KR20090121573A - Method for immoboilizing proteins on a cognate dna-modified substrate surface - Google Patents

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KR20090121573A
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김문일
정은주
박경숙
이소연
안준형
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Abstract

PURPOSE: A method for selectively fixing a protein on the surface of a substrate is provided to simplify the fixation in a biochip and biosensor. CONSTITUTION: A method for selectively fixing a protein on the surface comprises: a step of spotting cognate DNA of protein or peptide on a substrate; and a step of dipping the spotted substrate in a protein solution or peptide solution to fix the protein or peptide. A DNA binding domain is fused in the protein or peptide.

Description

동족 DNA로 개질된 기질 표면에 단백질을 고정화 하는 방법{Method for Immoboilizing Proteins on a Cognate DNA-Modified Substrate Surface} Method for Immoboilizing Proteins on a Cognate DNA-Modified Substrate Surface}

본 발명은 기질의 표면에 단백질을 선택적으로 고정화하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고정화하고자 하는 단백질의 동족 DNA을 기질에 스폿팅한 다음, 단백질을 선택적으로 고정화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of selectively immobilizing a protein on the surface of a substrate, and more particularly, to a method of selectively immobilizing a protein after spotting cognate DNA of the protein to be immobilized on the substrate.

배향이 조절된 단백질 고정화에 있어 주요 장점은 칩 표면의 활성 결합부위에 대한 우수한 입체 접근성 및 향상된 기능성이다 (Peluso et al., Biochem ., 312:113-124, 2003; Soellner et al ., Chem . Soc ., 125:11790-11791, 2003). 따라서, 칩 표면 상의 상기 활성 결합부위에 단백질을 직접 고정화하는 것은 민감한 바이오센서의 제작에 있어서 필수적인 절차이다.The main advantages of the orientation-regulated protein immobilization are good steric accessibility and improved functionality for active binding sites on the chip surface (Peluso et. al ., Biochem ., 312: 113-124, 2003; Soellner et al ., Chem . Soc ., 125: 11790-11791, 2003). Therefore, directly immobilizing proteins on the active binding sites on the chip surface is an essential procedure in the fabrication of sensitive biosensors.

골드 박막(gold thin film) 상에 형성된 단백질 마이크로어레이(microarray)는 단백질-단백질 상호작용을 SPR(surface plasmon resonance) 이미징 시스템으로 분석할 수 있다는 점에서 이점이 있다 (Smith and Corn, Spectrosc ., 57:320A- 332A, 2003; Steiner et al ., Bioanal . Chem ., 379:328-331, 2004). 현재 사용가능한 대부분의 단백질 어레이는 효소 또는 형광태그를 이용하는 방법으로 관측되어 왔으나 (Phelan and Nock, Proteomics , 3:2123-2134, 2003), SPR 이미징은 골드 박막 상에서 다중 생체분자 상호작용을 관측할 수 있는 비표지 기술(label-free technique)이다 (Rich and Myszka, Biotechnol ., 11:54-61, 2000).Protein microarrays formed on gold thin films are advantageous in that protein-protein interactions can be analyzed by surface plasmon resonance (SPR) imaging systems (Smith and Corn , Spectrosc ., 57) . : 320A-332A, 2003; Steiner et al ., Bioanal . Chem ., 379: 328-331, 2004). Most protein arrays currently available have been observed using enzymes or fluorescence tags (Phelan and Nock, Proteomics , 3: 2123-2134, 2003), but SPR imaging is capable of observing multiple biomolecular interactions on gold thin films. A label-free technique (Rich and Myszka, Biotechnol . , 11: 54-61, 2000).

단백질 마이크로어레이 또는 단백질 칩은 항체, 단백질 또는 펩타이드와 같은 다량의 포획제(capture agent)로 구성된다. 상기 단백질 칩은 또한 핵산과 같은 대체 포획제(alternative capture agent)를 함유하는 칩을 포함한다.Protein microarrays or protein chips consist of large amounts of capture agents such as antibodies, proteins or peptides. The protein chip also includes a chip containing an alternative capture agent such as a nucleic acid.

일반적으로 단일가닥 DNA(single-stranded DNA, ssDNA)의 마이크로어레이는 상보적인 DNA와 함께 유전자 발현에 대한 정량 모니터링에 주로 이용되었다 (Schena et al ., Science, 270:467-470, 1995). In general, microarrays of single-stranded DNA (ssDNA) have been used primarily for quantitative monitoring of gene expression along with complementary DNA (Schena et. al ., Science, 270: 467-470, 1995).

그러나, 대부분의 DNA-결합 단백질(DNA-binding protein)은 이중가닥 DNA(double-stranded DNA, dsDNA)에 부착된 것으로 보고되었으며 (Bulyk et al ., Biotechnol., 17: 573-577, 1999), 다수의 단백질과 DNA 패턴화된 칩 표면(DNA-patterned chip surface)의 상호작용은 SPR 또는 SPR 이미징 시스템을 이용하여 분석되어 왔다 (Hao et al ., FEBS Lett. 536: 151-156, 2003; Schaufler et al ., Biol. 329:931-939, 2003). 분석된 예로서, p53 단백질과 동족 DNA 서열 사이에서 발생하는 상호관계 분석(Maillart et al ., Oncogene , 23:5543-5550, 2004) 및 서열 특이적인 cis-acting element(전사조절부위)에 대한 cMyb DNA-결합 도메인의 결합을 예로 들 수 있다 (Oda et al ., FEBS Lett., 454:288-292, 1999).However, most DNA-binding proteins have been reported to attach to double-stranded DNA (dsDNA) (Bulyk et al. al ., Biotechnol ., 17: 573-577, 1999), the interaction of multiple proteins with DNA-patterned chip surfaces has been analyzed using SPR or SPR imaging systems (Hao et. al ., FEBS Lett . 536: 151-156, 2003; Schaufler et al ., Biol. 329: 931-939, 2003). As an example, the analysis of the correlation between p53 protein and cognate DNA sequences (Maillart et al ., Oncogene , 23: 5543-5550, 2004) and binding of cMyb DNA-binding domains to sequence specific cis-acting elements (transcriptional regulatory sites) (Oda et al. al ., FEBS Lett ., 454: 288-292, 1999).

