KR101285375B1 - Method of Screening Compound Having Antiviral Activity - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 뉴라미니다제 항원, 탄소나노튜브 반도체 소자 센서, 프로브 스테이션, 및 소스 미터 장치를 사용하여 항바이러스 활성을 갖는 신규의 화합물을 스크리닝하는 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 방법에 의하면 간편하면서도 신속하게 항바이러스 활성을 갖는 신규의 화합물을 스크리닝할 수 있다. The present invention provides methods for screening novel compounds with antiviral activity using neuraminidase antigens, carbon nanotube semiconductor device sensors, probe stations, and source meter devices. The method according to the invention allows for the simple and rapid screening of novel compounds with antiviral activity.

Description

항바이러스 활성을 갖는 화합물 스크리닝 방법 {Method of Screening Compound Having Antiviral Activity}Screening Compound Having Antiviral Activity {Method of Screening Compound Having Antiviral Activity}

본 발명은 항바이러스 활성을 갖는 신규의 화합물을 스크리닝하는 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 본 발명은 수용체로서 뉴라미니다제 항원과 탄소나노튜브 반도체 소자 센서를 사용하여 항바이러스 활성을 갖는 신규의 화합물을 스크리닝하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for screening novel compounds having antiviral activity. More specifically, the present invention relates to a method for screening novel compounds with antiviral activity using neuraminidase antigens and carbon nanotube semiconductor device sensors as receptors.

반도체성 단일벽 탄소나노튜브를 사용하여 제조한 전계효과 트렌지스터(Carbon Nanotube Field-effect Transistor, CNT-FET)는 바이오물질을 인식하는 나노바이오센서로 개발하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 탄소나노튜브 채널 표면에 부착되어 있는 수용체에 표적물질이 결합하면 실시간으로 미세전류의 전기신호가 발생되며, 프로브 시테이션과 소스 메타으로 구성되는 측정장치는 반도체 소자의 저전류 분석 전용 측정기기로써 검출 민감도가 fM 까지도 가능하다는 논문연구결과들이 발표되고 있다. 탄소나노튜브 반도체 소자 센서는 MEMS 공정으로 대량생산이 가능하여 저비용, 단순조작으로 다량의 시료를 짧은 시간에 탄소나노튜브 표면에서 일어나는 수용체와 표적물질 사이의 반응의 특징들을 직접 전기신호로 변환하여 관찰이 가능하므로 신규 약물 유도체들의 초기 약물후보 스크리닝 시스템에 매우 적합한 기술이다. Carbon nanotube field-effect transistors (CNT-FETs) manufactured using semiconducting single-walled carbon nanotubes are being actively researched as nano biosensors that recognize biomaterials. When the target material is bound to the receptor attached to the surface of the carbon nanotube channel of the carbon nanotube semiconductor device sensor, an electric signal of a microcurrent is generated in real time. Research papers have been published that the detection sensitivity can be up to fM as a current analysis instrument. Carbon nanotube semiconductor device sensor can be mass-produced by MEMS process, and low cost and simple operation can be used to observe large quantities of samples by converting the characteristics of reaction between receptor and target material occurring on the surface of carbon nanotube in a short time directly into electric signal. This is a very suitable technique for early drug candidate screening systems of novel drug derivatives.

일반적으로 프로브 스테이션(probe station)과 소스 미터(source meter)는 반도체 웨이퍼 칩의 전기적 특성을 검사하는 반도체 검사장비로 반도체 칩 안의 패드에 미세한 바늘(프로브 카드 탐침)을 접촉시킨 후 검사기(테스터)의 전기적 신호로 칩의 상태(양호/불량)을 검사할 수 있도록 하는 장비이다 (도 1). 실용신안등록 제286040호에서는 프로브 스테이션을 바이오칩 검사에 활용하고 있다. In general, a probe station and a source meter are semiconductor inspection devices that inspect the electrical characteristics of a semiconductor wafer chip. The probe station and the source meter contact a pad of a semiconductor chip with a fine needle (probe card probe), and then It is a device to check the state (good / bad) of the chip with an electrical signal (Fig. 1). Utility Model Registration No. 286040 uses a probe station for biochip inspection.

