KR100202284B1 - Rnaseh enzymatic protein from polymerase of hbv and process of it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인간 B형 간염 바이러스의 증식에 관여하는 중합효소 (polymerase, P)의 일부인 RNase H 효소 활성을 나타내는 재조합 단백질, 이를 대장균에서 생산할 수 있는 발현 플라스미드 및 본 발현 플라스미드를 이용하여 RNase H 효소 단백질을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 RNase H 효소 단백질은 히스티딘 표지 등을 포함하여 안정하고 분리·정제 과정이 용이하므로 다양한 바이러스 증식 억제제 및 RNase H 효소 저해제 등을 선별하는데 널리 사용될 수 있다.The present invention provides a recombinant protein exhibiting RNase H enzyme activity, which is part of a polymerase (P) involved in the proliferation of human hepatitis B virus, an expression plasmid capable of producing E. coli and an RNase H enzyme protein using the present expression plasmid. In the present invention, since the RNase H enzyme protein of the present invention is stable and easy to separate and purify, including histidine labeling and the like, it can be widely used for selecting various virus growth inhibitors and RNase H enzyme inhibitors.

Description

인간 B형 간염 바이러스의 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질 및 그의 제조방법RNase H enzyme protein derived from polymerase of human hepatitis B virus and preparation method thereof

도 1은 HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMPRL 의 제조 과정을 나타낸 것이다.Figure 1 shows the preparation of the expression plasmid pMPRL to produce the RNase H enzyme protein derived from HBV polymerase.

도 2는 HBV 중합효소에서 유래하고 히스티딘이 표지된 RNase H 효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMRH 의 제조 과정을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the preparation of expression plasmid pMRH derived from HBV polymerase and producing histidine labeled RNase H enzyme protein.

도 3은 본 발명의 발현 플라스미드 pMRH 로 형질전환시킨 대장균 NM522 가 생산하는 RNase H 효소 단백질을 분리·정제하여 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동한 결과를 나타낸 것이다.Figure 3 shows the results of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis by separating and purifying the RNase H enzyme protein produced by E. coli NM522 transformed with the expression plasmid pMRH of the present invention.

레인 1 : 표준 단백질 (각각 97, 68, 43 및 29kDa 크기의 단백질),Lane 1: standard protein (proteins of 97, 68, 43 and 29 kDa size, respectively),

레인 2 : 대장균 형질전환체의 조세포 용출액,Lane 2: crude cell eluate of E. coli transformants,

레인 3 : 아밀로스 컬럼으로 1차 정제된 RNase H 효소 단백질,Lane 3: RNase H enzyme protein first purified on an amylose column,

레인 4 : 히스티딘 표지 친화 컬럼으로 2차 정제된 RNase H 효소 단백질.Lane 4: RNase H enzyme protein purified second by histidine labeled affinity column.

도 4은 본 발명의 발현 플라스미드 pMRH 로 형질전환시킨 대장균 NM522 가 생산하는 RNase H 효소 단백질을 분리·정제하여 웨스턴 블럿한 결과를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the results of Western blot separation and purification of the RNase H enzyme protein produced by E. coli NM522 transformed with the expression plasmid pMRH of the present invention.

A. 항-말토스 결합 단백질을 이용한 결과,A. Results using anti-maltose binding protein,

B. 히스티딘 표지(MRGSHIS) 항체를 이용한 결과,B. Results Using Histidine Labeled ( MRGS HIS) Antibodies,

각 레인은 상기 도 3 에 설명한 바와 같다.Each lane is as described with reference to FIG. 3.

도 5는 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성을 분석하는데 사용한 RNA - DNA 복합체를 도식화하여 나타낸 것이다.Figure 5 shows a schematic representation of the RNA-DNA complex used to analyze the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention.

도 6은 본 발명의 발현 플라스미드로 형질전환시킨 대장균이 생산하는 RNase H 효소 단백질의 활성을 말토스 결합 단백질, 대장균 형질전환체의 조세포 용출액, 발현 벡터 pMPRL 로부터 발현된 단백질이 아밀로스 컬럼으로 정제된 단백질, 발현 벡터 pMRH 로부터 발현된 단백질이 아밀로스 컬럼으로 1차 정제되고 히스티딘 친화 컬럼으로 2차 정제된 단백질 그리고 몰로니 백혈병 바이러스(MuLV) 역전사효소 등으로 비교하여 나타낸 것이다.Figure 6 shows the activity of RNase H enzyme protein produced by E. coli transformed with the expression plasmid of the present invention purified from maltose binding protein, crude cell eluate of E. coli transformant, protein expressed from expression vector pMPRL into amylose column. Proteins, proteins expressed from the expression vector pMRH were first purified on an amylose column and second purified on a histidine affinity column, and by Moroni leukemia virus (MuLV) reverse transcriptase.

도 7은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 효소 단백질의 양에 따라 증가되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 7 shows the aspect of the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention increases with the amount of the enzyme protein.

도 8은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 효소 단백질을 반응시킨 시간에 따라 증가되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 8 shows that the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention increases with the reaction time of the enzyme protein.

도 9은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 효소 단백질을 반응시킨 온도에 따라 변화되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 9 shows the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention is changed depending on the temperature at which the enzyme protein was reacted.

도 10은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 효소 단백질을 반응시킨 pH 에 따라 변화되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 10 shows the aspect of the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention changes depending on the pH of the enzyme protein reaction.

도 11은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 염화칼륨의 농도에 따라 변화되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 11 shows the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention is changed depending on the concentration of potassium chloride.

도 12은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 마그네슘 이온의 농도에 따라 변화되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 12 shows the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention is changed depending on the concentration of magnesium ions.

도 13은 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성이 망간 이온의 농도에 따라 변화되는 양상을 나타낸 것이다.Figure 13 shows the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention changes depending on the concentration of manganese ions.

내용없음.None.

[발명의목적][Objective of the invention]

본 발명은 인간 B형 간염 바이러스의 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an RNase H enzyme protein derived from a polymerase of human hepatitis B virus and a method for producing the same.

보다 상세하게는, 본 발명은 인간 B형 간염 바이러스(Hepatitis B Virus, 이하 HBV 라고 약칭함)의 증식에 관여하는 중합효소 (polymerase, P)의 일부인 RNase H 효소 활성을 나타내는 재조합 단백질, 이를 대장균에서 생산할 수 있는 발현 플라스미드 및 본 발현 플라스미드를 이용하여 RNase H 효소 단백질을 대장균에서 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 RNase H 효소 단백질은 히스티딘 표지 등을 포함하여 안정하고 이를 분리·정제하는 과정이 용이하므로 다양한 바이러스 증식 억제제 및 RNase H 효소 저해제 등을 선별하는데 널리 사용될 수 있다.More specifically, the present invention is a recombinant protein showing RNase H enzyme activity, which is part of a polymerase (P) involved in the proliferation of human hepatitis B virus (hereinafter referred to as HBV), in E. coli An expression plasmid that can be produced and a method for producing an RNase H enzyme protein in E. coli using the present expression plasmid, wherein the RNase H enzyme protein of the present invention is stable including a histidine label and is easily separated and purified. Therefore, it can be widely used for screening various virus growth inhibitors and RNase H enzyme inhibitors.

[발명의속하는기술분야및그분야의종래기술][Technical Fields of the Invention and Prior Art of the Fields]

B형 간염 바이러스는 전세계적으로 3억 정도의 인구가 감염되어 있는 간염의 주된 병원체로서, 사람에 침입하여 급성 또는 만성 간염을 일으킬 뿐만 아니라 간경화 또는 간암으로의 이행에도 관여한다고 한다 (Tiollais and Buenda, Scientific America, 264: 48-54, 1991; Blumberg, B. S., Background and perspective in advances in hepatitis research (F. V. Chisari, ed.) New York : Mason publishing, 1984). 이러한 HBV 에 대해서는 간 질환과의 관련성 및 바이러스의 분자생물학적인 특징 등으로 인하여 많은 연구가 진행되었다.Hepatitis B virus is the main pathogen of hepatitis, which infects about 300 million people worldwide. It is said to invade humans and cause acute or chronic hepatitis, as well as the transition to cirrhosis or liver cancer (Tiollais and Buenda, Scientific America, 264: 48-54, 1991; Blumberg, BS, Background and perspective in advances in hepatitis research (FV Chisari, ed.) New York: Mason publishing, 1984). Much research has been conducted on HBV due to its association with liver disease and molecular biological characteristics of the virus.

HBV 는 헤파드나바이러스 과(Hepadnavirus family)에 속하는 피막을 갖고 있는 DNA 바이러스로서, 뉴클레오캡시드(nucleocapsid)와 중심(core)으로 이루어진 구형의 미세 구조를 가진다. HBV 게놈은 3.2kb 크기에 원형이 아닌 부분적으로 두가닥 사슬을 이룬 DNA 게놈(genome)을 가지며, 이에 여러 유전자가 중복되어 존재한다. 구체적으로 HBV 의 게놈은 중합효소 유전자(P; polymerase), 표면항원 유전자(S; surface protein; pre-S1, pre-S2, S), 중심항원 유전자(C; core protein; pre-C, C), X 단백질 유전자 등의 4가지 유전자로 구성된다. 이들 중 중합효소, 표면항원, 중심항원 유전자는 구조 단백질을 발현하고, X 단백질 유전자는 조절 단백질을 발현하는 것으로 알려져 있다. 이들 중 중합효소 유전자는 전체 바이러스 게놈의 80% 를 차지하고 845개의 아미노산으로 구성된 94kD 크기의 단백질을 생산한다.HBV is a DNA virus with a coating belonging to the Hepadnavirus family, and has a spherical microstructure composed of nucleocapsid and core. The HBV genome has a DNA genome that is partly double stranded, not circular, in 3.2 kb size, with multiple genes overlapping. Specifically, the genome of HBV is polymerase gene (P; polymerase), surface antigen gene (S; surface protein; pre-S1, pre-S2, S), central antigen gene (C; core protein; pre-C, C) And four genes, the X protein gene. Among them, polymerase, surface antigen, and central antigen genes express structural proteins, and X protein genes are known to express regulatory proteins. Among them, the polymerase gene accounts for 80% of the entire viral genome and produces a 94kD protein consisting of 845 amino acids.