종래 단백질 고정화 방법으로는, 플라즈마를 이용하여 기판위에 활성기(화학결합에 의해 단백질을 고정하기 위한 화학적 작용기)를 집적시켜 단백질을 고정하는 방법(한국특허 제448880호), 고체기판 표면에 졸-겔(sol-gel) 법을 이용하여 비표면적이 충분히 증가된 다공성 졸-겔 박막을 형성한 후에, 상기 다공성 박막에 물리적 흡착으로 단백질을 고정하는 방법(한국특허 제577694호), 플라즈마 반응에 의하여 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 표면에 항혈전성 단백질을 고정하는 방법(한국특허 제491700호) 및 양이온성 아미노 잔기가 2개의 효소에 2개 이상 연속적으로 융합된 효소를 결합시키는 단백질 고정화 효소를 제공하여 단백질을 고정하는 방법(한국공개특허 제10-2003-0034136호) 등이 알려진 바 있다. As a conventional protein immobilization method, a method of immobilizing a protein by integrating an active group (chemical functional group for immobilizing a protein by chemical bonding) on a substrate using plasma (Korean Patent No. 448880), and a sol-gel on a solid substrate surface (sol-gel) method to form a porous sol-gel thin film having a sufficiently increased specific surface area, and then to fix the protein by physical adsorption on the porous thin film (Korean Patent No. 577694), poly by plasma reaction Provided is a method for immobilizing an antithrombogenic protein on a tetrafluoroethylene (PTFE) surface (Korean Patent No. 491700) and a protein immobilizing enzyme for binding an enzyme in which two or more consecutive fusions of cationic amino residues are fused to two enzymes. The method of fixing a protein (Korean Patent Publication No. 10-2003-0034136) and the like have been known.

그러나 이러한 종래 방법은 화학적 공정에 의한 단백질의 변성, 물리적 흡착에만 의존하는 단백질 고정방법으로 인한 단백질 고정화 능력의 저하, 표면 개질 비용의 증대와 장시간 소요 및 대량 생산의 어려움 등과 같은 단점이 있다. However, these conventional methods have disadvantages such as denaturation of proteins by chemical processes, deterioration of protein immobilization ability due to protein fixation methods that rely only on physical adsorption, increase of surface modification costs and difficulty in mass production and mass production.

또한, 기질을 이용하여 고체상 지지대에 결합되어 있는 소수성 고분자 층에 단백질을 고정하는 방법(WO 2003/072752), 플라스틱 표면에서 완충성분을 이용하여 단백질을 고정하는 방법(EP 0916949) 및 알코올 용액에서 소수성 표면을 가지는 고체표면에 단백질을 접촉시켜 단백질을 고정하는 방법(WO 2005/070968) 등이 공개된 바 있으나, 아직 동족 DNA을 이용하여 해당 부위에 직접적으로 단백질을 고정한 예는 개발된 바 없다.In addition, a method of fixing a protein to a hydrophobic polymer layer bound to a solid support using a substrate (WO 2003/072752), a method of fixing a protein using a buffer component on the plastic surface (EP 0916949) and a hydrophobic in alcohol solution Although a method of fixing a protein by contacting the protein on a solid surface having a surface (WO 2005/070968) has been published, there has not been developed an example of directly fixing a protein at a corresponding site using cognate DNA.

이에 본 발명자들은 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 기질에 고정화하고자 하는 단백질의 동족 DNA를 이용하여 기질의 표면을 개질한 후, 상기 단백질을 상기 표면 개질된 기질에 고정화시킨 결과, 단백질이 상기 동족 DNA에 특이적으로 결합한다는 것을 확인하고서 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the problems of the prior art. After modifying the surface of the substrate using cognate DNA of the protein to be immobilized on the substrate, the protein is immobilized on the surface-modified substrate. The present invention was completed by confirming the specific binding to the cognate DNA.

본 발명의 목적은 기질에 단백질 또는 펩타이드를 선택적으로 고정화하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 바이오칩을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for selectively immobilizing a protein or peptide on a substrate and a biochip prepared by the method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 기질 표면에 단백질 또는 펩타이드의 동족 DNA를 스폿팅(spotting)하는 단계; 및 (b) 상기 동족 DNA가 표면에 스폿팅된 기질을 상기 단백질 또는 펩타이드 용액에 침지시켜 단백질 또는 펩타이드를 고정화시키는 단계를 포함하는 기질에 단백질 또는 펩타이드를 선택적으로 고정화하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: (a) spotting the cognate DNA of the protein or peptide on the substrate surface; And (b) immobilizing the substrate onto which the cognate DNA has been spotted on the surface of the protein or peptide solution to immobilize the protein or peptide.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된, 기질에 스폿팅된 동족 DNA에 단백질 또는 펩타이드가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩을 제공한다.The present invention also provides a biochip characterized in that the protein or peptide is bound to the cognate DNA spotted on the substrate prepared by the above method.

본 발명에 따르면, 기질에 고정화하고자 하는 단백질을 원하는 위치에 선택적이고 직접적으로 고정화할 수 있으며, 단백질의 배향을 조절하고자 하는 별도의 과정을 필요치 않아, 바이오칩 및 바이오센서에 본 발명에 따른 단백질 고정화 방법을 적용할 경우 간소하고 경제적인 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, a protein to be immobilized on a substrate can be selectively and directly immobilized at a desired position, and a separate process for controlling the orientation of the protein is not required, and thus the protein immobilization method according to the present invention in a biochip and a biosensor If applied, it can expect a simple and economic effect.

본 명세서에서 사용된 용어 '부위-직접 고정화(site-directed immobilization)'란 단백질을 기질에 고정화할 때 사용한 용어로서, 특정 부위에 기타 다른 수단을 통하지 않고 단백질에 직접적으로 고정된다는 것을 의미한다.As used herein, the term 'site-directed immobilization' is a term used to immobilize a protein on a substrate, and means that the protein is directly immobilized to a specific site without any other means.

본 명세서에서 사용된 용어 '동족 DNA'란 단백질이 결합하는 DNA 염기서열을 의미한다.As used herein, the term 'cognate DNA' refers to a DNA sequence to which a protein binds.

본 발명은 (a) 기질 표면에 단백질 또는 펩타이드와 결합하는 DNA 염기서열인 동족 DNA를 스폿팅(spotting)하는 단계; 및 (b) 상기 (a)단계의 동족 DNA가 표면에 스폿팅된 기질을 상기 단백질 또는 펩타이드 용액에 침지시켜 단백질 또는 펩타이드를 고정화시키는 단계를 포함하는 기질에 단백질 또는 펩타이드를 선택적으로 고정화하는 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of: (a) spotting a cognate DNA which is a DNA sequence that binds to a protein or peptide on the substrate surface; And (b) immobilizing the protein or peptide onto the substrate by immersing the substrate spotted on the surface of the cognate DNA of step (a) in the protein or peptide solution. It is about.