자나미비르(zanamivir) 및 오셀타미비르 (oseltamivir)와 같은 항바이러스제는 A형 및 B형 인플루엔자 바이러스의 표면 상에 버섯-모양 돌기로서 존재하는 헤마글루티닌(HA) 또는 효소 뉴라미니다제(NA)를 억제한다. 이들 단백질은 시알로당단백질 및 당지질의 시알산 잔기를 절단함으로써 감염되는 표적 세포의 막 표면에 결합한다. 또한, 바이러스 복제 말기에 뉴라미니다제는 바이러스가 방출되도록 수용체로부터 시알산을 절단하는데 필수적이다. WO 92/06691호는 뉴라미니다제에 결합하고 생체 내에서 항바이러스 활성을 나타내는 것으로 주장되는 화합물을 개시하였다. US 5,952,375호는 뉴라미니다제 억제제로서 신규 화합물을 개시하였다.Antiviral agents, such as zanamivir and oseltamivir, are hemagglutinin (HA) or enzyme neuraminidase that are present as mushroom-shaped dendritic cells on the surface of influenza A and B viruses. NA). These proteins bind to the membrane surface of infected target cells by cleaving sialic acid residues of sialo glycoproteins and glycolipids. Also, at the end of viral replication, neuraminidase is essential for cleaving sialic acid from the receptor so that the virus is released. WO 92/06691 discloses compounds that bind to neuraminidase and are claimed to exhibit antiviral activity in vivo. US 5,952,375 discloses novel compounds as neuraminidase inhibitors.

그런데 최근 약물-내성 인플루엔자 균주 및 특히 A형 바이러스의 지속적인 돌연변이가 점차 많이 보고되고 있으며, 게다가 이와 같은 내성 변이체 또는 조합은 전파가능하고 완전히 병원성이다. 이러한 측면에서, 가장 최근 동안에 조류 인플루엔자 A(H5N1) 바이러스가 범 유행할 위험이 대두 되고 있다. Recently, however, there has been an increasing number of reports of persistent mutations in drug-resistant influenza strains and in particular of type A viruses, and such resistant variants or combinations are propagable and completely pathogenic. In this respect, the risk of outbreak of the avian influenza A (H5N1) virus is emerging most recently.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 신규한 구조를 갖는 항바이러스 화합물의 간편하고 신속하게 스크리닝하는 방법의 개발이 요망되고 있다.
In order to solve such a problem, the development of the method of the simple and rapid screening of the antiviral compound which has a novel structure is desired.

상기와 같은 종래 기술에서 요망되고 있는 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 뉴라미니다제 항원과 탄소나노튜브 반도체 소자 센서를 사용하여 항바이러스 활성을 갖는 신규의 화합물을 간편하고 신속하게 스크리닝하는 방법을 제공하는 것이다.
In order to solve the problems desired in the prior art as described above, an object of the present invention is to easily and quickly screen novel compounds having antiviral activity using neuraminidase antigens and carbon nanotube semiconductor device sensors. To provide a way.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항바이러스 활성을 갖는 화합물을 스크리닝하는 방법으로, In order to achieve the above object of the present invention, the present invention is a method for screening a compound having antiviral activity,

탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 탄소나노튜브 채널 표면에 뉴라미니다제 항원을 부착하는 단계, Attaching the neuraminidase antigen to the surface of the carbon nanotube channel of the carbon nanotube semiconductor device sensor,

뉴라미니다제 항원이 부착된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 채널에 실리콘 웰을 부착하고, 프로브 스테이션의 스테이지 유닛에 장착하는 단계, Attaching a silicon well to a channel of a carbon nanotube semiconductor element sensor to which a neuraminidase antigen is attached, and mounting it to a stage unit of a probe station,

프로브 스테이션에 장착된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 실리콘 웰에 반응완충용액을 넣고 게이트 전극에 전압을 적용하는 단계 및 Adding a reaction buffer solution to a silicon well of a carbon nanotube semiconductor sensor mounted on a probe station, and applying a voltage to the gate electrode; and

시료를 실리콘 웰에 넣은 다음, 소스 미터를 사용하여 전기전도도의 변화를 확인하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. After placing the sample in a silicon well, a method is provided that includes identifying a change in electrical conductivity using a source meter.

