KR100378907B1 - Recombinant cpp-32 gene, expression vector containing the same, and method for manufacturing active cpp-32 protein in e.coli by using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided are recombinant CPP(cysteine putative protease)-32 gene, an expression vector containing the same, and a method for manufacturing active CPP-32 protein in E.coli by using the same, thereby simultaneously expressing p12 and p17 subunits and producing active CPP-32 in E.coli massively. CONSTITUTION: A vector pRGT7His7 CPP-32/p12-p17 contains T7 promotor, p12 coding gene, a nucleotide sequence of SEQ ID NO:5 encoding isoleucine-aspartic acid-glutamic acid-phenylalanine, and p17 coding gene. It expresses recombinant CPP-32 protein by bicistronic expression method. A transformed E.coli BL21(DE3)/pRGT7His7 CPP-32/p12-p17(KCTC-0479BP) is obtained by transformation with the above vector. A method for manufacturing the recombinant CPP-32 protein comprises culturing the transformed E.coli, followed by cytolysis, centrifuging the crude lysate to remove insoluble protein, and performing chromatography.

Description

재조합 CPP-32 유전자 및 그를 포함하는 발현벡터 그리고 이들을 이용한 대장균에서의 활성형 CPP-32 단백질의 제조방법.A recombinant Cp-32 gene, an expression vector comprising the same, and a method for producing an active Cp-32 protein in Escherichia coli using the same.

본 발명은 세포의 아팝토시스(Apoptosis)에 관여하는 단백질인 CPP-32 (Cysteine Putative Protease) 의 재조합 유전자, 이를 포함하는 발현벡터 및 상기 발현벡터를 이용한 재조합 CPP-32 단백질의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 활성화시 자가절단 (auto-processing)되는 CPP-32 의 p12 과 p17 단위체(subunit)의 재조합 유전자를 바이시스트로닉(bicistronic) 방식에 의해 발현시킬 수 있는 발현벡터 및 상기 발현벡터를 이용하여 대장균에서 활성형 CPP-32 를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 p12과 p17 단위체를 동시발현시킴으로써 한 개체의 대장균내에서 CPP-32 를 활성화된 형태로 간단하게 대량으로 제조할 수 있다.The present invention relates to a recombinant gene of CPP-32 (Cysteine Putative Protease), a protein involved in apoptosis of cells, an expression vector comprising the same, and a method for producing a recombinant CPP-32 protein using the expression vector. Specifically, using the expression vector and the expression vector capable of expressing recombinant genes of p12 and p17 subunits of CPP-32 which are auto-processed upon activation by a bicistronic method. The present invention relates to a method for producing an active CPP-32 in Escherichia coli, and according to the present invention, by simultaneously co-expressing p12 and p17 monomers, CPP-32 can be easily produced in an activated form in large quantities in an individual E. coli. .

아팝토시스라고 하는 프로그램화된 세포사(programmed cell death)는 다세포 생물에 있어 배의 발생과 면역체계의 발달 과정, 그리고 항상성 유지에 중요한 역할을 한다. 이는 세포의 수축, 염색질(Chromatin) 농축, DNA 절편화 등과 같은 세포의 변화에 관여하는데 최근 암, 자가면역질환, 퇴행성 신경질환등이 아팝토시스와 관계된다는 것이 밝혀지면서 이 현상의 메카니즘에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다(Raff, M. C (1992)Nature356, 397-4001; Vaux, d. L., Haecher, G. and Strasser, A. (1994)Cell76, 777-779).Programmed cell death, called apoptosis, plays an important role in the development of the embryo, the development of the immune system, and the maintenance of homeostasis in multicellular organisms. It is involved in cellular changes such as cell contraction, chromatin enrichment and DNA fragmentation. Active research into the mechanism of this phenomenon has recently been revealed that cancer, autoimmune diseases, and neurodegenerative diseases are related to apoptosis. (Raff, M. C (1992) Nature 356, 397-4001; Vaux, d. L., Haecher, G. and Strasser, A. (1994) Cell 76, 777-779).

현재까지 밝혀진 바에 의하면 아팝토시스 과정에 일단의 프로테아제가 작용하는 것으로 알려져 있다. 고등 포유류 세포의 아팝토시스 과정은 C. 엘레강스 (C. elegans)라는 선충류의 발생과정의 연구결과와 그 결과와 관계된 고등 생물 세포의 비교로부터 시작되었다. 즉 선충류인 C. 엘레강스의 아팝토시스를 주도하여 세포의 사망(death) 에 필수적인 기능을 수행하는 프로테아제인 CED-3 는 포유동물에서 발견된 프로테아제인 ICE, CPP-32와 28% 의 단백질 서열의 동일성을 가지는 것으로 보고되어, 포유동물의 ICE, CPP-32 단백질이 포유동물 세포에서 아팝토시스에 중요한 기능을 수행할 것이라 예견되어 그에 대한 연구가 시작되었다.(Yuan, J. et al. (1993)Cell75, 641-652 ; Miura, m. et al. (1993)Cell75, 653-660).To date, it is known that a group of proteases act in the process of apoptosis. The process of apoptosis in higher mammalian cells began with a study of the development of the nematode, C. elegans , and the comparison of higher biological cells with the results. In other words, CED-3, a protease that plays an essential role in cell death by driving the apoptosis of nematode C. elegans, is composed of ICE, CPP-32, a protease found in mammals, and 28% of the protein sequence. It has been reported to have identity, and studies have begun, predicting that mammalian ICE, CPP-32 proteins will play an important role in apoptosis in mammalian cells. (Yuan, J. et al. (1993) ) Cell 75, 641-652; Miura, m. Et al. (1993) Cell 75, 653-660).

CPP-32 는 CED-3 과는 35%, ICE 와는 30% 단백질 서열 일치성을 가지는 새로운 시스테인 프로테아제로 ICE 보다 CED-3 와 더욱 유사하고, 야마(Yama) 혹은 아포파인(Apopain)으로도 알려져 있는 단백질이다. CPP-32 단백질은 CED-3, ICE 에 비해 N-말단이 비교적 짧고, 자가 절단(Autoprocessing)시 형성되는 두 폴리펩티드 단위체(Subunit) 사이에 존재하는 펩티드 연결 서열(peptide linker sequance)이 결여되어 있다. 또한 ICE와 비교해 볼 때 이 단백질과 기질의 결합과 절단에 필요한 아미노산 잔기인 285번 시스테인, 237번 히스티딘, 179번 아르기닌, 341번 아르기닌 잔기 부위가 잘 보존되어 있다 (Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, E. S. (1994)J. biol. Chem.269, 30761-30764).CPP-32 is a new cysteine protease that has 35% protein sequence identity with CED-3 and 30% protein with ICE, more similar to CED-3 than ICE, also known as Yama or Apopain. Protein. The CPP-32 protein has a relatively short N-terminus compared to CED-3 and ICE, and lacks a peptide linker sequance present between two polypeptide units formed during autoprocessing. Compared with ICE, the amino acid residues 285 cysteine, 237 histidine, 179 arginine and 341 arginine residues, which are necessary for the binding and cleavage of this protein and substrate, are well conserved (Fernandes-Alnemri, T., Litwack). , G. and Alnemri, ES (1994) J. biol. Chem. 269, 30761-30764).