이때, 상기 단백질 또는 펩타이드 용액은 50 mM의 인산 완충용액(50 mM phosphate, 0.5 N NaCl, pH 7.4)을 용매로 하여 제조하되, 단백질 또는 펩타이드의 농도는 5~15 μM인 것인 바람직하다.At this time, the protein or peptide solution is prepared using 50 mM phosphate buffer (50 mM phosphate, 0.5 N NaCl, pH 7.4) as a solvent, the concentration of the protein or peptide is preferably 5 ~ 15 μM.

본 발명에 있어서, 상기 기질은 골드, 유리, 실리콘, 골드 나노입자, 자성 나노입자 및 양자점(Quantum dot) 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.In the present invention, the substrate may be selected from the group consisting of gold, glass, silicon, gold nanoparticles, magnetic nanoparticles and quantum dot nanoparticles, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 단백질 또는 펩타이드는 DNA 결합도메인이 융합되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the protein or peptide may be characterized in that the DNA binding domain is fused.

즉, 상기 단백질 또는 펩타이드는 DNA 결합도메인이 융합되어 있는 형광단백 질, DNA 결합도메인이 융합되어 있는 항체, DNA 결합도메인이 융합되어 있는 효소, DNA 결합도메인이 융합되어 있는 펩타이드 및 DNA 결합단백질일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.That is, the protein or peptide may be a fluorescent protein in which a DNA binding domain is fused, an antibody in which a DNA binding domain is fused, an enzyme in which a DNA binding domain is fused, a peptide in which a DNA binding domain is fused, and a DNA binding protein. However, it is not limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 동족 DNA는 전사조절인자의 프로모터 또는 UAS(upstream activating sequence, 상류 활성화 서열)를 포함하는 DNA인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.In the present invention, the cognate DNA may be a DNA including a promoter or a UAS (upstream activating sequence) of a transcriptional regulator, but is not limited thereto.

이때, 상기 전사조절인자의 프로모터(promotor)는 단백질에 결합하는 결합부위의 개념으로서, 본 발명에서 상기 전사조절인자의 프로모터는 전사조절인자의 오퍼레이터를 포함하는 포괄적인 의미로서 사용되고, 상기 UAS는 DNA에 결합하는 단백질 또는 펩타이드의 DNA 인지부위의 개념이다.Herein, the promoter of the transcriptional regulator is a concept of a binding site that binds to a protein. In the present invention, the promoter of the transcriptional regulator is used as a comprehensive meaning including an operator of a transcriptional regulator, and the UAS is a DNA. The concept of DNA recognition of a protein or peptide that binds to it.

GAL4는 효모 갈락토오스 대사 조절 인자 중 하나로서, 효모 갈락토오스 대사를 조절하는 두 가지 조절인자는 GAL4, GAL80이다. 갈락토오스가 있을 때에는 GAL4 단백질이 갈락토오스 대사에 관여하는 약 20종류의 유전자의 상위에 존재하는 GAL4-responsive elements에 결합하고, 갈락토오스가 없을 때에는 GAL80 단백질이 GAL4 단백질에 결합하여 GAL4 단백질의 전사활성을 방해한다. GAL4-responsive elements는 GAL4 단백질이 결합하는 하나 또는 그 이상의 보존적인 palindromic sequence(회문서열)을 가지고 있다. 이 서열이 17-mer로 이루어진 UAS(upstream activating sequence, 상류 활성화 서열) 서열이다. 17-mer UAS의 카피수(x1, x2, x3 등)가 많을수록 전사활성이 높아진다.GAL4 is one of the yeast galactose metabolic regulators, and two regulators that regulate yeast galactose metabolism are GAL4 and GAL80. In the presence of galactose, the GAL4 protein binds to GAL4-responsive elements that are located above about 20 genes involved in galactose metabolism. In the absence of galactose, the GAL80 protein binds to the GAL4 protein and interferes with the transcriptional activity of the GAL4 protein. . GAL4-responsive elements contain one or more conservative palindromic sequences to which GAL4 proteins bind. This sequence is an upstream activating sequence (UAS) sequence consisting of 17-mers. The higher the copy number of the 17-mer UAS (x1, x2, x3, etc.), the higher the transcriptional activity.

LexA 단백질은 E. coli 대장균의 SOS 유전자(DNA 손상복구 유전자)의 전사억 제인자로서 작용한다. DNA가 손상을 입었을 경우, RecA 단백질이 단백질분해효소를 활성화시키고, 활성화된 단백질분해효소가 LexA 단백질을 분해하여, LexA 단백질이 SOS 유전자들의 전사를 억제하는 것을 방해함으로써 손상된 DNA가 복구되는 복구시스템(repair system)이 작동된다. LexA 전사억제인자가 SOS 유전자들의 프로모터에 결합하는 부위가 LexA op (LexA operator) 서열이다.LexA protein acts as a transcription inhibitor of the SOS gene (DNA damage repair gene) of E. coli E. coli . When DNA is damaged, RecA protein activates protease, activated protease decomposes LexA protein, preventing LexA protein from inhibiting transcription of SOS genes, thereby repairing damaged DNA. the repair system is activated. The site where the LexA transcription inhibitor binds to the promoter of the SOS genes is the LexA op (LexA operator) sequence.

본 발명에 있어서, 상기 단백질은 GAL4 DNA-BD:EGFP(GAL4 DNA-Binding Domain:Enhanced Green Fluorescent Protein) 또는 LexA DNA-BD:RFP(LexA DNA-Binding Domain:Red Fluorescence Protein)이고, 상기 동족 DNA는 GAL4의 UAS 또는 LexA 작동 유전자(LexA operator, LexA op)인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 단백질은 람다 박테리오파지의 람다 전사억제단백질(Lambda repressor protein, λcI)이고, 상기 동족 DNA는 람다 오퍼레이터(Lambda operator, λoperator)일 수도 있으나, 이에 국한 되는 것은 아니다.In the present invention, the protein is GAL4 DNA-BD: EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein) or LexA DNA-BD: RFP (LexA DNA-Binding Domain: Red Fluorescence Protein), and the cognate DNA is It may be characterized as a UAS or LexA operator gene (LexA operator, LexA op) of GAL4. In addition, the protein is a lambda repressor protein (lambda repressor protein, lambda cI) of the lambda bacteriophage, the cognate DNA may be a lambda operator (lambda operator, lambda operator), but is not limited thereto.