HBV 는 비리온 외부의 표면항원 단백질이 간세포 특이 수용체 (specific receptor)에 인식되어 간세포 내로 들어가는데, 이 때 HBV 중합효소 활성에 의해 불완전한 이중나선 DNA 의 나머지 부분이 합성되어 HBV DNA 게놈이 완성된다. 완성된 HBV DNA 게놈은 세포내 RNA 중합효소(RNA polymerase)의 활성에 의하여 3.2kb 의 DNA 주형으로부터 약 3.5kb 의 전게놈(pre-genomic) mRNA 와 중심항원(C), 표면항원(S), 조절 단백질(X) 등의 mRNA 를 생산한다. 이들 mRNA 로부터 바이러스 단백질들이 만들어지며, 이 때 중합효소 단백질은 그의 역전사 활성에 의하여 바이러스 게놈을 합성하는 주형을 만들고 중심항원 단백질 및 전게놈 mRNA 등과 레플리카좀 (replicasome)이라는 구조물을 형성한다. 이를 캡시드화 (encapsidation)라고 하는데, 중합효소 단백질은 3'-말단에 글루탐산이 반복되는 부위의 핵산 친화력으로 캡시드화가 용이하다. 레플리카좀이 형성되면 HBV 중합효소 단백질의 역전사 활성에 의해 마이너스 DNA 사슬이 합성되고, 다시 DNA 의존 DNA 중합효소 활성에 의해 플러스 DNA 사슬이 합성되며 이로부터 전게놈 mRNA 들이 생산된다. 이러한 과정이 반복됨으로써 세포내에 200 - 300개 이상의 게놈 DNA 풀(pool)이 유지되고 다양한 바이러스 단백질이 발현되게 된다 (Tiollais and Buenda, Scientific American, 264: 48-54, 1991; Ganem, D. and Varmus, H. E., Annu. Rev. Biochem., 56: 651-693, 1987 ).In HBV, surface antigen proteins outside virions are recognized by hepatocyte specific receptors and enter into hepatocytes. At this time, the rest of the incomplete double helix DNA is synthesized by HBV polymerase activity to complete the HBV DNA genome. The completed HBV DNA genome is approximately 3.5 kb of pre-genomic mRNA, central antigen (C), surface antigen (S), It produces mRNA such as regulatory protein (X). Viral proteins are made from these mRNAs, wherein the polymerase protein forms a template for synthesizing the viral genome by its reverse transcriptase activity, and forms a structure called a replicatisome with a central antigen protein, a genome mRNA and the like. This is called encapsidation, and the polymerase protein is easily encapsidated by nucleic acid affinity at a site where glutamic acid is repeated at the 3′-end. When replicasomes are formed, negative DNA chains are synthesized by the reverse transcriptase activity of HBV polymerase protein, and positive DNA chains are synthesized by DNA dependent DNA polymerase activity, from which genome mRNAs are produced. This process is repeated to maintain more than 200-300 genomic DNA pools in the cell and to express various viral proteins (Tiollais and Buenda, Scientific American, 264: 48-54, 1991; Ganem, D. and Varmus). , HE, Annu. Rev. Biochem., 56: 651-693, 1987).

HBV 가 DNA 바이러스임에도 불구하고 역전사 단계를 거쳐서 게놈을 복제하는 것은 매우 특징적인 사실이다. 역전사 과정을 거치는 것으로 알려진 바이러스로는 대표적으로 레트로바이러스(retrovirus)가 있는데, 이들이 지니는 중합효소는 DNA 중합효소 활성, RNase H 효소 활성 및 핵산 분해 활성 등의 기능을 동시에 가지는 다기능효소(multifunction enzyme)로 알려져 있다. 특이하게 HBV 중합효소에도 바이러스 게놈이 복제되는데 필요한 일련의 기능들이 포함되어 있다. 즉, 효소 활성으로 ⅰ) 단백질 시발체 (protein primer), ⅱ) RNA 의존 DNA 중합효소(RNA dependent DNA polymerase, RT), ⅲ) DNA 의존 DNA 중합효소 (DNA dependent DNA polymerase, DDDP), ⅳ) RNA 분해효소 (RNase H) 기능 등이 하나의 폴리펩타이드에 존재한다. 이와 같은 HBV 중합효소의 역전사 활성에 대해서는 카프란 (Kaplan) 등이 처음으로 밝혔으며, 이를 통해 HBV 의 복제 기작에 대한 많은 연구가 이루어졌다.Although HBV is a DNA virus, it is very characteristic to replicate the genome through reverse transcription. Viruses known to undergo reverse transcription include retroviruses, which are multifunction enzymes that simultaneously function as DNA polymerase, RNase H enzyme and nucleic acid. Known. Specifically, HBV polymerase also contains a set of functions necessary for the viral genome to replicate. Ie) protein primer, ii) RNA dependent DNA polymerase (RT), iii) DNA dependent DNA polymerase (DDDP), iii) RNA degradation Enzyme (RNase H) function and the like are present in one polypeptide. Kaplan et al. Described the reverse transcriptase activity of HBV polymerase for the first time, and many studies on the replication mechanism of HBV have been made.

상기에서 보듯이 역전사효소(reverse transcriptase)는 공통적으로 RNase H 효소 활성 부위를 갖는 특성이 있고 이들 RNase H 효소 부위는 RNA - DNA 복합체 등을 인식하여 RNA 가닥 만을 선택적으로 가수분해하는 작용을 한다. 역전사효소는 RNase H 효소 활성에 의하여 RNA 주형이 제거되어야만 계속적으로 나머지 DNA 를 합성할 수 있으므로 RNase H 효소 활성은 역전사효소가 작용하는데 필수적인 기능이다. 이러한 RNase H 효소는 레트로바이러스의 역전사효소의 일부분으로 최근에 알려졌지만, 실제로 RNase H 효소는 한센과 스타인에 의해 소의 흉선(calf thymus)에서 처음으로 발견되었고 이후에 다양한 원핵생물 및 진핵생물에서 계속적으로 발견되어 보고된 바 있다 (Stein, Hans and Hausen, P., Science, 166: 393-395, 1969).As shown above, reverse transcriptase has a characteristic of having an RNase H enzyme active site in common, and these RNase H enzyme sites recognize RNA-DNA complexes and the like to selectively hydrolyze only RNA strands. Reverse transcriptase is an essential function for the reverse transcriptase action, since the RNA template can be continuously synthesized only when the RNA template is removed by the RNase H enzyme activity. This RNase H enzyme was recently known as part of the retroviral reverse transcriptase, but in fact RNase H enzyme was first discovered in the calf thymus by Hansen and Stein and subsequently continued in various prokaryotes and eukaryotes. And have been reported (Stein, Hans and Hausen, P., Science, 166: 393-395, 1969).

일반적으로 HBV 중합효소에 존재하는 RNase H 효소 활성 부위는 HBV 중합효소의 아미노 말단에 존재하고, 그의 아미노산 서열 및 염기 서열에 있어서 몰로니 류케미아 바이러스(Moloney murine leukemia virus, MuLV)의 중합효소와 매우 유사하다고 보고되었다 (Radziwill, et al., Journal of Virology, 64(2): 613-620, 1990). 또한, RNase H 효소 활성 부위는 전게놈 RNA 를 제거하여 플러스 가닥 시발체(plus strand primer)로 작용하는 전게놈 RNA 의 5'-말단 올리고머를 형성하는 것으로 알려져 있다. 실제로 돌연변이를 분석하는 실험을 통해 RNase H 효소 단백질에 존재하는 보존 서열(conserved sequence)이 바이러스가 증식하는데 필수적인 서열임이 확인되었다. 또한, 오리 HBV 중합효소의 RNase H 효소 활성 부위를 사용한 돌연변이 분석에 의하면 RNase H 효소 부위가 플러스 가닥 DNA 뿐만 아니라 마이너스 가닥 DNA 의 합성도 저해하고, RNA 가 패키징되는 과정에도 관여하는 것이 확인되었다. 그러나 오리 HBV 중합효소는 인간 HBV 의 전게놈 RNA 에 존재하는 중합효소 부착 부위 (binding region ε)를 인식할 수 없음이 최근에 밝혀졌다.In general, the RNase H enzyme active site present in the HBV polymerase is present at the amino terminus of the HBV polymerase, and is highly similar to that of the Moloney murine leukemia virus (MuLV) in its amino acid sequence and nucleotide sequence. Similar has been reported (Radziwill, et al., Journal of Virology, 64 (2): 613-620, 1990). In addition, the RNase H enzyme active site is known to form a 5'-terminal oligomer of pregenomic RNA that functions as a plus strand primer by removing the pregenomic RNA. Indeed, experiments analyzing mutations have shown that the conserved sequence in the RNase H enzyme protein is essential for the virus to grow. In addition, mutation analysis using the RNase H enzyme active site of duck HBV polymerase confirmed that the RNase H enzyme site inhibited the synthesis of minus strand DNA as well as plus strand DNA, and was involved in the process of RNA packaging. However, it has recently been found that duck HBV polymerase cannot recognize the binding region ε present in the pregenomic RNA of human HBV.

