early diagnosis of acute renal damage and chronic kidney disease through the interaction of target protein-probe and target DNA-probe using a common assay method in a biosensor system.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지는 않음을 밝힌다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. It is to be understood, however, that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예 1 : 타깃 단백질(NGAL)과 biotinlyation
Example 1 : Target protein (NGAL) and biotinlyation

본 발명에서 사용된 타깃 단백질은 recombinant protein of human neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL)으로서, Randox life sciences사에서 구입하여 사용하였으며 Thermo scientific사의 EZ-Link Sulfo-NHS-Biotinylation Kit을 사용하여 biotinylation 과정을 거친 후 Bradford assay에 의해 농도를 계산하고, 사용 전까지 -80℃ 냉동고에 보관하였다.
The target protein used in the present invention was purchased from Randox life sciences as a recombinant protein of human neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) and subjected to biotinylation using Thermo Scientific's EZ-Link Sulfo-NHS-Biotinylation Kit The concentration was calculated by the Bradford assay and stored in a -80 ° C freezer until use.

실시예 2: M13 박테리오파지 디스플레이를 이용한 NGAL에 고특이적 고선택적 결합이 가능한 신규 펩타이드 라이브러리 발굴
Example 2: Detection of novel peptide library capable of highly specific and selective binding to NGAL using M13 bacteriophage display

본 발명에서 사용된 박테리오파지 랜덤 펩타이드 라이브러리 (Phage display peptide library)는 Ph.D.-12 (New England BioLab)로, 이는 M13 박테리오파지의 게놈 중에서 코트 단백질 (coat protein)의 일종인 pIII를 생산하는 유전자 말단에 12개의 무작위 아미노산 서열의 펩타이드가 발현되도록 인위적으로 유전자 서열을 삽입한 후, 대장균 (E.coli)에 감염시켜 얻은 수억 종 이상의 서로 다른 펩타이드를 발현한 재조합 박테리오파지로 구성되어 있다.The bacteriophage random peptide library used in the present invention is Ph.D.-12 (New England BioLab), which is a gene terminator that produces pIII, a kind of coat protein in the genome of M13 bacteriophage Is composed of recombinant bacteriophage expressing hundreds of millions of different peptides obtained by artificially inserting gene sequences to express peptides of 12 random amino acid sequences and then infecting E. coli.

총 5회의 패닝 (biopanning)을 수행하였으며, 패닝에는 streptavidin이 코팅되어 있는 평판 (Streptavidin High Binding Capacity Coated 96-Well Plates (Thermo scientific, Cat. No. 15501)을 사용하였다.(Streptavidin High Binding Capacity Coated 96-Well Plates (Thermo scientific, Cat. No. 15501) were used for panning.

먼저, biotinylated NGAL 단백질과 M13 박테리오파지를 상온에서 1시간 동안 반응하여 Pre-complex를 형성하도록 한다. 그다음 streptavidin이 코팅되어 있는 평판을 3회 TBS (트리스 완충 식염수) 중의 0.1% Tween 20으로 씻어준 후, Pre-complex를 microwell에 넣고 상온에서 10분 동안 150 rpm으로 교반하여 주었다. binding되지 않은 박테리오파지는 TBS (트리스 완충 식염수) 중의 0.1% Tween 20으로 씻어주었으며, 최종적으로 NGAL에 특이적으로 결합하는 파지는 100 uL의 0.2M Glycin-HCl (pH 2.2) 용액에 용출되었고, neutralization를 위해 15 uL의 Tris-HCl (pH 9.0)이 첨가되었다. 상기의 과정을 통하여 NGAL에 잘 결합하는 4개의 박테리오파지 후보군을 1차적으로 선별하였고, DNA sequencing을 통해 아미노산서열을 확인하였다 (표 1).
First, biotinylated NGAL protein and M13 bacteriophage are allowed to react at room temperature for 1 hour to form a pre-complex. Then, streptavidin-coated plate was washed with 0.1% Tween 20 in TBS (Tris buffered saline) three times. Pre-complex was added to the microwell and stirred at room temperature for 10 minutes at 150 rpm. The unbound bacteriophage was washed with 0.1% Tween 20 in TBS (Tris buffered saline). Finally, the phage bound specifically to NGAL was eluted in 100 μL of 0.2 M Glycin-HCl (pH 2.2) solution and neutralization 15 [mu] L of Tris-HCl (pH 9.0) was added. Through the above procedure, four bacteriophage candidates that bind well to NGAL were first selected and the amino acid sequence was confirmed by DNA sequencing (Table 1).