즉, 본 발명에서 고정화하고자 하는 단백질로서 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP와 상기 단백질의 동족 DNA로서 각각 GAL4의 UAS 및 LexA op를 사용할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다 (도 1).That is, as the protein to be immobilized in the present invention, GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP and cognate DNA of the protein may be used as UAS and LexA op of GAL4, respectively, but are not limited thereto. ).

본 발명에 있어서, (a)단계 전에 상기 기질의 표면에 poly(L-lysine) 단분자층을 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, before the step (a) it may be characterized in that it further comprises the step of forming a poly (L-lysine) monolayer on the surface of the substrate.

본 발명은 dsDNA의 음으로 하전된 phosphate group에 결합된 polycationic compound를 통하여 안정적이고 지속적인 DNA 고정화를 이룰 수 있다는 것을 보여준다 (Serap et al ., Polymer International, 52:169:1174, 2003). 따라서, 양으로 하전된 작은 합성 펩타이드인 poly(L-lysine)를 본 발명의 DNA 고정화에 사용하는 것이 바람직하나, 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention shows that stable and sustained DNA immobilization can be achieved through a polycationic compound bound to the negatively charged phosphate group of dsDNA (Serap et. al . , Polymer International , 52: 169: 1174, 2003). Therefore, it is preferable to use poly (L-lysine), which is a small positively charged synthetic peptide, in the DNA immobilization of the present invention, but is not limited thereto.

본 발명은 다른 관점에서, 상기 방법으로 제조된, 기질에 스폿팅된 동족 DNA에 단백질이 결합된 것을 특징으로 하는 바이오칩에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a biochip characterized in that a protein is bound to cognate DNA spotted on a substrate prepared by the above method.

배향이 조절된 단백질이 단백질의 안정성 및 기능성을 모두 가진다고 측정됨에 따라, 칩의 표면에 단백질을 선택적으로 고정화하는 것은 중요한 절차이다. 지금까지 바이오센서에 단백질 고정화에 사용하기 위해 다양한 방법이 개발되어 왔으며, 그에 따라 칩 표면에서 조절된 단백질 고정화는 민감한 바이오센서의 개발에 중요한 것이다 (Oh et al ., FASEB J., 19:1335-1337, 2005; Seong and Choi, Proteomics, 3:2176-2189, 2003). As it is determined that a protein whose orientation has been regulated has both the stability and functionality of the protein, selective immobilization of the protein on the surface of the chip is an important procedure. To date, a variety of methods have been developed for use in protein immobilization in biosensors, and thus, protein immobilization on the chip surface is important for the development of sensitive biosensors (Oh et. al . , FASEB J., 19: 1335-1337, 2005; Seong and Choi, Proteomics, 3: 2176-2189, 2003).

생체분자-선택적 친화성의 관점에서, 두 개의 다른 전사 인자-효모 GAL4 전사활성제 및 대장균 LexA 전사 억제물질-로부터 수득한 DNA-결합 도메인을 상류 활성화 서열(upstream activating sequence, UAS)을 가지는 GAL4 DNA-BD(Keegan et al ., Science 231; 699-704, 1986; Johnston et al ., Proc. Natl. Acad. Sci., 83:6553-6557, 1986)와 LexA 작동 유전자(operator)를 가지는 LexA DNA-BD의 특이적 상호작용을 기초로 한 융합 태그로서 선택하였고 (Keegan et al ., Science 231; 699-704, 1986; Johnston et al ., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 83:6553-6557, 1986), 그에 따라 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP 융합 단백질을 생성하였다.In terms of biomolecule-selective affinity, the DNA-binding domains obtained from two different transcription factors—the yeast GAL4 transcriptase and the E. coli LexA transcription inhibitor—GAL4 DNA-BD having an upstream activating sequence (UAS). Keegan et al . , Science 231; 699-704, 1986; Johnston et al . , Proc. Natl. Acad. Sci., 83: 6553-6557, 1986) and was selected as a fusion tag based on the specific interaction of LexA DNA-BD with LexA operator (Keegan et al. al ., Science 231; 699-704, 1986; Johnston et al ., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 83: 6553-6557, 1986), thereby generating GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP fusion proteins.

본 발명에 따르면, 단백질 또는 펩타이드와 동족 DNA가 선택적으로 결합하는 원리를 이용함으로써, 단백질 또는 펩타이드를 배향 조절하여 기질에 선택적이고 직접적으로 고정화할 수 있다.According to the present invention, by using the principle of selectively binding a cognate DNA with a protein or peptide, the protein or peptide can be oriented and fixed to the substrate selectively and directly.

또한, 고정화하는 단백질로서 DNA BD가 결합되어 있는 형광단백질을 사용할 경우, 각 DNA BD의 DNA에 대한 친화력을 SPR 이미징 또는 형광측정 방식으로 다중분석을 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the case of using a fluorescent protein to which DNA BD is bound as a protein to be immobilized, there is an advantage that multiple analysis can be performed by SPR imaging or fluorescence measurement of DNA DNA affinity.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1: 골드칩 상에 단백질 고정화 1: Protein Immobilization on Gold Chips

1-1: 유전자 복제, 재조합 융합 단백질의 발현 및 정제1-1: Gene Replication, Expression and Purification of Recombinant Fusion Proteins

GAL4 DNA-BD:EGFP 융합 단백질을 복제하기 위하여, 효모 GAL4 DNA-BD를 인코딩하는 부분 유전자(partial gene)를 프라이머(서열번호 1: GGA ATC CAT ATG ATG AAG CTA CTG TCT TCT ATC) 및 프라이머(서열번호 2: GGA ATT CCG GCG ATA CAG TCA ACT G)를 이용하여 PCR에 의해 증폭시켰다. 그 후, NdeI/HindIII 부위를 이용하여 DNA 단편을 pET-21a:EGFP 플라스미드로 삽입하여, GAL4 DNA-BD:EGFP 융합 단백질을 복제하였다.In order to replicate the GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein, a partial gene encoding the yeast GAL4 DNA-BD was prepared using a primer (SEQ ID NO: 1: GGA ATC CAT ATG ATG AAG CTA CTG TCT TCT ATC) and a primer (SEQ ID NO: No. 2: GGA ATT CCG GCG ATA CAG TCA ACT G) and amplified by PCR. The DNA fragment was then inserted into the pET-21a: EGFP plasmid using the NdeI / HindIII site to replicate the GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein.