따라서 인간 HBV 및 그의 중합효소의 작용 기작을 이해하기 위하여 오리 HBV 에 대한 연구를 통해 간접적으로 유추하는 외에도 인간 HBV 중합효소 및 그의 일부분인 RNase H 효소 단백질을 이용한 직접적인 연구가 필요하다. 지금까지 인간 HBV 는 그의 백신을 개발하는데 필요한 표면항원과 간암으로의 이행 과정에서 전사 조절 단백질로 작용하는 X 단백질만이 비교적 활발하게 연구되었다. 그러나 B형 간염에 대한 치료제를 개발하는데 중요한 목표가 될 수 있는 HBV 중합효소에 대해서는 거의 연구가 이루어지지 못하였다. 이는 HBV 중합효소가 바이러스 입자와 너무 강하게 결합되어 있어 그의 분리가 어렵고, 그 양도 적을 뿐만 아니라 활성을 가진 중합효소를 얻는 것이 어렵기 때문이었다 (Radziwill, G. et al., Virology, 163: 123-132, 1988). 따라서, 새로운 간염 치료제를 개발하기 위해 HBV 가 감염된 세포주 등을 이용하여 바이러스 증식 억제제를 선별하려는 방법이 주로 이용되어 왔다. 이러한 방법은 HBV 중합효소 또는 그의 RNase H 효소 활성 부위를 직접 이용하여 선별하는 방법보다 그의 개발에 오랜 기간이 필요하고 비용도 많이 들어 현재까지 이렇다 할 효과적인 치료제가 개발되지 못하였다.Therefore, in order to understand the mechanism of action of human HBV and its polymerase, in addition to inferring indirectly through research on duck HBV, a direct study using human HBV polymerase and its RNase H enzyme protein is required. So far, human HBV has been studied relatively actively only with the surface antigen necessary to develop its vaccine and X protein, which acts as a transcriptional regulator protein during the transition to liver cancer. However, little research has been carried out on HBV polymerase, which may be an important goal in developing therapeutics for hepatitis B. This is because HBV polymerase is so strongly bound to viral particles that it is difficult to isolate and obtain a low amount of active polymerase (Radziwill, G. et al., Virology, 163: 123-). 132, 1988). Therefore, in order to develop a novel hepatitis therapeutic agent, a method of selecting a virus proliferation inhibitor using a cell line infected with HBV or the like has been mainly used. This method requires a longer time and costs more than HBV polymerase or a method using the RNase H enzyme active site directly for its development, and thus no effective therapeutic agent has been developed.

이와 같이 HBV 를 연구하는데 있어서 그의 중합효소 및 이로부터 유래한 RNase H 효소가 큰 비중을 차지하므로 이들 단백질을 유전자 재조합 방법으로 대량 생산하기 위한 연구가 지속적으로 시도되어 왔다. 최근에 본 발명자들은 대장균에서 재조합 HBV 중합효소 단백질을 발현시켜 분리하고 그의 효소 활성을 측정하여 특허를 출원한 바 있다 (대한민국 특허출원 제94-3918호 및 제96-33998호 참조). 상기에서 얻은 재조합 중합효소 단백질은 N-말단에 말토스 결합 단백질(maltose binding protein, MBP) 또는 이와 함께 히스티딘 표지가 결합된 융합 단백질 형태로 대장균에서 생산되며, 말토스 결합 단백질 및 히스티딘 친화 컬럼 크로마토그래피를 통해 용이하게 분리·정제될 수 있다. 그러나 지금까지 HBV 중합효소에 존재하는 RNase H 효소 활성 부위만을 독립적으로 유전자 재조합 방법을 이용하여 생산한 연구는 전혀 없었다.Thus, since the polymerase and the RNase H enzyme derived therefrom take a large part in the study of HBV, studies for mass production of these proteins have been continuously attempted. Recently, the present inventors have applied for a patent by expressing and separating recombinant HBV polymerase protein from E. coli and measuring its enzyme activity (see Korean Patent Application Nos. 94-3918 and 96-33998). The recombinant polymerase protein obtained above is produced in Escherichia coli in the form of a maltose binding protein (MBP) at the N-terminus or a histidine-labeled fusion protein, and maltose binding protein and histidine affinity column chromatography. It can be easily separated and purified through. However, up to now, no studies have been conducted on the RNase H enzyme active site in HBV polymerase independently using the recombinant method.

이에 본 발명자들은 효과적인 간염 치료제 등을 개발하는데 이용될 수 있는 HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질을 활성을 가진 독립된 단백질로 생산하기 위하여, 유전자 재조합 방법으로 중합효소 유전자의 3'-말단에 위치하는 RNase H 효소 유전자를 얻어 이를 포함하는 발현 플라스미드를 제조하고, 본 발현 플라스미드를 이용하여 RNase H 효소 단백질을 융합 단백질 형태로 대장균에서 대량 생산하고 이를 아밀로스 컬럼 및 히스티딘 표지 친화 컬럼 등으로 분리·정제하여 HBV 중합효소의 일부분인 RNase H 효소 단백질을 독랍적으로 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors are located at the 3'-end of the polymerase gene by a gene recombination method to produce an RNase H enzyme protein derived from HBV polymerase, which can be used to develop an effective hepatitis therapeutic agent, as an independent protein having activity. Obtained RNase H enzyme gene to prepare an expression plasmid comprising the same, using this expression plasmid mass production of RNase H enzyme protein in E. coli in the form of a fusion protein, separated and purified by amylose column and histidine-labeled affinity column The present invention has been completed by independently preparing the RNase H enzyme protein, which is part of the HBV polymerase.

[발명이이루고자하는기술적과제][Technical Challenges to Invent]

본 발명은 B형 간염 바이러스의 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질을 제공함에 그 목적이 있다. 본 발명은 인간 HBV 중합효소의 아미노 말단에 존재하는 RNase H 효소 단백질을 제공한다.An object of the present invention is to provide an RNase H enzyme protein derived from the polymerase of hepatitis B virus. The present invention provides RNase H enzyme protein present at the amino terminus of human HBV polymerase.

구체적으로 본 발명은 말토스 결합 단백질과 결합한 융합 단백질 형태의 RNase H 효소 단백질을 제공한다. 또한 본 발명은 상기 융합 단백질의 카복시 말단에 히스티딘이 표지된 RNase H 효소 단백질을 제공한다.Specifically, the present invention provides RNase H enzyme protein in the form of a fusion protein bound to maltose binding protein. The present invention also provides a RNase H enzyme protein labeled with histidine at the carboxy terminus of the fusion protein.

또한, 본 발명은 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 대장균에서 생산하는 발현 플라스미드를 제공함에 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide an expression plasmid for producing RNase H enzyme protein of HBV polymerase in Escherichia coli.

구체적으로 본 발명은 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 말토스 결합 단백질과 융합 단백질 형태로 생산하는 발현 플라스미드 pMPRL 을 제공한다.Specifically, the present invention provides an expression plasmid pMPRL that produces RNase H enzyme protein of HBV polymerase in the form of a maltose binding protein and a fusion protein.

또한, 본 발명은 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 히스티딘이 표지되고 말토스 결합 단백질와 결합된 융합 단백질 형태로 생산하는 발현 플라스미드 pMRH 를 제공한다.The present invention also provides an expression plasmid pMRH which produces RNase H enzyme protein of HBV polymerase in the form of a fusion protein labeled with histidine and bound with maltose binding protein.

또한, 본 발명은 상기 형질전환체로부터 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다. 구체적으로 본 발명은 상기 대장균 형질전환체를 배양하여 RNase H 효소 단백질의 발현을 유도한 다음, 그의 조세포 용출액을 얻어 아밀로스 친화 크로마토그래피를 수행하고, 프로티아제 인자 Xa를 처리함으로써 상기 효소 단백질을 제조하는 방법을 제공한다.It is also an object of the present invention to provide a method for preparing RNase H enzyme protein of HBV polymerase from the transformant. Specifically, the present invention is to culture the E. coli transformant to induce the expression of the RNase H enzyme protein, and then obtain the coarse cell eluate thereof to perform amylose affinity chromatography, and the protease factor Xa to treat the enzyme protein It provides a method of manufacturing.

또한, 본 발명은 상기에 더하여 히스티딘 표지 친화 크로마토그래피를 수행함으로써 활성이 증가된 고순도의 HBV 중합효소의 RNase 효소 단백질을 분리·정제한다.In addition, the present invention separates and purifies the RNase enzyme protein of high purity HBV polymerase whose activity is increased by performing histidine-labeled affinity chromatography.

또한, 본 발명에서 얻은 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질은 B형 간염 바이러스의 증식 억제제 및 RNase H 효소 저해제를 선별하는데 사용될 수 있고, 이를 응용하면 효과적인 간염 치료제 등을 개발할 수 있다.In addition, the RNase H enzyme protein of the HBV polymerase obtained in the present invention can be used to select a proliferation inhibitor and RNase H enzyme inhibitor of hepatitis B virus, the application of this can develop an effective hepatitis therapeutic agent.

[발명의구성과작용]Composition and Action of the Invention

본 발명은 B형 간염 바이러스의 중합효소에서 유래한 새로운 RNase H 효소 단백질을 제공한다. 본 발명의 RNase H 효소 단백질은 인간 HBV 중합효소에서 유래한 획기적으로 새로운 효소 단백질로서, 인간 HBV 중합효소에서 유래한 모든 RNase H 효소 단백질은 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.The present invention provides a new RNase H enzyme protein derived from the polymerase of hepatitis B virus. The RNase H enzyme protein of the present invention is a revolutionary new enzyme protein derived from human HBV polymerase, and any RNase H enzyme protein derived from human HBV polymerase may be included in the scope of the present invention.