본 발명에서 프로브 스테이션과 소스 미터는 통상의 반도체 칩의 전기적 특성의 검사에 사용되는 것이면 무방하다. 프로브 스테이션은 탄소나노튜브 소자 센서가 위치되는 스테이지 유닛, 반도체 소자 센서의 채널에 시료를 로딩시키기 위한 실리콘 웰, 스테이지 유닛의 일측에 배치된 공급(source) 유닛 및 공급 유닛에 대향하도록 스테이지 유닛의 타측에 배치된 배출(drain) 유닛, 소스와 드레인 스테이지 유닛의 타측에 배치된 게이트(gate) 유닛을 포함한다(도 2).In the present invention, the probe station and the source meter may be used to inspect the electrical characteristics of a conventional semiconductor chip. The probe station includes a stage unit in which a carbon nanotube element sensor is located, a silicon well for loading a sample into a channel of the semiconductor element sensor, a source unit disposed on one side of the stage unit, and the other side of the stage unit to face the supply unit. A drain unit disposed at the gate unit, and a gate unit disposed at the other side of the source and drain stage units (FIG. 2).

탄소나노튜브는 탄소들이 둥근 원을 이루며 튜브형태로 길게 자라난 것으로 그 중에서 단일벽 탄소 나노튜브는 탄소로 이루어진 1-2 나노 사이즈(백만분의 1 밀리미터)의 속이 빈 반도체성의 단일벽 튜브를 말하며, 구리보다도 전기전도도가 우수하고 다이아몬드보다 열전달 능력이 뛰어나는 등 기존 소재보다 월등히 우수한 전기·화학·물리적 성질을 갖고 있어 탄소나노튜브 전자소자로 응용되고 있다. 본 발명의 방법에서는 이와 같은 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 사용한 반도체 소자 센서이다. Carbon nanotubes are carbons that form a round circle and grow long in the form of a tube. Among them, single-walled carbon nanotubes are hollow, semiconducting single-walled tubes of 1-2 nanometers (millions of millimeters) made of carbon. It is applied to carbon nanotube electronic devices because it has electrical, chemical and physical properties that are superior to existing materials such as better electrical conductivity than copper and better heat transfer ability than diamond. In the method of the present invention, a semiconductor element sensor using a channel made of such carbon nanotubes is used.

탄소나노튜브(CNT) 채널에 뉴라미니다제의 부착은 링커를 이용한다. 링커로는 1-피렌부탄산 숙신이미딜 에스테르 (1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester), 비오틴(Biotin linker), 금 나노입자 (gold nanoparticles) 등이 주로 많이 시용되고 있다. The attachment of neuraminidase to carbon nanotube (CNT) channels uses a linker. As the linker, 1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester, biotin linker, and gold nanoparticles are mainly used.

뉴라미니다제 항원은 인플루엔자 A, B형의 바이러스표면에 위치한 단백질로 바이러스의 숙주세포 감염과 증식에 관여하는 기능성 단백질로써 인플루엔자 치료의 주요 타겟이 되고 있다. 인플루엔자 바이러스에서 뉴라미니다제를 분리정제하여 펩타이드 서열분석과 유전자 서열분석으로 단백질의 구조가 밝혀졌으며, 재조합 기술과 올리고펩타이드 합성 기술의 발달로 전체 단백질 (full sequence protein) 혹은 올리고펩타이드 항원의 대량생산이 가능하여 상업적으로도 입수가능하다. The neuraminidase antigen is a protein located on the surface of influenza A and B viruses and is a functional protein involved in viral host cell infection and proliferation. Protein structure was identified by peptide sequencing and gene sequencing by separating and purifying neuraminidase from influenza virus. Mass production of full sequence protein or oligopeptide antigen was achieved through the development of recombinant and oligopeptide synthesis techniques. This is possible and commercially available.

뉴라미니다제 항원이 부착된 탄소나노튜브 채널은 실리콘 웰을 부착하여 프로브 스테이션의 스테이지 유닛에 장착한다. The carbon nanotube channel to which the neuraminidase antigen is attached is attached to the stage unit of the probe station by attaching a silicon well.