LexA DNA-BD:RFP 융합 단백질의 복제를 위하여, 대장균 LexA DNA-BD를 인코딩하는 부분 유전자를 프라이머(서열번호 3: GGA ATC CAT ATG ATG AAA GCG TTA ACG GCC) 및 프라이머(서열번호 4: CCC AAG CTT CAG CCA GTC GCC GTT GCG)를 이용하여 PCR에 의하여 증폭시켰다. 그 후, NdeI/HindIII 부위를 이용하여 pET-21a:RFP 벡터로 복제하여, LexA DNA-BD:RFP 융합 단백질을 복제하였다.For replication of the LexA DNA-BD: RFP fusion protein, a partial gene encoding E. coli LexA DNA-BD was used as a primer (SEQ ID NO: 3: GGA ATC CAT ATG ATG AAA GCG TTA ACG GCC) and primer (SEQ ID NO: 4: CCC AAG). Amplification by PCR using CTT CAG CCA GTC GCC GTT GCG). Thereafter, the NDEI / HindIII site was used to clone the pET-21a: RFP vector to replicate the LexA DNA-BD: RFP fusion protein.

상기 복제된 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP 융합 단백질을 정제하기 위하여, 조세포 파쇄액(crude cell lysate) 10 ml를 IDA-miniexcellose affinity column(Bioprogen Co., Korea) 상에 두었다. 상기 융합 단백질을 완충용액에서(50 mM phosphate, 0.5 N NaCl, pH 8.0) 0.5 M의 imidazole 5 mL로 용출시켜 정제하였다. To purify the cloned GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP fusion proteins, 10 ml of crude cell lysate was placed on an IDA-miniexcellose affinity column (Bioprogen Co., Korea). . The fusion protein was purified by eluting with 5 mL of 0.5 M imidazole in buffer (50 mM phosphate, 0.5 N NaCl, pH 8.0).

1-2: 골드 박막의 표면처리 및 1-2: surface treatment of gold thin film and polypoly (L-(L- lysinelysine ) ) 단분자층Monolayer (( monolayermonolayer ) 형성) formation

(3-mercaptopropyl)trimethoxylane(Sigma Aldrich, 미국)으로 실란화된(silanized) 현미경의 커버 슬라이드 상에(18 x 18 mm2) 골드 박막(47nm)을 증기증착시킨 샘플을 준비한 뒤, 상기 샘플을 10 mM의 에탄올 MUA(ethanolic mercaptoundecanoic acid)에 적어도 24시간 동안 침지시켜 표면처리하였다.The sample 10 (3-mercaptopropyl) trimethoxylane ( Sigma Aldrich, USA) in the back of silanized (silanized) on the cover slide of a microscope (18 x 18 mm 2) gold thin film (47nm) prepared the samples was vapor deposited, Surface treatment was performed by immersing in ethanol MUA (ethanolic mercaptoundecanoic acid) for at least 24 hours.

상기 MUA에 침지시킨 샘플을 DW(distilled water)에서 75 mM의 EDC(1-[3-(dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide hydrochloride) 및 15 mM의 NHS(N-hydroxylsuccinimide)에 1시간 동안 노출시켜 MUA-NHS 에스테르 단분자 층(monolayer)을 형성시켰다. 상기 MUA-NHS 에스테르 단분자층(monolayer)과 1 mg/mL의 poly(L-lysine)(5 mM lysine residue concentration) 용액을 DW에서 1~2 시간 동안 반응시킨 후, 1 M의 ethanolamine(pH 8.5) 용액에 적어도 15분 동안 침지시켜, poly(L-lysine) monolayer를 형성하였다.The sample soaked in MUA was exposed to 75 mM EDC (1- [3- (dimethylamino) propyl] -3-ethylcarbodiimide hydrochloride) and 15 mM NHS (N-hydroxylsuccinimide) in DW (distilled water) for 1 hour. A MUA-NHS ester monolayer was formed. The MUA-NHS ester monolayer and 1 mg / mL poly (L-lysine) (5 mM lysine residue concentration) solution were reacted for 1 to 2 hours in DW, followed by 1 M ethanolamine (pH 8.5) solution. Was soaked for at least 15 minutes to form a poly (L-lysine) monolayer.

1-3: 1-3: 골드칩Gold Chip 상에  On dsDNAdsDNA 마이크로어레이Microarray (( microarraymicroarray ) 제작 및 ) Production and SPRSPR 이미징 측정 Imaging measurement

골드칩 상에서 dsDNA 어레이의 제작을 위하여, 네 개의 다른 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)인 UASx1, UASx2, LexA opx1 및 LexA opx2를 사용하였으며, 상기 올리고뉴클레오티드의 서열은 표 1에 나타난 바와 같다. 또한, 대조군으로서 DW(distillated water)를 사용하였다.Four different oligonucleotides (UAS x1 , UAS x2 , LexA op x1 and LexA op x2) were used for the preparation of the dsDNA array on the gold chip, and the sequence of the oligonucleotides is shown in Table 1. In addition, DW (distillated water) was used as a control.

올리고뉴클레오티드Oligonucleotide 서열order 서열번호SEQ ID NO: USAx1 USA x1 5'-CGGAGGACAGTCCTCCG-3'5'-CGGAGGACAGTCCTCCG-3 ' 서열번호 5SEQ ID NO: 5 USAx2 USA x2 5'-CGGAGGACAGTCCTCCGCGGAGGACAGTCCTCCG-3'5'-CGGAGGACAGTCCTCCGCGGAGGACAGTCCTCCG-3 ' 서열번호 6SEQ ID NO: 6 LexA opx1 LexA op x1 5'-TACTGTATGAGCATACAGTA-3'5'-TACTGTATGAGCATACAGTA-3 ' 서열번호 7SEQ ID NO: 7 LexA opx2 LexA op x2 5'-TACTGTATGAGCATACAGTATACTGTATGAGCATACAGTA-3'5'-TACTGTATGAGCATACAGTATACTGTATGAGCATACAGTA-3 ' 서열번호 8SEQ ID NO: 8

실시예 1-2에서 제조된 poly(L-lysine) 단분자층이 형성된 골드칩에 dsDNA를 스폿팅하여 dsDNA 마이크로어레이를 형성시켰다. 이때, 각 스폿(spot)의 직경은 330 ㎛이고, 스팟 간의 거리는 350 ㎛이었다. A dsDNA was spotted on a gold chip on which a poly (L-lysine) monomolecular layer prepared in Example 1-2 was formed to form a dsDNA microarray. At this time, the diameter of each spot was 330 µm, and the distance between the spots was 350 µm.

