KR100490817B1 - MP-52 Derived Protein Consisting of 119 Amino Acids and Process for Producting the Same - Google Patents

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후사오 마끼시마
히로유끼 다까마쯔
히데오 미끼
신지 가와이
미찌오 기무라
도모아끼 마쯔모또
미에꼬 가쯔우라
고이찌 에노모또
유스께 사또
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바이오팜 게젤샤프트 쭈어 바이오테히놀로지셴 엔트비클룽 폰 파르마카 엠베하
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Abstract

사람 M52 유래의 서열표 서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열로 이루어지는 단백질 및 그 단백질의 이량체. 상기 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열의 5프라임 말단에 메티오닌을 코드하는 코돈을 부가한 DNA를 함유하는 플라스미드를 구축하며, 이 플라스미드로 대장균을 형질 전환하고 그 대장균을 배양함으로써 얻어지는 인클루젼 바디를 가용화하여 정제함으로써 얻어지는 단량체의 단백질을 이량체로 재생하고 이를 정제함으로써 상기 이량체 단백질이 얻어진다.The protein consisting of the amino acid sequence of sequence number 1 of human M52, and its dimer. Constructing a plasmid containing DNA added with a codon encoding methionine at the 5 prime end of the DNA sequence encoding the amino acid sequence, solubilizing the inclusion body obtained by transforming E. coli and culturing the E. coli with the plasmid The dimeric protein is obtained by regenerating the protein of the monomer obtained by purification by dimer and purifying it.

이 이량체 단백질은 연골, 골 질환의 치료에 유용하다.This dimer protein is useful for the treatment of cartilage and bone diseases.

Description

119 아미노산으로 구성된 MP52 유래의 단백질 및 그 제법{MP-52 Derived Protein Consisting of 119 Amino Acids and Process for Producting the Same}MP-52 Derived Protein Consisting of 119 Amino Acids and Process for Producting the Same

본 발명은 M52 유래의 서열표 서열 번호 1의 아미노산 서열을 갖는 단백질에 관한 것이다. 또 본 발명은 상기 단백질의 이량체 및 이 이량체 단백질로 이루어지는 연골, 골 질환 치료제에 관한 것이다. 또 본 발명은 상기 단백질을 발현할 수 있는 DNA 서열을 포함하는 플라스미드로 형질 전환한 대장균을 사용하여 상기 단백질을 대량 그리고 고순도로 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 이량체 단백질을 투여함으로써 이루어지는 연골, 골 질환의 치료 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 from M52. The present invention also relates to a therapeutic agent for cartilage and bone diseases comprising the dimer of the protein and the dimer protein. The present invention also relates to a method for producing the protein in bulk and high purity using E. coli transformed with a plasmid containing a DNA sequence capable of expressing the protein. The present invention also relates to a method for treating cartilage and bone disease, which is achieved by administering the dimer protein.

현재 골 질환의 예방 내지는 치료제로서는 에스트로겐, 칼시토닌, 비타민 D3와 그 유도체 및 비스포스핀산 유도체 등이 알려져 있다. 또 최근에는 TGF-β 유전자 수퍼 패밀리에 속하는 골 유전 인자(Bone morphogenetic protein: 이하 BMP라 함)인 BMP-2에서 BMP-9 등의 일련의 단백질에 골 유도 작용이 있다는 것이 보고되어 있다.Currently, estrogen, calcitonin, vitamin D3 and its derivatives, and bisphosphinic acid derivatives are known as preventive or therapeutic agents for bone diseases. In recent years, it has been reported that BMP-2, a bone morphogenetic protein (hereinafter referred to as BMP) belonging to the TGF-β gene superfamily, has a bone induction effect on a series of proteins such as BMP-9.

또한 MP52라는 단백질(WO 93/16099 및 WO 95/04819)에 골 유도 작용이 있다는 것이 보고되어 있다. 성숙형 MP52는 N말단에 알라닌을 갖는 120 잔기로 이루어지는 단백질이라고 생각되고 있으며 그 아미노산 서열은 이들 특허에 기재되어 있다.It is also reported that there is a bone inducing action on proteins called MP52 (WO 93/16099 and WO 95/04819). Mature MP52 is thought to be a protein consisting of 120 residues having alanine at the N terminus, and its amino acid sequence is described in these patents.

또 MP52와 아주 비슷한 아미노산 서열을 갖는 GDF-5라는 생쥐 유래의 단백질에 대해서는 Nature, vol. 368, p.639-643(1994년) 및 WO 94/15949에 기재되어 있다.For a protein derived from a mouse called GDF-5 having an amino acid sequence very similar to that of MP52, Nature, vol. 368, p. 639-643 (1994) and WO 94/15949.

그러나 이들 단백질을 공업적인 규모와 순수한 형태로 제조하기는 용이하지 않다.However, it is not easy to manufacture these proteins on an industrial scale and in pure form.

MP52를 유전자 공업적으로 제조함에 있어서 L-세포와 같은 동물 세포를 사용하는 것이 시도되었다. 그러나 순수한 MP52를 효율좋게 제조하기는 용이하지 않았다.In the genetic production of MP52 it has been attempted to use animal cells such as L-cells. However, it was not easy to manufacture pure MP52 efficiently.

<발명의 개시><Start of invention>

본 발명자들은 MP52를 대장균을 사용하여 유전자 공학적 수법으로 보다 대량으로 제조하는 것을 시도하였다. 즉 알라닌에서 시작되는 MP52를 코드하는 DNA의 5프라임 말단에 메티오닌을 코드하는 코돈을 부가하여 대장균에 의해 MP52를 제조하는 것을 시도하였다. 그 결과 생산되는 것은 MP52뿐만 아니라 N말단에 메티오닌을 갖는 121 잔기의 단백질 및 N 말단의 알라닌이 탈락하고 프롤린으로부터 시작되는 119 잔기의 단백질이 생성되어, 이 혼합물로부터 MP52를 순수하게 분리하기는 매우 곤란하였다.The inventors have attempted to produce MP52 in larger quantities using E. coli by genetic engineering techniques. That is, an attempt was made to produce MP52 by Escherichia coli by adding a codon encoding methionine to the 5 prime end of the DNA encoding MP52 starting from alanine. The result is that not only MP52 but also 121 residues of proteins having methionine at the N-terminus and alanine at the N-terminus are eliminated and 119 residues, starting from proline, are very difficult to purely separate MP52 from this mixture. It was.

본 발명자들은 MP52의 N 말단의 알라닌을 삭제한 119 잔기로 이루어지는 서열표 서열 번호 1의 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열의 5 프라임 말단에 메티오닌을 코드하는 코돈을 결합시킨 플라스미드를 구축하고, 이 플라스미드를 도입한 대장균을 사용하여 발현시켰더니 N말단이 프롤린부터 시작되는 서열표 서열 번호 1에 기재한 단백질을 선택적으로 매우 효율좋게 생산한다는 것을 발견하였다.The present inventors construct a plasmid in which a codon encoding methionine is bound to the 5 prime end of the DNA sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 consisting of 119 residues in which the N-terminal alanine of MP52 is deleted, and the plasmid When introduced using E. coli, it was found that the N-terminus selectively produced the protein described in SEQ ID NO: 1 starting from proline very efficiently.

또한 서열표 서열 번호 1에 기재한 단백질의 이량체는 연골, 골 유도 활성을 갖는다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.In addition, it was confirmed that the dimer of the protein described in SEQ ID NO: 1 has cartilage and bone induction activity, and completed the present invention.

