KR100379578B1 - Cell-transducing HIV-1 Tat-C3 transferase fusion protein, expression vector of the fusion protein and the analysing method of Rho protein using the fusion protein - Google Patents

Cell-transducing HIV-1 Tat-C3 transferase fusion protein, expression vector of the fusion protein and the analysing method of Rho protein using the fusion protein Download PDF

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Abstract

본 발명은 세포침투성 C3 트랜스페라제의 Tat과의 융합단백질, 이 융합단백질을 코딩하는 재조합 폴리뉴클레오타이드, 이 융합단백질의 발현벡터 및 Tat-C3 트랜스페라제 융합단백질을 인간세포를 제외한 세포 내로 도입하는 방법에 관한 것으로서, 좀더 자세히는 재조합 벡터를 이용하여 C3 트랜스페라제의 N말단측에 6개의 히스티딘 잔기와 9개의 HIV-1 Tat 단백질이 결합된 융합단백질을 제조, 정제함으로써 높은 효율로 세포 내로 투과되어 세포 내에서 기능을 나타내는 C3 트랜스페라제에 관한 것이다.The present invention is to introduce a cell-permeable C3 transferase fusion protein with Tat, a recombinant polynucleotide encoding the fusion protein, an expression vector of the fusion protein, and a Tat-C3 transferase fusion protein into cells excluding human cells. As a method, more specifically, a recombinant vector is used to prepare and purify a fusion protein in which six histidine residues and nine HIV-1 Tat proteins are bound to the N-terminal side of the C3 transferase. And C3 transferase to function in cells.

Tat-C3 트랜스페라제는 대식세포의 대식작용을 저해하였고, 세포 내의 RhoA를 변화시켰으며, 시험관 내의 실험에서도 Tat-C3 트랜스페라제는 RhoA를 변형시켰다. 결론적으로 Tat-C3 트랜스페라제는 효과적으로 세포 내로 이동하여 세포 내의 RhoA를 변형시켜 저해하고 RhoA와 관련된 대식세포의 탐식작용을 저해하였다. 이를 이용하면 Tat-C3 트랜스페라제는 특별한 세포 안에서 RhoA의 기능을 알아보기 위하여 세포 속으로 효과적으로 도입될 수 있다.Tat-C3 transferase inhibited the macrophages of macrophages, altered RhoA in cells, and even in vitro experiments, Tat-C3 transferase modified RhoA. In conclusion, Tat-C3 transferase effectively migrates into cells, modifies and inhibits RhoA in cells, and inhibits phagocytosis of RhoA-associated macrophages. Using this, Tat-C3 transferase can be effectively introduced into cells to investigate the function of RhoA in particular cells.

Description

세포침투성 티에이티-씨3 트랜스페라제 융합단백질, 이 융합단백질의 발현벡터 및 티에이티-씨3 트랜스페라제를 이용한 로 단백질의 생리적 기능 분석방법{Cell-transducing HIV-1 Tat-C3 transferase fusion protein, expression vector of the fusion protein and the analysing method of Rho protein using the fusion protein}Cell-transducing HIV-1 Tat-C3 transferase fusion protein using cell-penetrating thio-C3 transferase fusion protein, expression vector of fusion protein and thio-C3 transferase , expression vector of the fusion protein and the analysing method of Rho protein using the fusion protein}

본 발명은 세포침투성 C3 트랜스페라제(C3 transferase; 이하 본 명세서에서 "C3 트랜스페라제", "C3"를 혼용하였음, 모두 동일한 의미임)의 융합단백질, 이 융합단백질을 코딩하는 재조합 폴리뉴클레오타이드, 이 융합단백질의 발현벡터 및 Tat-C3 트랜스페라제 융합단백질을 인간세포를 제외한 세포 내로 도입하는 방법에 관한 것으로서, 좀더 자세히는 재조합 벡터를 이용하여 C3 트랜스페라제의 N말단측에 6개의 히스티딘 잔기와 9개의 HIV-1 Tat 단백질이 결합된 융합단백질을 제조, 정제함으로써 높은 효율로 세포 내로 투과되어 세포 내에서 기능을 나타내는 C3 트랜스페라제에 관한 것이다.The present invention is a fusion protein of a cell permeable C3 transferase (hereinafter referred to as "C3 transferase", "C3" is used interchangeably, all have the same meaning), a recombinant polynucleotide encoding the fusion protein, The expression vector of the fusion protein and the Tat-C3 transferase fusion protein are introduced into cells excluding human cells. More specifically, six histidine residues on the N-terminal side of the C3 transferase using recombinant vectors. The present invention relates to a C3 transferase, which penetrates into cells with high efficiency by producing and purifying a fusion protein in which 9 HIV-1 Tat proteins are bound to each other.

대식세포에 의한 병원균의 대식작용으로 면역반응은 시작된다. 보체 (Complement) 수용체와 이뮤노글로불린(immunoglobulin) 수용체는 병원균의 침입에 대한 주요한 대식작용 수용체들이다. Rho 단백질은 대식작용의 두가지 방식에서 매우 주요한 조절 작용을 한다. 이뮤노글로불린 수용체에 의한 대식작용은 Cdc42와 Rac에 의해 조절되고, 보체 수용체에 의한 대식작용은 RhoA에 의해 조절된다. (Caron and Hall, 1998; Massol et al., 1998). Ras와 연관된 RhoA는 E. coli에서 발현된 재조합 C3 트랜스페라제에 의해 ADP-리보실레이션되어 고유의 활성을 잃는다. 따라서 이러한 작용은 대식세포에서 RhoA에 의해 조절되는 대식작용을 저해할 수 있다. 하지만, C3 트랜스페라제는 쉽게 세포막을 통해 세포 속으로 이동하지 못한다.The immune response begins with the macrophages' macrophages. Complement receptors and immunoglobulin receptors are major macrophage receptors against pathogen invasion. Rho protein plays a very important regulatory role in two ways of macrophages. Macrophages by immunoglobulin receptors are regulated by Cdc42 and Rac, and macrophages by complement receptors by RhoA. (Caron and Hall, 1998; Massol et al., 1998). RhoA associated with Ras is ADP-ribosylated by recombinant C3 transferase expressed in E. coli and loses its intrinsic activity. Thus, this action may inhibit the macrophages regulated by RhoA in macrophages. However, C3 transferase does not easily move through the cell membrane into the cell.

세포의 기능은 RhoA에 의하여 조절 되는 경우가 많다. 이때 RhoA가 세포의 특정 기능을 알아보기 위하여 RhoA를 저해시켜 보는데 이때 특이적으로 RhoA를 저해시키는 것은 C3-트랜스페라제이다. 그러나 C3자체로는 세포 내로 용이하게 들어 가지 않고 시판되는 C3는 값이 너무 고가이므로 많은 양을 처리할 수도 없는 단점을 가지고 있다. 현재까지 RhoA의 기능으로는 다음과 같은 것들이 알려져 있다.Cell function is often regulated by RhoA. In this case, RhoA inhibits RhoA in order to examine specific functions of cells. In this case, it is C3-transferase that specifically inhibits RhoA. However, C3 itself does not easily enter the cell, and commercially available C3 has a disadvantage in that it cannot handle a large amount because the value is too expensive. To date, RhoA's functions are known as follows.