Figure 112015025253513-pat00001

Figure 112015025253513-pat00001

실시예 3: 효소면역측정법 (ELISA)을 이용한 NGAL에 고특이적 고선택적 결합이 가능한 신규 펩타이드 프로브를 포함하고 있는 박테리오파지 후보군의 결합력 측정
Example 3: Measurement of binding force of candidate bacteriophage containing a novel peptide probe capable of highly specific and highly selective binding to NGAL using enzyme immunoassay (ELISA)

5회 biopanning을 거쳐서 선별된 4개의 박테리오파지 후보군를 ELISA 실험에 이용하기 위해 Amplification을 진행하였다. 각각의 파지 stock을 미리 배양해둔 E.coli ER2738과 함께 LB 배지에 넣은 후 37℃, 150 rpm에서 4-5시간 동안 배양하였다. 원심분리하여 상층액을 회수한 후 20% PEG/2.5M NaCl을 첨가하여 얼음에 1시간 동안 방치하였다. 다시 원심분리하여 얻어진 침전물은 TBS (트리스 완충 식염수)에 녹인 후 파지 Titration을 실시하여 각각의 파지의 농도 (PFU/mL: Plaque forming units/mL)을 계산하였다.Amplification was performed in order to use four bacteriophage candidates selected through 5 biopanning for ELISA experiments. Each phage stock was inoculated into LB medium with previously cultured E. coli ER2738 and cultured at 37 DEG C and 150 rpm for 4-5 hours. The supernatant was recovered by centrifugation, and then 20% PEG / 2.5M NaCl was added and left on ice for 1 hour. After centrifuging again, the precipitate was dissolved in TBS (Tris buffered saline) and subjected to phage titration to calculate the concentration of each phage (PFU / mL: Plaque forming units / mL).

각각의 4개의 파지와 NGAL의 결합력을 비교하기 위하여 다음과 같이 ELISA를 진행하였다. 먼저, biotinylated NGAL 100 uL (NGAL 농도: 30.8 ug/ml)과 각각의 4개의 파지를 1011 PFU/mL의 농도로 상온에서 1시간 동안 반응하여 Pre-complex를 형성하도록 한다. 그다음 streptavidin이 코팅되어 있는 평판을 3회 TBS (트리스 완충 식염수) 중의 0.1% Tween 20으로 씻어준 후, Pre-complex를 microwell에 넣고 상온에서 15분 동안 150 rpm으로 교반하여 주었다. TBS (트리스 완충 식염수) 중의 0.1% Tween 20으로 씻어준 후, M13-HRP 항체와 ABTS를 이용하여 405nm에서 OD 값을 측정 비교하였다. 그 결과, 4개의 파지 중에서 NR5#22가 NGAL에 대해 가장 큰 결합력을 가지는 것으로 나타났다 (도면 1).To compare the binding strength of each of the four phages and NGAL, ELISA was performed as follows. First, 100 μl of biotinylated NGAL (NGAL concentration: 30.8 μg / ml) and each of four phages are reacted at a concentration of 10 11 PFU / ml for 1 hour at room temperature to form a pre-complex. The plate coated with streptavidin was then washed three times with 0.1% Tween 20 in TBS (Tris buffered saline), pre-complex was added to the microwell, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes at 150 rpm. After washing with 0.1% Tween 20 in TBS (Tris buffered saline), OD values were measured and compared at 405 nm using M13-HRP antibody and ABTS. As a result, NR5 # 22 among the four phages showed the greatest binding force to NGAL (FIG. 1).