본 발명은 서열표 서열 번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질에 관한 것이다. 이 단백질은 120 잔기로 이루어지는 성숙형 부분이라 간주되고 있는 사람 MP52에서 N 말단의 알라닌을 삭제한 119 잔기의 아미노산으로 이루어지는 단백질이다. 본 발명에 의해 얻어지는 단백질은 수용액에 가용성이다. 또한 본 발명의 단백질은 사람 유래인 것을 특징으로 하기 때문에 그 자신의 독성은 적다.The present invention relates to a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. This protein is a protein consisting of 119 residues of amino acids deleted from the N-terminal alanine in human MP52 which is considered to be a mature portion consisting of 120 residues. The protein obtained by the present invention is soluble in aqueous solution. In addition, since the protein of the present invention is characterized by human origin, its own toxicity is low.

또 본 발명은 서열표 서열 번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질이량체로 이루어지는 연골 및(또는) 골 질환의 치료제에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명의 단백질 이량체는 연골·골 유도 활성을 갖기 때문에 골다공증, 선천성 연골, 골 질환, 변형성 무릎 관절증·변형성 대퇴 관절증 등의 변형성 관절증 또는 골 관절염, 반월 손상 등의 연골 손상, 외상·종창 적출 등에 의한 골·연골 결손의 재생, 골·연골 결손, 골절, 연골 형성 부전증·연골 발육 부전증·연골 무형성증·구개열·골 형성 부전증 등의 선천성 연골·골 질환 나아가 치근·치조 결손 등의 예방 및 치료제에 관한 것이다. 또한 본 발명의 단백질은 연골·골 유도 활성을 갖기 때문에 미용 외과의 골이식 치료 등에 사용할 수가 있다. 이러한 치료에는 수의 외과 영역의 것도 포함된다.The present invention also relates to a therapeutic agent for cartilage and / or bone diseases consisting of a protein dimer having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. More specifically, since the protein dimer of the present invention has cartilage and bone-inducing activity, osteoarthritis such as osteoporosis, congenital cartilage, bone disease, deformed knee arthropathy and deformed femoral arthrosis or cartilage damage such as osteoarthritis and meniscus injury, trauma. Regeneration of bone and cartilage defects due to swelling, prevention of congenital cartilage and bone diseases such as bone and cartilage defects, fractures, cartilage insufficiency, cartilage insufficiency, cartilage aplasia, cleft palate, and bone insufficiency, as well as root and alveolar defects And to therapeutic agents. Moreover, since the protein of this invention has cartilage and bone induction activity, it can be used for the bone transplantation treatment of cosmetic surgery. Such treatments include those in the veterinary surgical area.

본 발명은 서열표 서열 번호 1로 표시되는 사람 MP52 유래 119 잔기의 아미노산으로 이루어지는 단백질을 대장균을 사용하여 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a protein consisting of amino acids of 119 residues derived from human MP52 represented by SEQ ID NO: 1 using E. coli.

또한 본 발명은 서열표 서열 번호 1로 표시되는 사람 MP52 유래 119 잔기의 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열의 5 프라임 말단에 메티오닌을 코드하는 DNA를 함유하는 플라스미드의 기구에 관한 것이다. 사람 MP52cDNA는 WO 93/16099에 기재된 cDNA를 포함한 플라스미드 벡터를 주형 DNA로 하고, 성숙형 부분만을 폴리머라제 연쇄 반응(PCR법)을 사용하여 증폭하였다. 여기에서 사용하는 PCR법이란 통상 핵산 DNA 또는 RNA의 미량 단편을 미국 특허 번호 4,683,195에 기재되어 있는 방법으로 증폭하는 것을 의미한다.The present invention also relates to a mechanism for a plasmid containing DNA encoding methionine at the 5 prime end of a DNA sequence encoding an amino acid sequence of 119 residues derived from human MP52 represented by SEQ ID NO: 1. Human MP52cDNA was amplified using the plasmid vector containing the cDNA described in WO 93/16099 as template DNA, and only the mature part using polymerase chain reaction (PCR method). As used herein, the PCR method generally means amplifying a trace fragment of nucleic acid DNA or RNA by a method described in US Pat. No. 4,683,195.

본 발명의 단백질을 생산하기 위하여 이 단백질을 코드하고 있는 DNA를 포함한 적절한 발현 벡터를 구축하고, 유전자 공학의 수법에 의해 바람직한 대장균 숙주에 도입하는 것이 필요하다. 본 발명의 단백질을 대량으로 생산하기 위하여 이하의 두가지 개량 방법을 실시하였다. 1)목적 단백질의 생산성을 올리는 방법:M.Nobuhara 등이 보고(Agric. Bio1. Chem., 52(6), 1331-1338. 1988)한 번역 효율을 올리는 방법, 즉 개시 코돈 ATG 주변의 AT 함량을 올리는 방법 및 2)플라스미드의 복제수를 올리는 방법, 즉 복제 오리진을 pBR계에서 pUC계로 대체하는 방법. 그리고 프로모터 영역과 서열표 서열 번호 1의 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열을 직접 이음으로써 본 발명의 발현 벡터(pKOT245)를 구축하였다. 이 벡터는 통상 산업성, 공업 기술원 국립 생명 과학·인간 기술 연구소(NIBH)(일본 이바라끼껭쯔꾸바군야따께 히가시 1쪼메1-3)에 1995년 4월 14일자로 수탁 번호 FERM P-14895호로서 기탁되고, 1996년 4월 10일자로 부타페스트 조약을 바탕으로 한 기탁으로 이관되었다(FERM BP-5499).In order to produce the protein of the present invention, it is necessary to construct an appropriate expression vector including the DNA encoding the protein and introduce it into a preferred E. coli host by the technique of genetic engineering. In order to produce a large amount of the protein of the present invention, the following two improvement methods were carried out. 1) How to increase the productivity of the target protein: A method of increasing the translation efficiency reported by M. Nobuhara et al. (Agric. Biol. Chem., 52 (6), 1331-1338. 1988), ie the AT content around the start codon ATG 2) a method of raising the number of copies of the plasmid, that is, a method of replacing the origin of replication from the pBR system to the pUC system. The expression vector (pKOT245) of the present invention was constructed by directly connecting the DNA region encoding the amino acid sequence of the promoter region and SEQ ID NO: 1. This vector is usually assigned to the National Institute of Life Sciences and Human Technology (NIBH) (1-3 Higashi, Ibaraki 껭 Tsukuba-kun, Japan Institute of Technology and Technology) on April 14, 1995 with the accession number FERM P-14895. And as a deposit based on the Butafest Treaty on 10 April 1996 (FERM BP-5499).

본 발명은 서열표 서열 번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열의 5 프라임 말단에 메티오닌을 코드하는 코돈을 부가한 DNA를 함유하는 플라스미드를 구축하고, 그 플라스미드로 대장균을 형질 변환하며, 이 대장균을 배양함으로써 얻어지는 인클루젼 바디를 가용화하여 정제함으로써 얻어지는 단량체의 단백질 및 이를 리폴딩(refolding), 정제함으로써 얻어지는 서열표 서열 번호 1의 단백질 이량체의 단백질 제조 방법에 관한 것이다. 즉 본 발명의 단백질은 대장균 인클루젼 바디를 가용화한 후, SP-Sepharose FF 칼럼 및 Sephacryl S-200 칼럼에 의해 단일한 술폰화 MP52 단량체를 얻었다. 그래서 리폴딩을 한 후 등전점 침전하고 역상 HPLC의 RESOURCE RPC 칼럼을 통과함으로써 본 단백질의 정제 이량체 분획을 얻었다. 얻어진 본 단백질의 물리 화학적 성질은 N 말단 아미노산 서열, 아미노산 조성 및 전기 영동에 의한 분석으로 해석하였다.The present invention constructs a plasmid containing DNA added with a codon encoding methionine to the 5 prime ends of the DNA sequence encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and transforms E. coli with the plasmid. The present invention relates to a protein of a monomer obtained by solubilizing and purifying an inclusion body obtained by culturing E. coli and a protein dimer of the protein dimer of SEQ ID NO: 1 obtained by refolding and purifying it. That is, the protein of the present invention, after solubilizing the E. coli inclusion body, a single sulfonated MP52 monomer was obtained by SP-Sepharose FF column and Sephacryl S-200 column. Thus, after refolding, isoelectric point precipitation was performed and the purified dimer fraction of the protein was obtained by passing through a RESOURCE RPC column of reverse phase HPLC. Physicochemical properties of the obtained protein were analyzed by analysis by N-terminal amino acid sequence, amino acid composition and electrophoresis.