프로브 스테이션의 스테이지 유닛에 장착된 반도체 소자 센서에 게이트 전압이 인가된 상태에서 탄소나노튜브 채널영역에 부착되어 있는 실리콘 웰에 시료를 넣은 다음 전기전도도의 변화를 관찰한다. 시료는 pg/ml ~ ug/ml 농도로 사용하는 것이 바람직하고, 게이트 전압은 -1 ~ +1 볼트 범위로 적용하는 것이 바람직하다.In the state in which the gate voltage is applied to the semiconductor device sensor mounted on the stage unit of the probe station, the sample is placed in a silicon well attached to the carbon nanotube channel region, and then the change in electrical conductivity is observed. It is preferable to use the sample in the concentration of pg / ml ~ ug / ml, the gate voltage is preferably applied in the range of -1 ~ +1 volts.

전기전도도의 변화는 프로브 스테이션의 소스, 드레인, 게이트 전극과 케이블로 연결된 소스 미터를 통하여 확인한다. 시스템의 동작 프로세스는 소스 미터에 있는 구동 및 데이터 처리 소프트웨어에서 반도체 소자 센서의 구동과 센서에서 발생되는 전기신호를 수집하고 그래프로 디스플레이하는 구조로, 소스 미터를 이용하여 게이트 전압을 입력하고 동작시키면 소스 미터의 디스플레이 화면에 반도체 소자 센서의 소스와 드레인 사이에 전기신호가 흐르는 그래프가 나타난다.The change in conductivity is checked by a source meter connected to the probe station's source, drain and gate electrodes. The operating process of the system is a structure in which the driving and data processing software in the source meter collects and displays the electrical signals generated by the driving of the semiconductor device sensor and the sensor. On the display screen of the meter, a graph in which an electric signal flows between the source and the drain of the semiconductor element sensor is displayed.

본 발명에 따른 스크리닝 방법의 원리를 도 3에 도시된 바와 같다. 뉴라미니다제 항원에 신규 합성한 화합물 유도체가 결합하는 경우, 소스-드레인 사이의 전류 흐름에서 임피던스의 영향을 받아 전기전도도의 변화가 그래프 상에서 감지되며, 이와 같은 변화를 확인하여 뉴라미니다제와 화합물 유도체 사이의 결합 강도와 결합 복합체의 안정성 패턴의 특징을 관찰할 수 있으며 이를 근거로 뉴라미니다제 효소 활성을 억제하는 화합물을 검색할 수 있게 된다.
The principle of the screening method according to the invention is as shown in FIG. 3. When a newly synthesized compound derivative binds to the neuraminidase antigen, a change in electrical conductivity is detected on the graph under the influence of impedance in the current flow between the source and the drain, and the change is confirmed by confirming the change with neuraminidase. It is possible to observe the characteristics of the binding strength between the compound derivatives and the stability pattern of the binding complex and search for a compound that inhibits neuraminidase enzyme activity based on this.

본 발명에 따른 방법에 의하면, 간편하면서도 신속하게 항바이러스 활성을 갖는 신규의 화합물을 스크리닝할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 방법은 뉴라미니다제 항원이 부착된 탄소나노튜브 채널을 사용함에 의해 반응 특이성이 우수하다. 반도체 소자의 특성상 미세한 전기적 변화의 감지가 가능하여 검출민감도를 향상시킬 수 있으며, 탄소나노튜브의 표면에서 직접 뉴라미니다제 항원과 표적물질의 반응을 전기신호로 변화시키므로 결과 판정이 신속·정확하고 반응시작부터 반응종료까지의 반응양상, 즉 초기 결합반응의 강도와 결합반응 후 복합체의 안정성을 실시간으로 관찰 할 수 있는 특징이 있다. 본 발명의 스크리닝 방법을 사용하여 신규한 구조를 갖는 자나미비르 또는 오셀타미비르의 유도체를 신속하게 스크리닝할 수 있다.
According to the method according to the invention, it is possible to screen novel compounds with antiviral activity simply and quickly. In particular, the method according to the present invention is excellent in reaction specificity by using carbon nanotube channels to which neuraminidase antigen is attached. Due to the characteristics of the semiconductor device, it is possible to detect minute electrical changes, thereby improving detection sensitivity, and the result can be quickly and accurately determined by changing the reaction between the neuraminidase antigen and the target substance directly on the surface of the carbon nanotube. The characteristics of the reaction from the start of the reaction to the end of the reaction, that is, the strength of the initial binding reaction and the stability of the complex after the coupling reaction can be observed in real time. The screening method of the present invention can be used to quickly screen for derivatives of zanamivir or oseltamivir with novel structures.