상기와 동일한 ELISA 방법으로 NGAL 농도 변화에 따른 NR5#22의 결합력 측정 비교한 결과, NR5#22의 결합력은 NGAL의 농도 증가에 비례하여 결합력이 증가함을 확인하였다. 단, NGAL의 농도가 7.6 ug/ml 이상일 경우에는 유의하게 증가하지 않았다 (도면 2).As a result of comparing the binding force of NR5 # 22 with the change of NGAL concentration by the same ELISA method as above, it was confirmed that the binding force of NR5 # 22 increased in proportion to the increase of NGAL concentration. However, when the concentration of NGAL was 7.6 ug / ml or more, it was not significantly increased (FIG. 2).

상기와 동일한 ELISA 방법으로 동일한 NGAL 단백질을 코팅한 평판에 NR5#22 파지 농도별로 처리하여 그 결합력을 비교한 결과 마찬가지로 농도비례하여 결합력이 증가함을 관찰하였다 (도면 3). 이 결과는 선택된 파지 NR5#22가 NGAL에 특이적으로 잘 결합함을 보여주는 것이며, NR5#22가 가지고 있는 12개 peptide의 서열 "MQIQISSRSMQT"이 peptide 유래 급성 신손상 및 만성 신장질환 진단키트 등에 이용될 수 있음을 보여준다.The same NGAL protein-coated plate was treated with the NR5 # 22 phage concentration by the same ELISA method as described above, and the binding strength was compared. As a result, it was observed that the binding force was increased in proportion to the concentration (FIG. This result shows that the selected phage NR5 # 22 specifically binds to NGAL, and the sequence "MQIQISSRSMQT" of the 12 peptides of NR5 # 22 is used for peptide-derived acute renal injury and chronic kidney disease diagnosis kit .

위에서 살핀 바와 같이, 본 발명자가 안출한 펩타이드 프로브는 환자 혈액 및 요(尿) 중의 NGAL 단백질에 고특이적이고 고선택적으로 결합 가능하여 타깃 바이오마커 단백질의 양(증감 혹은 감소)을 정확히 검출할 수 있어, 이를 통하여 간편하게 급성 신손상 및 만성 신장질환의 조기진단이 가능해진다.
As shown above, the peptide probe discovered by the present inventor can highly precisely and selectively bind to the NGAL protein in the patient's blood and urine, so that the amount (increase or decrease) of the target biomarker protein can be accurately detected , Thereby enabling early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease.

실시예 4: Serum의 첨가가 NGAL에 고특이적 고선택적 결합이 가능한 신규 펩타이드 프로브를 포함하고 있는 박테리오파지 후보군의 결합력에 미치는 영향
Example 4: Effect of serum addition on the binding force of bacteriophage candidates containing a novel peptide probe capable of high specificity and selective binding to NGAL