본 발명은 또한 본 발명의 발현 벡터를 도입한 대장균의 배양을 배양액 온도 28 ℃ 내지 34 ℃, pH 6 내지 8, 용존 산소 농도 20 내지 50 %의 조건하에서 행하는 제조 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a production method of culturing Escherichia coli incorporating the expression vector of the present invention under conditions of a culture temperature of 28 ° C. to 34 ° C., pH 6 to 8, and dissolved oxygen concentration of 20 to 50%.

본 발명은 또한 활성 성분으로서 유효량의 단백질 이량체를 포함하는 치료제를 사람에게 투여하는 것을 포함한, 연골 및 골 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for treating cartilage and bone disease, comprising administering to a human a therapeutic agent comprising an effective amount of a protein dimer as an active ingredient.

본 발명의 단백질 이량체의 생물학적 활성은 이소성 연골·골 형성(엑토픽 본 포메이션)의 연X선 사진 촬영 분석, 조직학적 해석 및 경시적 해석에 의해 평가하였다. 또한 막내골화에 대한 작용, 관절 연골의 재생에 대한 효과 및 골절·골 결손에 대한 치료 효과에 의해 본 발명의 단백질이 연골·골 재건에 유효하다는 것을 확인하였다.The biological activity of the protein dimer of the present invention was evaluated by soft X-ray imaging analysis, histological analysis and time-lapse analysis of ectopic cartilage and bone formation (topic bone formation). In addition, it was confirmed that the protein of the present invention is effective for cartilage and bone reconstruction by the effect on the endovascular ossification, the effect on the regeneration of articular cartilage and the treatment effect on fracture and bone defect.

본 발명의 단백질 이량체는 정맥내, 근육내 및 복강내 투여에 의한 전신 투여가 가능하다. 정맥내 투여의 경우는 통상의 정맥내 주사 이외에 점적 정맥 주사가 가능하다.The protein dimer of the present invention can be administered systemically by intravenous, intramuscular and intraperitoneal administration. In the case of intravenous administration, intravenous injection is possible in addition to the usual intravenous injection.

주사용 제제로서는 예를 들면 주사용 분말 제제로 만들 수가 있다. 그 경우는 적당한 수용성 부형제, 예를 들면 만니톨, 자당, 젖당, 말토스, 포도당, 과당 등의 1종 또는 2종 이상을 첨가하여 물로 용해하고, 바이알 또는 앰플에 분주한 후, 동결 건조하고 밀봉하여 제제로 만들 수가 있다.As an injectable preparation, it can be made into an injectable powder preparation, for example. In this case, one or two or more suitable water-soluble excipients such as mannitol, sucrose, lactose, maltose, glucose and fructose may be added, dissolved in water, dispensed into vials or ampoules, lyophilized and sealed. It can be made into a formulation.

국소 투여 방법으로서는 그 부위의 연골·골 또는 치아의 표면을 콜라겐 페이스트, 피브린 풀 또는 기타 접착제를 사용하여 본 단백질로 덮는 방법이 있다. 이들 중, 골 이식에 사용하는 뼈는 천연골 이외에 종래 사용되었던 인공뼈도 이용할 수 있다. 인공뼈란 금속, 세라믹스, 유리 등의 천연 소재 또는 인공 무기질 소재로 만든 뼈를 의미한다. 인공 무기질 소재로서 바람직하게는 하이드록시아파타이트를 들 수 있다. 예를 들면 인공뼈의 내부 재료에 금속, 그리고 그 외측의 재료에 하이드록시아파타이트를 사용한다. 또한 본 단백질은 골 재구축을 촉진하기 위하여 암성 골조직에도 투여할 수 있으며, 연골 이식에도 이용 가능하다.As a topical administration method, the surface of cartilage, bone or tooth of the site is covered with the present protein using collagen paste, fibrin paste or other adhesive. Among these, the bone used for bone transplantation can use the artificial bone which was used conventionally other than natural bone. Artificial bones refer to bones made of natural or artificial inorganic materials such as metals, ceramics and glass. As the artificial inorganic material, hydroxyapatite is preferable. For example, hydroxyapatite is used for the inner material of the artificial bone and for the outer material of the artificial bone. In addition, the protein can be administered to cancerous bone tissue to promote bone reconstruction, and can also be used for cartilage transplantation.

투여량에 대해서는 본 단백질의 작용에 영향을 주는 여러 가지 요인, 예를 들면 형성이 요망되는 골·연골의 중량, 골·연골 손상 부위 및 그 상태, 환자의 연령, 성별, 감염의 중증도, 투여 시간 및 기타 임상 요인을 고려하여 담당의가 결정한다. 또 용량은 본 단백질과의 재구성에 사용하는 담체의 종류에 따라 변동할 수 있다. 일반적으로 투여량은 지지체와의 조성물로서 사용할 때, 목적으로 하는 골·연골 습중량당 본 단백질 약 10 내지 106 나노그램, 주사제로서 국소 및 전신성에 적용할 때 환자 1인당 0.1 내지 104 마이크로그램을 일주일에 한번에서 하루에 한번의 빈도로 투여하는 것이 바람직하다.For dosage, there are several factors that influence the action of the protein, such as the weight of bone and cartilage where formation is desired, the site and condition of bone and cartilage damage, the age, sex, severity of infection, and time of administration of the patient. And other clinical factors are considered by the attending physician. The dosage may vary depending on the type of carrier used for reconstitution with the present protein. Generally, the dosage is about 10 to 10 6 nanograms of the present protein per target bone and cartilage wet weight when used as a composition with a support, and 0.1 to 10 4 micrograms per patient when applied topically and systemically as an injection. It is advisable to administer the drug at a frequency of once a week to once a day.

골·연골 재생에 대하여 공지된 성장 인자, 예를 들면 인슐린 유사 성장물질(insulin-like growth factor-I, IGF-I) 등을 동시 적용함으로써 상승 효과를 기대할 수 있다.A synergistic effect can be expected by simultaneously applying known growth factors, such as insulin-like growth factor (IGF-I), to bone and cartilage regeneration.

이와 같이 본 발명의 단백질을 공업적인 규모와 동시에 순수한 형태로 제조하는 방법은 지금까지 보고되어 있지 않아, 연골·골 유도 활성을 갖는 연골, 골 질환 치료제로서 유효하다. 또한 본 발명의 제조 방법은 지금까지 동물 세포에서밖에 생산할 수 없었던 TGF-β 유전자 수퍼 패밀리에 속하는 상술한 골 유도 인자의 제조에도 응용할 수 있다.As described above, a method for producing the protein of the present invention in an industrial scale and in a pure form has not been reported so far, and is effective as a therapeutic agent for cartilage and bone disease having cartilage and bone inducing activity. In addition, the production method of the present invention can also be applied to the production of the above-described bone induction factor belonging to the TGF-β gene superfamily that has been produced only in animal cells.

도 1은 실시예 1(2)에서 얻어진 본 발명의 단백질 발현 벡터(pKOT245)의 플라스미드 지도이다.1 is a plasmid map of the protein expression vector (pKOT245) of the present invention obtained in Example 1 (2).

도 2는 실시예 4(1)에서 얻어진 생쥐 대퇴 근육내로 유도된 골·연골 석회화 조직의 연X선 사진이다.2 is a soft X-ray photograph of bone and cartilage calcified tissue induced into the mouse femoral muscle obtained in Example 4 (1).