도 1은 프로브 스테이션 및 분석장치의 일례를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 프로브 스테이션의 스테이지 유닛과 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 개략적인 구조를 나타내는 모식도이다.
도 3은 프로브 스테이션에 탄소나노튜브 반도체 소자 센서 장치를 이용한 수용체(뉴라미니다제)의 결합 활성 측정의 원리를 설명하는 모식도이다.
도 4 ~ 도 7은 각각 자나미비르(도 4, 도 5)와 오셀타미비르(도 6, 도 7) 1pg/ml, 1ng/ml를 함유하는 시료에 대한 전기전도도 측정에 의한 결합 강도 및 결합 안정성 그래프이다.
도 8은 인산염완충용액(PBS)의 비특이적 반응에 의한 전기전도도에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 9은 페놀류 화합물의 비특이적 반응에 의한 전기전도도에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 10 및 도 11은 각각 실시예 3 및 4의 자나미비르 유도체에 대한 전기전도도 측정에 의한 결합 강도 및 결합 안정성 그래프이다.
도 12는 비교예 3의 자나미비르 유도체에 대한 전기전도도 측정에 의한 결합 강도 및 결합 안정성 그래프이다.
1 is a photograph showing an example of a probe station and an analyzer.
2 is a schematic diagram showing a schematic structure of a stage unit of a probe station and a carbon nanotube semiconductor element sensor used in the present invention.
3 is a schematic diagram illustrating the principle of binding activity measurement of a receptor (neuramidase) using a carbon nanotube semiconductor element sensor device at a probe station.
4 to 7 show the binding strength and the binding by the electrical conductivity measurement for the sample containing 1 pg / ml, 1 ng / ml of zanamivir (FIGS. 4 and 5) and oseltamivir (FIGS. 6 and 7), respectively. Stability graph.
8 is a graph showing the effect on the electrical conductivity by the non-specific reaction of the phosphate buffer solution (PBS).
9 is a graph showing the effect on the electrical conductivity by non-specific reaction of phenolic compounds.
10 and 11 are graphs of bond strength and bond stability by electrical conductivity measurement for the zanamivir derivatives of Examples 3 and 4, respectively.
12 is a graph showing bond strength and bond stability by measuring electrical conductivity of the zanamivir derivative of Comparative Example 3. FIG.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
The present invention can be better understood by the following examples, and the following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

실시예Example

A. 탄소나노튜브 채널에 A. On the carbon nanotube channel 뉴라미니다제New laminase 항원의 부착 Attachment of antigen

링커(1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester)가 탄소나노튜브 채널에 부착된 센서를 인산염완충용액으로 세척하고 질소 가스로 건조시킨 후, 뉴라미니다제 항원 1ul(20ug/ml, Sino Biological Inc.)를 탄소나노튜브 채널에 첨가하고, 4℃ 냉장고에서 밤새 정치하여 탄소나노튜브 표면에 뉴라미니다제 단백질을 부착시켰다. 그리고 나서 인산염완충용액으로 3회 세척한 다음, 1mM 에탄올아민으로 상온에서 1시간 반응하여 미반응 링커의 활성을 제거하고 다시 인산염완충용액으로 3회 세척하여 뉴라미니다제가 부착된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 제조를 완료하고 냉장보관 하였다.
A linker (1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester) was washed with a phosphate buffer solution on a sensor attached to a carbon nanotube channel and dried with nitrogen gas. It was added to the nanotube channel and allowed to stand overnight in a 4 ° C. refrigerator to attach the neuraminidase protein to the carbon nanotube surface. Then, washed three times with a phosphate buffer solution, and then reacted with 1 mM ethanolamine at room temperature for 1 hour to remove the unreacted linker activity, and then washed three times with phosphate buffer solution to attach the neuraminidase to the carbon nanotube semiconductor device. The manufacture of the sensor was completed and refrigerated.