CPP-32 는 190번째 아미노산 잔기에 따라 알파(α), 베타(β) 두가지 이성형(isoform)이 존재하는데 α에서는 아스팜산, β에서는 글라이신 잔기로 이루어져 있다. 전구체(32Kd)는 277개의 아미노산 잔기로 구성되어 있으며 28번 아스팜산-29번 세린 잔기와 175번 아스팜산-176번 세린 잔기 사이가 절단되어 P17(29번∼175번)과 P12(176번∼277번)의 단위체를 형성한다( Nicholson, D. W. et al.(1995)Nature376, 37-43). 이 과정은 세포내에서 자발적으로 일어나는 과정(Autoprocessing)으로 추측되어 지고 있다(Fernandes-Alnemri, T. et al. (1995)Cancer Res.55, 2737-2742). 반면, 테와리 등은 시험관내에서 CPP-32 가 ICE 에 의해 프로세싱되어 활성화됨을 보고하였는데 이는 세포의 아핍토시스(apoptosis)에 이 두 단백질이 밀접하게 관여함을 보여주는 것이다(Tewari, M. et al. (1995)Cell81, 801-809). 또한 CPP-32 유전자를 동물세포나 곤충세포에서 과량 발현시켰을 때 아팝토시스가 일어남이 관찰되었는데, 이러한 사실들은 CPP-32 단백질이 세포의 프로그램화된 괴사에 매우 중요한 기능을 수행함을 시사하여 주는 것이다(Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, E. S. (1994)J. biol. Chem.269, 30761-30764). 또한, 세포가 외부의 환경자극에 반응하여 DNA복구, 유전자의 보전과 이를 위한 감시에 관여하여 사용하는 PARP (poly(ADR-Ribose)polymerase)단백질과의 관계로부터도 그 연관성이 잘 알려져 있다(Wang, Z. Q. et al. (1995)Genes Dev.9, 509-520). 113K 크기의 PARP 는 아팝토시스 과정의 초기단계에 CPP-32 에 의해 216번째 아스팜산 잔기와 217번째 글라이신 잔기 사이에서 특이적으로 절단되어 N-말단에 위치한 징크-핑거(Zinc-finger) DNA 결합 모티프(Motif)와 C-말단의 촉매 영역(Domain)이 분리된다(Nicholson, D. w. et al. (1995)Nature376, 37-43). 이렇게 되면 DNA손상이 발생한 부위에 PARP 의 촉매 영역이 위치될 수 없게 되어 DNA 를 복구하여 게놈을 유지시킬 수 없게 된다. 결과적으로 PARP 가 CPP-32 에의해 불활성화되어 정상적인 기능을 수행하지 못하게 되면 세포내의 엔도뉴클레아제(endonuclease)가 활성화됨으로써 DNA 분절화가 진행되고 따라서 세포 사멸(Cell death)이 일어나게 된다(Tanaka, Y. et al. (1984)J. Biol. Chem.259, 6579-6585). 또한, 아팝토시스가 진행중인 세포에서 바이러스로 부터 유래된 아팝토시스 저해제인 CrmA 유전자를 발현시키면 PARP 의 절단이 관찰되지 않고 세포 사멸이 일어나지 않는데, 이는 ICE 의 특이적인 저해제로 알려져 있었던 CrmA 가 CPP-32 의 활성을 저해하기 때문임이 밝혀졌다. 나아가, 시험관 내(in vitro) 실험에서도 CPP-32 의 특이적 제해제인 테트라펩타이드 알데하이드(Tetrapeptide aldehyde) 형태의 Ac-DEVD-CHO 를 처리하여 CPP-32 활성을 저해하면 아팝토시스 과정이 일어나지 않음을 확인하였다. 이런 사실들은 CPP-32 가 포유동물 세포에서 아팝토시스 과정에 관여함을 시사한다.CPP-32 has two isoforms, alpha (α) and beta (β), depending on the 190th amino acid residue. The precursor (32Kd) is composed of 277 amino acid residues and is cleaved between the 28 asfamnic acid-29 serine residue and the 175 aspalic acid-176 serine residue to form P17 (29-175) and P12 (176-176). 277) (Nicholson, DW et al. (1995) Nature 376, 37-43). This process is thought to be an autoprocessing process within cells (Fernandes-Alnemri, T. et al. (1995) Cancer Res. 55, 2737-2742). On the other hand, Tewari et al. Reported that CPP-32 was processed and activated by ICE in vitro, indicating that the two proteins are closely involved in apoptosis of cells (Tewari, M. et al. (1995) Cell 81, 801-809). Apoptosis was also observed when the CPP-32 gene was overexpressed in animal or insect cells, suggesting that CPP-32 protein plays an important role in the programmed necrosis of cells. Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, ES (1994) J. biol. Chem. 269, 30761-30764. In addition, the relationship is well known from the relationship between PARP (poly (ADR-Ribose) polymerase) protein, which cells use in response to external environmental stimuli, which is involved in DNA repair, gene conservation and monitoring. , ZQ et al. (1995) Genes Dev. 9, 509-520). 113K-sized PARP was specifically cleaved between the 216th asfamnic acid residue and the 217th glycine residue by CPP-32 at the early stage of the apoptosis process to bind the zinc-finger DNA at the N-terminus. Motif and C-terminal catalytic domains are separated (Nicholson, D. w. Et al. (1995) Nature 376, 37-43). In this case, the catalytic region of PARP cannot be located at the site where the DNA damage occurs, and the DNA can not be repaired to maintain the genome. As a result, when PARP is inactivated by CPP-32 and fails to function normally, intracellular endonuclease is activated, leading to DNA fragmentation and thus cell death (Tanaka, Y). et al. (1984) J. Biol. Chem. 259, 6579-6585). In addition, expression of the CrmA gene, a virus-derived apoptosis inhibitor, in apoptosis-producing cells did not result in the cleavage of PARP and no cell death. This is because CrmA, a specific inhibitor of ICE, is known as CPP-. It was found to inhibit the activity of 32. Furthermore, in vitro experiments did not occur when the CPP-32 activity was inhibited by treating AcPPDE-CHO in the form of Tetrapeptide aldehyde, a specific inhibitor of CPP-32. It was confirmed. These facts suggest that CPP-32 is involved in the apoptosis process in mammalian cells.

상기한 사실들로부터 CPP-32 의 활성도를 조절하는 CPP-32 저해제가 개발되면 아팝토시스와 연관된 암, 자가 면역질환, 퇴행성 신경질환 등의 질병 치료제로 사용될 수 있슴이 알려지면서, 많은 연구진들은 CPP-32 를 겨냥한 신약 개발에 연구를 집중하고 있다.In view of the above facts, the development of a CPP-32 inhibitor that modulates the activity of CPP-32 can be used to treat apoptosis-related diseases such as cancer, autoimmune diseases and neurodegenerative diseases. His research focuses on the development of new drugs targeting 32.