RhoA의 활성형 돌연변이인 RhoA V14을 피브로블라스트(fibroblast) 세포에 도입하면 스트레스 파이버(stress fiber)와 병소 유착(focal adhesion)이 형성된다(Ridley and Hall, 1992). Rac과 Rho는 엔도사이토시스(endocytosis)의 조절에도 관여한다. Rac과 Rho의 활성형 돌연변이를 세포 내로 도입하면 트랜스페린(transferrin) 수용체의 수용체-매개 엔도사이토시스가 저해된다(Lamaz et al., 1996). Rho는 세포 주기의 조절에도 관여한다. Rho가 저해되면 Ras는 세포를 증식시키기 보다는 오히려 사이클린-의존성-키나아제 억제제(cyclin-dependent-kinase inhibitor; CDKI) p21Waf1/Cip1의 합성을 유도하여 세포주기에서 DNA 합성기로 들어가는 것을 막는다. 반면에 Rho가 활성화되면 Ras에 의한 p21Waf1/Cip1의 유도가 억제되고 Ras는 DNA합성을 유도한다. p21Waf1/Cip1가 결여된 세포는 Ras에 의한 DNA의 합성에 Rho 활성화가 필요치 않다. 이것으로 보아 Ras가 일단 활성화 되면 Rho의 신호는 p21Waf1/Cip1를 억제하는 역할을 한다는 것을 알 수 있다(Olson et al., 1998).RhoA V14, an active mutation of RhoA, is introduced into fibroblast cells to form stress fibers and focal adhesion (Ridley and Hall, 1992). Rac and Rho are also involved in the regulation of endocytosis. The introduction of active mutations of Rac and Rho into cells inhibits receptor-mediated endocytosis of the transferrin receptor (Lamaz et al., 1996). Rho is also involved in the regulation of the cell cycle. When Rho is inhibited, Ras induces the synthesis of a cyclin-dependent-kinase inhibitor (CDKI) p21Waf1 / Cip1 rather than proliferating the cell, preventing it from entering the DNA synthesizer in the cell cycle. On the other hand, when Rho is activated, p21Waf1 / Cip1 is inhibited by Ras and Ras induces DNA synthesis. Cells lacking p21Waf1 / Cip1 do not require Rho activation for DNA synthesis by Ras. This suggests that once Ras is activated, Rho signaling plays a role in inhibiting p21Waf1 / Cip1 (Olson et al., 1998).

조직 내와 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier)을 지나 단백질이 전달되는 것은 단백질의 생화학적 성질과 크기에 의해 심각하게 제한된다. 그러나 HIV Tat 단백질은 세포막을 쉽게 통과할 수 있다고 보고되었다(Green, M., and Loewenstein). 따라서 Tat과 단백질들을 결합시켜 세포 내로 도입하려는 시도가 진행되었다. HIV의 Tat 단백질의 이동 단백질과 결합된 120kDa의 β-갈락토시다아제 단백질을 쥐의 복강 내에 투여하면 쥐 안의 모든 조직에 β-갈락토시다아제가 전달된다고 보고되었다. 이러한 결과들은 실험동물의 유전적인 실험은 물론 단백질 치료에 있어 환자들에게 단백질의 직접적인 투여를 위해 새로운 가능성들을 열었다. Tat의 36-아미노산 도메인과 화학적으로 교차 결합한 비균질한(heterologous) 단백질은 세포 속으로 이동할 수 있다(Frankel, A. D., and Pabo).The delivery of proteins into tissues and across the blood-brain barrier is severely limited by their biochemical properties and size. However, HIV Tat proteins have been reported to easily cross cell membranes (Green, M., and Loewenstein). Thus, attempts have been made to combine Tat and proteins into cells. It has been reported that the administration of 120 kDa β-galactosidase protein in combination with HIV's Tat protein transfer protein intraperitoneally delivers β-galactosidase to all tissues in mice. These results open up new possibilities for the direct administration of proteins to patients in protein therapy as well as genetic testing of laboratory animals. Heterologous proteins chemically crosslinked with Tat's 36-amino acid domain can migrate into cells (Frankel, A. D., and Pabo).

다른 세포내 도입 도메인들(transduction domains)은 초파리(Drosophila)의 안테나피디아(Antennapedia; Antp) 단백질(Derossi et al., 1996)과 HSV의 HSV VP22 단백질이 있다. 비록 세포막을 통과하는 정확한 이동기작은 명확하지 않지만, 작은 Antp 펩타이드가 수용체 없이도 4℃와 37℃에서는 세포속으로 들어갈 수 있다는 것은 수용체 없이 세포막을 이동할 수 있다는 것을 암시한다. 우리는 아직 세포속으로 Tat 단백질이 어떻게 들어가는지 명확하게 알지 못한다.Other transduction domains include Drosophila's Antennapedia (ANTp) protein (Derossi et al., 1996) and HSV's HSV VP22 protein. Although the exact transport mechanism across the cell membrane is unclear, the fact that small Antp peptides can enter cells at 4 ° C and 37 ° C without receptors suggests that they can move cell membranes without receptors. We do not yet know how Tat protein enters the cell.

최근에 Tat-RhoA14V, -RhoA19N을 이용하여 골파괴세포(osteoclast)의 세포골격의 조절에 RhoA의 효과를 분석하는 데 이용하였으며, 또한 RhoA를 저해하기 위해서 스트렙토라이신(streptolysin) O를 처리하여 골파괴세포에 C3 트랜스페라제를도입시켰다는 보고가 있다(Chellaiah et al., 2000). 그러나, 스트렙토라이신 O는 세포를 부분적으로 분해해서 세포 안의 단백질이 새어 나올 수 있다. 그러므로, Tat-C3 트랜스페라제가 C3 트랜스페라제를 세포 속으로 이동시키기 위한 보다 안전한 방법이라 생각된다.Recently, Tat-RhoA14V and -RhoA19N have been used to analyze the effects of RhoA on the regulation of the osteoskeleton of osteoclasts. Also, streptolysin O was treated to inhibit RhoA. It has been reported that C3 transferase was introduced into cells (Chellaiah et al., 2000). However, streptolysine O can partially degrade a cell and cause the protein in the cell to leak out. Therefore, Tat-C3 transferase is believed to be a safer way to transfer C3 transferase into cells.

본 발명은 C3 트랜스페라제를 세포 내로 도입하거나 발현시킴에 있어서 종래 기술의 문제점을 해결하고 고효율로 세포 내로 도입시키고 세포 내에서 활성을 가지도록 하려는 것이다.The present invention seeks to solve the problems of the prior art in introducing or expressing C3 transferase into cells and to introduce them into cells with high efficiency and to have activity in cells.