B. 시료 제조B. Sample Preparation

하기 표 1과 같이 실시예 및 비교예 시료 (화합물+PBS)를 준비하였다: To prepare the Example and Comparative Example samples (Compound + PBS) as shown in Table 1 below:

성분ingredient 농도 density 실시예 1Example 1 자나미비르Janamivir 1pg/ml, 1ng/ml1 pg / ml, 1 ng / ml 실시예 2Example 2 오셀타미비르Oseltamivir 1pg/ml, 1ng/ml1 pg / ml, 1 ng / ml 비교예 1Comparative Example 1 PBS(인산염완충용액)PBS (phosphate buffer solution) 1.5mM/ml1.5mM / ml 비교예 2Comparative Example 2 페놀류 화합물 (비스페놀 에이)Phenolic Compounds (Bisphenol A) 1ng/ml1ng / ml

C. C. 프로브Probe 스테이션 장치에서 시료의 전기전도도 변화 측정 Measurement of electrical conductivity change of the sample in the station device

프로브 스테이션 (MST 5000, MSTech Inc.)의 스테이지 유닛에, B 에서 준비된 뉴라미니다제 항원이 부착된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서를 장착하고 실리콘 웰을 부착시킨 후, 실리콘 웰에 PBS 반응용액 10ul을 넣고, -0.5 V의 게이트 전압을 인가하고 프로브스테이션의 소스, 드레인, 게이트 전극과 케이블로 연결된 소스 미터 (Keithley 4200, Keithley Instruments Inc.)에서 센서 소자의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류값이 안정되는 것을 확인하고, B 에서 준비된 시료 (실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2)을 1ul 가하고 각 시료들의 전기전도도의 변화 패턴을 확인하였다. 그 전기전도도 변화 패턴 그래프를 각각 도 4 ~ 도 9에 나타내었다. To the stage unit of the probe station (MST 5000, MSTech Inc.), a carbon nanotube semiconductor device sensor with a neuraminidase antigen prepared in B was attached and silicon wells were attached, and then 10 μl of PBS reaction solution was added to the silicon wells. Input a gate voltage of -0.5 V and stabilize the current flowing between the source and drain of the sensor element in a source meter (Keithley 4200, Keithley Instruments Inc.) connected to the probe station's source, drain, and gate electrode. After confirming that, 1 ul of the samples prepared in B (Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2) were added, and a change pattern of the electrical conductivity of each sample was confirmed. The electric conductivity change pattern graphs are shown in FIGS. 4 to 9, respectively.

도 4 ~ 도 7에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 스크리닝 방법에 사용된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서에 부착된 뉴라미니다아제 항원은 자나미비르 (리렌자) 및 오셀타미비르 (타미플루)와 매우 특이성 있게 반응을 하였으며, 1pg/ml의 극미량에서도 강한 반응성을 나타냈다 (도 4, 도 6). As can be seen in Figures 4 to 7, the neuraminidase antigen attached to the carbon nanotube semiconductor device sensor used in the screening method of the present invention is very specific with zanamivir (relenza) and oseltamivir (tamiflu) The reaction was carried out, and showed a strong reactivity even in a very small amount of 1 pg / ml (Fig. 4, Fig. 6).

도 8 및 도 9로부터, 본 발명의 스크리닝 방법에 사용된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서에 부착된 뉴라미니다아제 항원은 PBS 및 페놀류 화합물과 반응하지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 8 and 9, it can be seen that the neuraminidase antigen attached to the carbon nanotube semiconductor device sensor used in the screening method of the present invention does not react with PBS and phenolic compounds.

상기의 결과들로부터 본 발명에 따른 스크리닝 방법은 뉴라미니다아제를 억제할 수 있는, 리렌자 및 타미플루 등의 신규한 구조의 유도체를 특이성 있게 스크리닝할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
From the above results, it can be understood that the screening method according to the present invention can specifically screen derivatives of novel structures such as rerenza and Tamiflu, which can inhibit neuraminidase.