도 3은 실시예 4(1)에서 얻어진 생쥐 대퇴 근육내로 유도된 골·연골 석회화 조직의 비탈회 절편의 조직 염색 현미경 사진이다.3 is a tissue staining micrograph of non-lime sections of bone and cartilage calcified tissue induced into the mouse femoral muscle obtained in Example 4 (1).

도 4는 실시예 4(2)에서 얻어진 생쥐 대퇴 근육내에서 관찰된 연골·골 유도의 경시적 변화를 나타내는 조직 염색 현미경 사진이다.4 is a tissue staining micrograph showing the changes over time of cartilage and bone induction observed in the mouse femoral muscle obtained in Example 4 (2).

도 5는 실시예 4(3)에서 얻어진 쥐 두정골의 탈회 절편의 조직 염색 현미경 사진이다.5 is a tissue staining micrograph of the demineralized slice of the rat parietal bone obtained in Example 4 (3).

도 6은 실시예 4(4)에서 얻어진 집토끼의 관절 연골을 포함하는 대퇴골 두부(頭部)의 탈회 절편의 조직 염색 현미경 사진이다.Fig. 6 is a tissue staining micrograph of the demineralized section of the femoral head including articular cartilage of the rabbit obtained in Example 4 (4).

도 7은 실시예 4(5)에서 얻어진 대퇴골에 골 결손이 작성된 쥐의 대퇴부 연X선 사진이다. 7 is a femoral soft X-ray photograph of a rat in which a bone defect is created in the femur obtained in Example 4 (5).

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태><Best Mode for Carrying Out the Invention>

이어서 실시예를 나타내어 본 발명의 효과를 구체적으로 설명하겠다. 또한 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Next, an Example is shown and the effect of this invention is demonstrated concretely. In addition, this invention is not limited by these Examples.

<실시예 1> 벡터의 제작Example 1 Preparation of Vector

(1)변이형 MP52 성숙형 부분의 단리(1) Isolation of the variant MP52 mature part

사람 MP52cDNA는, WO 93/16099에 기재된 cDNA를 포함한 플라스미드 벡터(pSK52s)를 주형 DNA로 하고, 성숙형 부분만을 폴리머라제 연쇄 반응(PCR)을 사용하여 증폭하였다.Human MP52cDNA was amplified using the polymerase chain reaction (PCR) using only the plasmid vector (pSK52s) containing the cDNA described in WO 93/16099 as template DNA and the mature part.

개시 코돈 ATG 주변의 AT 함량을 올림으로써 목적 단백질의 생산성을 향상시키는 방법[M, Nobuhara 등의 보고(Agric. Bio1. Chem., 52(6), 1331 내지 1338, 1988 ]에 따라 성숙형 MP52 유전자 일부의 DNA를 치환하였다.Mature MP52 gene according to the method for improving the productivity of the target protein by raising the AT content around the start codon ATG (M, Nobuhara et al. (Agric. Biol. Chem., 52 (6), 1331-1338, 1988). Some DNA was substituted.

치환 방법은 서열 번호 2의 순방향 PCR 프라이머를 사용하여, PCR법으로 행하였다. PCR 프라이머의 DNA 서열은 서열 번호 2에 기재된 DNA를 순방향 프라이머로 하고 서열 번호 3에 기재된 DNA를 역방향 프라이머로서 사용하였다.Substitution was performed by PCR using the forward PCR primer of SEQ ID NO: 2. The DNA sequence of the PCR primers was the DNA of SEQ ID NO: 2 as the forward primer and the DNA of SEQ ID NO: 3 was used as the reverse primer.

PCR은 같은 시험관 중에서 주형 DNA(10 나노그램), 순방향 및 역방향 PCR 프라이머 각각 50 피코몰, dNTP(0.2 밀리몰) 및 MgCl3(1.5 밀리몰)를 Taq DNA 폴라메라아제(5U)와 함께 첨가함으로써 행하였다.PCR was performed by adding template DNA (10 nanograms), 50 picomol, dNTP (0.2 mmol) and MgCl 3 (1.5 mmol), respectively, with Taq DNA polymerase (5U) in the same test tube. .

각 사이클이 변성(94 ℃, 1분간), 프라이머 어닐링(55 ℃, 1분간) 및 프라이머 신장(72 ℃, 2분간)으로 이루어지는 30 사이클의 PCR을 행하였다(이하의 PCR은 모두 이 조건으로 행하였다).Each cycle was subjected to 30 cycles of PCR consisting of denaturation (94 ° C., 1 minute), primer annealing (55 ° C., 1 minute), and primer extension (72 ° C., 2 minutes) (all of the following PCR were performed under these conditions). ).

PCR 반응으로부터의 생성물을 1.5 % 저융점 아가로스(FMC사) 중에서 전기 영동에 의해 분리하고, 서열 번호 1의 아미노산 서열에 상당하는 약 360bp로 이루어지는 절편을 얻었다(이를 절편 1이라 한다).The product from the PCR reaction was separated by electrophoresis in 1.5% low melting agarose (FMC) to obtain a fragment consisting of about 360 bp corresponding to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 (this is referred to as fragment 1).

(2) 본 단백질의 대장균 발현 벡터의 구축(2) Construction of E. coli expression vector of this protein

플라스미드의 복제수를 올리기 위해서는 복제 오리진을 pBR계에서 pUC계로 대체하였다. 시판 중인 대장균 발현 벡터 pKK223-3(파마시아·바이오테크 주식회사로부터 구입)의 tac 프로모터 영역을 제한 효소 SspI와 EcoRI로 절단한 후, 멍 빈 뉴클레아제 (Mung Bean Nuclease, 다까라 슈조 가부시끼가이샤, 카탈로그 번호 2420A)로 처리하고, 프래그먼트 1의 개시 코돈측에 T4DNA 리가제 (다까라 슈조 가부시끼가이샤, 카탈로그 번호 2011A)로 결합시켜 pKK223-3의 rrnBT1T2 종결서열 영역을 제한 효소 SalI과 SspI로 절단하고 SalI로 절단한 프래그먼트 1의 종지 코돈측과 결합시켜 pUC18의 SmaI 부위에 도입함으로써 본 단백질의 생산을 위한 발현 벡터[pKOT245(수탁 번호 비꼬겡끼(BIOKEKEN-KI) 제 P-14895호](도 1)를 구축하였다. pKOT245의 DNA의 길이는 3.7 kb이다. 제작한 본 발명의 단백질 발현 벡터는 Pharmacia ALF DNA 시퀀서에 의해 그 염기 서열을 결정하였다.In order to increase the number of copies of the plasmid, the replication origin was replaced by pUC system from pBR system. After cleaving the tac promoter region of the commercially available E. coli expression vector pKK223-3 (purchased from Pharmacia Biotech Co., Ltd.) with restriction enzymes SspI and EcoRI, Mung Bean Nuclease (Sunga Kabushiki Kaisha, Catalog) No. 2420A), and the rrnBT 1 T 2 termination sequence region of pKK223-3 was bound to restriction enzymes SalI and SspI by binding to T4DNA ligase (Takara Shuzo Co., Ltd., catalog number 2011A) on the start codon side of fragment 1 Expression vector for production of this protein by binding to the codon side of fragment 1 cleaved and cleaved with SalI and introduced into the SmaI site of pUC18 [pKOT245 (Accession No. POKOTEN-KI No. P-14895)] 1) was constructed The length of the DNA of pKOT245 was 3.7 kb The nucleotide sequence of the protein expression vector of the present invention was determined by Pharmacia ALF DNA sequencer.