또한, 본 발명은 소량의 Tat-C3 트랜스페라제를 세포에 처리함으로 RhoA를 저해하여 RhoA의 세포 내 기능을 알아보려는 것이다.In addition, the present invention is to investigate the intracellular function of RhoA by inhibiting RhoA by treating a cell with a small amount of Tat-C3 transferase.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 Tat 단백질의 단백질 형질도입 부위와 C3 트랜스페라제를 융합시켜 이 융합단백질이 효과적으로 세포 내로 투과되는지를 확인하였다. 또한, 대식세포 내에서의 Tat-C3 트랜스페라제의 생리학적 효과를 조사하였다.In order to achieve the above object, the present inventors fused the C3 transferase and the protein transduction site of the Tat protein to confirm that the fusion protein was effectively penetrated into cells. In addition, the physiological effects of Tat-C3 transferase in macrophages were investigated.

도 1은 C3 와 Tat-C3의 pET15b 벡터로의 삽입을 나타내는 개열지도.1 is a cleavage map showing insertion of C3 and Tat-C3 into a pET15b vector.

pETC3 또는 pET-Tat C3 의 플라스미드 지도 (A). pET-C3와 Tat-C3는 아가로즈 젤 전기이동으로 확인되었다. 레인 1, 3: intact plasmids, 레인 2, 4: pET, C3 와 Tat-C3 프래그먼트(B). C3 또는 Tat-C3는 His-결합 수지 컬럼으로 정제되었다. 그리고 SDS-PAGE (C, D)와 항-C3 항체를 이용한 웨스턴 블랏(E)으로 확인되었다.Plasmid map of pETC3 or pET-Tat C3 (A). pET-C3 and Tat-C3 were identified by agarose gel electrophoresis. Lanes 1, 3: intact plasmids, lanes 2, 4: pET, C3 and Tat-C3 fragments (B). C3 or Tat-C3 was purified by His-bound resin column. And it was confirmed by Western blot (E) using SDS-PAGE (C, D) and anti-C3 antibody.

도 2는 Tat-C3의 J774A.1 대식세포 안으로의 이동을 나타낸 웨스턴 블랏 결과이다.2 is a Western blot showing the migration of Tat-C3 into J774A.1 macrophages.

배지 안에 J774A.1 세포(5x105)에 20-60ug/ml의 Tat-C3 또는 C3 단백질을 37℃에서 1시간동안 배양했다. 세포의 표면에 붙어있는 단백질들은 트립신으로 제거하고, 세포 안으로 이동된 단백질만을 SDS-PAGE 와 항-His 항체로 확인하였다.20-60 ug / ml Tat-C3 or C3 protein was incubated at 37 ° C for 1 hour in J774A.1 cells (5x10 5 ) in the medium. Proteins on the surface of the cells were removed with trypsin, and only proteins transferred into the cells were identified with SDS-PAGE and anti-His antibodies.

도 3은 대식세포의 대식작용에서 C3 또는 Tat-C3의 효과를 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the effect of C3 or Tat-C3 on the macrophages of macrophages.

대식작용의 결합정도(association)는 37℃에서 C3 (□) 또는 Tat-C3 (■) 를 50 ug/ml 으로 처리한 후 다양한 시간별로 형광 광도계(fluorescence spectrophotometer)를 이용하여 확인하였고, 대식작용은 3mM의 크리스탈 바이올렛을 더해줌으로써 확인하였다.The degree of association of macrophages was determined using a fluorescence spectrophotometer at various times after treatment with C3 (□) or Tat-C3 (■) at 50 ug / ml at 37 ° C. It was confirmed by adding 3mM crystal violet.

도 4는 J774A.1 세포에서의 RhoA의 ADP-리보실화를 나타낸 전기이동 및 웨스턴 블랏 사진이다.4 is an electrophoretic and western blot photograph showing ADP-ribosylation of RhoA in J774A.1 cells.

배지 안에 있는 대식세포는 C3(50 ug/ml) 또는 tat-C3(50 ug/ml)로 37℃에서 24시간동안 처리되었다. 세포 용균액의 부유물은 SDS-PAGE(14% 젤)(A)와 변성시키지 않은 PAGE(14% 젤)(B)에 전기이동되었다. Rho 단백질은 항-RhoA 항체를 이용한 웨스턴 블랏으로 확인되었다.Macrophages in medium were treated with C3 (50 ug / ml) or tat-C3 (50 ug / ml) for 24 hours at 37 ° C. The suspension of cell lysate was electrophoresed in SDS-PAGE (14% gel) (A) and undenatured PAGE (14% gel) (B). Rho protein was identified by Western blot using anti-RhoA antibody.

도 5는 시험관 내(In vitro)에서 Tat-C3 트랜스페라제에 의한 RhoA 의 ADP-리보실화를 나타낸 전기이동 및 웨스턴 블랏 사진이다.FIG. 5 is an electrophoresis and western blot photograph showing ADP-ribosylation of RhoA by Tat-C3 transferase in vitro.

시험관 내 어세이를 위해서, 총 50 ul 완충용액(50mM 트리에탄올아민 HCl, pH 7.5, 2 mM MgCl2, 1 mM DTT and 0.2 mM PMSF) 안에 30 ug/ml C3 또는 Tat-C3, 3 uM NAD+, 6 uM GDP, 60 ng/ml GST-RhoA를 얼음에 혼합했다. GST-RhoA 단백질을 넣음으로써 ADP-리보실화 반응이 시작되었고, 37℃에서 1시간동안 배양했다. Rho는 변성시키지 않은 PAGE(A)와 SDS-PAGE(B)로 분석되었고, 항-RhoA 항체를 이용한 웨스턴 블랏으로 확인되었다.For in vitro assays, 30 ug / ml C3 or Tat-C3, 3 uM NAD +, 6 uM in a total of 50 ul buffer (50 mM triethanolamine HCl, pH 7.5, 2 mM MgCl2, 1 mM DTT and 0.2 mM PMSF) GDP, 60 ng / ml GST-RhoA was mixed on ice. The ADP-ribosylation reaction was started by adding the GST-RhoA protein and incubated at 37 ° C for 1 hour. Rho was analyzed by undenatured PAGE (A) and SDS-PAGE (B) and confirmed by Western blot using anti-RhoA antibody.

도 6은 Tat-C3 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드 서열이다.6 is a polynucleotide sequence encoding a Tat-C3 fusion protein.

본 발명은 대식세포의 대식작용에 관여하는 C3 트랜스페라제를 세포 내로 운반하고 세포 내에서 기능을 하도록 하기 위하여 HIV-1 Tat 단백질과 융합시킨 융합단백질 Tat-C3, 이 융합단백질 Tat-C3를 제조하는 벡터, 이 융합단백질을 인간세포를 제외한 세포 내로 도입시키는 방법을 제공한다.The present invention provides a fusion protein Tat-C3, a fusion protein Tat-C3 fused with HIV-1 Tat protein to transport and function within the cell C3 transferase involved in the macrophages of macrophages A vector, and a method for introducing the fusion protein into cells other than human cells.