이에 본 발명자들은 CPP-32 저해제 등을 개발하는데 사용되는 CPP-32 단백질을 간단한 조작으로 대량으로 제조하기 위하여, p12과 p17 단위체 유전자 각각을 클로닝하고 유전자조작 방법을 이용하여 p12 과 p17 단위체를 바이시스토로닉 방식에 의해 대장균의 한 개체 내에서 발현시킬 수 있는 발현벡터를 제조하고 이를 대장균에서 발현시켜 활성형의 CPP-32 단백질이 대량으로 제조됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors cloned each of the p12 and p17 monomer genes in a simple manner to produce a large amount of CPP-32 protein used to develop a CPP-32 inhibitor, etc. The present invention was completed by preparing an expression vector capable of being expressed in an individual of Escherichia coli by a toronic method and expressing it in Escherichia coli to confirm that a large amount of the active type CPP-32 protein was prepared.

본 발명은 재조합 CPP-32 유전자 및 그를 포함하는 발현벡터 그리고 이들을 이용하여 대장균에서 간단하게 활성형 CPP-32 를 대량으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a recombinant CPP-32 gene, an expression vector comprising the same, and a method for producing an active CPP-32 simply in large quantities in E. coli using the same.

도 1은 CPP-32 (Cysteine Putative Protease) 단백질의 p12 과 p17 단위체를 클로닝하여 본 발명의 발현벡터 pRGT7His7 CPP-32/p12-p17 를 제조하는 과정을 나타낸 것이고, Figure 1 shows the procedure for cloning the p12 and p17 monomer of the CPP-32 (Cysteine Putative Protease) protein to prepare the expression vector pRGT7His7 CPP-32 / p12-p17 of the present invention,

도 2는 본 발명의 발현벡터가 포함하는 CPP-32 단백질의 p12 과 p17 단위체 유전자 사이의 변화된 염기서열을 나타낸 것이고, Figure 2 shows the changed nucleotide sequence between the p12 and p17 monomer gene of the CPP-32 protein included in the expression vector of the present invention,

도 3은 발현된 재조합 CPP-32 단백질을 니켈 친화성 크로마토그라피로 정제한 결과를 전기영동하여 나타낸 것이며, Figure 3 shows the result of electrophoresis of purified recombinant CPP-32 protein by nickel affinity chromatography,

제 1 열 : 16Kda 의 표준 단백질 시료 ;First row: 16Kda standard protein sample;

제 2 열 : 용출된 분획 ;Second row: eluted fraction;

도 4는 본 발명의 방법에 의해 제조된 CPP-32 단백질의 활성을 확인한 결과이다. 4 is a result confirming the activity of the CPP-32 protein prepared by the method of the present invention.

X축에 평행한 선 : 형광 기질만 포함 ;Line parallel to X-axis: contains only fluorescent substrate;

X축에 따라 증가 되는 선 : CPP-32 단백질과 형광 기질을 포함 ;X-axis increasing line: contains CPP-32 protein and fluorescent substrate;

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 p12 과 p17 단위체 중간에 변화된 염기서열을 가지는 재조합 CPP-32 유전자 및 그의 염기서열을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a recombinant CPP-32 gene having a changed base sequence between p12 and p17 units and its base sequence.

또한 본 발명은 p12 단백질 카복시 말단에 이소루신-아스팜산-글루탐산-글루탐산-페닐알라닌 아미노산 서열을 포함하는 재조합 p12 단백질 및 이를 포함하는 재조합 CPP-32 단백질 및 p12의 아미노산 서열을 제공한다.The present invention also provides a recombinant p12 protein comprising an isoleucine-aspam acid-glutamic acid-glutamic acid-phenylalanine amino acid sequence at the p12 protein carboxy terminus and a recombinant CPP-32 protein comprising the same and the amino acid sequence of p12.

또한 본 발명은 재조합 CPP-32 유전자의 p12 과 p17 단위체를 T7 작동유전자에 의해 바이시스트로닉 방식을 이용하여 발현하는 대장균 발현벡터를 제공한다.The present invention also provides an E. coli expression vector expressing the p12 and p17 units of the recombinant CPP-32 gene by a bistronic method by the T7 agonist.

또한 본 발명은 상기 발현벡터로 형질전환시킨 재조합 CPP-32 단백질을 생산하는 대장균 형질전환체를 제공한다.The present invention also provides an E. coli transformant that produces a recombinant CPP-32 protein transformed with the expression vector.

또한 본 발명은 상기 대장균 형질전환체를 이용하여 재조합 CPP-32 단백질을 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a recombinant CPP-32 protein using the E. coli transformant.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 세포의 아팝토시스에 관여하는 CPP-32 단백질을 코드하는 유전자를 분리하기 위하여 인간 간세포 유래의 HepG2 세포를 이용한다.The present invention uses HepG2 cells derived from human hepatocytes to isolate genes encoding CPP-32 proteins involved in cell apoptosis.

구체적으로 HepG2 세포로부터 리보핵산(RNA)을 추출하여 cDNA를 합성하고 이를 주형으로 중합효소 연쇄반응 (Polymerase chain reaction, 이하 'PCR' 이라약칭함)을 수행한다. 한편 CPP-32 유전자의 염기서열 정보 (Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, E. S. (1994)J. biol. Chem.260, 30761-30764) 로부터 CPP-32 유전자에 대응하는 PCR용 시발체(서열 1, 서열 2, 서열 3 및 서열 4 의 염기 서열을 갖는 올리고 뉴클레오타이드)를 합성하여 사용한다.Specifically, ribonucleic acid (RNA) is extracted from HepG2 cells to synthesize cDNA, and a polymerase chain reaction (hereinafter, referred to as 'PCR') is performed as a template. On the other hand, for PCR corresponding to the CPP-32 gene from the nucleotide sequence information of the CPP-32 gene (Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, ES (1994) J. biol. Chem. 260, 30761-30764) A primer (oligonucleotide having the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4) is synthesized and used.

구체적으로 서열 1의 시발체는 CPP-32 의 p12 의 아미노 말단에 해당하는 염기 서열과 제한효소 Nde I 인지 부위를 포함하고, 서열 2의 염기 서열을 가지는 시발체는 제한효소 Cla I 인지 부위와 p12 의 카복시 말단의 염기 서열을 포함한다. 그리고 서열 3의 시발체는 제한효소 Cla I 인지부위, SD서열 (Shine-Dalgarno sequence) 및 종결 코돈에 더하여 CPP-32 의 p17의 아미노 말단의 염기 서열을 포함하고, 서열 4의 시발체는 종결 코돈, 제한효소 Xho I 인지 부위 및 상기 p17의 카복시 말단의 염기 서열을 포함한다.Specifically, the primer of SEQ ID NO: 1 includes a nucleotide sequence corresponding to the amino terminus of p12 of CPP-32 and a restriction enzyme Nde I recognition site, and a primer having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 is a restriction enzyme Cla I recognition site and a carboxy of p12. Terminal nucleotide sequences. And the primer of SEQ ID NO: 3 comprises the base sequence of the amino terminus of p17 of CPP-32 in addition to the restriction enzyme Cla I recognition site, the SD sequence (Shine-Dalgarno sequence) and the termination codon, and the primer of SEQ ID NO: 4 is a stop codon, a restriction The enzyme Xho I recognition site and the nucleotide sequence of the carboxy terminus of p17.