상기 마이크로어레이가 형성된 골드칩을 80% 습도 하에 30분 동안 보관한 뒤, 결합되지 않은 dsDNA를 제거하기 위하여, 0.2% SDS를 함유하는 3xSSC 버퍼(150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate)에서 상기 골드칩을 세 번 세척한 후, 25℃에서 1시간 동안 50 mM PBS 완충용액(pH 7.4)에서 BSA(5 ㎕, 1 mg/ml)로 블로킹(blocking)하였다. The gold chip formed with the microarray was stored at 80% humidity for 30 minutes, and then, in order to remove unbound dsDNA, the gold chip in 3xSSC buffer (150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate) containing 0.2% SDS. Was washed three times and then blocked with BSA (5 μl, 1 mg / ml) in 50 mM PBS buffer (pH 7.4) at 25 ° C. for 1 hour.

그 후, 25℃에서 1시간 동안 50 mM PBS 완충용액(pH 7.4)에서 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP 융합 단백질 용액(10 mg/ml)에 상기 골드칩을 침지시켰다. PBS 완충용액 및 증류수로 세척한 후, SDS-PAGE gel 분석법 및 SPR 이미징 시스템을 이용하여 DNA-단백질 상호작용을 분석하였다 (Jung et al ., Biochem. 330:251-256, 2004). The gold chip was then immersed in a solution of GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP fusion protein (10 mg / ml) in 50 mM PBS buffer (pH 7.4) at 25 ° C. for 1 hour. After washing with PBS buffer and distilled water, DNA-protein interactions were analyzed using SDS-PAGE gel assay and SPR imaging system (Jung et al ., Biochem . 330: 251-256, 2004).

10% SDS-PAGE gel 분석 및 쿠마시 염색(Coomassie staining)의 결과, 도 2의 A에 나타나 바와 같이, 프로테인 마커가 골드칩 상에 결합한 모습(Lane 1), GAL4 DNA-BD:EGFP가 골드칩 상에 결합한 모습(Lane 2) 및 LexA DNA-BD:RFP가 골드칩 상에 결합한 모습(Lane 3)을 확인할 수 있었다.As a result of 10% SDS-PAGE gel analysis and Coomassie staining, as shown in FIG. 2A, protein markers bound on the gold chip (Lane 1), GAL4 DNA-BD: EGFP is a gold chip The binding phase (Lane 2) and LexA DNA-BD: RFP binding on the gold chip (Lane 3) was confirmed.

또한, SPR 이미징 시스템을 이용하여 GAL4 DNA-BD:EGFP의 고정화를 분석한 결과, 도 2의 B에 나타난 바와 같이, GAL4 DNA-BD:EGFP는 UASx1 및 UASx2과 결합하되, UASx2와의 결합에서 더욱 밝은 이미지가 확인되는 것으로 보아, GAL4 DNA-BD:EGFP는 UASx2에 더욱 특이적으로 결합한다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as a result of analyzing the immobilization of GAL4 DNA-BD: EGFP using the SPR imaging system, as shown in FIG. 2B, GAL4 DNA-BD: EGFP binds to UAS x1 and UAS x2 , but binds to UAS x2. From brighter images, it was confirmed that GAL4 DNA-BD: EGFP binds more specifically to UAS x2 .

또한, SPR 이미징 시스템을 이용하여 LexA DNA-BD:RFP의 고정화를 분석한 결과, 도 2의 C에 나타난 바와 같이, LexA DNA-BD:RFP는 LexA opx1 및 LexA opx2와 결합하되, LexA opx2와의 결합에서 더욱 밝은 이미지가 확인되는 것으로 보아, LexA DNA-BD:RFP는 LexA opx2에 더욱 특이적으로 결합한다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, analysis of the immobilization of LexA DNA-BD: RFP using the SPR imaging system, as shown in Figure 2C, LexA DNA-BD: RFP binds to LexA op x1 and LexA op x2 , LexA op Brighter images were confirmed by binding to x2 , indicating that LexA DNA-BD: RFP binds more specifically to LexA op x2 .

한편, 대조군으로서 DW를 사용할 경우에는 SPR 이미징 시스템을 이용하여 어떠한 이미지도 확인하지 못하였다.On the other hand, when using the DW as a control, no image was confirmed using the SPR imaging system.

1-4: 동족 1-4: Kin DNADNA 의 농도가 단백질 고정화에 미치는 영향Effect of Concentration on Protein Immobilization

본 발명에 따른 단백질 고정화에 있어서, 상기 단백질에 동족인 DNA의 농도가 미치는 영향을 확인하기 위하여, 0.5 ~ 100.0 pM의 UAS×2 및 LexA op× 2 를 골드칩 상에 스폿한 다음, 각각 10 μM의 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP 단백질로 처리하였다. In the protein immobilization according to the present invention, to confirm the effect of the cognate DNA concentration on the protein, 0.5 ~ 100.0 pM UAS × 2 and LexA op × 2 spotted on a gold chip, respectively, 10 μM GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP proteins.

그 결과, 도 3의 A에 나타난 바와 같이, GAL4 DNA-BD:EGFP 결합의 상대적인 SPR 이미징 신호 강도는 동족 DNA인 UAS×2의 농도에 비례하는 것으로 나타났다. 또한, 도 3의 B에 나타난 바와 같이,마찬가지로, LexA op×2에 대한 LexA DNA-BD:RFP의 결합의 상대적인 SPR 이미징 신호 강도는 동족 DNA인 LexA op×2의 농도에 비례하는 것으로 나타났다.As a result, as shown in FIG. 3A, the relative SPR imaging signal intensity of GAL4 DNA-BD: EGFP binding was found to be proportional to the concentration of cognate DNA UAS × 2 . Further, as shown in Figure 3 B, similarly, LexA LexA DNA-BD for op × 2: SPR imaging relative signal strength of the binding of RFP is shown to be proportional to the concentration of the LexA op × 2 of homologous DNA.