이를 위하여 Tat-C3 융합단백질을 과다 발현시키고 쉽게 정제할 수 있는 Tat-C3 발현 벡터를 개발하였다. 이 발현 벡터 (pET-Tat-C3)는 C3 트랜스페라제, Tat 형질도입부위의 9개 아미노산 (Tat 49-57) 그리고 아미노산 말단부분에 6개의히스티딘(histidine) 잔기를 발현시킬 수 있는 cDNA를 포함하고 있다.To this end, a Tat-C3 expression vector was developed that can overexpress and easily purify the Tat-C3 fusion protein. This expression vector (pET-Tat-C3) contains a C3 transferase, nine amino acids (Tat 49-57) at the Tat transduction site, and a cDNA capable of expressing six histidine residues at the amino acid terminus. Doing.

이 발현벡터를 이용하여 Tat-C3 융합단백질을 대장균에서 과다 발현시켰으며 변성상태 및 자연상태에서 금속 킬레이팅 친화 크로마토그래피(metal-chelating affinity chromatography)법으로 쉽고 편리하게 정제하였다.Using this expression vector, the Tat-C3 fusion protein was overexpressed in E. coli and purified easily and conveniently by metal-chelating affinity chromatography in denaturing and natural state.

변성된 Tat-C3 융합단백질은 배양된 대식세포에 시간 및 농도 의존적으로 운반되는 것을 웨스턴 블랏(Western blot)으로 확인하였다. 반면, 자연상태에서 정제한 Tat-C3와 대조단백질로 사용한 C3는 세포 내로 운반되지 않았다.The denatured Tat-C3 fusion protein was confirmed by Western blot to be delivered time- and concentration-dependently to cultured macrophages. On the other hand, Tat-C3 purified in nature and C3 used as a control protein were not transported into cells.

Tat-C3 트랜스페라제는 효과적으로 세포 내로 이동하여 세포 내의 RhoA를 변형시켜 저해하고 RhoA와 관련된 대식세포의 탐식작용을 저해하였다.Tat-C3 transferase effectively migrates into cells, modifies and inhibits RhoA in cells and inhibits phagocytosis of RhoA-associated macrophages.

본 발명은 C3 트랜스페라제 또는 그의 유도체의 아미노 말단에 HIV-1 Tat 형질도입부위 49~57 잔기(Tat 49-57)가 공유결합된 세포침투성 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질에 관한 것이다.The present invention relates to a cell penetrating Tat-C3 transferase fusion protein covalently bonded to the HIV-1 Tat transduction site 49-57 residue (Tat 49-57) at the amino terminus of C3 transferase or a derivative thereof.

또한, 본 발명은 C3 트랜스페라제 또는 그의 유도체 cDNA의 5' 측에 HIV-1 Tat 형질도입부위 49~57 잔기(Tat 49-57) 코딩 DNA 서열이 결합되어 상기 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 코딩하는 재조합 폴리뉴클레오타이드에 관한 것이다.In addition, the present invention is the Tat-C3 transferase fusion protein is coupled to the HIV-1 Tat transduction site 49-57 residue (Tat 49-57) coding DNA sequence is coupled to the 5 'side of the C3 transferase or its derivative cDNA To a recombinant polynucleotide encoding a.

또한, 본 발명은 상기 융합 단백질을 발현시키기 위하여 상기 재조합 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 도 1A의 제한지도와 같이 구성되는 세포침투성 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 발현시키는 벡터에 관한 것이다.The present invention also relates to a vector expressing a cell penetrating Tat-C3 transferase fusion protein constructed as shown in the restriction map of FIG. 1A including the recombinant polynucleotide to express the fusion protein.

또한, 본 발명은 상기 벡터를 미생물에서 발현시키는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of expressing the vector in a microorganism;

발현된 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 6M 우레아를 이용하여 변성상태로 되게 하여 정제하는 단계;Purifying the expressed Tat-C3 transferase fusion protein by denatured using 6M urea;

변성상태의 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 세포에 가하는 단계;로 구성되는 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 인간세포를 제외한 세포 내로 도입시키는 방법에 관한 것이다.A method of introducing a Tat-C3 transferase fusion protein comprising a denatured Tat-C3 transferase fusion protein into a cell, but not into human cells.

TAT-C3 융합 단백질을 유효성분으로 함유하는 약제학적 조성물은 약제학적 분야에서 통상적으로 허용되는 담체와 함께 배합하여 통상적인 방법에 의해 경구 또는 주사형태로 제형할 수 있다. 경구용 조성물로는, 예를 들면 정제 및 젤라틴 캡슐이 있으며, 이들은 활성 성분 이외에도 희석제(예: 락토스, 텍스트로스, 수크로스, 만니톨, 솔비톨, 셀룰로즈 및/또는 글리신), 활탁제(예: 실리카, 탤크, 스테아르산 및 그의 마그네슘 또는 칼슘염 및/또는 폴리에틸렌 글리콜)를 함유하고, 정제는 또한 결합제(예: 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분 페이스트, 젤라틴, 메틸셀루로스, 나트륨 카복시메틸셀룰로스 및/또는 폴리비닐피롤리돈)를 함유하며, 경우에 따라서 붕해제(예: 전분, 한천, 알긴산 또는 그의 나트륨 염) 또는 비등 혼합물 및/또는 흡수제, 착색제, 항미제 및 감미제를 함유하는 것이 바람직하다. 주사용 조성물은 등장성 수용액 또는 현탁액이 바람직하고, 언급한 조성물은 멸균되고/되거나 보조제(예: 방부제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제 용액 촉진제, 삼투압 조절을 위한 염/또는 완충제)를 함유한다. 또한, 이들은 기타 치료적으로 유용한 물질을 함유할 수 있다.Pharmaceutical compositions containing the TAT-C3 fusion protein as an active ingredient can be formulated orally or by injection by conventional methods in combination with a carrier that is conventionally acceptable in the pharmaceutical art. Oral compositions include, for example, tablets and gelatin capsules, which, in addition to the active ingredient, may contain diluents (e.g. lactose, textose, sucrose, mannitol, sorbitol, cellulose and / or glycine), suspending agents (e.g. silica, Talc, stearic acid and its magnesium or calcium salts and / or polyethylene glycols, and the tablets also contain binders such as magnesium aluminum silicate, starch paste, gelatin, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose and / or polyvinylpi It is preferred to contain a disintegrant (eg starch, agar, alginic acid or its sodium salt) or a boiling mixture and / or absorbents, colorants, antiseptics and sweeteners. Injectable compositions are preferably aqueous isotonic solutions or suspensions, and the compositions mentioned are sterile and / or contain auxiliaries (eg, preservatives, stabilizers, wetting or emulsifier solution promoters, salts or buffers for controlling osmotic pressure). In addition, they may contain other therapeutically valuable substances.