인간 HBV 중합효소는 그의 아미노 말단에 RNase H 효소 활성을 나타내는 부위가 있는데, 본 발명은 인간 HBV 중합효소 유전자의 3'-말단을 발현 플라스미드에 삽입하고 이를 대장균에서 발현시킴으로써 인간 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 대량으로 생산한다.Human HBV polymerase has a site showing RNase H enzyme activity at its amino terminus. The present invention inserts the 3'-end of the human HBV polymerase gene into an expression plasmid and expresses it in E. coli RNase H of human HBV polymerase. Produce large quantities of enzyme proteins.

본 발명은 HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질을 대장균에서 생산하는 발현 플라스미드를 제공한다.The present invention provides an expression plasmid that produces RNase H enzyme protein derived from HBV polymerase in Escherichia coli.

본 발명은 상기 RNase H 효소 단백질을 말토스 결합 단백질(maltose binding protein, MBP)과 결합한 융합 단백질 형태로 생산할 수 있는 발현 플라스미드 pMPRL 을 제공한다. 구체적으로 HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 부위(subdomain)의 유전자는 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하여 얻는다. 이 때 시발체로 서열번호 1 및 서열번호 2의 염기 서열을 갖는 올리고 뉴클레오타이드를 이용하고 (서열표 1 및 서열표 2 참조), 주형으로 HBV 중합효소 단백질을 말토스 결합 단백질이 융합된 형태로 발현하는 기존의 발현 플라스미드 pMPLX (대한민국 특허출원 제94-3918호)를 이용한다. 상기에서 증폭한 RNase H 효소 유전자를 플라스미드 벡터 pMAL-c2 에 삽입함으로써 발현 플라스미드 pMPRL 를 제조한다 (도 1 참조).The present invention provides an expression plasmid pMPRL capable of producing the RNase H enzyme protein in the form of a fusion protein combined with a maltose binding protein (MBP). Specifically, the gene of the RNase H enzyme subdomain derived from the HBV polymerase is obtained by performing a polymerase chain reaction (PCR). At this time, using oligonucleotides having the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 as a primer (see SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2), and expressing the HBV polymerase protein in the form of fusion of maltose binding protein as a template An existing expression plasmid pMPLX (Korean Patent Application No. 94-3918) is used. The expression plasmid pMPRL was prepared by inserting the RNase H enzyme gene amplified above into the plasmid vector pMAL-c2 (see FIG. 1).

본 발명의 발현 플라스미드 pMPRL 로 대장균을 형질전환시키고 그 형질전환체 NM522/pMPRL 을 1996년 11월 29일에 한국 종균 협회에 기탁하였다 (수탁번호 : KCCM - 10092).E. coli was transformed with the expression plasmid pMPRL of the present invention and the transformant NM522 / pMPRL was deposited with the Korean spawn association on November 29, 1996 (Accession No .: KCCM-10092).

또한, 본 발명은 히스티딘이 표지된 RNase H 효소 단백질을 말토스 결합 단백질과 결합한 융합 단백질 형태로 생산할 수 있는 발현 플라스미드 pMRH 를 제공한다. 구체적으로 본 발명은 기존에 HBV 중합효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMPH (대한민국 특허출원 제96-33998호)를 이용하는데, 이는 기존의 발현 플라스미드 pMPLX (대한민국 특허출원 제94-3918호)의 3'-말단에 6개의 히스티딘 표지를 암호하는 염기 서열을 삽입한 것이다. 본 발명은 발현 플라스미드 pMPH 에서 히스티딘 표지에 해당하는 염기 서열이 포함된 DNA 절편을 얻어, 상기 발현 플라스미드 pMPRL 에 그 DNA 절편을 삽입함으로써 발현 플라스미드 pMRH 를 제조한다 (도 2 참조).The present invention also provides an expression plasmid pMRH capable of producing histidine-labeled RNase H enzyme protein in the form of a fusion protein bound with maltose binding protein. Specifically, the present invention uses the expression plasmid pMPH (Korean Patent Application No. 96-33998), which previously produces HBV polymerase protein, which is 3 'of the existing expression plasmid pMPLX (Korean Patent Application No. 94-3918). The nucleotide sequence encoding six histidine labels is inserted at the end. The present invention obtains a DNA fragment containing the nucleotide sequence corresponding to the histidine label in the expression plasmid pMPH, and inserts the DNA fragment into the expression plasmid pMPRL to prepare the expression plasmid pMRH (see Fig. 2).

본 발명의 발현 플라스미드 pMRH 로 대장균을 형질전환시키고 그 형질전환체 를 1996년 11월 11일에 한국 종균 협회에 기탁하였다 (수탁번호 : KCCM - 10091).E. coli was transformed with the expression plasmid pMRH of the present invention, and the transformant was deposited with the Korean spawn association on November 11, 1996 (Accession No .: KCCM-10091).

본 발명은 상기에서 제조한 발현 플라스미드 및 대장균 형질전환체를 사용하여 HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing an RNase H enzyme protein derived from HBV polymerase using the above-described expression plasmid and E. coli transformants.

구체적으로 본 발명은 상기의 발현 플라스미드로 형질전환시킨 대장균 형질전환체를 배양하여 상기 효소 단백질의 발현을 유도한 다음, 재조합 효소 단백질이 포함된 대장균 세포를 파쇄하여 조세포 용출액을 제조한다. 조세포 용출액을 아밀로스 레진에 통과시켜 말토스가 포함된 완충용액으로 융합 단백질 형태의 RNase H 효소 단백질을 분리시키고, 이때 얻은 재조합 단백질에 프로티아제 인자 Xa(protease factor Xa)를 첨가하여 말토스 결합 단백질에서 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 분리한다.Specifically, the present invention induces the expression of the enzyme protein by culturing E. coli transformants transformed with the above expression plasmid, and then, the E. coli cells containing the recombinant enzyme protein are disrupted to prepare crude cell eluate. The crude cell eluate is passed through amylose resin to isolate RNase H enzyme protein in the form of a fusion protein with a buffer containing maltose, and maltose binding by adding protease factor Xa to the recombinant protein obtained therefrom. Isolate RNase H enzyme protein of HBV polymerase from protein.

이에 더하여, 히스티딘이 표지된 RNase H 효소 단백질은 히스티딘 표지 친화 컬럼인 금속 킬레이팅 친화 컬럼 (metal chelating affinity column) 등을 이용하여 고순도로 용이하게 분리·정제된다. 히스티딘 표지는 발현된 RNase H 효소 단백질이 친화 컬럼 크로마토그래피 등으로 용이하게 분리·정제되게 할뿐만 아니라 단백질이 분해되는 것을 막으므로, 정제 과정 중에 단백질의 효소 활성이 그대로 유지되게 한다.In addition, the histidine-labeled RNase H enzyme protein is easily separated and purified with high purity using a histidine-labeled affinity column, a metal chelating affinity column, or the like. The histidine label not only allows the expressed RNase H enzyme protein to be easily separated and purified by affinity column chromatography or the like, but also prevents the protein from being degraded, thereby maintaining the enzymatic activity of the protein in the course of purification.

상기에서 정제한 RNase H 효소 단백질은 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동 및 웨스턴 블럿 방법을 사용하여 다시 확인한다 (도 3 및 도 4 참조).The RNase H enzyme protein purified above was reconfirmed using SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and Western blot methods (see FIGS. 3 and 4).

본 발명의 RNase H 효소 단백질의 RNA 분해 활성을 확인하기 위하여, RNase H 효소 단백질의 반응 기질로 사용되는 RNA - DNA 복합체를 제조한다. 이 때 DNA 주형으로 플라스미드 pBS 를 변형시킨 플라스미드 pBS-oligo 를 사용한다. 플라스미드 pBS-oligo 에서 T7 프로모터의 하부 102 뉴클레오타이드가 떨어진 제한효소 Sma I 인식 부위를 절단한 다음 T7 RNA 중합효소 및 방사능이 표지된 뉴클레오타이드 등을 이용하여 시험관내 전사 반응을 수행한다. QIAquick 뉴클레오타이드 제거 키트(nucleotide removal kit, QIAGEN)를 사용하여 생성된 102 뉴클레오타이드 길이의 RNA 를 분리한 다음 서열번호 3의 염기 서열을 갖는 합성 DNA 올리고머(43-머)를 가하여 RNA - DNA 복합체를 제조한다 (서열표 3 참조). 이상의 과정을 거쳐 제조한 RNA - DNA 복합체의 구조는 도 5에 나타난 바와 같다.In order to confirm the RNA degradation activity of the RNase H enzyme protein of the present invention, an RNA-DNA complex used as a reaction substrate of the RNase H enzyme protein is prepared. At this time, the plasmid pBS-oligo in which the plasmid pBS was modified with a DNA template is used. The plasmid pBS-oligo cleaves the restriction enzyme Sma I recognition site at which the lower 102 nucleotides of the T7 promoter have been removed, and then performs an in vitro transcription reaction using T7 RNA polymerase and radiolabeled nucleotides. RNA- DNA complexes are prepared by isolating 102 nucleotides of length RNA generated using a QIAquick nucleotide removal kit (QIAGEN) and then adding a synthetic DNA oligomer (43-mer) having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. (See Sequence Table 3). The structure of the RNA-DNA complex prepared through the above process is as shown in FIG. 5.