실제로 선택된 박테리오파지 NR5#22가 serum 샘플 (FBS:Fetal bovine serum)과 NGAL이 혼재되어 있는 조건에서의 NGAL에 대한 고특이적 고선택적 결합력의 변화를 알아보기 위해 다음과 같은 실험을 진행하였다. 먼저, streptavidin이 코팅되어 있는 평판을 3회 TBS (트리스 완충 식염수) 중의 0.1% Tween 20으로 씻어준 후, biotinylated NGAL 100 uL (NGAL 농도: 7.6 ug/ml)을 microwell에 넣고 4℃에서 16시간 동안 반응한다. 그다음 biotinylated NGAL이 코팅되어 있는 평판을 washing buffer (50 mM Tris-HCl (pH.7.5), 150mM NaCl, 0.1g BSA, 0.05% Tween 20)로 3회 씻어준 후, NR5#22 파지와 다양한 농도의 FBS (serum 1%, 2%, 10%)를 함께 microwell에 넣고 상온에서 1시간 동안 150 rpm으로 교반하여 주었다. washing buffer로 3회 씻어준 후, M13-HRP 항체와 ABTS를 이용하여 405nm에서 OD 값을 측정 비교하였다. 그 결과, serum을 첨가하지 않은 경우와 비교할 때, serum 첨가로 인해 NGAL에 고특이적 고선택적 결합이 가능한 신규 펩타이드 프로브를 포함하고 있는 박테리오파지 (NR5#22)의 결합력이 유의 있게 변하지는 않는 것으로 나타났다 (도면 4).The following experiment was carried out to investigate the change of high specific binding capacity to NGAL in the condition that the selected bacteriophage NR5 # 22 was mixed with serum sample (FBS: Fetal bovine serum) and NGAL. First, streptavidin-coated plates were rinsed three times with 0.1% Tween 20 in TBS (Tris buffered saline), and 100 μL of biotinylated NGAL (NGAL concentration: 7.6 ug / ml) was added to the microwell for 16 hours at 4 ° C. And reacts. Then, the plate coated with biotinylated NGAL was washed three times with washing buffer (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 0.1 g BSA, 0.05% Tween 20) FBS (serum 1%, 2%, 10%) was added to the microwell and stirred at 150 rpm for 1 hour at room temperature. After washing three times with washing buffer, OD values were measured and compared at 405 nm using M13-HRP antibody and ABTS. As a result, the binding of bacteriophage (NR5 # 22) containing a novel peptide probe capable of high specific and highly selective binding to NGAL due to serum addition did not change significantly compared to the case without serum addition (FIG. 4).

또한 1, 2, 10%의 serum을 첨가한 조건에서 결합력을 측정한 결과, 10%의 농도가 매우 높은 조건에서는 결합력이 다소 감소하였지만 1, 2%의 serum이 포함되어 있는 조건에서는 큰 변화가 없었다. 이는 NR5#22 펩타이드 프로브를 사용하여 실제 소량의 신장질환환자의 혈액 속에 포함된 극미량의 NGAL단백질 검출이 가능함을 시사한다.In addition, the binding force was measured under the condition of adding 1, 2, and 10% of serum. As a result, the binding force was slightly decreased at a high concentration of 10%, but not significantly at a concentration of 1 or 2% . This suggests that using the NR5 # 22 peptide probe, it is possible to detect a very small amount of NGAL protein contained in the blood of patients with a small amount of kidney disease.

<110> Industry-academic cooperation foundation Daegu Hanny University <120> The peptide probes high specific and high selective for target biomarker, and the biochip for clinical prediction of acute kidney injury and chronic kidney disease <130> ULA-0301 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 1 Pro Ile Pro Arg Leu Gln His Arg Ile Thr Ile Pro 1 5 10 <210> 2 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 2 Arg Arg Pro Gln Arg Arg Thr Ser Thr Ile Lys Thr 1 5 10 <210> 3 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 3 Met Gln Ile Gln Ile Ser Ser Arg Ser Met Gln Thr 1 5 10 <210> 4 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 4 Lys Asn Thr Arg Arg Ile Pro Ser His Pro Thr Ile 1 5 10 <110> Industry-academic cooperation foundation Daegu Hanny University &Lt; 120 > The peptide probes are high specific and high selective for target          biomarker, and the biochip for clinical prediction of acute          kidney injury and chronic kidney disease <130> ULA-0301 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 1 Pro Ile Pro Arg Leu Gln His Arg Ile Thr Ile Pro   1 5 10 <210> 2 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 2 Arg Arg Pro Gln Arg Arg Thr Ser Thr Ile Lys Thr   1 5 10 <210> 3 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 3 Met Gln Ile Gln Ile Ser Ser Arg Ser Met Gln Thr   1 5 10 <210> 4 <211> 12 <212> PRT <213> bacteriophage <400> 4 Lys Asn Thr Arg Arg Ile Pro Ser His Pro Thr Ile   1 5 10