그 결과, 3'쪽에 이소류신-아스팜산-글루탐산-글루탐산-페닐알라닌 펩타이드를 코드하는 서열과 종결코돈을 포함하는 p12 유전자 및 p17 유전자를 분리하였다.As a result, the p12 gene and the p17 gene containing the sequence encoding the isoleucine-aspam acid-glutamic acid-glutamic acid-phenylalanine peptide and the stop codon on the 3 'side were separated.

상기의 과정으로 얻은 CPP-32 의 p12 및 p17 유전자를 T7 작동유전자를 포함하는 플라스미드 벡터 pRGT7His 에 삽입하여 본 발명의 발현 벡터 pRGT7His CPP-32/p12-p17 를 제조한다. 본 발명의 발현 벡터는 CPP-32 유전자의 p12 및 p17 유전자 사이에 변화된 염기 서열을 가지는 재조합 CPP-32 유전자를 포함한다. 구체적으로 재조합 CPP-32 유전자는 p12 및 p17 유전자 사이에 이소류신-아스팜산-글루탐산-글루탐산-페닐알라닌 펩타이드를 코드하는 서열과 종결코돈을 포함하는 서열 5의 염기 서열을 가진다.The expression vector pRGT7His CPP-32 / p12-p17 of the present invention is prepared by inserting the p12 and p17 genes of CPP-32 obtained in the above process into a plasmid vector pRGT7His containing a T7 agonist. The expression vector of the present invention comprises a recombinant CPP-32 gene having a changed base sequence between the p12 and p17 genes of the CPP-32 gene. Specifically, the recombinant CPP-32 gene has a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 including a sequence encoding an isoleucine-aspam acid-glutamic acid-glutamic acid-phenylalanine peptide and a stop codon between p12 and p17 genes.

본 발명의 발현 벡터 pRGT7His CPP-32/p12-p17 를 대장균 BL21(DE3)균주에 형질전환시켜 그 대장균 형질전환체 BL21(DE3)/pRGT7His CPP-32/p12-p17 를 1998년 5월 21일자로 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소 유전자은행에 기탁하였다(수탁번호: KCTC-0479BP).The expression vector pRGT7His CPP-32 / p12-p17 of the present invention was transformed into E. coli BL21 (DE3) strain, and the E. coli transformant BL21 (DE3) / pRGT7His CPP-32 / p12-p17 was transformed on May 21, 1998. It was deposited in the Gene Bank of Korea Institute of Biotechnology, Korea Institute of Science and Technology (Accession No .: KCTC-0479BP).

또한 본 발명은 p12 단백질의 카복시 말단에 이소류신-아스팜산-글루탐산-글루탐산-페닐알라닌의 아미노산 서열을 포함하는 재조합 CPP-32 단백질을 제공한다. 구체적으로 p12 단백질은 서열 6의 아미노산 서열을 포함한다.The present invention also provides a recombinant CPP-32 protein comprising an amino acid sequence of isoleucine-aspam acid-glutamic acid-glutamic acid-phenylalanine at the carboxy terminus of p12 protein. Specifically, the p12 protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.

또한 본 발명은 세포의 아팝토시스에 관여하는 활성형 재조합 CPP-32 단백질의 제조방법을 제공한다. 구체적으로 발현 벡터 pRGT7His7 CPP-32/p12-p17 를 대장균에 형질전환시켜 그 형질전환체에서 본 발명의 재조합 CPP-32 단백질을 간편하게 대량으로 제조한다.The present invention also provides a method for producing an active recombinant CPP-32 protein involved in apoptosis of cells. Specifically, the expression vector pRGT7His7 CPP-32 / p12-p17 is transformed into E. coli, and the recombinant CPP-32 protein of the present invention is conveniently produced in large quantities in the transformant.

본 발명에서는 우선 상기 대장균 형질전환체 BL21(DE3)/pRGT7His CPP-32/p12-p17 를 충분히 배양한 다음 이소프로필티오-β-D-갈락토사이드 (isopropylthio-β-D-galactoside , 이하 “IPTG ”이라 약칭함)를 첨가하여 T7 작동유전자로부터 p12 과 p17 유전자의 발현을 유도한다. 유전자 발현이 유도된 상기 형질전환체를 배양한 후 이를 파쇄하여 조세포액을 얻은 다음 원심분리하여 가용성 단백질만을 모은다. 상기 가용성 단백질을 포함하는 용액을 니켈 아가로즈 칼럼 등에 통과시킨 다음 수지에 흡착된 단백질을 용출시켜 재조합 CPP-32 단백질을 제조한다. 즉, 본 발명의 벡터에 의해 발현되는 단백질에는 7개의 히스티딘 잔기가 포함되어 있어 친화 크로마토그라피를 이용하여 정제한다.In the present invention, the E. coli transformant BL21 (DE3) / pRGT7His CPP-32 / p12-p17 is sufficiently incubated, and then isopropylthio-β-D-galactoside (hereinafter referred to as “IPTG”). Is used to induce the expression of the p12 and p17 genes from the T7 effector. After culturing the transformant in which the gene expression is induced, it is crushed to obtain crude cell solution, and then centrifuged to collect only soluble proteins. A solution containing the soluble protein is passed through a nickel agarose column or the like, and the protein adsorbed on the resin is eluted to prepare a recombinant CPP-32 protein. That is, the protein expressed by the vector of the present invention contains seven histidine residues and is purified using affinity chromatography.

본 발명에 의해 제조된 CPP-32 단백질을 형광 기질과 반응시켜 기질의 분해에 따른 형광도의 변화를 알아본 결과 본 발명의 방법에 의해 제조된 CPP-32 단백질이 그 고유한 성질을 갖고 있는 활성형 단백질임을 확인하였다.When the CPP-32 protein prepared by the present invention was reacted with a fluorescent substrate to find the change in fluorescence according to the degradation of the substrate, the activity of the CPP-32 protein prepared by the method of the present invention has its own properties. It was confirmed that it is a type protein.

본 발명의 재조합 CPP-32 단백질은 CPP-32 단백질의 저해제 탐색, 인터루킨-1β의 생성을 유발하는 면역질환치료제, 항암제, 퇴행성신경질환 치료제 등으로 유용하게 이용될 수 있다.Recombinant CPP-32 protein of the present invention can be usefully used as a search for inhibitors of CPP-32 protein, therapeutic agents for immunological disease, anticancer agents, neurodegenerative diseases and the like, which cause the production of interleukin-1β.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일뿐 발명의 범위를 제한하지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following examples are merely illustrative of the invention and do not limit the scope of the invention.