이와 같이 제조된 약제학적 제제는 목적하는 바에 따라 경구로 투여하거나,비경구 방식 즉, 정맥내, 피하, 복강내 투여 또는 국소적용할 수 있으며, 용량은 일일 투여량이 0.1~100 ㎎/㎏의 양을 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 특정 환자에 대한 투여용량 수준은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 투여시간, 투여방법, 배설율, 질환의 중증도 등에 따라 변화될 수 있다.The pharmaceutical preparations thus prepared may be administered orally as desired, or parenterally, that is, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally, or topically. The dosage may be 0.1-100 mg / kg of the daily dose. It can be administered in 1 to several times. Dosage levels for a particular patient may vary depending on the patient's weight, age, sex, health condition, time of administration, method of administration, rate of excretion, severity of the disease, and the like.

이하에서는 본 발명의 구성을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 아래의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail by examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

재료material

자이모산 A 과립(Zymosan A particles)와 FITC(fluorescein isothiosyanate)는 Sigma chemicals에서, Anti-RhoA, anti-His와 anti-C3 트랜스페라제는 Santa Cruz에서, Ni2+-젤과 컬럼은 Novagen에서 구입하였다. GST-RhoA 단백질을 과발현시키기 위해서, pGEX2T-RhoA 플라스미드(plasmid)로 형질전환시킨 대장균(DH5α)에 0.1mM 이소프로필티오-β-D- 갈락토시드(isopropylthio-β-D-galactoside)를 첨가하여 GST-RhoA 단백질 발현을 유도한 후, 초음파처리(sonication)로 파쇄하여, 글루타치온-세파로즈 4B 비드(glutathione-sepharose4B beads; Pharmacia)로 정제하였다.Zymosan A particles and fluorescein isothiosyanate (FITC) were purchased from Sigma chemicals, Anti-RhoA, anti-His and anti-C3 transferases from Santa Cruz, Ni2 + -gels and columns from Novagen. To overexpress GST-RhoA protein, 0.1 mM isopropylthio-β-D-galactoside was added to Escherichia coli (DH5α) transformed with a pGEX2T-RhoA plasmid. GST-RhoA protein expression was induced, then disrupted by sonication, and purified by glutathione-sepharose 4B beads (Pharmacia).

실시예 1: 발현벡터의 조제Example 1 Preparation of Expression Vector

C3 트랜스페라제을 HIV1-Tat의 주요부분(amino acids 49-57)에 결합시킨 단백질을 발현시키기 위해서 다음과 같이 pTat-C3를 제작하였다. 우선, HIV-1 Tat의주요부분인 9개의 아미노산을 암호화하고 있는 두가닥의 올리고뉴클레오타이드를 생성하기 위해 두개의 올리고뉴클레오타이드를 합성하였다.PTat-C3 was prepared as follows to express a protein in which the C3 transferase was bound to a major part of HIV1-Tat (amino acids 49-57). First, two oligonucleotides were synthesized to generate two strands of oligonucleotides encoding nine amino acids, the major part of HIV-1 Tat.

상위 쇄(top strand) : 5'-TAGGAAGAAGCGGAGACAGCGACGAAGAC-3',Top strand: 5'-TAGGAAGAAGCGGAGACAGCGACGAAGAC-3 ',

하위 쇄(bottom strand) : 5'-TCGAGTCTTCGTCGCTGTCTCCGCTTCTTCC-3'.Bottom strand: 5'-TCGAGTCTTCGTCGCTGTCTCCGCTTCTTCC-3 '.

NdeI-XhoI로 pET15b (Invitrogen, Carlsbad, CA)의 6His 오픈 리딩 프레임(open reading frame) 지역을 잘라서 합성된 두가닥의 올리고뉴클레오타이드를 연결하여 HisTat이 발현되는 pHisTat을 제작하였다.NisI-XhoI was used to cut the 6His open reading frame region of pET15b (Invitrogen, Carlsbad, Calif.) To connect two oligonucleotides synthesized to prepare a pHisTat expressing HisTat.

형광 자동 서열분석기(fluorescence-based automated sequencer model 373A; Applied Biosystems, Inc.)를 사용하여 pHisTat의 염기서열을 분석하였다. 다음으로, 완전한 C3 트랜스페라제을 염기서열로 가지고 있는 플라스미드를 Pfu DNA 중합효소(Clontech)를 사용하여 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction; PCR)을 수행하였다.The nucleotide sequence of pHisTat was analyzed using a fluorescence-based automated sequencer model 373A (Applied Biosystems, Inc.). Next, a polymerase chain reaction (PCR) was performed using Pfu DNA polymerase (Clontech) on a plasmid having a complete C3 transferase as a nucleotide sequence.

센스 프라이머(sense primer): 5'-CTCGAGTATTCAAATACTTACCAGGAG-3',Sense primer: 5'-CTCGAGTATTCAAATACTTACCAGGAG-3 ',

안티센스 프라이머(antisense primer): 5'-GGATCCTTATTTAGGATTGATAGCTGTGCC-3'.Antisense primer: 5'-GGATCCTTATTTAGGATTGATAGCTGTGCC-3 '.

PCR 산물은 XhoI-BamHI으로 처리한 후, pHisTat 벡터의 XhoI-BamHI 위치에 삽입하였다. 위와 같이 제작된 플라스미드를 pTat-C3로 명명하였다. 유사한 방법으로, XhoI-BamHI을 처리한 PCR 산물을 pET15b의 XhoI-BamHI의 지역에 삽입하여 pC3를 제작하였다.PCR products were treated with XhoI-BamHI and inserted at the XhoI-BamHI position of the pHisTat vector. The plasmid prepared as above was named pTat-C3. In a similar manner, pC3 was prepared by inserting the XhoI-BamHI treated PCR product into the region of XhoI-BamHI of pET15b.

기대되는 삽입체(insert)를 가진 클론을 XhoI-BamHI으로 처리하여 선별한 후염기서열 분석을 수행하였다(Sambrook et al., 1989).Clones with the expected inserts were screened by XhoI-BamHI to perform postsequence analysis (Sambrook et al., 1989).

실시예 2: Tat-C3 융합단백질의 발현 및 정제Example 2: Expression and Purification of Tat-C3 Fusion Proteins

순수한 C3와 Tat-C3 트랜스페라제를 얻기 위해, C3 와 Tat-C3는 pET-15b 플라스미드 벡터에 클로닝하여 박테리아 세포에서 발현시켰다. 이러한 His-태그(tag)를 가진 단백질들은 Ni2+-컬럼을 사용하여 정제하였다.To obtain pure C3 and Tat-C3 transferase, C3 and Tat-C3 were cloned into pET-15b plasmid vector and expressed in bacterial cells. Proteins with these His-tags were purified using Ni2 + -columns.