Claims (6)

삭제delete 바이오마커 단백질 NGAL을 타깃으로 하는 펩타이드 프로브를 포함하되,
상기 바이오마커 단백질 NGAL에 대한 펩타이드 프로브는 아미노산 서열목록 3(MQIQISSRSMQT)을 포함하는 서열로 구성되는 것을 특징으로 하는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단용 바이오칩.
A peptide probe targeting the biomarker protein NGAL,
Wherein the peptide probe for the biomarker protein NGAL comprises a sequence comprising amino acid sequence listing 3 (MQIQISSRSMQT). 3. The biochip for early diagnosis of acute renal damage and chronic kidney disease.
제2항에 있어서,
펩타이드 프로브의 아미노산은 D형, L형, 펩토이드 모노머를 포함한 펩타이드 모방체 또는 비천연 아미노산 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단용 바이오칩.
3. The method of claim 2,
Wherein the amino acid of the peptide probe is any one of peptide mimetics including D-type, L-type, peptido monomer, or non-natural amino acid.
제3항에 있어서,
펩타이드 프로브는 N말단 혹은 C말단에 다양한 기능기를 포함하는 이중체(dimer), 삼중체(trimer) 또는 다중체(multimer)인 것을 특징으로 하는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단용 바이오칩.
The method of claim 3,
Wherein the peptide probe is a dimer, a trimer, or a multimer containing various functional groups at the N-terminus or the C-terminus, for the early diagnosis of acute renal damage and chronic renal disease.
제4항에 있어서, 펩타이드 프로브의 N말단 기능기는 free amine, acetylation, biotin 또는 flurophore를 포함하고,
C말단 기능기는 free acid, amidation, biotin 또는 flurophore를 포함하는 것을 특징으로 하는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단용 바이오칩.
5. The method of claim 4, wherein the N-terminal functional group of the peptide probe comprises free amine, acetylation, biotin or flurophore,
Wherein the C-terminal functional group comprises free acid, amidation, biotin, or flurophore; and a biochip for early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease.
아미노산 서열목록 3(MQIQISSRSMQT)을 포함하는 서열로 구성되는 급성 신손상 및 만성 신장질환 조기진단용 펩타이드 프로브.A peptide probe for the early diagnosis of acute renal injury and chronic renal disease comprising a sequence comprising amino acid sequence listing 3 (MQIQISSRSMQT).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101949010B1 (en) 2017-02-20 2019-02-15 대구한의대학교산학협력단 The dengue virus detection chip using peptide-based molecular binder and the manufacturing method
KR20240056436A (en) 2022-10-20 2024-04-30 건국대학교 산학협력단 Biomarker composition for early diagnosis of kidney disease and method of providing information for early diagnosis of kidney disease using the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070108158A (en) * 2004-12-20 2007-11-08 안티바디숍 에이/에스 Measurement of neutrophil gelatinase-bound lipocalin (NGAL) as a diagnostic marker for renal disease

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070108158A (en) * 2004-12-20 2007-11-08 안티바디숍 에이/에스 Measurement of neutrophil gelatinase-bound lipocalin (NGAL) as a diagnostic marker for renal disease

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
황혜진 외. 질병진단과 분자표적을 위한 펩타이드 발굴, 개량 및 응용. 고분자과학과 기술 제25권 제4호 2014.8: 283-289* *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101949010B1 (en) 2017-02-20 2019-02-15 대구한의대학교산학협력단 The dengue virus detection chip using peptide-based molecular binder and the manufacturing method
KR20240056436A (en) 2022-10-20 2024-04-30 건국대학교 산학협력단 Biomarker composition for early diagnosis of kidney disease and method of providing information for early diagnosis of kidney disease using the same

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