<실시예 1> CPP-32 유전자의 증폭.Example 1 Amplification of the CPP-32 Gene.

(단계 1) HepG2 세포로부터 cDNA 합성.(Step 1) cDNA synthesis from HepG2 cells.

HepG2 세포로부터 RNA 추출을 콜로진스키등의 방법(Cholozynski, P., et al.(1987)Anal. Biochem. 162, 156)에 따라 다음과 같이 수행하였다. 5×106세포에 1 ml의 RNA 추출액 [4M 구아니디니움 티오시아네이트(Guanidinium thiocyanate), 25mM 소듐 시트레이트(Sodium Citrate), pH 7.0, 0.5% 사코실(Sarcosyl), 0.1M 2-머캅토에탄올(Mercaptoethanol)]을 가하고 진탕시켜 세포막을 파괴시킨 다음 0.8 ml 의 2M 소듐아세테이트 (pH4.0), 0.8mL의 페놀, 1.6ml의 클로로포름-이소아밀알콜(49:1, v/v)을 가하여 잘 혼합한 후 12,000 g, 15분간 4℃에서 원심분리한 후 상층의 수용액을 동일 부피의 이소프로판올이 있는 새용기에 옮기고 -20℃에서 약 1시간 방치한 다음 12,000g, 4℃에서 20분간 원심분리하여RNA 침전물을 얻었다. 이 침전물을 75% 에탄올로 세척한 뒤 진공 건조시키고 20ul의 TE 완충액(10mM 트리스-HCl, pH7.5, 1mM EDTA)에 용존시켰다. cDNA 단선을 합성하기 위해 상기에서 얻은 RNA용액 10ul를 취하여 2ul의 0.1M 메틸머큐리(CH3HgOH)를 가한 다음 상온에서 10분간 방치하여 RNA의 2차 구조를 풀어준 후 2ul의 1M 2-머캅토에탄올을 가하여 5분간 반응시켰다. 여기에 5ul의 10배 농축 역전사 효소 반응 용액 [500mM 트리스-HCl,pH8.3, 750mM KCl, 30mM MgCl2, 10mM 디티오트레이톨(Dithiothreitol)], 2.5ul의 10mM dNTP혼합액(dGTP, dATP, dTTP, dCTP가 각각 10mM), 24ul의 다이에틸피로카보네이트 (Diethylpyrocarbonate, DEPC)가 처리된 증류수, 1.0ul의 RNase 억제제(RNasin, 1U/uL, Promega, U.S.A.), 1ul의 올리고(dT)12-18시발체(oligo(dT)12-18primer, GibcoBRL, U.S.A.)를 가한 다음 상온에서 10분간 방치시켜 RNA주형과 시발체가 잘 붙게한 다음 2.5ul의 역전사효소(18U/ul, Superscript RNase H-Reverse transcriptase, BRL, U.S.A.)를 가하여 37℃에서 1시간 반응시켜 cDNA가닥을 합성하였다.RNA extraction from HepG2 cells was performed according to the method of Cologinski et al. (Cholozynski, P., et al. (1987) Anal. Biochem . 162, 156). 1 ml of RNA extract in 5 × 10 6 cells [4M Guanidinium thiocyanate, 25 mM Sodium Citrate, pH 7.0, 0.5% Sarcosyl, 0.1M 2-mer Mercaptoethanol] was added and shaken to break the cell membrane, followed by 0.8 ml of 2M sodium acetate (pH4.0), 0.8 ml of phenol, and 1.6 ml of chloroform-isoamyl alcohol (49: 1, v / v). After mixing well and centrifuged at 12,000 g for 15 minutes at 4 ° C, the aqueous solution of the upper layer was transferred to a new container with the same volume of isopropanol, and left at -20 ° C for about 1 hour, followed by centrifugation at 12,000g at 4 ° C for 20 minutes. Isolation gave RNA precipitate. The precipitate was washed with 75% ethanol and then dried in vacuo and dissolved in 20ul of TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH7.5, 1 mM EDTA). In order to synthesize cDNA disconnection, 10ul of the RNA solution obtained above was taken, 2ul of 0.1M methyl mercury (CH 3 HgOH) was added and left at room temperature for 10 minutes to release the secondary structure of RNA, followed by 2ul of 1M 2-mercapto. Ethanol was added and reacted for 5 minutes. 5 μl of 10-fold concentrated reverse transcriptase reaction solution [500 mM Tris-HCl, pH8.3, 750 mM KCl, 30 mM MgCl 2 , 10 mM Dithiothreitol], 2.5 ul 10 mM dNTP mixture (dGTP, dATP, dTTP) , dCTP 10mM), distilled water treated with 24ul diethylpyrocarbonate (DEPC), 1.0ul RNase inhibitor (RNasin, 1U / uL, Promega, USA), 1ul oligo (dT) 12-18 primer (oligo (dT) 12-18 primer, GibcoBRL, USA) was added and allowed to stand at room temperature for 10 minutes to allow RNA template and primer to adhere well, followed by 2.5ul reverse transcriptase (18U / ul, Superscript RNase H-Reverse transcriptase, BRL). , USA) was added and reacted at 37 ° C for 1 hour to synthesize cDNA strands.

(단계 2) 시발체의 합성.(Step 2) Synthesis of the primer.

CPP-32 유전자를 중합효소 연쇄반응을 이용해 상기 단계 1에서 얻은 cDNA로 부터 얻기 위해 다음과 같은 시발체들을 핵산합성기(DNA Synthesizer, Applied Biosystems Inc., U.S.A.)를 이용하여 합성하였다.To obtain the CPP-32 gene from the cDNA obtained in step 1 using a polymerase chain reaction, the following primers were synthesized using a DNA synthesizer (DNA Synthesizer, Applied Biosystems Inc., U.S.A.).

CPP-32 의 염기서열 정보 (Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, E. S. (1994)J. biol. Chem.260, 30761-30764) 로부터 CPP-32 유전자에대응하는 PCR용 시발체(서열 1, 서열 2, 서열 3 및 서열 4, 서열목록 참조)의 염기 서열을 갖는 올리고 뉴클레오타이드를 합성하여 사용하였다. 구체적으로 서열 1의 시발체는 CPP-32 의 p12 단위체의 아미노 말단에 해당하는 염기 서열과 제한효소 Nde I인지 부위를 포함하고, 서열 2의 염기 서열를 가지는 시발체는 제한효소 Cla I 인지 부위와 상기 p12 단위체의 카복시 말단의 염기 서열을 포함한다.그리고 서열 3의 시발체는 제한효소 Cla I 인지부위, SD서열 (Shine-Dalgarno sequence) 및 종결 코돈에 더하여 p17 단위체의 아미노 말단의 염기 서열을 포함하고 ,서열 4의 시발체는 종결 코돈, 제한효소 Xho I 인지부위 및 상기 p17 단위체의 카복시 말단의 염기 서열을 포함한다.Primer for PCR corresponding to CPP-32 gene from CPP-32 base information (Fernandes-Alnemri, T., Litwack, G. and Alnemri, ES (1994) J. biol. Chem. 260, 30761-30764) Oligonucleotides having the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4, see Sequence Listing) were synthesized and used. Specifically, the primer of SEQ ID NO: 1 includes a nucleotide sequence corresponding to the amino terminus of the p12 unit of CPP-32 and a restriction enzyme Nde I recognition site, and a primer having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 is a restriction enzyme Cla I recognition site and the p12 monomer And the primer of SEQ ID NO: 3 comprises the amino terminal nucleotide sequence of the p17 unit in addition to the restriction enzyme Cla I recognition site, the SD sequence (Shine-Dalgarno sequence) and the termination codon, SEQ ID NO: 4 The primers of include the stop codon, restriction enzyme Xho I recognition site and the nucleotide sequence of the carboxy terminus of the p17 monomer.