D. D. 신규한New 자나미비르Janamivir 유도체 스크리닝 Derivative Screening

하기 표 2와 같은 신규의 구조를 갖는 자나미비르 유도체에 대해 위 A ~ C에서와 같이 뉴라미니다제 억제 활성을 검색해 보았고, 그 전기전도도 변화 그래프를 도 10 ~ 도 12에 나타내었다: For the zanamivir derivative having a novel structure as shown in Table 2, the neuraminidase inhibitory activity was searched as in the above A to C, and the electric conductivity change graphs are shown in FIGS. 10 to 12:

화합물 구조Compound structure 농도density 실시예 3Example 3

Figure 112011070030714-pat00001
Figure 112011070030714-pat00001
1ng/ml1ng / ml 실시예 4Example 4
Figure 112011070030714-pat00002
Figure 112011070030714-pat00002
1ng/ml1ng / ml
비교예 3Comparative Example 3
Figure 112011070030714-pat00003
Figure 112011070030714-pat00003
1ng/ml1ng / ml

실시예 3 및 4와 같은 구조 (우레아 유도체)의 자나미비르 유도체의 경우는 뉴라미니다제와 결합 활성이 자나미비르와 유사한 결합 강도와 결합 안정성의 패턴을 보여서 (도 10 및 도 11) 항바이러스제로 응용될 수 있다는 것을 알 수 있다. In the case of the zanamivir derivative of the structure (urea derivative) as in Examples 3 and 4, the binding activity with neuraminidase showed a similar bond strength and pattern of binding stability as zanamivir (Fig. 10 and Fig. 11). It can be seen that it can be applied as a viral agent.

비교예 3과 같은 구조의 자나미비르 유도체는 뉴라미니다제 항원과 결합반응을 일으키지 않았다 (도 12). Janamivir derivatives having the same structure as in Comparative Example 3 did not cause a binding reaction with the neuraminidase antigen (FIG. 12).

따라서 본 발명의 스크리닝 방법을 통하여 신규한 구조의 자나미비르 유도체 중에서 항바이러스제로 응용될 수 있는 뉴라미니다제 효소 억제 활성을 갖는 유도체를 용이하게 스크리닝할 수 있다.Therefore, the screening method of the present invention can easily screen derivatives having a neuraminidase enzyme inhibitory activity that can be applied as an antiviral agent among zanamivir derivatives having a novel structure.

Claims (5)

항바이러스 활성을 갖는 화합물을 스크리닝하는 방법으로,
탄소나노튜브 반도체 소자 센서에 뉴라미니다제 항원을 부착하는 단계,
뉴라미니다제 항원이 부착된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 채널영역에 실리콘 웰을 부착 하고 프로브 스테이션의 스테이지 유닛에 장착하는 단계,
프로브 스테이션의 스테이지 유닛에 장착된 탄소나노튜브 반도체 소자 센서의 실리콘 웰에 반응완충용액을 넣고 게이트 전압을 적용하는 단계 및
시료를 넣고 전기전도도의 변화를 확인하는 단계를 포함하는 방법.
As a method of screening compounds having antiviral activity,
Attaching the neuraminidase antigen to the carbon nanotube semiconductor device sensor,
Attaching a silicon well to a channel region of a carbon nanotube semiconductor element sensor to which a neuraminidase antigen is attached, and mounting the silicon well to a stage unit of a probe station,
Adding a reaction buffer solution to a silicon well of a carbon nanotube semiconductor element sensor mounted on a stage unit of a probe station, and applying a gate voltage; and
Inserting a sample and checking the change in electrical conductivity.
제 1항에서, 탄소나노튜브 반도체 소자 센서에 뉴라미니다제 항원의 부착은 1-피렌부탄산 숙신이미딜 에스테르, 비오틴, 및 금 나노입자로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 링커를 매개로 하는 것인 방법. The method of claim 1, wherein the attachment of the neuraminidase antigen to the carbon nanotube semiconductor device sensor is via any one linker selected from the group consisting of 1-pyrenbutanoic acid succinimidyl ester, biotin, and gold nanoparticles. How to do. 제 1항에서, 게이트 전압은 -1 Volt ~ +1 Volt 범위인 것인 방법. The method of claim 1, wherein the gate voltage ranges from −1 Volt to +1 Volt. 제 1항에서, 뉴라미니다제 항원은 신종플루 바이러스에서 유래된 것인 방법. The method of claim 1, wherein the neuraminidase antigen is from swine flu virus. 제 1항에 있어서, 시료는 자나미비르 유도체 또는 오셀타미비르 유도체를 함유하고 있는 것인 방법. The method of claim 1, wherein the sample contains a zanamivir derivative or an oseltamivir derivative.
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