pC3 또는 pTat-C3로 형질전환된 BL21 대장균 (Pharmacia)은 100 ug/ml의 앰피실린이 포함되어 있는 LB에서 37℃로 하루동안 배양했다. 이것을 다시 신선한 LB로 10배 희석하여 O.D600=1.0이 될 때까지 260rpm에 37℃로 4시간동안 더 배양했다. 단백질 발현은 5시간동안 0.1mM의 농도로 IPTG를 넣어주어서 유도했다. 변성된 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 얻기 위해 유도된 세포를 모아서 6M의 우레아와 프로테아제 억제제(protease inhibitors) (20mg/ml 콩 트립신 억제제(soybean trypsin inhibitor), 2mg/ml 아프로티닌(aprotinin), 5mg/ml 류펩틴(leupeptin), 100mg/ml PMSF(phenyl methyl sulfonyl fluoride))가 포함되어 있는 결합 완충액(5mM 이미다졸, 500mM NaCl, 20mM Tris-HCl, pH 7.9)에서 초음파처리에 의해 파쇄하였다. 원심분리하여 세포의 잔해들을 제거한 후에, 깨끗해진 세포 추출물(cell extract)은 Ni2+-IDA 컬럼에 로딩했다. 컬럼은 처음에는 6M 우레아가 없는 결합 완충액으로, 그 다음에 세척 완충액(80mM 이미다졸, 0.5M NaCl, 20mM Tris-HCl, pH 7.9)로 씻어냈다. 단백질은 용출 완충액(eluting buffer; 1M 이미다졸, 0.5M NaCl, 20mM Tris-HCl pH 7.9)으로 정제하여 PD10 컬럼(Amersham)으로 탈염화시켰다. 전형적인 Tat-C3 융합 단백질은 상기와 동일한 방법으로 변성약품을 첨가하고 획득했다.BL21 Escherichia coli (Pharmacia) transformed with pC3 or pTat-C3 were incubated at 37 ° C. in LB containing 100 ug / ml of ampicillin for one day. This was further diluted 10 times with fresh LB and further incubated for 4 hours at 37 ° C. at 260 rpm until OD 600 = 1.0. Protein expression was induced by adding IPTG at a concentration of 0.1 mM for 5 hours. 6M urea and protease inhibitors (20 mg / ml soybean trypsin inhibitor, 2 mg / ml aprotinin) It was disrupted by sonication in binding buffer (5 mM imidazole, 500 mM NaCl, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) containing 5 mg / ml leupeptin, 100 mg / ml phenyl methyl sulfonyl fluoride (PMSF). After centrifugation to remove cell debris, the cleared cell extracts were loaded onto a Ni 2+ -IDA column. The column was first washed with binding buffer free of 6M urea and then with wash buffer (80 mM imidazole, 0.5M NaCl, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9). Proteins were purified by eluting buffer (1M imidazole, 0.5M NaCl, 20mM Tris-HCl pH 7.9) and desalted on PD10 column (Amersham). A typical Tat-C3 fusion protein was obtained by adding denaturing agent in the same manner as above.

각 분획의 단백질 농도는 우혈청 알부민(bovine serum albumin; BSA)을 기준으로 한 SDS-PAGE에 의해 분리한 후 밀도분석기를 통한 분석(densitometric analysis)으로 정량했다. 단백질 정량은 브래드포드 단백질 어세이 킷트(Biorad 사)로 정량했다. 스탠다드는 BSA를 사용했다. 정제된 C3 융합단백질은 20% 글리세롤이 포함되어 있는 PBS에 녹여서 사용할 만큼의 양으로 분주한 후 -80℃에 보관했다.The protein concentration of each fraction was separated by SDS-PAGE based on bovine serum albumin (BSA) and quantified by densitometric analysis. Protein quantification was quantified with the Bradford Protein Assay Kit (Biorad). Standard used BSA. The purified C3 fusion protein was dissolved in PBS containing 20% glycerol and dispensed in an amount sufficient for use, and then stored at -80 ° C.

정제된 C3와 tat-C3는 각각 35 kDa의 단일밴드를 나타낸다. Tat-C3 트랜스페라제는 Tat 펩타이드가 붙어 있어 C3 트랜스페라제의 크기보다 약간 더 큰 것으로 SDS-PAGE 상에 나타난다(도 1)Purified C3 and tat-C3 each represent a single band of 35 kDa. Tat-C3 transferase appears on SDS-PAGE as it is slightly larger than the size of C3 transferase with Tat peptide attached (FIG. 1)

실시예 3: 세포배양 및 Tat-C3융합 단백질의 도입Example 3: Cell Culture and Introduction of Tat-C3 Fusion Proteins

대식세포로 Tat-C3 트랜스페라제의 이동을 확인하기 위해서, 이동된 Tat-C3는 단백질의 His-태그 부분을 인식하는 항-His 항체를 사용하여 웨스턴 블랏으로 확인하였다. 단백질을 처리하고 세포 안으로 이동하지 않고 남아 있는 단백질을 제거 하기 위하여 트립신을 처리하였다.To confirm the transfer of Tat-C3 transferase into macrophages, the transferred Tat-C3 was identified by Western blot using an anti-His antibody that recognizes the His-tag portion of the protein. The protein was treated and trypsin was treated to remove the remaining protein without moving into the cell.

대식세포(Macrophage) J774A.1 세포주(cell line)는 5mM NaHCO3, 10% 우태혈청(FBS)을 포함하는 20mM HEPES/NaOH(pH 7.4) 그리고 항생제(100 U/ml 스트렙토마이신, 100U/ml 페니실린)를 함유하고 있는 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium)에 37℃에서 5% CO2로 배양하였다. J774A.1 세포에는 다양한 농도의 Tat-C3가 처리됐다. 처리후 시간별로, 세포를 트립신-EDTA(Gibco BRL)로 떼어서 PBS(phosphate buffered saline)로 세 번 세척하였다. 세포는 웨스턴 블랏 분석을 수행하기 위한 세포 추출물을 얻기 위해 수확하였다.Macrophage J774A.1 cell line contains 20 mM HEPES / NaOH (pH 7.4) containing 5 mM NaHCO 3 , 10% fetal calf serum (FBS) and antibiotics (100 U / ml streptomycin, 100 U / ml penicillin). ) Was incubated in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) with 5% CO 2 at 37 ℃. J774A.1 cells were treated with various concentrations of Tat-C3. By time after treatment, cells were detached with trypsin-EDTA (Gibco BRL) and washed three times with PBS (phosphate buffered saline). Cells were harvested to obtain cell extracts for performing Western blot analysis.

Tat-C3 트랜스페라제는 세포 안에서 보이는 반면에 C3는 세포 안에서 확인되지 않았다(도 2), 이는 Tat-C3 트랜스페라제가 쉽게 세포 안으로 이동되었음을 나타낸다.Tat-C3 transferase was seen in cells while C3 was not identified in the cells (FIG. 2), indicating that Tat-C3 transferase was easily migrated into cells.

실시예 4: FITC-자이모산(zymosan)의 조제Example 4 Preparation of FITC-zymosan

자이모산 A 과립은 FITC로 레이블(label)해서 원심분리 후 침전물을 거두어서 FBS(5 x 108자이모산 과립/ml가 되도록 조절함)에 재현탁(resuspend)시킨 후, 70℃에 분주하여 보관하였다.Zymosan A granules are labeled with FITC, centrifuged, the precipitate is collected, resuspended in FBS (controlled to 5 x 10 8 zymoic acid granules / ml), and then dispensed and stored at 70 ° C. It was.