(3)형질 전환(3) quality conversion

형질 전환은 Kushner 등의 염화 루비듐법(Genetic Engineering. p.17, Elsevier(1978)에 따랐다. 즉 pKOT245를 숙주 대장균 W3110M으로 상기한 수법에 따라 이입하여, 본 발명의 단백질 생산 대장균으로 하였다.The transformation was carried out according to the Rubidium chloride method (Genetic Engineering. P. 17, Elsevier (1978)) by Kushner et al. That is, pKOT245 was transferred to the host E. coli W3110M according to the above-described method to make the protein production E. coli of the present invention.

<실시예 2> 배양Example 2 Culture

(1)배양(1) culture

본 발명의 단백질 발현 대장균을 변형된 SOC 배지 (박토 트립톤 (Bacto tryptone) 20 g/ℓ, 박토 이스트 추출물 (Bacto yeast extract) 5 g/ℓ, NaCl 0.5 g/ℓ, MgCl2·6H2O 2.03 g/ℓ, 글루코스 3.6 g/ℓ)로 예비배양하고, 생산용 배지(박토 트립톤 5 g/ℓ, 시트르산 4.3 g/ℓ, K2HPO4 4.675 g/ℓ, KH2PO4 1.275 g/ℓ, NaCl 0.865 g/ℓ, FeSO4·7H2O 100 mg/ℓ, CuSO4·5H2O 1 mg/ℓ, MnSO4·nH2O 0.5 mg/ℓ, CuCl2·2H2O 2 mg/ℓ, Na2B4O7·10H2O 0.225 mg/ℓ, (NH4)5Mo7O24·4H2O 0.1 mg/ℓ, ZnSO4·7H2O 2.25 mg/ℓ, CoCl2·6H2O 6 mg/ℓ, MgSO4·7H2O 2.2 mg/ℓ, 티아민 HCl 5.0 mg/ℓ, 글루코스 3 g/ℓ) 5 L에 대하여 균체 현탁액을 100 ㎖ 첨가하고, 10 L의 배양조에서 통기 교반하면서 배양하며, 대수 증식 전기(OD550=5.0)에 달한 단계에서 1 mM의 농도로 이소프로필-β-D-티오갈락토피라노사이드를 첨가하고, 다시 OD550이 150에 달할 때까지 배양하였다. 배양중 온도는 32 ℃, pH는 암모니아를 첨가함으로써 7.15로 제어하고, 용존 산소 농도의 저하를 방지하기 위하여 교반 속도를 올림으로써 공기 포화의 50 %로 용존 산소 농도를 제어하였다. 또 고균체 농도로 만들기 위하여 용존 산소 농도의 급격한 상승을 지표로 하여, 50 % 글루코스 용액을 0.2 % 농도로 첨가하면서 배양하였다.The protein-expressing Escherichia coli of the present invention was modified in SOC medium (Bacto tryptone 20 g / l, Bacto yeast extract 5 g / l, NaCl 0.5 g / l, MgCl 2 · 6H 2 O 2.03 g / l, glucose 3.6 g / l), pre-cultured with medium for production (bacto tryptone 5 g / l, citric acid 4.3 g / l, K 2 HPO 4 4.675 g / l, KH 2 PO 4 1.275 g / l) , NaCl 0.865 g / ℓ, FeSO4 · 7H2O 100 mg / ℓ, CuSO 4 · 5H 2 O 1 mg / ℓ, MnSO 4 · nH 2 O 0.5 mg / ℓ, CuCl 2 · 2H 2 O 2 mg / ℓ, Na 2 B4O 7 · 10H 2 O 0.225 mg / ℓ, (NH 4) 5 Mo 7 O 24 · 4H 2 O 0.1 mg / ℓ, ZnSO 4 · 7H 2 O 2.25 mg / ℓ, CoCl 2 · 6H 2 O 6 mg / ℓ 100 ml of a cell suspension was added to 5 L of MgSO 4 · 7H 2 O, 5.0 mg / L thiamine HCl, 3 g / L glucose, and cultured with aeration and agitation in a 10 L culture tank. Add isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside at a concentration of 1 mM at the end of the propagation period (OD 550 = 5.0) and again reach an OD 550 of 150. Incubate until. During the culture, the temperature was controlled to 32 ° C., the pH to 7.15 by adding ammonia, and the dissolved oxygen concentration was controlled to 50% of air saturation by increasing the stirring rate to prevent a decrease in dissolved oxygen concentration. In addition, in order to make a high cell concentration, a 50% glucose solution was added at a concentration of 0.2% with a rapid increase in dissolved oxygen concentration as an index.

(2) 대장균 인클루젼 바디의 조제(2) Preparation of Escherichia Coli Inclusion Body

상기 방법에 의해 얻어진 배양액을 원심 분리 하여 균체를 회수하고, 10 mM 에틸렌디아민 사아세트산을 포함하는 25 mM Tris-HCl 완충액 (pH 7.3)으로 현탁하고 균체 파쇄 장치(고린사 (Gaulin Inc.) 제품)를 사용하여 세균을 파쇄하고 다시 원심 분리하여 인클루젼 바디를 포함하는 침전을 회수하였다.The cells obtained by the above method were centrifuged to recover the cells, suspended in 25 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3) containing 10 mM ethylenediamine tetraacetic acid, and the cell disruption apparatus (manufactured by Gaulin Inc.). The bacteria were disrupted and centrifuged again to recover the precipitate containing the inclusion body.

<실시예 3> 정제Example 3 Tablet

(1) 대장균 인클루젼 바디의 가용화(1) Solubilization of Escherichia Coli Inclusion Body

대장균 인클루젼 바디를 1 % Triton X-100으로 3회 세정 후, 3000×g로 30분간 4 ℃에서 원심 분리하고, 얻어진 침전을 pH가 3인 20 mM Tris-HCl 완충액, 8M 요소, 10 mM DTT, 1 mM EDTA로 초음파를 부여하면서 가용화하였다.The E. coli inclusion body was washed three times with 1% Triton X-100, then centrifuged at 3000 x g for 30 minutes at 4 ° C, and the resulting precipitate was washed with 20 mM Tris-HCl buffer, 8M urea, 10 mM at pH 3. Solubilization with sonication with DTT, 1 mM EDTA.

(2) 단량체 정제(2) monomer purification

그 가용화액을 20000×g으로 30분간, 4 ℃에서 원심 분리하여 그 상청을 회수하였다. 얻어진 상청을 pH 8.3인 20 mM Tris-HCl 완충액, 6M 요소, 1 mM EDTA로 평형시킨 SP-Sepharose FF(파마시아사)에 통과시키고, 동일 용액으로 세정 후 0.5M 식염을 포함하는 동일 용액으로 용출시켰다. 용출액에 Na2SO3와 Na2S4O6을 각각 최종 농도가 111 mM, 13 mM이 되도록 첨가하여 4℃, 15시간 술폰화를 행하였다. 술폰화 용액을 pH 8.3인 20 mM Tris-HCl 완충액, 6M 요소, 0.2 M 식염, 1mM EDTA로 평형시킨 Sephacryl S-200 HR(파마시아사)로 겔 여과를 하여 단일하고 술폰화된 본 발명의 단백질 단량체를 얻었다.The solubilization liquid was centrifuged at 20000xg for 30 minutes at 4 degreeC, and the supernatant was collect | recovered. The resulting supernatant was passed through SP-Sepharose FF (Pharmacia) equilibrated with 20 mM Tris-HCl buffer, 6M urea, 1 mM EDTA, pH 8.3, washed with the same solution and eluted with the same solution containing 0.5M saline. . Na 2 SO 3 and Na 2 S 4 O 6 were added to the eluate so that the final concentrations were 111 mM and 13 mM, respectively, and sulfonation was performed at 4 ° C. for 15 hours. The sulfonated solution was a single, sulfonated protein monomer of the present invention by gel filtration with Sephacryl S-200 HR (Pharmacia) equilibrated with 20 mM Tris-HCl buffer, pH 8.3, 6M urea, 0.2 M salt, 1 mM EDTA. Got.