본 발명에서 제조한 RNase H 효소 단백질의 활성을 확인하기 위하여, 방사능이 표지된 RNA - DNA 복합체를 상기 RNase H 효소 단백질와 함께 반응시켜 상층액에 남아있는 방사능을 신틸레이션 용액(scintillation cocktail) 등을 이용하여 측정한다. 이 때 대조군으로 말토스 결합 단백질을 이용하고, 비교군으로 조세포 용출액 분획, 시판되는 상업용 몰로니 류케미아 바이러스의 역전사효소 등을 이용한다. 그 결과, HBV 중합효소에서 유래한 본 발명의 RNase H 효소 단백질은 상업용 몰로니 류케미아 바이러스의 역전사효소에 존재하는 RNase H 효소에 비하여 약 90% 정도의 RNase H 효소 활성을 나타냄을 확인한다 (도 6 참조).In order to confirm the activity of the RNase H enzyme protein prepared in the present invention, the radioactivity-labeled RNA-DNA complex is reacted with the RNase H enzyme protein to react the remaining radioactivity in the supernatant using a scintillation cocktail or the like. Measure At this time, maltose binding protein is used as a control group, crude cell eluate fraction is used as a comparative group, and commercial transcriptase of commercial Moroni leuchemia virus is used. As a result, it was confirmed that the RNase H enzyme protein of the present invention derived from HBV polymerase showed about 90% of RNase H enzyme activity compared to the RNase H enzyme present in the reverse transcriptase of commercial molecular leukemia virus (FIG. 6).

RNase H 효소 단백질의 효소적 특성을 조사하기 위하여, 다양한 반응 조건에 서의 RNase H 효소 활성을 측정한다. 구체적으로 적당한 완충용액과 방사능이 표지된 RNA - DNA 복합체를 사용하여 반응 조건에 따른 효소 활성을 측정한다.In order to investigate the enzymatic properties of RNase H enzyme protein, RNase H enzyme activity under various reaction conditions is measured. Specifically, RNA-DNA complex labeled with a suitable buffer solution and radioactivity is used to measure enzyme activity according to reaction conditions.

그 결과, 상기 효소 단백질의 양이 증가할수록 RNase H 효소 활성이 높게 나타나고 (도 7 참조), 효소 활성이 나타날 때까지 약 3시간의 반응시간이 필요함을 확인한다 (도 8 참조). 또한, 효소가 작용하는 바람직한 반응 온도는 32 - 42℃ 이며 (도 9 참조), 바람직한 pH 범위는 7.5 에서 8.8 사이로 비교적 넓게 나타난다 (도 10 참조). 또한, 반응 용액 내의 염화칼륨 농도가 20 - 100mM 의 범위에서 (도 11 참조), 마그네슘 농도가 4 - 8 mM 의 범위에서 (도 12 참조) 및 망간 농도가 4 - 12mM 의 범위에서 (도 13 참조) 효소 활성이 바람직하게 나타남을 확인한다.As a result, as the amount of the enzyme protein increases, RNase H enzyme activity is higher (see FIG. 7), and it is confirmed that a reaction time of about 3 hours is required until the enzyme activity appears (see FIG. 8). In addition, the preferred reaction temperature at which the enzyme acts is 32-42 ° C. (see FIG. 9), and the preferred pH range appears relatively wide between 7.5 and 8.8 (see FIG. 10). Further, potassium chloride concentration in the reaction solution is in the range of 20-100 mM (see FIG. 11), magnesium concentration is in the range of 4-8 mM (see FIG. 12) and manganese concentration is in the range of 4-12 mM (see FIG. 13). It is confirmed that the enzyme activity is preferred.

보다 구체적으로, 본 발명의 RNase H 효소 단백질은 최적 온도가 37℃, 최적 pH 가 7.9, 최적 염화칼륨 농도가 40mM, 최적 마그네슘 이온 농도가 4mM 및 최적 망간 이온 농도가 8mM 임을 확인한다.More specifically, the RNase H enzyme protein of the present invention confirms that the optimum temperature is 37 ℃, the optimal pH is 7.9, the optimal potassium chloride concentration is 40mM, the optimal magnesium ion concentration is 4mM and the optimal manganese ion concentration is 8mM.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The following examples illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예 1 발현 플라스미드 pMPRL 의 제조Example 1 Preparation of Expression Plasmid pMPRL

HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질을 생산할 수 있는 발현 플라스미드 pMPRL 을 제조하기 위하여, 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 이용하여 HBV 중합효소 유전자의 3'-말단의 RNase H 효소 활성을 나타내는 부위(subdomain)에 해당하는 DNA 절편을 증폭하였다. 이 때 사용한 5'-말단 시발체는 서열번호 1의 염기 서열을 가지고, 3'-말단 시발체는 서열번호 2의 염기 서열을 가진다 (서열표 1 및 서열표 2 참조). DNA 주형으로 기존의 발현 플라스미드 pMPLX (대한민국 특허출원 제94-3918호)를 이용하고 상기 프라이머로 중합효소 연쇄반응을 수행하여 약 0.5kb 크기의 DNA 절편을 대량으로 확보하였다. 이들 DNA 절편을 제한효소 Xmn I 으로 절단한 플라스미드 벡터 pMAL-c2 와 라이게이션한 다음 제한효소 Eco RI 으로 잘라서 RNase H 효소 유전자에 해당하는 DNA 절편만을 분리해냈다. 이 DNA 절편을 다시 제한효소 Eco RI 으로 자른 플라스미드 벡터 pMAL-c2 와 라이게이션하여 7.2kb 크기의 발현 플라스미드 pMPRL 를 제조하였다 (도 1 참조). 라이게이션된 Eco RI 부위의 염기 서열을 확인하여 플라스미드 벡터 pMAL-c2 의 말토스 결합 단백질 및 RNase H 효소 유전자의 개방 해독틀(open reading frame)이 순서대로 정확하게 연결되었는지 확인하였다.In order to prepare an expression plasmid pMPRL capable of producing RNase H enzyme protein derived from HBV polymerase, 3'-terminal RNase H enzyme activity of the HBV polymerase gene was prepared by polymerase chain reaction (PCR). DNA fragments corresponding to the subdomains were amplified. The 5'-terminal primer used at this time has a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and the 3'-terminal primer has a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (see SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2). As a DNA template, an existing expression plasmid pMPLX (Korean Patent Application No. 94-3918) was used, and a polymerase chain reaction was performed with the primer to obtain a large amount of DNA fragments of about 0.5 kb. These DNA fragments were ligated with the plasmid vector pMAL-c2 digested with restriction enzyme Xmn I and then digested with restriction enzyme Eco RI to isolate only the DNA fragment corresponding to the RNase H enzyme gene. This DNA fragment was again ligated with the plasmid vector pMAL-c2 cut with the restriction enzyme Eco RI to prepare an expression plasmid pMPRL having a size of 7.2 kb (see FIG. 1). The nucleotide sequence of the ligated Eco RI site was confirmed to confirm that the open reading frame of the maltose binding protein of the plasmid vector pMAL-c2 and the RNase H enzyme gene were correctly linked in order.

실시예 2 발현 플라스미드 pMRH 의 제조Example 2 Preparation of Expression Plasmid pMRH

HBV 중합효소에서 유래하고 카복시 말단에 히스티딘이 표지된 RNase H 효소 단백질을 생산할 수 있는 발현 플라스미드 pMRH 를 제조하기 위하여, 히스티딘이 표지된 HBV 중합효소 단백질을 생산하는 기존의 발현 플라스미드 pMPH (대한민국 특허출원 제96-33998호)를 이용하였다. 발현 플라스미드 pMPH 를 제한효소 Bam HI 및 Hind Ⅲ로 절단하여 히스티딘 표지에 해당하는 염기 서열이 포함된 DNA 절편을 확보하였다. 실시예 1에서 제조한 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMPRL 을 제한효소 Bam HI 및 Hind Ⅲ로 절단한 다음, 상기의 과정에서 얻은 6개 히스티딘으로 이루어진 히스티딘 표지의 염기 서열을 포함하는 DNA 절편을 삽입하였다. 그 결과, 말토스 결합 단백질 및 RNase H 효소 단백질이 결합한 융합 단백질의 카복시 말단에 히스티딘이 표지된 새로운 재조합 RNase H 효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMRH 를 제조하였다 (도 2 참조).In order to produce an expression plasmid pMRH derived from HBV polymerase and capable of producing a histidine-labeled RNase H enzyme protein, an existing expression plasmid pMPH which produces histidine-labeled HBV polymerase protein (Korean patent application) 96-33998). The expression plasmid pMPH was digested with restriction enzymes Bam HI and Hind III to obtain a DNA fragment containing the nucleotide sequence corresponding to the histidine label. The expression plasmid pMPRL, which produces the RNase H enzyme protein of the HBV polymerase prepared in Example 1, was digested with restriction enzymes Bam HI and Hind III, and then included the histidine-labeled base sequence consisting of six histidines obtained in the above procedure. DNA fragments were inserted. As a result, an expression plasmid pMRH was produced to produce a new recombinant RNase H enzyme protein labeled with histidine at the carboxy terminus of the fusion protein to which the maltose binding protein and the RNase H enzyme protein bound (see FIG. 2).

실시예 3 HBV 중합효소에서 유래한 RNase H 효소 단백질의 발현 및 분리Example 3 Expression and Isolation of RNase H Enzyme Protein from HBV Polymerase

상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 발현 플라스미드를 이용하여 대장균에서 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 발현시켰다. 본 발명의 발현 플라스미드 pMPRL 및 pMRH 로 대장균 NM522 균주를 형질전환시키고 그 형질전환체를 2× YT 배지에 접종하여 밤새도록 배양하였다. 이를 다시 포도당 (glucose rich) 배지에 1 : 100 으로 희석 접종하여 배양하고, 파장 600nm 에서의 흡광도가 0.5 에 도달하면 최종농도가 0.5mM 이 되도록 IPTG(isopropylthiogalactoside)를 넣고 23℃에서 12시간 동안 더 배양하여 본 발명의 재조합 RNase H 효소 단백질을 발현시켰다.The expression plasmids prepared in Examples 1 and 2 were used to express the RNase H enzyme protein of HBV polymerase in Escherichia coli. E. coli NM522 strains were transformed with the expression plasmids pMPRL and pMRH of the present invention and incubated overnight by inoculating the transformants in 2 × YT medium. This was inoculated again by diluting the glucose (glucose rich) medium with a content of 1: 100, and when the absorbance at the wavelength of 600 nm reached 0.5, the IPTG (isopropylthiogalactoside) was added so that the final concentration was 0.5mM and further incubated at 23 ° C for 12 hours. To express the recombinant RNase H enzyme protein of the present invention.