(단계 3) CPP-32 유전자의 분리.(Step 3) Isolation of CPP-32 Gene.

CPP-32 유전자를 증폭하기 위해, 서열 1과 서열 2의 한쌍의 시발체 및 서열 3과 서열 4의 한쌍의 시발체를 사용하여 중합효소 연쇄반응을 수행하였다. 반응튜브에 상기 단계 2에서 얻은 각각의 시발체 2ug을 넣은 다음 상기 단계 1에서 얻은 HepG2 세포 cDNA 1ng을 주형으로 넣고 10㎕의 10배 중합완충용액(500mM KCl, 100mM 트리스-HCl, pH 9.0, 1% 트리톤 X-100, 2.5mM MgCl2), 10㎕의 2mM dNTP(각 2mM dGTP, 2mM dATP, 2mM dCTP, 2mM dTTP) 2.5단위체 Taq 중합효소와 증류수를 가하여 총 부피를 100㎕로 한 후 95℃에서 1분(변성단계), 55℃에서 40초(담금단계), 72℃에서 2분(중합단계)의 조건으로 PCR 을 40회 실시하였다. 그 결과, 서열 6의 아미노산 서열을 코드하는 p12 단위체의 유전자(이하 '단편 p12'이라 칭함) 및 p17 단위체의 유전자(이하 '단편 p17'이라 칭함)를 얻었다(서열목록 참조).To amplify the CPP-32 gene, a polymerase chain reaction was performed using a pair of primers of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 and a pair of primers of SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4. Put 2ug of each primer obtained in step 2 into the reaction tube, and add 1ng of HepG2 cell cDNA obtained in step 1 as a template, and add 10μl of 10-fold polymerization buffer solution (500mM KCl, 100mM Tris-HCl, pH 9.0, 1%). Triton X-100, 2.5mM MgCl 2 ), 10µl of 2mM dNTP (2mM dGTP, 2mM dATP, 2mM dCTP, 2mM dTTP) 2.5 unit Taq polymerase and distilled water were added to make the total volume 100µl and then at 95 ° C. PCR was carried out 40 times under conditions of 1 minute (denatured step), 40 seconds at 55 ° C (soaking step), and 2 minutes (polymerization step) at 72 ° C. As a result, a gene of p12 unit (hereinafter referred to as "fragment p12") and a gene of p17 unit (hereinafter referred to as "fragment p17") encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 were obtained (see sequence list).

<실시예 2> 재조합 CPP-32 유전자를 포함하는 발현벡터의 제조.Example 2 Preparation of an Expression Vector Comprising a Recombinant CPP-32 Gene.

플라스미드 pRGT7His7 [T7 작동 유전자를 가지는 대장균용 벡터(Hyun-ho Chung (1993)Science259, 806)에 삽입되는 유전자의 아미노말단에 7개의 히스티딘 잔기가 융합되도록 조작한 플라스미드] 2ug 을 제한효소 Nde I과 Xho I으로 NEB 완충용액 2(50mM NaCl, 10mM 트리스-HCl, 10mM MgCl2, 1mM 디티오트레이톨, pH 7.9)의 조건에서 완전 절단한 다음 1% 아가로스젤로 전기영동 분리하여 2.8Kb 핵산 절편을 얻었으며 이를 '단편 pRGT7His7 -N/X'라 명명하였다.2 ug of the plasmid pRGT7His7 [plasmid engineered to fuse seven histidine residues at the amino terminus of the gene inserted into the E. coli vector (Hyun-ho Chung (1993) Science 259, 806) having the T7 effector gene] 2.8 Kb nucleic acid fragments were completely cleaved with Xho I under conditions of NEB buffer 2 (50 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothitol, pH 7.9), followed by electrophoresis with 1% agarose gel. And was named 'fragment pRGT7His7-N / X'.

한편 상기 실시예 1의 단계 3에서 얻은 단편 p12 2ug 을 제한효소 Nde I과 Cla I 으로 NEB 완충용액 2(50mM NaCl, 10mM 트리스-HCl, 10mM MgCl2, 1mM 디티오트레이톨, pH 7.9)의 조건에서 완전 절단한 다음 7% 아크릴아마이드 젤로 전기영동 분리하여 약 350 염기쌍의 핵산 절편을 얻어 이 단편을 '단편 p12-N/C' 이라 명명하였다.Meanwhile, the fragment p12 2ug obtained in step 3 of Example 1 was subjected to the conditions of NEB buffer 2 (50 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothitol, pH 7.9) using restriction enzymes Nde I and Cla I. After complete cleavage, the resultant was subjected to electrophoresis separation with 7% acrylamide gel to obtain nucleic acid fragments of about 350 base pairs. The fragment was named 'fragment p12-N / C'.

상기 실시예 1의 단계 3에서 얻은 '단편 p17' 2ug 을 제한효소 Cla I과 Xho I 으로 NEB 완충용액 2(50mM NaCl, 10mM 트리스-HCl, 10mM MgCl2, 1mM 디티오트레이톨,pH 7.9)의 조건에서 완전 절단한 다음 7% 아크릴아마이드 젤로 전기영동 분리하여 400 염기쌍의 핵산 절편을 얻었다. 이하 이 단편을 '단편 p17-C/X' 이라 칭한다.2ug of the fragment 'p17' obtained in step 3 of Example 1 was used as the restriction enzymes Cla I and Xho I of NEB buffer solution 2 (50 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, pH 7.9). After complete cleavage under the conditions, electrophoresis separation was performed using 7% acrylamide gel to obtain 400 base pair nucleic acid fragments. This fragment is hereinafter referred to as 'fragment p17-C / X'.

접합반응 튜브에 상기에서 얻은 100ng의 단편 p12-N/C, 100ng의 단편 p17-C/X 과 단편 pRGT7His7 -N/X 을 넣은 다음, 2㎕의 10배 접합반응용액(50mM 트리스-HCl(pH 7.8), 10mM MgCl2, 10mM 디티오트레이톨, 1mM ATP, 25㎍/ml 소혈청 알부민), 10 단위체의 T4 DNA 리가제와 총 부피가 20㎕가 되도록 증류수를 가한다음 16℃에서 12시간 반응시켰다.Put 100ng fragment p12-N / C, 100ng fragment p17-C / X and fragment pRGT7His7-N / X in the conjugation reaction tube, and then 2µl of 10-fold conjugation solution (50mM Tris-HCl (pH). 7.8), 10 mM MgCl 2 , 10 mM dithiothreitol, 1 mM ATP, 25 μg / ml bovine serum albumin), 10 units of T4 DNA ligase and distilled water to a total volume of 20 μl, followed by 12 hours of reaction at 16 ° C. I was.