(3)리폴딩(3) refolding

술폰화된 본 발명의 단백질 단량체 용액에 9배 양의 pH가 9.8인 50 mM Na-글리신 완충액, 0.2 M 염화 나트륨, 16 mM CHAPS, 5 mM EDTA, 2 mM GSH(환원형 글루타치온), 1 mM GSSG(산화형 글루타치온)를 첨가한 후 1일간 4 ℃에서 교반하며 리폴딩하였다.50 mM Na-glycine buffer, 0.2 M sodium chloride, 16 mM CHAPS, 5 mM EDTA, 2 mM GSH (reduced glutathione), 1 mM GSSG in a sulfonated protein monomer solution of 9 times the pH 9.8 (Oxidized glutathione) was added and then refolded with stirring at 4 ° C for 1 day.

(4)이량체 정제 (4) dimer purification

리폴딩된 시료를 순수한 물로 2배 희석하고 6N 염산을 첨가하여 pH를 7.4로 맞추어 등전점 침전을 행하였다. 침전을 3000×g 20분의 원심 분리로 모은 후, 30 % 아세토니트릴, 0.1 % TFA에 용해하였다. 그 용액을 순수한 물로 2배 희석하고, 0.05 % TFA, 25 % 아세토니트릴로 평형시킨 둔 역상 HPLC의 RESOURCE RPC 칼럼(파마시아사)에 통과시켜 0.05 % TFA, 25 내지 45 % 아세토니트릴그라젠트로 용출하였다. 용출액은 흡광도 광도계를 사용하고, 280 nm의 흡광도에 의해 모니터하여 정제된 본 발명의 단백질 이량체 획분을 얻었다. 이것을 스피드박 (SpeedVac) 농축기 (서번트 (Servant) 사)로 동결 건조하였다.The refolded sample was diluted twice with pure water and isoelectric point precipitation was carried out by adding 6N hydrochloric acid to pH 7.4. The precipitates were collected by centrifugation at 3000 × g 20 minutes and then dissolved in 30% acetonitrile, 0.1% TFA. The solution was diluted 2-fold with pure water and eluted with 0.05% TFA, 25-45% acetonitrile, by passing through a RESOURCE RPC column (Pharmacia) in dull reversed phase HPLC equilibrated with 0.05% TFA, 25% acetonitrile. The eluate was purified using an absorbance photometer and monitored by absorbance at 280 nm to obtain purified protein dimer fractions of the present invention. It was lyophilized with a SpeedVac concentrator (Servant).

(5) 정제된 본 발명 단백질의 물리 화학적 성질의 측정(5) Determination of Physicochemical Properties of Purified Protein of the Present Invention

(가)N 말단 아미노산 서열 분석(A) N terminal amino acid sequence analysis

상기에서 얻어진 정제된 본 발명의 단백질에 대하여 N 말단 아미노산 서열을 아미노산 시퀀서, 모델 476A(어플라이드 바이오시스템즈사)로 분석했더니 서열표 서열 번호 1에서 나타내는 N 말단에서 30번째까지의 아미노산 서열이 확인되었다.The N-terminal amino acid sequence of the purified protein of the present invention obtained above was analyzed by an amino acid sequencer, model 476A (Applied Biosystems, Inc.), and the amino acid sequence from the N-terminal to the thirtieth amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 was identified.

(나)아미노산 조성 분석(B) amino acid composition analysis

상기에서 얻어진 정제된 본 발명 단백질의 아미노산 조성을 아미노산 분석기[PICO TAG 시스템(워터즈사)]로 조사하였다. 그 결과를 표 1에 나타냈다. 표에 나타낸 수는 1 모노머 당 아미노산 잔기 수를 나타낸다.The amino acid composition of the purified protein of the present invention obtained above was examined by an amino acid analyzer [PICO TAG system (Waters)]. The results are shown in Table 1. The numbers shown in the table represent the number of amino acid residues per monomer.

아미노산 amino acid 실측값Measured value 기대값Expected value AsxAsx 11.511.5 1212 GlxGlx 10.910.9 1111 SerSer 8.48.4 99 GlyGly 4.34.3 44 HisHis 4.04.0 44 ArgArg 7.77.7 77 ThrThr 5.45.4 66 AlaAla 7.37.3 77 ProPro 10.210.2 1010 TyrTyr 2.92.9 33 ValVal 5.75.7 77 MetMet 5.15.1 44 1/2Cys1 / 2Cys 2.62.6 77 IleIle 4.94.9 66 LeuLeu 10.010.0 1010 PhePhe 4.04.0 44 LysLys 5.95.9 66 TrpTrp -- 22 배열의 길이 The length of the array 119119 - : 검출 불가능  -: Not detectable

(다)전기 영동에 의한 분석(C) Analysis by electrophoresis

상기에서 얻어진 정제된 본 발명의 단백질 분자량을 비환원 조건하의 SDS-PAGE로 확인했더니 약 28KDa의 분자량을 나타냈다.The molecular weight of the purified protein of the present invention obtained above was confirmed by SDS-PAGE under non-reducing conditions, and showed a molecular weight of about 28 KDa.

상기 (가), (나) 및 (다)에 나타난 결과에 의해, 본 발명의 단백질은 N 말단이 단일하게 Pro부터 시작되는 119 잔기로 이루어지는 단백질이라는 것을 알 수 있었다.From the results shown in (a), (b) and (c), it was found that the protein of the present invention is a protein consisting of 119 residues whose N-terminals start singly from Pro.

<실시예 4> 생물학적 활성의 측정Example 4 Measurement of Biological Activity

(1)이소성 연골·골 조직의 유도 작용(1) Induction action of ectopic cartilage and bone tissue

실시예 3에 의해 얻어진 단백질 약 500 ㎍를 10 mM 염산 50 ㎕에 용해, 동일 용매로 희석하고, 1 ㎍/10 ㎕, 10 ㎍/10 ㎕, 및 100 ㎍/10 ㎕ 농도의 용액을 조제하고 그 10 ㎕을 돼지건(腱) 유래 I 형 콜라겐 용액 150 ㎕(고껜, 0.5 %, pH 3, I-AC)와 혼화하고 중화한 후, 동결 건조하여 얻어진 혼화물을 8주령의 웅성 ICR 생쥐의 대퇴 근육내에 집어 넣고, 21일 후에 대퇴부를 적출하여 피부를 박리한 후 연 X선 사진 촬영에 의해 골·연골 석회화 조직의 발현율을 검토하였다. 표 2에 그 결과를 나타냈다. 1 ㎍/부위 이상의 용량에서 그 발현을 확인하고, 10 ㎍/부위 이상의 용량에서 사용된 생쥐 전체 예에서 그 발현을 확인하였다.About 500 µg of the protein obtained in Example 3 was dissolved in 50 µl of 10 mM hydrochloric acid, diluted with the same solvent, and a solution having a concentration of 1 µg / 10 µl, 10 µg / 10 µl, and 100 µg / 10 µl was prepared. 10 μl was mixed with 150 μl of pig tendon-derived type I collagen solution (high 껜, 0.5%, pH 3, I-AC), neutralized, and freeze-dried to obtain a mixed femur of male 8-week-old male ICR mice. After twenty-one days, the thighs were removed, the skin was peeled off, and the expression rate of the bone and cartilage calcified tissues was examined by soft X-ray imaging. Table 2 shows the results. Its expression was confirmed at a dose of 1 μg / site or more, and its expression was confirmed in all the mice used at doses of 10 μg / site or more.