상기에서 얻은 세포 배양액을 3,000rpm 에서 10분 동안 원심분리한 다음 컬럼 완충용액(10mM 트리스-염산, pH7.4, 200mM 염화나트륨, 1mM EDTA) 10ml 로 세포 펠렛을 씻고 다시 원심분리하여 펠렛을 현탁시켰다. 이를 얼리고 녹이는 과정(freeze and thaw)을 4회 반복한 다음 10초간 3회의 초음파(sonication)를 이용하여 세포를 파쇄시켰다. 상기의 과정에서 제조한 조세포 용출액을 4℃에서 30분간 13,000rpm 에서 원심분리한 다음 상층액을 분리하고, 다시 이 과정을 3번 반복하여 원심분리하고 상층액을 아밀로스 레진에 통과시켰다. 상기 컬럼은 50배의 컬럼 완충용액으로 레진을 씻어준 다음 10mM 말토스가 포함된 완충용액으로 융합 단백질 형태의 RNase H 효소 단백질을 분리시켰다. 정제된 단백질에 다시 프로티아제 인자 Xa 를 첨가하여 말토스 결합 단백질에서 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질을 분리하였다.The cell culture solution obtained above was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, and then the cell pellet was washed with 10 ml of column buffer (10 mM Tris-hydrochloric acid, pH7.4, 200 mM sodium chloride, 1 mM EDTA) and centrifuged again to suspend the pellet. The procedure of freezing and thawing (freeze and thaw) was repeated four times, and then the cells were disrupted using three sonications for 10 seconds. The crude cell eluate prepared in the above process was centrifuged at 13,000 rpm for 30 minutes at 4 ° C., and then the supernatant was separated. This process was repeated three times, and the supernatant was passed through amylose resin. The column was washed with a 50-fold column buffer solution, and then RNase H enzyme protein in the form of a fusion protein was isolated with a buffer containing 10 mM maltose. The protease factor Xa was further added to the purified protein to separate the RNase H enzyme protein of the HBV polymerase from the maltose binding protein.

또한, 본 발명의 발현 플라스미드 pMRH 로부터 생산되는 RNase H 효소 단백질은 단백질의 카복시 말단에 히스티딘 표지를 가지고 있으므로 히스티딘 표지 친화 컬럼을 이용하여 분리·정제하였다. 히스티딘 표지 친화 컬럼에 사용하는 레진(Ni-NTA, QIAGEN)을 초음파파쇄(sonication) 완충용액 (50mM 인산나트륨, pH8.0, 300mM 염화나트륨)으로 활성화시킨 다음, 활성화된 레진을 직경 약 1cm 정도의 유리관에 4 - 5ml 부피로 충전시켰다. 상기에서 얻은 단백질 시료를 0.1ml/분의 유속으로 컬럼에 통과시키고 다음 단백질 시료의 100 - 200 배 부피에 해당하는 세척 완충용액(50mM 인산나트륨, pH6.0, 300mM 염화나트륨, 10% 글리세롤)으로 컬럼을 충분히 씻어주었다. 다음 이미다졸(imidazole) 시약이 농도 구배 0.01 - 0.5M 로 포함된 세척 완충용액을 제조하여 순차적으로 컬럼을 통과시킴으로써 재조합 단백질을 용출시켰다.In addition, since the RNase H enzyme protein produced from the expression plasmid pMRH of the present invention has a histidine label at the carboxy terminus of the protein, it was isolated and purified using a histidine labeled affinity column. Resin (Ni-NTA, QIAGEN) used in histidine-labeled affinity column was activated with sonication buffer solution (50mM sodium phosphate, pH8.0, 300mM sodium chloride), and then the activated resin was about 1 cm in diameter. To a volume of 4-5 ml. The protein sample obtained above was passed through the column at a flow rate of 0.1 ml / min and the column with wash buffer solution (50 mM sodium phosphate, pH6.0, 300 mM sodium chloride, 10% glycerol) corresponding to a volume of 100-200 times the next protein sample. Rinse enough. Next, the recombinant protein was eluted by preparing a wash buffer containing an imidazole reagent having a concentration gradient of 0.01 to 0.5 M and sequentially passing the column.

그 결과, HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질은 이미다졸 50mM 농도에서 히스티딘 표지 친화 컬럼으로부터 유리되어 분리·정제되었다. 정제된 HBV 중합효소의 RNase H 단백질을 SDS-폴리아크릴아미드 젤 전기영동 및 웨스턴 블럿을 수행하여 확인하였다 (도 3 및 도 4 참조).As a result, the RNase H enzyme protein of the HBV polymerase was released from the histidine-labeled affinity column at imidazole 50 mM concentration and separated and purified. The RNase H protein of purified HBV polymerase was confirmed by performing SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and western blot (see FIGS. 3 and 4).

실시예 4 RNase H 효소 단백질의 반응 기질의 제조Example 4 Preparation of Reaction Substrates of RNase H Enzyme Proteins

본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성을 확인하기 위하여, RNase H 효소 단백질의 반응 기질로 사용되는 RNA - DNA 복합체를 T7 RNA 중합효소를 이용한 시험관내 전사 반응으로 제조하였다. 런-오프 전사체(Run-off transcript)의 제조에 사용되는 DNA 주형으로는 플라스미드 pBS 를 변형시킨 플라스미드 pBS-oligo 를 사용하였다. 플라스미드 pBS-oligo 로 대장균을 형질전환시켜 그 형질전환체를 배양한 다음 알칼리 라이시스(alkaline lysis) 방법으로 플라스미드 pBS-oligo 를 대량으로 분리·정제하였다. 플라스미드 pBS-oligo 에는 제한효소 Sma I 인식 부위가 T7 프로모터의 하부 102 뉴클레오타이드가 떨어진 곳에 위치한다.In order to confirm the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention, RNA-DNA complex used as a reaction substrate of the RNase H enzyme protein was prepared by in vitro transcription reaction using T7 RNA polymerase. As a DNA template used to prepare a run-off transcript, plasmid pBS-oligo modified with plasmid pBS was used. E. coli was transformed with the plasmid pBS-oligo, and the transformant was cultured. The plasmid pBS-oligo was isolated and purified in a large amount by alkaline lysis. In the plasmid pBS-oligo, the restriction enzyme Sma I recognition site is located at the lower 102 nucleotides of the T7 promoter.

제한효소 Sma I 으로 절단한 플라스미드 pBS-oligo 는 0.7% 아가로스 젤에서 전기영동한 다음 용출시켜 시험관내 전사 반응에 사용하였다. 시험관내 전사 반응은 30μl 멸균 증류수, 20μl 5× 반응 완충용액 (200mM 트리스-염산, pH7.5, 30mM 염화마그네슘, 10mM 스퍼미딘, 50mM 염화나트륨), 10μl DTT, Sma I으로 절단된 플라스미드 pBS-oligo 2-5μg 을 포함하는 10μl, 5μl 2.5mM ATP, 5μl 2.5mM GTP, 5μl 2.5mM UTP, 5μl 0.1mM CTP, 3μl RNasin, 5μl [35P]CTP 50μCi, 2μl T7 RNA 중합효소를 시험관에 넣고 잘 섞어준 다음 전체 반응 부피를 100μl 로 하여 37℃ 에서 1시간 내지 2시간 동안 반응시켰다. 다음 QIAquick 뉴클레오타이드 제거 키트(nucleotide removal kit, QIAGEN)를 사용하여 생성된 102 뉴클레오타이드 길이의 RNA 를 분리하고, 이들 RNA 의 1 - 5μl의 양을 8M 우레아- 6% TBE 젤에서 전기영동한 다음 젤을 말려서 X-선 필름에 48시간 이상 노출시키고 이를 현상하여 방사능 표지를 확인하였다.Plasmid pBS-oligo digested with restriction enzyme Sma I was electrophoresed in 0.7% agarose gel and then eluted to use in vitro transcription reaction. In vitro transcription reactions were plasmid pBS-oligo 2 digested with 30 μl sterile distilled water, 20 μl 5 × reaction buffer (200 mM Tris-hydrochloric acid, pH7.5, 30 mM magnesium chloride, 10 mM spermidine, 50 mM sodium chloride), 10 μl DTT, Sma I 10 μl, 5 μl 2.5 mM ATP, 5 μl 2.5 mM GTP, 5 μl 2.5 mM UTP, 5 μl 0.1 mM CTP, 3 μl RNasin, 5 μl [ 35 P] CTP 50 μCi, 2 μl T7 RNA polymerase containing -5 μg Next, the total reaction volume was 100 μl and reacted at 37 ° C. for 1 hour to 2 hours. Next, the 102 nucleotide length RNAs generated using the QIAquick nucleotide removal kit (QIAGEN) were isolated, 1-5 μl of these RNAs were electrophoresed on an 8M urea-6% TBE gel and then dried The radiolabel was checked by exposing to the X-ray film for 48 hours or more and developing it.