반응이 끝난 뒤 대장균 HB101 균주(ATCC 33694)에 형질전환시켜 CPP-32 유전자를 포함한 대장균 발현벡터 pRGT7His7 CPP-32/p12-p17를 얻었다.After the reaction, E. coli HB101 strain (ATCC 33694) was transformed to obtain an E. coli expression vector pRGT7His7 CPP-32 / p12-p17 containing the CPP-32 gene.

상기 과정의 재조합 플라스미드 pRGT7His7 CPP-32/p12-p17에 클로닝된 cDNA 단편의 염기서열은 생거 등 (Sanger, F., et al. (1977).PNAS U.S.A74, 5463)의 방법에 따라 염색 회로 서열결정 시스템(Dye Cycle Sequencing System, 미국 Applied Biosystems사)을 이용하여 확인하였고 ABI 377 DNA 염기서열기(미국 Applied Biosystems사)로 분석하였다.The nucleotide sequence of the cDNA fragment cloned into the recombinant plasmid pRGT7His7 CPP-32 / p12-p17 in the above process was stained circuit sequence according to the method of Sanger et al. (Sanger, F., et al. (1977). PNAS USA 74, 5463). It was confirmed using a determination system (Dye Cycle Sequencing System, Applied Biosystems, USA) and analyzed by ABI 377 DNA sequencer (Applied Biosystems, USA).

선별된 플라스미드 pRGT7His7 CPP-32/p12-p17을 발현 숙주인 대장균 BL21(DE3) 균주(Novagen Inc., Madison WI53711, U.S.A.)에 형질전환시켰다.Selected plasmid pRGT7His7 CPP-32 / p12-p17 was transformed into an expression host E. coli BL21 (DE3) strain (Novagen Inc., Madison WI53711, U.S.A.).

<실시예 3> 대장균에서 CPP-32 유전자의 발현.Example 3 Expression of CPP-32 Gene in Escherichia Coli.

상기 실시예 2에서 얻은 재조합 대장균 세포를 50ug/ml 의 엠피실린(Ampicillin)과 25ug의 클로람페니콜(Chloramphenicol)이 함유된 액체 루리아 (Luria)배지 (6% 박토 트립톤, 0.5% 효모추출물, 1% 염화나트륨)에서 12시간 동안 진탕배양한 다음, 이중 3ml을 300ml의 M9 배지 (40mM K2HPO4, 22mM KH2PO4, 8,3mM NaCl, 18.7mM NH4Cl, 1% 포도당, 0.1mM MgSO4)에서 배앙하여 흡광도가 650nm의 파장에서 약 0.3 정도가 될때 최종농도 0.4mM IPTG 가 되도록 IPTG를 첨가하였다. IPTG를 첨가한지 약 4 시간 후에 세포 배양액의 흡광도를 측정한 다음 원심분리기 (Beckman J2-21, JA14 rotor)를 이용하여 11,000 rpm 에서 25분간 원심 분리하여 박테리아 세포 침전물을 수거하였다. 수거한 세포 침전물을 램리의 방법으로(Laemmli (1970)Nature227, 680)에 따라 SDS 의 존재하에 15 % 폴리아크릴 아마이드에서 전기 영동하여 발현을 확인하였다.Recombinant Escherichia coli cells obtained in Example 2 were prepared using a liquid Luria medium (6% bacto tryptone, 0.5% yeast extract, 1% sodium chloride) containing 50 ug / ml of Ampicillin and 25 ug of Chloramphenicol. Shaken for 12 hours, then 3 ml of 300 ml of M9 medium (40 mM K 2 HPO 4 , 22 mM KH 2 PO 4 , 8,3 mM NaCl, 18.7 mM NH 4 Cl, 1% glucose, 0.1 mM MgSO 4 ) When the absorbance was adjusted to about 0.3 at the wavelength of 650nm, IPTG was added so that the final concentration was 0.4mM IPTG. About 4 hours after the addition of IPTG, the absorbance of the cell culture was measured, and the bacterial cell precipitates were collected by centrifugation at 11,000 rpm for 25 minutes using a centrifuge (Beckman J2-21, JA14 rotor). The collected cell precipitates were confirmed by expression by electrophoresis in 15% polyacrylamide in the presence of SDS according to the method of Laemmli (Laemmli (1970) Nature 227, 680).

<실시예 4> 재조합 CPP-32 단백질의 제조.Example 4 Preparation of Recombinant CPP-32 Protein.

(단계 1) 세포 배양.(Step 1) Cell Culture.

상기 실시예 3에서 형질전환된 대장균 세포를 12시간 37℃에서 배양한 후, 그 배양액 10ml를 1리터의 상기 실시예 3과 동일한 조성의 루리아 배지에 넣어 준후 배양하였다. 37℃에서 약 2시간동안 진탕배양하여 박테리아의 흡광도가 650nm 의 파장에서 약 1.0 정도가 될때 최종농도 0.4mM IPTG 가 되도록 IPTG를 첨가하였다. IPTG를 첨가한지 약 4 시간 후에 원심분리기 (Beckman J2-21, JA14 rotor)를 이용하여 5000 rpm 에서 10분간 원심 분리하여 박테리아 세포 침전물을 수거하였다E. coli cells transformed in Example 3 were incubated at 37 ° C. for 12 hours, and 10 ml of the culture solution was put in 1 liter of Luria medium having the same composition as in Example 3, followed by culturing. Shake incubation at 37 ℃ for 2 hours, IPTG was added so that the final concentration of 0.4mM IPTG when the absorbance of the bacteria is about 1.0 at a wavelength of 650nm. About 4 hours after addition of IPTG, bacterial cell precipitates were collected by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes using a centrifuge (Beckman J2-21, JA14 rotor).

(단계 2) 세포 파쇄 및 불용성 단백질의 제거.(Step 2) Cell disruption and removal of insoluble protein.

2리터 배양에서 얻어진 재조합 CPP-32 단백질이 발현된 대장균 세포 침전물에 약 100ml의 완충용액 1(5mM 이미다졸, 1M NaCl, 20mM 트리스, pH 8.0)을 가하여 현탁시킨 후, 얼음 중탕안에서 초음파 분쇄기 (Ultrasonic homogenizer 4710: Cole- Parmer, U.S.A.)로 50%의 출력과 50%의 효율 싸이클(duty-cycle)에서 약 2분간 초음파 처리하여 세포를 파괴시켰다. 이렇게 하여 얻은 세포 균질액을 고속 원심 분리기(Beckman J2-21M, Rotor JA - 14)로 10000rpm에서 30분간 원심분리하여 상층액인 가용성 단백질을 얻었다.The E. coli cell precipitate expressing the recombinant CPP-32 protein obtained in the 2-liter culture was suspended by adding about 100 ml of buffer solution 1 (5 mM imidazole, 1 M NaCl, 20 mM Tris, pH 8.0) and then ultrasonically crushed in an ice bath (Ultrasonic). homogenizer 4710: Cole-Parmer, USA) and sonicated at 50% power and 50% efficiency cycle for about 2 minutes to destroy cells. The cell homogenate thus obtained was centrifuged at 10000 rpm for 30 minutes with a high-speed centrifuge (Beckman J2-21M, Rotor JA-14) to obtain a supernatant soluble protein.