1-5: 단백질의 농도가 상기 단백질의 고정화에 미치는 영향1-5: Effect of Protein Concentration on Immobilization of the Protein

본 발명에 따른 단백질 고정화에 있어서, 상기 단백질의 농도가 미치는 영향을 확인하기 위하여, 50 pM의 UASx2 및 25 pM의 LexA op×2로 스폿팅된 골드칩상에 1.0 μM, 2.0 μM, 4.0 μM, 7.0 μM, 10.0 μM, 및 13.0 μM의 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP을 각각 처리한 후, SPR 이미징 신호 강도를 조사하였다.In the protein immobilization according to the present invention, to confirm the effect of the concentration of the protein, 50 pM UAS x2 And 1.0 μM, 2.0 μM, 4.0 μM, 7.0 μM, 10.0 μM, and 13.0 μM of GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP, respectively, on gold chips spotted with 25 pM LexA op × 2 The SPR imaging signal intensity was then examined.

그 결과, 도 4의 A 및 도 4의 B에 나타난 바와 같이, UASx2 및 25 pM의 LexA op×2에 대한 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP의 결합 강도는 상기 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP의 농도에 비례하는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Fig. 4A and 4B, UAS x2 And the binding strength of GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP to 25 pM LexA op × 2 was shown to be proportional to the concentration of the GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP.

실시예Example 2:  2: 유리칩에서From glass chips DNADNA -결합 단백질의 동족 Cognates of Binding Proteins dsDNAdsDNA 에 대한 특이적 결합의 형광 관찰Fluorescence of specific binding to

부위-직접 고정화를 형광을 이용하여 관찰하기 위하여, 유리칩(15×9 mm)을 poly(L-lysine)로 코팅한 다음, UAS×2 및 LexA op×2로 구성되는 114 dsDNA 어레이로 스폿팅하였다. 여기서, 66개의 스폿은 UAS×2로 어레이하고, 48개의 스폿은 LexA op×2로 스폿한 후 'DNA'라고 표시하였다.To observe site-direct immobilization using fluorescence, glass chips (15 × 9 mm) were coated with poly (L-lysine) and then spotted with a 114 dsDNA array consisting of UAS × 2 and LexA op × 2 It was. Here, 66 spots were arrayed at UAS × 2 , 48 spots were spotted at LexA op × 2 , and then labeled 'DNA'.

그 후, 정제된 10 μM의 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 50 pM의 LexA DNA-BD:RFP 단백질 혼합물을 114개의 스폿으로 구성된 dsDNA으로 표면개질된 유리칩에 적용하였다. 이때, 상기 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP는 형광 관찰을 위하여 각 단백질의 C-말단에서 EGFP 및 RFP와 융합된 융합단백질이다. Thereafter, purified 10 μM GAL4 DNA-BD: EGFP and 50 pM LexA DNA-BD: RFP protein mixture were applied to the glass chip surface modified with dsDNA consisting of 114 spots. At this time, the GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP are fusion proteins fused with EGFP and RFP at the C-terminus of each protein for fluorescence observation.

그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, 그린(green) 및 레드(red) 형광 이미지를 분리하여 관찰하였다. 66개의 그린 형광 이미지는 GAL4 DNA-BD-특이적 결합부위인 UAS×2에 대한 GAL4 DNA-BD:EGFP 단백질의 부위-직접 고정화의 결과로 형성된 것이다. 반면, 'DNA'라고 표시된 48개의 레드 형광 스폿은 LexA DNA-BD-특이적 결합부위인 LexA op×2과 LexA DNA-BD:RFP 단백질 사이의 부위-직접 고정화로 형성된 것이다.As a result, as shown in FIG. 5, the green and red fluorescence images were separated and observed. 66 green fluorescence images were formed as a result of site-direct immobilization of GAL4 DNA-BD: EGFP protein to UAS × 2 , a GAL4 DNA-BD-specific binding site. In contrast, the 48 red fluorescent spots labeled 'DNA' were formed by site-direct immobilization between LexA DNA-BD-specific binding sites, LexA op × 2 and LexA DNA-BD: RFP protein.

그에 따라, UAS×2 및 LexA op×2 각각에 대한 GAL4 DNA-BD:EGFP 및 LexA DNA-BD:RFP 단백질의 특이적인 결합을 검증하였다. 형광-기반 탐지를 기초로 한 관찰은 SPR 이미지 시스템에 의해 모니터링된 바와 같이, 상응하는 DNA 요소에 대한 재조합 DNA-결합 단백질의 부위-특이적인 고정화와 일치한다는 것을 알 수 있었다.Thus, specific binding of GAL4 DNA-BD: EGFP and LexA DNA-BD: RFP proteins to UAS × 2 and LexA op × 2, respectively, was verified. Observations based on fluorescence-based detection were found to be consistent with site-specific immobilization of the recombinant DNA-binding protein for the corresponding DNA element, as monitored by the SPR imaging system.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described the specific part of the present invention in detail, it is obvious to those skilled in the art that such a specific description is only a preferred embodiment, thereby not limiting the scope of the present invention. something to do. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

도 1은 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질 및 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질이 각각의 이들의 동족 DNA인 GAL4의 UAS 및 LexA op로 구성된 dsDNA로 표면 개질된 골드칩 표면에 선택적으로 고정화되는 모습 및 SPR 이미지 시스템을 이용하여 상기 고정화된 결과를 모니터링한 모습을 나타내는 개략도이다.1 shows that GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein and LexA DNA-BD: RFP fusion protein are selectively immobilized on the surface of the gold chip surface modified with dsDNA consisting of UAS and LexA op of GAL4, their cognate DNA, respectively. And a schematic representation of monitoring the immobilized results using an SPR image system.

도 2는 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질 및 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질이 각각의 이들의 동족 DNA인 GAL4의 UAS 및 LexA op로 구성된 dsDNA로 표면 개질된 골드칩 표면에 선택적으로 고정화된 결과를 분석한 것으로, (A)는 SDS-PAGE gel 분석법의 결과를 나타낸 것이고, (B)는 SPR 이미지 분석법을 이용하여 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질의 고정화를 분석한 결과를 나타낸 것이며, (C)는 SPR 이미지 분석법을 이용하여 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질의 고정화를 분석한 결과를 나타낸 것이며,2 shows that GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein and LexA DNA-BD: RFP fusion protein are selectively immobilized on the surface of the gold chip surface modified with dsDNA consisting of UAS and LexA op of GAL4, each of their cognate DNA. (A) shows the results of the SDS-PAGE gel assay, (B) shows the results of the analysis of the immobilization of the GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein using the SPR image analysis, (C ) Shows the results of analysis of immobilization of LexA DNA-BD: RFP fusion protein using SPR image analysis.