방사능 표지의 세기가 확인된 102 뉴클레오타이드 길이의 RNA 는 서열번호 3의 염기 서열을 가진 합성 DNA 올리고머(43-머)과 동일한 몰(mole)량으로 섞어준 다음 70 - 80℃에서 3 - 10분간 가열한 다음 상온에서 서서히 온도를 떨어뜨림으로써 방사능이 표지된 RNA - DNA 복합체를 제조하였다 (서열표 3 참조). 이상의 과정을 거쳐 제조한 RNA - DNA 복합체의 구조는 도 5에 나타난 바와 같다.The 102 nucleotide-length RNA, whose strength of the radiolabel was confirmed, was mixed in the same mole amount as the synthetic DNA oligomer (43-mer) having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3, and then heated at 70-80 ° C for 3-10 minutes. Then, by slowly dropping the temperature at room temperature, a radiolabeled RNA-DNA complex was prepared (see SEQ ID NO: 3). The structure of the RNA-DNA complex prepared through the above process is as shown in FIG. 5.

실시예 5 RNase H 효소 단백질의 활성 확인Example 5 Confirmation of Activity of RNase H Enzyme Protein

실시예 3에서 분리·정제한 RNase H 효소 단백질과 실시예 4에서 제조한 방사능이 표지된 RNA - DNA 복합체를 사용하여 HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질의 활성을 확인하였다. 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 활성을 확인하기 위하여 40mM 트리스-염산 (pH 7.9), 4mM 염화마그네슘, 40mM 염화칼륨, RNA - DNA 복합체를 사용하여 본 발명의 RNase H 효소 단백질 1μg을 37℃에서 3시간 동안 반응시킨 다음 50mM EDTA 를 처리하여 반응을 정지시켰다. 그 반응액 중의 일부를 사용하여 동량의 10% 차가운(ice-cold) TCA 를 처리하고 1시간 동안 4℃에서 반응시켰다. 다음 13,000 rpm 으로 4℃에서 15분간 원심분리하여 상층액을 얻고 이중 20μl를 신틸레이션 용액(scintillation cocktail)과 섞어 방사능을 측정하였다.The activity of RNase H enzyme protein of HBV polymerase was confirmed using the RNase H enzyme protein isolated and purified in Example 3 and the radiolabeled RNA-DNA complex prepared in Example 4. To confirm the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention, 1 μg of the RNase H enzyme protein of the present invention was used at 37 ° C. for 3 hours using 40 mM tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 4 mM magnesium chloride, 40 mM potassium chloride, and RNA-DNA complex. The reaction was stopped by treatment with 50 mM EDTA. Some of the reaction solution was used to treat the same amount of 10% ice-cold TCA and reacted at 4 ° C. for 1 hour. Next, the supernatant was obtained by centrifugation at 4 ° C. for 15 minutes at 13,000 rpm, and 20 μl of the mixture was mixed with a scintillation cocktail to measure radioactivity.

대조군으로 HBV 중합효소 RNase H 효소 단백질과 결합시켰던 말토스 결합 단백질 (maltose binding protein)만을 이용하여 RNase H 효소 단백질의 활성을 동일한 조건에서 확인한 결과 방사능이 나타나지 않았다. 또한, 동일한 조건으로 실시예 2 에서 얻은 조세포 용출액 분획, 시판되는 상업용 몰로니 류케미아 바이러스의 역전사효소, 발현 플라스미드 pMPRL 로부터 발현된 단백질을 아밀로스 컬럼으로 분리·정제한 단백질 및 발현 플라스미드 pMRH 로부터 발현된 단백질을 1차로 아밀로스 컬럼으로 정제하고 2차로 히스티딘 표지 친화 컬럼으로 분리·정제한 재조합 단백질 등에서 각각 RNase H 효소 활성을 비교해 보았다. 그 결과, HBV 중합효소의 RNase H 효소 단백질의 활성은 상업용 몰로니 류케미아 바이러스의 역전사효소에 존재하는 RNase H 효소 활성의 90% 정도인 것으로 나타났다 (도 6 참조).As a control, the activity of RNase H enzyme protein using only maltose binding protein, which was bound to HBV polymerase RNase H enzyme protein, was confirmed under the same conditions. In addition, the crude cell eluate fraction obtained in Example 2, the reverse transcriptase of commercially available commercial Molecular Leukemia virus, and the protein expressed from the expression plasmid pMPRL were separated and purified by amylose column and expressed from the expression plasmid pMRH. Proteins were first purified on an amylose column and secondly, RNase H enzyme activity was compared in recombinant proteins isolated and purified on histidine-labeled affinity columns. As a result, the activity of the RNase H enzyme protein of the HBV polymerase was found to be about 90% of the RNase H enzyme activity present in the reverse transcriptase of the commercial Molecular Leukemia virus (see Figure 6).

실시예 6 효소의 양에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 6 Changes in Activity of RNase H Enzyme Protein According to the Amount of Enzyme

반응 조건에 따라 RNase H 효소 단백질의 활성이 변화되는 양상을 조사하기 위하여, 본 발명의 RNase H 효소 단백질을 조건을 변화시키면서 반응시켜 활성을 측정하였다. 구체적으로 40mM 트리스-염산(pH 7.9), 4mM 염화마그네슘, 40mM 염화칼륨, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체를 사용하여 37℃에서 3시간 동안 반응시키는 표준 반응조건에서 본 발명의 RNase H 효소 단백질의 양을 0 - 1.6μg 으로 변화시키면서 효소 활성을 측정하였다. 그 결과, 상기 효소 단백질의 양이 증가할수록 높은 RNase H 효소 활성이 나타났다 (도 7 참조).In order to investigate the behavior of the activity of the RNase H enzyme protein changes depending on the reaction conditions, the activity of the RNase H enzyme protein of the present invention was reacted while changing the conditions. Specifically, the amount of RNase H enzyme protein of the present invention was reduced to 0 under standard reaction conditions using 40 mM tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 4 mM magnesium chloride, 40 mM potassium chloride, 30,000 cpm RNA-DNA complex for 3 hours at 37 ° C. Enzyme activity was measured while changing to 1.6 μg. As a result, higher RNase H enzyme activity was observed as the amount of the enzyme protein increased (see FIG. 7).

실시예 7 반응 시간에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 7 Changes in Activity of RNase H Enzyme Protein with Response Time

실시예 6에서와 같은 방법으로 40mM 트리스-염산(pH 7.9), 4mM 염화마그네슘, 40mM 염화칼륨, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체, 1μg RNase H 효소 단백질을 37℃의 표준 반응조건에서 반응시켜 충분히 효소 활성이 나타날 수 있는 반응 시간을 측정하였다. 본 효소 단백질의 활성이 나타나기 위해서는 약 3시간의 반응시간이 필요하였다 (도 8 참조).In the same manner as in Example 6, 40 mM tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 4 mM magnesium chloride, 40 mM potassium chloride, 30,000 cpm RNA-DNA complex, and 1 μg RNase H enzyme protein were reacted under standard reaction conditions at 37 ° C. The reaction time which can be seen was measured. In order for the activity of the enzyme protein to appear, a reaction time of about 3 hours was required (see FIG. 8).

실시예 8 온도에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 8 Changes in Activity of RNase H Enzyme Proteins According to Temperature

실시예 7에서와 같은 방법으로 40mM 트리스-염산(pH 7.9), 4mM 염화마그네슘, 40mM 염화칼륨, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체, 1μg RNase H 효소 단백질을 3시간 반응시키는 표준 반응조건에서 반응 온도를 0 - 52℃ 의 범위에서 변화시키면서 RNase H 효소 활성을 측정한 결과, 효소 활성은 32 - 42℃ 의 비교적 넓은 범위에서 강하게 나타남을 확인하였다 (도 9 참조).In the same manner as in Example 7, 40 mM Tris-HCl (pH 7.9), 4 mM Magnesium Chloride, 40 mM Potassium Chloride, 30,000 cpm RNA-DNA Complex, and 1 μg RNase H Enzyme Protein were reacted at standard reaction conditions at 0- As a result of measuring the RNase H enzyme activity while changing in the range of 52 ° C., it was confirmed that the enzyme activity appeared strongly in a relatively wide range of 32-42 ° C. (see FIG. 9).

실시예 9 pH 에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 9 Changes in Activity of RNase H Enzyme Protein According to pH

실시예 6에서와 같은 방법으로 40mM 트리스-염산, 4mM 염화마그네슘, 40mM 염화칼륨, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체, 1μg RNase H 효소 단백질을 반응 시간 3시간, 반응 온도 37℃ 의 표준 반응조건에서 반응 용액의 pH 를 6.0 에서 10.0 의 범위에서 변화시키면서 RNase H 효소 활성을 측정한 결과, 효소 활성은 pH 7.5 에서 8.8 사이의 범위에서 강하게 나타났다 (도 10 참조).In the same manner as in Example 6, 40 mM Tris-HCl, 4 mM Magnesium Chloride, 40 mM Potassium Chloride, 30,000 cpm RNA-DNA complex, 1 μg RNase H enzyme protein were reacted under standard reaction conditions of standard reaction conditions of 3 hours and 37 ° C. As a result of measuring the RNase H enzyme activity while changing the pH in the range of 6.0 to 10.0, the enzyme activity was strong in the range of pH 7.5 to 8.8 (see Fig. 10).

실시예 10 염화칼륨의 농도에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 10 Changes in Activity of RNase H Enzyme Protein According to Concentration of Potassium Chloride

실시예 6에서와 같은 방법으로 40mM 트리스-염산(pH 7.9), 4mM 염화마그네슘, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체, 1μg RNase H 효소 단백질을 반응 시간 3시간, 반응 온도 37℃ 의 표준 반응조건에서 반응용액 속의 염화칼륨 농도를 0 에서 400mM 로 변화시키면서 RNase H 효소 활성을 측정한 결과, 효소 활성은 반응용액 내의 염화칼륨 농도가 20 - 100mM 의 범위일 때 나타남을 확인하였다 (도 11 참조).In the same manner as in Example 6, 40 mM tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 4 mM magnesium chloride, 30,000 cpm RNA-DNA complex, and 1 μg RNase H enzyme protein were reacted under standard reaction conditions of standard reaction conditions of 3 hours and 37 ° C. As a result of measuring the RNase H enzyme activity while changing the potassium chloride concentration from 0 to 400 mM, it was confirmed that the enzyme activity appeared when the concentration of potassium chloride in the reaction solution was in the range of 20-100 mM (see FIG. 11).