실시예 5: 대식작용의 조사Example 5 Investigation of Macrophages

이동된 Tat-C3 트랜스페라제가 정상적인 생리적 기능을 갖는지 조사하기 위해서 대식세포의 탐식작용을 측정하였다. 이미 C3 트랜스페라제는 RhoA의 ADP-리보실화에 의한 RhoA 활성을 저해하고, 대식세포의 대식작용은 RhoA가 관여하는 것으로 알려져있다. 탐식작용은 세포 안으로 함입된 FITC-자이모산의 형광의 강도를 측정하였다. 또한 세포 내로 도입되지 않고 세포 표면에 들러붙은 FITC-자이모산의 형광은 크리스탈 바이올렛(crystal violet)을 첨가하여 제거하였다.Phagocytosis of macrophages was measured to investigate whether the transferred Tat-C3 transferase had normal physiological function. Already C3 transferase inhibits RhoA activity by ADP-ribosylation of RhoA, and macrophages are known to involve RhoA. Phagocytosis measured the intensity of fluorescence of FITC-Zymoic acid incorporated into cells. In addition, the fluorescence of FITC-Zymoic acid adhering to the cell surface without being introduced into the cell was removed by the addition of crystal violet.

세포는 2 x 105세포의 밀도로 35mm 디쉬에 배양하여, 5 x 105의 FITC-결합된 자이모산(FITC-conjugated zymosan) 과립을 30min 간 37℃에서 배양한 후, PBS로 세번 세척하고 PBS 1ml에 부유시켰다. FITC는 490 nm에서 여기시키고, FITC 형광을 즉시로 520 nm에서 형광광도계를 이용하여 측정하였다. 세포 내로 도입되지 않고 들러붙은 FITC 과립은 3 mM 의 크리스탈 바이올렛(crystal violet)을 가하여 제거하였다.Cells were incubated in a 35 mm dish at a density of 2 x 10 5 cells, 5 x 10 5 FITC-conjugated zymosan granules were incubated at 37 ° C. for 30 min, washed three times with PBS and then washed with PBS. It was suspended in 1 ml. FITC was excited at 490 nm and FITC fluorescence was measured immediately using a fluorophotometer at 520 nm. FITC granules adhered to the cells without being introduced into the cells were removed by addition of 3 mM crystal violet.

C3는 대식세포의 탐식작용을 저해하지 않는데 반해 Tat-C3 트랜스페라제는 대식세포와의 자이모산 결합과 대식작용 모두에서 감소하였다(도 3). Tat과 결합한 C3 트랜스페라제는 정상으로 RhoA를 ADP-리보실화시킴으로써 RhoA의 활성을 저해하였다. 하지만, Tat-C3는 탐식작용을 완전히 저해하지는 못했다. 이는 Tat-C3 트랜스페라제가 세포 안에서 RhoA를 완전히 저해하지 못했거나 또는 Rho와 무관한 다른 경로의 탐식작용이 관여했다고 보여진다.C3 did not inhibit the phagocytosis of macrophages, whereas Tat-C3 transferase decreased in both zymotic binding and macrophages with macrophages (FIG. 3). Cat transferase bound to Tat inhibited RhoA activity by ADP-ribosylation of RhoA to normal. However, Tat-C3 did not completely inhibit phagocytosis. It is believed that Tat-C3 transferase did not completely inhibit RhoA in cells or involved phagocytosis of other pathways independent of Rho.

실시예 6: Tat-C3 트랜스페라제에 의한 RhoA 단백질의 ADP-리보실화(ribosylation)Example 6: ADP-ribosylation of RhoA protein by Tat-C3 transferase

Tat-C3 트랜스페라제가 RhoA의 ADP-리보실화에 의한 RhoA의 활성을 저해하는지를 조사하기 위해서, Tat-C3 트랜스페라제를 처리한 대식세포로부터 RhoA를 PAGE 또는 SDS-PAGE를 통하여 분석하였다.To investigate whether Tat-C3 transferase inhibits RhoA's activity by ADP-ribosylation of RhoA, RhoA was analyzed by PAGE or SDS-PAGE from Tat-C3 transferase treated macrophages.

Tat-C3 트랜스페라제가 RhoA의 ADP-리보실화를 직접적으로 유도하는지 알아보기 위해서 정제된 GST-RhoA를 NAD+ 와 C3-트랜스페라제와 함께 보관하고, 변형된 RhoA는 전기영동을 통해 분석하였다.To determine if Tat-C3 transferase directly induces ADP-ribosylation of RhoA, purified GST-RhoA was stored with NAD + and C3-transferase, and the modified RhoA was analyzed by electrophoresis.

대식세포(Macrophage cells)에 37℃에서 24시간동안 10-50 ug/ml의 C3 또는 tat-C3를 처리하였다. 세포 용균액(Cell lysates)의 상청액은 SDS-PAGE 와 변성시키지 않은(nondenaturing) PAGE (14% 젤)로 분석했다. Rho 단백질은 항-RhoA 항체를 사용하여 웨스턴 블랏으로 확인했다. 시험관 내(in vitro) 실험을 위하여 30ug/ml C3 (또는 Tat-C3), 3 uM NAD, 6 uM GDP, 60 ng/ml GST-RhoA를 완충액(50 mM 트리에탄올아민 HCl, pH 7.5, 2 mM MgCl2, 1 mM DTT, 0.2 mM PMSF) 에 총 50ul 부피로 넣고 얼음위에서 보관하였다. ADP-리보실화(ribosylation) 반응은 GST-RhoA 단백질을 넣음으로써 시작되었고, 37℃에서 1시간동안 보관하였다. 변형된 RhoA는 항-RhoA 항체를 사용하여 변성시키지 않은 PAGE와 SDS-PAGE를 이용하여 웨스턴 블랏으로 확인하였다.Macrophage cells were treated with 10-50 ug / ml C3 or tat-C3 for 24 hours at 37 ° C. Supernatants of cell lysates were analyzed by SDS-PAGE and nondenaturing PAGE (14% gel). Rho protein was confirmed by Western blot using anti-RhoA antibody. For in vitro experiments, 30 ug / ml C3 (or Tat-C3), 3 uM NAD, 6 uM GDP, 60 ng / ml GST-RhoA was buffered (50 mM triethanolamine HCl, pH 7.5, 2 mM MgCl). 2 , 1 mM DTT, 0.2 mM PMSF) in a total volume of 50ul and stored on ice. The ADP-ribosylation reaction was started by adding the GST-RhoA protein and stored at 37 ° C. for 1 hour. Modified RhoA was identified by Western blot using PAGE and SDS-PAGE not denatured using anti-RhoA antibodies.