도 3은 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질 및 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질이 각각의 이들의 동족 DNA인 GAL4의 UAS 및 LexA op로 구성된 dsDNA로 표면 개질된 골드칩 표면에 선택적으로 고정화할 때, 상기 GAL4의 UAS 및 LexA op의 농도가 상기 융합단백질의 고정화에 미치는 영향을 나타낸 것이다.Figure 3 shows that when GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein and LexA DNA-BD: RFP fusion protein are selectively immobilized on the surface of the gold chip surface modified with dsDNA consisting of UAS and LexA op of GAL4, their respective cognate DNA, respectively. In addition, the concentrations of UAS and LexA op of GAL4 are shown in the immobilization of the fusion protein.

도 4는 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질 및 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질이 각각의 이들의 동족 DNA인 UAS 및 LexA op로 구성된 dsDNA로 표면 개질된 골드칩 표면에 선택적으로 고정화할 때, 상기 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질 및 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질의 농도가 고정화에 미치는 영향을 나타낸 것이다.Figure 4 shows that when GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein and LexA DNA-BD: RFP fusion protein are selectively immobilized on the surface of the gold chip surface modified with dsDNA consisting of UAS and LexA op, each of their cognate DNAs, The effect of concentrations of GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein and LexA DNA-BD: RFP fusion protein on immobilization is shown.

도 5는 GAL4 DNA-BD:EGFP 융합단백질 및 LexA DNA-BD:RFP 융합단백질이 각각 의 이들의 동족 DNA인 GAL4의 UAS 및 LexA op로 구성된 dsDNA로 표면 개질된 유리 슬라이드 표면에 선택적으로 고정화한 모습를 형광색으로 나타낸 결과를 나타낸 것이다. FIG. 5 shows GAL4 DNA-BD: EGFP fusion protein and LexA DNA-BD: RFP fusion protein selectively immobilized on a glass slide surface modified with dsDNA consisting of UAS and LexA op of GAL4, their cognate DNA, respectively. The results shown in fluorescent colors are shown.

<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Method for Immobilizing Proteins on a Cognate DNA-Modified Substrate Surface <130> P08-B093 <160> 8 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggaatccata tgatgaagct actgtcttct atc 33 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggaattccgg cgatacagtc aactg 25 <210> 3 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggaatccata tgatgaaagc gttaacggcc 30 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 cccaagcttc agccagtcgc cgttgcg 27 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> yeast GAL4 Cognate DNA <400> 5 cggaggacag tcctccg 17 <210> 6 <211> 34 <212> DNA <213> yeast GAL4 Cognate DNA <400> 6 cggaggacag tcctccgcgg aggacagtcc tccg 34 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> E.coli LexA Cognate DNA <400> 7 tactgtatga gcatacagta 20 <210> 8 <211> 40 <212> DNA <213> E.coli LexA Cognate DNA <400> 8 tactgtatga gcatacagta tactgtatga gcatacagta 40 <110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Method for Immobilizing Proteins on a Cognate DNA-Modified          Substrate Surface <130> P08-B093 <160> 8 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 ggaatccata tgatgaagct actgtcttct atc 33 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ggaattccgg cgatacagtc aactg 25 <210> 3 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggaatccata tgatgaaagc gttaacggcc 30 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 cccaagcttc agccagtcgc cgttgcg 27 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> yeast GAL4 Cognate DNA <400> 5 cggaggacag tcctccg 17 <210> 6 <211> 34 <212> DNA <213> yeast GAL4 Cognate DNA <400> 6 cggaggacag tcctccgcgg aggacagtcc tccg 34 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> E. coli LexA Cognate DNA <400> 7 tactgtatga gcatacagta 20 <210> 8 <211> 40 <212> DNA <213> E. coli LexA Cognate DNA <400> 8 tactgtatga gcatacagta tactgtatga gcatacagta 40  

Claims (7)

다음의 단계를 포함하는, 기질에 단백질 또는 펩타이드를 선택적으로 고정화하는 방법:A method of selectively immobilizing a protein or peptide on a substrate, comprising the following steps: (a) 기질 표면에 단백질 또는 펩타이드의 동족 DNA를 스폿팅(spotting)하는 단계; 및(a) spotting cognate DNA of a protein or peptide on a substrate surface; And (b) 상기 동족 DNA가 표면에 스폿팅된 기질을 상기 단백질 또는 펩타이드 용액에 침지시켜 단백질 또는 펩타이드를 고정화시키는 단계.(b) immobilizing the substrate onto which the cognate DNA is spotted on the surface of the protein or peptide solution to immobilize the protein or peptide. 제1항에 있어서, 상기 기질은 골드, 유리, 실리콘, 골드 나노입자, 자성 나노입자 및 양자점(Quantum dot) 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the substrate is selected from the group consisting of gold, glass, silicon, gold nanoparticles, magnetic nanoparticles, and quantum dot nanoparticles. 제1항에 있어서, 상기 단백질 또는 펩타이드는 DNA 결합도메인이 융합되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the protein or peptide is characterized in that the DNA binding domain is fused. 제1항에 있어서, 상기 동족 DNA는 전사조절인자의 프로모터(promotor) 또는 UAS(upstream activating sequence, 상류 활성화 서열)를 포함하는 DNA인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the cognate DNA is a DNA comprising a promoter or upstream activating sequence (UAS) of a transcriptional regulator. 제1항에 있어서, 상기 단백질은 GAL4 DNA-BD:EGFP(GAL4 DNA-Binding Domain:Enhanced Green Fluorescent Protein) 또는 LexA DNA-BD:RFP(LexA DNA-Binding Domain:Red Fluorescence Protein)이고, 상기 동족 DNA는 GAL4의 UAS 또는 LexA op(operator)인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the protein is GAL4 DNA-BD: EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein) or LexA DNA-BD: RFP (LexA DNA-Binding Domain: Red Fluorescence Protein). Is UAS or LexA op (operator) of GAL4. 제1항에 있어서, 상기 (a)단계 전에 상기 기질의 표면에 poly(L-lysine) 단분자층을 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, further comprising forming a poly (L-lysine) monolayer on the surface of the substrate before step (a). 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된, 기질에 스폿팅된 동족 DNA에 단백질 또는 펩타이드가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.Biochip, characterized in that the protein or peptide is bound to the cognate DNA spotted on the substrate prepared by the method of any one of claims 1 to 6.
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