실시예 11 마그네슘 농도에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 11 Activity Changes of RNase H Enzyme Protein According to Magnesium Concentration

실시예 6에서와 같은 방법으로 40mM 트리스-염산(pH 7.9), 40mM 염화칼륨, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체, 1μg RNase H 효소 단백질을 반응 시간 3시간, 반응 온도 37℃의 표준 반응조건에서 반응용액 내의 2가 양이온인 마그네슘 이온(Mg2+) 농도를 0 에서 50mM 로 변화시키면서 RNase H 효소 활성을 측정한 결과, 반응용액 내에 4 - 8 mM 농도의 마그네슘 이온이 존재할 때 가장 높은 RNase H 효소 활성이 나타남을 확인하였다 (도 12 참조).In the same manner as in Example 6, 40mM tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 40mM potassium chloride, 30,000 cpm RNA-DNA complex, and 1μg RNase H enzyme protein were reacted in the reaction solution at standard reaction conditions of reaction time of 3 hours and reaction temperature of 37 ° C. As a result of measuring the RNase H enzyme activity by changing the concentration of magnesium ion (Mg 2+ ), which is a divalent cation, from 0 to 50 mM, the highest RNase H enzyme activity was observed when 4-8 mM magnesium ion was present in the reaction solution. (See FIG. 12).

실시예 12 망간 이온의 농도에 따른 RNase H 효소 단백질의 활성 변화Example 12 Activity Changes of RNase H Enzyme Protein According to Manganese Ion Concentration

실시예 6에서와 같은 방법으로 40mM 트리스-염산(pH 7.9), 40mM 염화칼륨, 30,000 cpm RNA - DNA 복합체, 1μg RNase H 효소 단백질을 반응 시간 3시간, 반응 온도 37℃의 표준 반응조건에서 반응용액 내의 2가 양이온을 망간 이온(Mn2+)으로 대치하여 실험한 결과, 반응용액 내에 4 - 12mM 의 망간 이온이 존재할 때 가장 높은 RNase H 효소 활성이 나타남을 확인하였다 (도 13 참조).In the same manner as in Example 6, 40mM tris-hydrochloric acid (pH 7.9), 40mM potassium chloride, 30,000 cpm RNA-DNA complex, and 1μg RNase H enzyme protein were reacted in the reaction solution at standard reaction conditions of reaction time of 3 hours and reaction temperature of 37 ° C. As a result of replacing the divalent cation with manganese ions (Mn 2+ ), it was confirmed that the highest RNase H enzyme activity appeared when 4-12 mM manganese ions were present in the reaction solution (see FIG. 13).

[발명의효과][Effects of the Invention]

상기에서 보듯이 인간 B형 간염 바이러스의 중합효소에서 유래한 새로운 RNase H 효소 단백질은 온도 32 - 42℃ 범위, pH 7.5 - 8.8 범위, 반응용액 내의 염화칼륨 농도 20 - 100mM 범위, 마그네슘 이온 농도 4 - 8 mM 범위 및 망간 이온 농도 4 - 12mM 범위에서 효소 활성이 크게 나타나는 특성을 갖는다. 이 때, 본 효소 단백질이 작용하는 최적 온도는 37℃, 최적 pH 는 7.9, 최적 염화칼륨 농도는 40mM, 최적 마그네슘 이온 농도는 4mM 및 최적 망간 이온 농도는 8mM 로 나타난다.As shown above, the new RNase H enzyme protein derived from the polymerase of human hepatitis B virus has a temperature range of 32-42 ° C., pH 7.5-8.8, potassium chloride concentration 20-100 mM in the reaction solution, magnesium ion concentration 4-8. Enzyme activity is large in the mM range and 4-12 mM manganese ion concentration. At this time, the optimum temperature of the enzyme protein is 37 ℃, the optimum pH is 7.9, the optimum potassium chloride concentration is 40mM, the optimum magnesium ion concentration is 4mM and the optimum manganese ion concentration is 8mM.

본 발명의 RNase H 효소 단백질은 인간 HBV 중합효소에서 유래한 획기적으로 새로운 RNase H 효소 단백질로서, 대장균에서 대량으로 생산되고 용이하게 분리·정제되며 그 과정에서 효소 활성이 높게 유지된다. 따라서 본 발명의 RNase H 효소 단배질을 이용하면 바이러스 증식 억제제 및 다양한 용도의 RNase H 효소 저해제를 효율적으로 선별할 수 있다.The RNase H enzyme protein of the present invention is a novel novel RNase H enzyme protein derived from human HBV polymerase, which is produced in large quantities in E. coli, easily isolated and purified, and maintains high enzyme activity in the process. Therefore, by using the RNase H enzyme protein of the present invention, it is possible to efficiently select virus growth inhibitors and RNase H enzyme inhibitors for various uses.

또한, 본 발명의 RNase 효소 단백질을 이용하여 선별된 바이러스 증식 저해제 및 RNase H 효소 저해제는 바이러스의 감염으로 유발되는 간염, 간경화 및 간암 등의 치료제로 널리 사용될 수 있다.In addition, the virus growth inhibitor and RNase H enzyme inhibitor selected using the RNase enzyme protein of the present invention can be widely used as a therapeutic agent for hepatitis, liver cirrhosis and liver cancer caused by viral infection.

〔서 열 목 록〕(Sequence list)

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5'-AATTGCGTGC GAGGCGATTG GTTTGGGGCC AGAGTGGGCC AGG-3'5'-AATTGCGTGC GAGGCGATTG GTTTGGGGCC AGAGTGGGCC AGG-3 '

Claims (11)

온도 32 - 42℃, pH 7.5 - 8.8, 염화칼륨 농도 20 - 100mM, 마그네슘 이온 농도 4 - 8mM 또는 망간 이온 농도 4 - 12mM 범위인 반응 용액에서 활성을 나타내는 인간 B형 간염 바이러스의 중합효소에서 유래한 새로운 RNase H 효소 단백질.Novel derivatives derived from polymerases of human hepatitis B virus exhibiting activity in reaction solutions ranging from 32-42 ° C, pH 7.5-8.8, potassium chloride concentration 20-100 mM, magnesium ion concentration 4-8 mM or manganese ion concentration 4-12 mM. RNase H enzyme protein. 제 1항에 있어서, 말토스 결합 단백질과의 융합 단백질 형태인 RNase H 효소 단백질.The RNase H enzyme protein of claim 1 in the form of a fusion protein with a maltose binding protein. 제 2항에 있어서, 카복시 말단에 히스티딘 표지를 포함하는 RNase H 효소 단백질.The RNase H enzyme protein of claim 2 comprising a histidine label at the carboxy terminus. 말토스 결합 단백질과의 융합 단백질 형태인 인간 RNase H 효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMPRL.An expression plasmid pMPRL that produces a human RNase H enzyme protein in the form of a fusion protein with maltose binding protein. 제 4항의 발현 플라스미드 pMPRL 로 형질전환시킨 대장균 형질전환체 (수탁번호 : KCCM - 10092).E. coli transformants transformed with the expression plasmid pMPRL of claim 4 (Accession No .: KCCM-10092). 말토스 결합 단백질과의 융합 단백질 형태이며 카복시 말단에 히스티딘 표지를 포함하는 인간 RNase H 효소 단백질을 생산하는 발현 플라스미드 pMRH.An expression plasmid pMRH in the form of a fusion protein with maltose binding protein and producing a human RNase H enzyme protein comprising a histidine label at the carboxy terminus. 제 6항의 발현 플라스미드 pMRH 로 형질전환시킨 대장균 형질전환체 (수탁번호 : KCCM - 10091).E. coli transformants transformed with the expression plasmid pMRH of claim 6 (Accession No .: KCCM-10091). 제 5항 또는 제 7항의 대장균 형질전환체를 배양하여 RNase H 효소 단백질의 발현을 유도한 다음, 조세포 용출액으로 아밀로스 친화 컬럼 크로마토그래피를 수행하고 이 때 얻은 분획을 프로티아제 인자 Xa 를 처리함으로써 제 1항의 RNase H 효소 단백질을 분리하는 제조방법.The E. coli transformant of claim 5 or 7 is cultured to induce the expression of RNase H enzyme protein, followed by amylose affinity column chromatography with crude cell eluate, and the fractions obtained are treated with protease factor Xa. A method of separating the RNase H enzyme protein of claim 1. 제 9항에 있어서, 제 8항의 대장균 형질전환체를 배양한 경우 이에 더하여 히스티딘 표지 친화 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 고순도로 제 1항의 RNase H 효소 단백질을 분리하는 제조방법.10. The method of claim 9, wherein in the case of culturing the E. coli transformant of claim 8, the RNase H enzyme protein of claim 1 is separated in high purity by performing histidine-labeled affinity column chromatography. 제 9항 또는 제 10항에서 제조한 RNase H 효소 단백질을 RNase H 효소 저해제를 선별하는데 사용하는 용도.Use of the RNase H enzyme protein prepared in claim 9 or 10 for the selection of RNase H enzyme inhibitors. 제 9항 또는 제 10항에서 제조한 RNase H 효소 단백질을 B형 간염 바이러스의 증식 억제제를 선별하는데 사용하는 용도.Use of the RNase H enzyme protein prepared in claim 9 or 10 for screening proliferation inhibitors of hepatitis B virus.
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