ADP-리보실화로 변형된 RhoA는 변성되지 않은 PAGE에서 빠른 이동율을 보인다(Med. Enzymol; Sehr et al., 1998). Tat-C3를 처리한 세포의 RhoA는 PAGE에서 느린 이동을 보이고 또는 SDS-PAGE 상에서는 빠른 이동율을 보였다. 이는 Tat-C3 가 C3와 마찬가지로 RhoA의 변형을 일으킬 수 있음을 의미한다 (도 4).RhoA modified with ADP-ribosylation shows fast migration in undenatured PAGE (Med. Enzymol; Sehr et al., 1998). RhoA of Tat-C3 treated cells showed slow migration on PAGE or rapid migration on SDS-PAGE. This means that Tat-C3, like C3, can cause modification of RhoA (FIG. 4).

C3 트랜스페라제는 NAD+의 존재하에서 RhoA를 변형시켰고, 전기영동에서 Rho의 이동을 변화시켰다(도 5). C3 트랜스페라제와 같이, Tat-C3는 SDS-PAGE RhoA의 이동을 지연시켰고, PAGE에서 RhoA의 이동을 빠르게 했다. 이는 ADP-리보실화로 변형된 아르기닌 잔기가 RhoA의 전하를 변화시켰음을 나타내어 준다(Selkine, et al., 1989).C3 transferase modified RhoA in the presence of NAD + and altered Rho migration in electrophoresis (FIG. 5). Like C3 transferase, Tat-C3 delayed the migration of SDS-PAGE RhoA and accelerated the movement of RhoA in PAGE. This indicates that arginine residues modified with ADP-ribosylation changed the charge of RhoA (Selkine, et al., 1989).

본 발명에 따르면 Tat-C3와 같은 농도의 C3 트랜스페라제는 세포 속으로 이동되지 못했으며(도 2), 대식작용의 효과 또한 저해하지 못했고(도 3), Tat-C3 트랜스페라제와 같은 농도에서 세포 안의 RhoA를 변화시키지 못했다(도 4).According to the present invention, C3 transferase at the same concentration as Tat-C3 did not migrate into the cell (FIG. 2), and also did not inhibit the effects of macrophages (FIG. 3), and at the same concentration as Tat-C3 transferase. Did not alter RhoA in cells (Fig. 4).

반면, Tat-C3 트랜스페라제는 C3 트랜스페라제보다 세포 안의 RhoA를 저해시키기 위해 훨씬 더 효과적이다. Tat-C3 트랜스페라제는 대식세포의 대식작용을 저해하였고, 세포 내의 RhoA를 변화시켰으며, 시험관 내의 실험에서도 Tat-C3 트랜스페라제는 RhoA를 변형시켰다. 결론적으로 Tat-C3 트랜스페라제는 효과적으로 세포 내로 이동하여 세포 내의 RhoA를 변형시켜 저해하고 RhoA와 관련된 대식세포의 탐식작용을 저해하였다.Tat-C3 transferases, on the other hand, are much more effective than C3 transferases to inhibit RhoA in cells. Tat-C3 transferase inhibited the macrophages of macrophages, altered RhoA in cells, and even in vitro experiments, Tat-C3 transferase modified RhoA. In conclusion, Tat-C3 transferase effectively migrates into cells, modifies and inhibits RhoA in cells, and inhibits phagocytosis of RhoA-associated macrophages.

C3 트랜스페라제 단백질은 세포 내로 쉽게 이동되지 못해서 사용하기에 한계를 가지고 있었으나 본 발명은 C3 트랜스페라제에 Tat을 결합하여 이와 같은 문제를 해결하였다.C3 transferase protein was not easy to move into the cell had a limit to use, but the present invention solved this problem by binding Tat to C3 transferase.

이를 이용하면 Tat-C3 트랜스페라제는 특별한 세포 안에서 RhoA의 기능을 알아보기 위하여 세포 속으로 효과적으로 도입될 수 있다.Using this, Tat-C3 transferase can be effectively introduced into cells to investigate the function of RhoA in particular cells.

또한, 본 발명은 C3 트랜스페라제 및 RhoA 단백질이 관련된 질병의 예방과 치료에 유용할 것이다.In addition, the present invention will be useful for the prevention and treatment of diseases involving C3 transferase and RhoA protein.

Claims (7)

C3 트랜스페라제 또는 그의 유도체의 아미노 말단에 HIV-1 Tat 형질도입부위 49~57 잔기(Tat 49-57)가 공유결합된 세포침투성 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질.A cell-penetrating Tat-C3 transferase fusion protein having covalently linked to HIV-1 Tat transduction site 49-57 residue (Tat 49-57) at the amino terminus of C3 transferase or a derivative thereof. C3 트랜스페라제 또는 그의 유도체 cDNA의 5'측에 HIV-1 Tat 형질도입부위 49~57 잔기(Tat 49-57) 코딩 DNA 서열이 결합되어 상기 제1항의 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 코딩하는 서열번호 5 또는 그 등가물 재조합 폴리뉴클레오타이드.An HIV-1 Tat transduction site 49-57 residue (Tat 49-57) coding DNA sequence is coupled to the 5 'side of a C3 transferase or derivative thereof cDNA to encode the Tat-C3 transferase fusion protein of claim 1 SEQ ID NO: 5 or an equivalent recombinant polynucleotide thereof. 상기 제1항의 융합 단백질을 발현시키기 위하여 상기 제2항의 재조합 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 세포침투성 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 발현시키는 벡터.A vector expressing a cell penetrating Tat-C3 transferase fusion protein comprising the recombinant polynucleotide of claim 2 to express the fusion protein of claim 1. 제3항에 있어서, 발현벡터는 도 1A의 제한지도와 같이 구성되는 것을 특징으로 하는 세포침투성 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 발현시키는 벡터.The vector expressing the cell penetrating Tat-C3 transferase fusion protein according to claim 3, wherein the expression vector is configured as shown in the restriction map of FIG. 1A. 상기 제3항 또는 제4항의 벡터를 미생물에서 발현시키는 단계;Expressing the vector of claim 3 or 4 in a microorganism; 발현된 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 변성상태로 정제하는 단계;Purifying the expressed Tat-C3 transferase fusion protein in a denatured state; 변성상태의 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 인간세포를 제외한 세포에 가하는 단계;로 구성되는 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 인간세포를 제외한 세포 내로 도입시키는 방법.Adding a denatured Tat-C3 transferase fusion protein to cells other than human cells; introducing a Tat-C3 transferase fusion protein into cells other than human cells. 제5항에 있어서, Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 6M 우레아를 이용하여 변성상태로 되게 하는 것을 특징으로 하는 Tat-C3 트랜스페라제 융합 단백질을 인간세포를 제외한 세포 내로 도입시키는 방법.6. The method of claim 5, wherein the Tat-C3 transferase fusion protein is denatured using 6M urea. 제1항의 TAT-C3 트랜스페라제 융합단백질을 유효성분으로 하고 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는, C3 트랜스페라제 및 RhoA 단백질 관련질환에 유용한 약제학적 조성물.A pharmaceutical composition useful for C3 transferase and RhoA protein-related diseases, comprising the TAT-C3 transferase fusion protein of claim 1 as an active ingredient and a pharmaceutically acceptable carrier.
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