MP52 단백질의 용량Dose of MP52 Protein *골·연골 석회화 조직의 발현율* Expression rate of bone and cartilage calcified tissue 대조(I 형 콜라겐 단독)Control (Type I Collagen Only) 0/40/4 1 ㎍/부위1 μg / site 3/43/4 10 ㎍/부위10 μg / site 4/44/4 100 ㎍/부위100 μg / site 4/44/4 *각군 4예에서 실험한 골·연골 석회화 조직의 연X선 사진 촬영 분석에 의한 발현을 나타낸다.* Expression by soft X-ray imaging analysis of bone and cartilage calcified tissues tested in each of the four cases.

또, 도 2에 각 용량에서의 전형적인 골·연골 석회화 조직의 연X선 사진상을 나타냈다. 도 2에서 A는 MP52 단백질 1 ㎍/부위, B는 MP52 단백질 10 ㎍/부위, C는 MP 단백질 100 ㎍/부위의 용량으로 각각 MP52 단백질을 생쥐 대퇴 근육내에 집어 넣은 예에 대한 결과를 나타냈다. 이 결과에 의해 용량 의존적인 골·연골 석회화 조직의 증가가 확인되었다. 다시 이들 생쥐의 대퇴부를 고정후 비탈회 단편을 작성하고, 폰 코사(von Kossa) 염색, 알시안 블루(Alcian blue) 염색 및 헤마톡실린-에오신(Hematoxylin-eosin) 염색을 각각 실시하였다.2 shows a soft X-ray photograph of typical bone and cartilage calcified tissue at each dose. In FIG. 2, A shows the results of an example in which MP52 protein was inserted into the mouse femoral muscle at doses of 1 μg / site of MP52 protein, B of 10 μg / site of MP52 protein, and C of 100 μg / site of MP protein, respectively. These results confirmed an increase in dose-dependent bone and cartilage calcification tissue. After fixing the femoral sections of these mice, non-limeous fragments were prepared, and von Kossa staining, Alcian blue staining, and hematoxylin-eosin staining were performed.

도 3에 본 단백질 10㎍/부위의 용량에서 I 형 콜라겐과 함께 집어 넣어진 표본의 조직 염색의 현미경 사진을 나타낸다. 도 3에서 A는 폰 코사 염색, B는 알시안 블루 염색, C는 헤마톡실린-에오신 염색을 각각 나타냈다.Fig. 3 shows a micrograph of the tissue staining of a sample encased with type I collagen at a dose of 10 μg / site of the present protein. In FIG. 3, A represents von Cossa stain, B represents Alcian blue stain, and C represents hematoxylin-eosin stain, respectively.

도 3(A)에서 화살표 ct 부분은 석회화 조직을 나타내고, 화살표 cc 부분은 석회화 연골 세포를 나타냈다. 도 3(B)에서 화살표 rc 부분은 잔존 연골 조직을 나타냈다. 도 3(C)에서 화살표 ad 부분은 지방 세포, 화살표 bm 부분은 골수 세포, 화살표 Ib 부분은 층판골, 화살표 ob 부분은 골아 세포, 화살표 wb 부분은 선유성골을 각각 나타냈다. 도 3에서 MP52 단백질의 투여에 의해 골아 세포, 골수 세포, 석회화 연골 세포가 생성되고, 골·연골 석회화 조직이 형성된다는 것이 명확했다.In FIG. 3 (A), the arrow ct portion represents calcified tissue, and the arrow cc portion represents calcified chondrocytes. In FIG. 3 (B), the arrow rc portion represents the remaining cartilage tissue. In FIG. 3 (C), the arrow ad portion represents fat cells, the arrow bm portion represents bone marrow cells, the arrow Ib portion represents lamellar bone, the arrow ob portion represents osteoblasts, and the arrow wb portion represents fibroblasts, respectively. In Fig. 3, it was clear that osteoblasts, bone marrow cells, and calcified chondrocytes were formed by the administration of the MP52 protein, and bone and cartilage calcified tissues were formed.

실시예 4의 결과로부터 본 발명의 단백질 이량체는 연골·골 유도 작용을 갖는다는 것이 명확해졌다.From the results of Example 4, it became clear that the protein dimer of the present invention has cartilage and bone inducing action.

(2)이소성 골화 작용의 경시적 해석(2) Over time analysis of ectopic ossification

실시예 3에 의해 얻어진 단백질 약 3 ㎍을 함유하는 실시예 4(1)에 기재된 방법과 마찬가지로 제작한 동결 건조물을 ICR 생쥐의 대퇴 근육중에 집어 넣고, 3,7,10,14,21 및 28일후에 조직을 적출, 10 % 포르말린으로 고정 후, 그러한 조직 절편에 헤마톡실린-에오신 염색(HE) 및 폰 코사 염색(von Kossa)을 실시하였다. 도 4에 염색 절편의 광학 현미경 사진을 나타냈다.A freeze-dried product prepared in the same manner as in Example 4 (1) containing about 3 μg of the protein obtained in Example 3 was placed in the femoral muscles of the ICR mice, and after 3,7,10,14,21 and 28 days Tissues were extracted, fixed with 10% formalin, and then the tissue sections were subjected to hematoxylin-eosin staining (HE) and von Kossa staining. 4 shows an optical micrograph of the stained sections.

3일째(도 4A, HE)에, 집어 넣어진 콜라겐 섬유(co)와 주위의 근육 조직(m)사이에 형태학적으로는 결합 섬유성 세포를 포함하는 미분화 간엽계 세포(mc)의 출현이 발견되었다. 7일째(도 4B, HE)부터 10일째(도 4C, HE)에 걸쳐 이 부위에는 미분화 간엽계 세포(mc)가 집적·증식되고, 미분화 간엽계 세포의 비대화 및 전연골양 세포로의 변화가 발견되었다. 14일째(도 4D, HE; 도 4E, von Kossa)에, 석회화 연골 조직(화살표 cc) 및 골조직(화살표 b)의 형성을 확인하였다. 21일째(도 4F, HE; 도 4G, von Kossa)에, 골수 세포(화살표 bm)의 형성이 나타나는 한편, 14일째에 관찰된 석회화 연골 조직은 거의 발견되지 않아, 석회화 연골 조직이 골조직(화살표 b)으로 변환된 것이라고 생각되었다. 28일째(도 4H, HE)에, 광범위하게 골수 세포(bm)가 발견되어 형성된 골조직(b)는 흡수 과정에 있는 듯하였다.On day 3 (FIG. 4A, HE), the appearance of undifferentiated mesenchymal cells (mc) comprising morphologically connective fibrous cells was found between the inserted collagen fibers (co) and the surrounding muscle tissue (m). It became. From day 7 (FIG. 4B, HE) to day 10 (FIG. 4C, HE), undifferentiated mesenchymal cells (mc) accumulate and proliferate in this region, and the enlargement of undifferentiated mesenchymal cells and changes to total chondrogenic cells Found. On day 14 (FIG. 4D, HE; FIG. 4E, von Kossa), formation of calcified cartilage tissue (arrow cc) and bone tissue (arrow b) was confirmed. On day 21 (FIG. 4F, HE; FIG. 4G, von Kossa), the formation of bone marrow cells (arrow bm) was observed, while almost no calcified cartilage tissue observed on day 14 was found so that the calcified cartilage tissue was bone tissue (arrow b). Was thought of as On day 28 (FIG. 4H, HE), extensive bone marrow cells (bm) were found and bone tissue (b) formed appeared to be in the process of absorption.

이와 같이 rMP52는 종래 BMPs에 대하여 밝혀져 있는 바와 같이 이소성에 연골 조직을 유도하고 계속해서 연골내 골형성을 불러 일으킬 수 있는 단백질이라는 것이 명확하였다.Thus, it was clear that rMP52 is a protein capable of inducing cartilage tissue in ectopicity and subsequently inducing cartilage bone formation, as is known for conventional BMPs.