(단계 3) 니켈 친화성 크로마토그라피.(Step 3) Nickel Affinity Chromatography.

상기 단계 1의 용액에 같은 부피의 완충용액 1을 가한 것을 완충용액 1로 평형화한 니켈 아가로즈 컬럼(His Bind metal chelation resin, Novagen, USA)에 넣은 후 분당 2ml의 속도로 통과시켰다. 이어서 50ml의 완충용액 1을 컬럼에 흘려 수지에 흡착되지 않은 단백질을 제거하였다. 그 다음 1.0M 의 이미다졸 (Imidazole)을 포함하는 20ml의 완충용액 1을 가하여 수지에 흡착되어 있던 단백질들을 분당 2ml의 속도로 용출시켜 각 10ml의 분획들을 수집하였다. 수집된 분획들을 15% SDS-폴리 아크릴 아미드 젤 전기 영동하였다(도 3참조).The same volume of buffer solution 1 was added to the solution of step 1 and placed in a nickel agarose column (His Bind metal chelation resin, Novagen, USA) equilibrated with buffer solution 1 and passed at a rate of 2 ml per minute. Subsequently, 50 ml of buffer 1 was flowed through the column to remove proteins that were not adsorbed on the resin. Then, 20 ml of buffer solution 1 containing 1.0 M of imidazole was added, and the proteins adsorbed on the resin were eluted at a rate of 2 ml per minute to collect 10 ml of each fraction. Collected fractions were subjected to 15% SDS-poly acrylamide gel electrophoresis (see FIG. 3 ).

<실시예 5> 제조된 CPP-32 단백질의 활성도 측정.Example 5 Activity measurement of the prepared CPP-32 protein.

상기 실시예 4에서 제조된 CPP-32 단백질의 효소활성을 측정하기 위해, 50mM HEPES (pH 7.5), 10% sncrose CHAPS, 10mM DTT를 포함한 완충 용액에서 CPP-32 (total protein; 0.5 ug), 형광 기질 AcDEVD-AMC 5uM을 사용하여 , 25℃ 에서 형광분광기로 반응 속도를 시간에 따라 측정하였다. 즉 반응이 진행됨에 따라 CPP-32 의 활성에 의해 형광기질인 AcDEVD-AMC가 AcDEVD와 AMC로 분해되어 형광현상이 분해된 AMC 로 인하여 증대되므로, 이것을 시간에 따라 추적하여 효소 활성을 측정한다. 형광 분광기로는 아민코-보우만 시리즈 2 형광 스펙트로미터(AMINCO-Bowman Series 2 Luminescence Spectrometer)를 사용하였고, 여기(excitation) 파장은 350nm, 방출(emission) 파장은 460nm를 사용하였다. 활성 측정결과를도 4에 나타내었다. 이 결과로 부터 정제된 CPP-32 단백질이 그 고유한 성질을 갖고 있슴을 확인 할 수 있었다.In order to measure the enzymatic activity of the CPP-32 protein prepared in Example 4, CPP-32 (total protein; 0.5 ug), fluorescence in a buffer solution containing 50 mM HEPES (pH 7.5), 10% sncrose CHAPS, 10 mM DTT Using the substrate AcDEVD-AMC 5 uM, the reaction rate was measured over time with a fluorescence spectrometer at 25 ° C. That is, as the reaction proceeds, AcDEVD-AMC, which is a fluorescent substrate, is decomposed into AcDEVD and AMC by the activity of CPP-32, and fluorescence is increased due to the decomposition of AMC. As a fluorescence spectrometer, an AMINCO-Bowman Series 2 Luminescence Spectrometer was used, and an excitation wavelength of 350 nm and an emission wavelength of 460 nm were used. Activity measurement results are shown in FIG. 4 . From these results, it was confirmed that the purified CPP-32 protein has its own properties.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 발현벡터는 CPP-32 의 P12 와 P17 단위체 유전자를 바이시스트로닉 방법에 의하여 동시에 발현시킬 수 있고 따라서 본 발명의 방법에 의하여 한 개체의 대장균에서 P12 와 P17 단백질이 결합되어 생성되는 CPP-32 를 간편하게 제조할 수 있으며, 더욱이 CPP-32 자신의 효소활성을 유지한 상태로 대량으로 제조가능하다.As described above, the expression vector of the present invention can simultaneously express the P12 and P17 monomer genes of CPP-32 by the bicystronic method. The CPP-32 produced by binding can be easily prepared, and in addition, the CPP-32 can be manufactured in large quantities while maintaining its own enzymatic activity.

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서열의 종류 : 단백질Type of sequence: protein

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Claims (3)

T7 프로모터, CPP-32의 서브유닛 p12를 코딩하는 유전자, 이소루신-아스파르트산-글루탐산-글루탐산-페닐알라닌을 코딩하는 서열번호 5의 염기서열 및 CPP-32의 서브유닛 p17을 코딩하는 유전자를 포함하는, 재조합 CPP-32 단백질을 바이시스트로닉(bicistronic) 방식으로 발현시키기 위한 벡터 pRGT7His7 CPP-32/p12-p17.Comprising a T7 promoter, a gene encoding subunit p12 of CPP-32, a base sequence of SEQ ID NO: 5 encoding isoleucine-aspartic acid-glutamic acid-glutamic acid-phenylalanine and a gene encoding subunit p17 of CPP-32 , Vector pRGT7His7 CPP-32 / p12-p17 for expressing recombinant CPP-32 protein in a bicistronic manner. 제 1 항의 발현벡터로 형질전환시킨 대장균 형질전환체 BL21(DE3)/pRGT7His7 CPP-32/p12-p17 (수탁번호: KCTC-0479BP).E. coli transformant transformed with the expression vector of claim 1 BL21 (DE3) / pRGT7 His7 CPP-32 / p12-p17 (Accession No .: KCTC-0479BP). 제 1항의 발현벡터를 대장균에 형질전환시킨 후 이를 배양하고 파쇄하여 조세포액을 얻은 다음 원심분리하여 가용성 단백질을 분리한 후 친화크로마토그래피를 수행하는 것을 특징으로 하는 재조합 CCP-32 단백질의 제조방법.The method of producing a recombinant CCP-32 protein, characterized in that the expression vector of claim 1 is transformed into Escherichia coli, followed by culturing and crushing to obtain crude cell solution, followed by centrifugation to separate soluble proteins, and then subjected to affinity chromatography.
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