(3)막내 골화에 대한 작용(3) effect on intraosseous ossification

실시예 3에 의해 얻어진 단백질을 0.01 % 사람 혈청 알부민을 포함하는 생리적 인산 완충액(pH 3.4)에 용해하고, 0.01 ㎍/20 ㎕, 0.1 ㎍/20 ㎕ 및 1 ㎍/20 ㎕ 용액을 조제하여, 그 20 ㎕를 스프라그도울리계 쥐의 좌우 두정골 중 그 한쪽 골막에 생후 1일째부터 마이크로실린지를 사용하여 1일 1회, 12일간 매일 동일 부위에 주사하였다. 다른쪽의 두정골 골막내에는 동량의 그 용액을 주사하였다. 또 양쪽 정골 골막에 그 용매를 주사하여 비교 대조하였다. 최종 투여 1일 후에 좌우 두정골을 적출·고정 후 투여 부위를 횡단하는 탈회 헤마톡실린-에오신 염색 표본을 작성하고 좌우 두정골 투여 부위의 두께를 현미경 사진상으로 측정하여 동일 개체에서의 용매 투여 부위의 두께에 대한 본 발명의 단백질 투여 부위의 두께의 비를 산출하였다. 표 3에 그 결과를 나타냈다. 또 도 5에 본 발명의 단백질 0.1 ㎍/20 ㎕를 연속 주사했을 경우, 조직 절편의 광학 현미경 사진상의 일례(도 5B)를 반대측 용매 투여군의 그것(도 5A)과 함께 나타냈다.The protein obtained in Example 3 was dissolved in physiological phosphate buffer (pH 3.4) containing 0.01% human serum albumin, and 0.01 µg / 20 µl, 0.1 µg / 20 µl and 1 µg / 20 µl solution were prepared, 20 μl was injected into the periosteum of the left and right parietal bones of Sprague-Doley rats at the same site once daily for 12 days using a microsyringe from day 1 after birth. An equal amount of the solution was injected into the other parietal periosteum. In addition, the solvent was injected into both osteoblasts to compare and contrast. One day after the final administration, demineralized hematoxylin-eosin staining specimens were taken across the administration site after extraction and fixation of the left and right parietal bone, and the thickness of the left and right parietal bone administration site was measured on a micrograph to determine the thickness of the solvent administration site in the same individual. The ratio of the thickness of the protein administration site of the present invention to was calculated. Table 3 shows the result. Moreover, when 0.1 microgram / 20 microliters of the protein of this invention were continuously injected in FIG. 5, the example (FIG. 5B) on the optical micrograph of a tissue section was shown with that of the opposite solvent administration group (FIG. 5A).

본 발명의 단백질 투여에 의해 골막 세포(p)의 활성화 및 증식이 나타남과 동시에 활성화된 골아 세포(화살표 ob)가 두정골내 및 골막(p)의 경계 영역에 수많이 출현하여, 용량 의존적으로 두정골(b)의 두께가 투여 부위에서 늘어난다는 것이 명확하였다. 이것은 본 발명의 단백질이 적어도 국소 주입했을 경우, 막골화를 항진하여 골다공증, 골절 및 치조, 치근 결손의 치료에 유용하다는 것이 나타났다.Activation and proliferation of periosteal cells (p) is indicated by the administration of the protein of the present invention, and simultaneously activated osteoblasts (arrow ob) appear in the parietal bone and the periphery of the periosteum (p). It was clear that the thickness of b) increased at the site of administration. This has been shown to be useful for the treatment of osteoporosis, fractures and alveolar, and root defects, at least when topically infused with the protein of the present invention, thereby enhancing membrane ossification.

본 발명 단백질의 용량(㎕/부위/일)Dose of Protein of the Invention (μl / site / day) 투여 부위의 두정골 두께(㎛)Parietal bone thickness at the site of administration (µm) 두께의 비(B/A)Thickness ratio (B / A) 용매 투여(A)Solvent Administration (A) 본 발명의 단백질 투여(B)Protein Administration of the Invention (B) 0(용매)0 (solvent) 128±7128 ± 7 141±20141 ± 20 1.10±0.161.10 ± 0.16 0.010.01 134±9134 ± 9 167±30167 ± 30 1.27±0.331.27 ± 0.33 0.10.1 119±19119 ± 19 190±29190 ± 29 1.60±0.10*1.60 ± 0.10 * 1One 132±19132 ± 19 225±25225 ± 25 1.70±0.14**1.70 ± 0.14 ** 두정골의 두께 및 그 비의 값은 4예의 평균값±표준 편차를 나타낸다.The thickness of the parietal bone and its ratio represent the mean ± standard deviation of four cases. *P<0.05, **P<0.01 대 좌우 두정골 용매 투여군(윌리엄즈법)* P <0.05, ** P <0.01 vs left and right parietal solvent administration group (Williams method)

(4)관절 연골의 재생에 대한 효과(4) effect on regeneration of articular cartilage

6마리의 12주령의 웅성 집토끼(뉴질랜드 화이트)의 우측 슬부의 피부 및 관절포를 절개한 후, 건을 손상하지 않도록 대퇴골의 슬개골구를 노출하고, 그 부위에 의과용 드릴을 사용하여 직경 5 mm의 골수강까지 관통한 관절 연골·골 결손을 작성하고, 그 결손 부위에 실시예 3에 의해 얻어진 단백질 약 10 ㎍ 함유 또는 비함유 I 형 콜라겐 동결 건조물을 실시예 4(1)에 기재된 방법과 마찬가지로 조제하여 3예씩 집어 넣고 관절포 및 피부를 봉합하고, 3주일 후에 대퇴골두를 적출·고정후, 전체예의 탈회 조직 절편을 작성하여 알시안 블루 염색을 하였다. 도 6에 각각의 전형적 일례의 광학 현미경 사진상을 나타냈다. I 형 콜라겐 동결 건조물만을 넣었을 경우(도 6A 및 6B), 결손 부위(화살표 d)에는 섬유성의 조직(f)이 나타날뿐이었으나, 실시예 3에 의해 얻어진 본 발명의 단백질 약 10 ㎍ 함유 I 형 콜라겐을 집어 넣은 경우(도 6C 및 6D), 결손 부위에 세포외에 알시안 블루 염색 양성 기질의 침착을 동반한 연골 세포(ch)의 형성을 확인하였다.After cutting the skin and joints of the right knee of six 12-week-old male rabbits (New Zealand White), exposing the patella of the femur to avoid damaging the tendon, and using a medical drill to the area 5 mm in diameter The articular cartilage and bone defects which penetrated to the bone marrow cavity of the bone were prepared, and a freeze-dried product containing about 10 µg of the protein obtained in Example 3 or free of type I collagen in the defect site was prepared in the same manner as in Example 4 (1). Three cases were prepared, the joints and skin were sutured, and after 3 weeks, the femoral head was removed and fixed, and all demineralized tissue sections were prepared and subjected to Alcian blue staining. 6 shows optical micrographs of each typical example. When only the Type I collagen lyophilized material was added (FIGS. 6A and 6B), only the fibrous tissue (f) appeared in the defect site (arrow d), but the type I collagen containing about 10 µg of the protein of the present invention obtained in Example 3 In the case of inserting (Figs. 6C and 6D), the formation of chondrocytes (ch) with the deposition of an alkian blue staining positive substrate extracellularly in the defect site was confirmed.

또, 그 형성된 조직은 정상 관절 연골 조직에서 관찰되는 정지 세포층, 증식 세포층, 비대 세포층이라는 층상 구조와 유사한 세포 구성 구조를 결손 부위의 외측에서 내측으로 구축하고 있었다. 이러한 소견은 사용된 집토끼 모두에게서 발견되었으며, 본 발명의 단백질이 연골의 재생, 특히 변형성 관절증 또는 골관절염 등에 의해 야기된 관절 연골 변성 조직의 정상 조직으로의 회복에 유효하다는 것을 나타내고 있다.In addition, the formed tissues constructed a cell-like structure similar to the layered structures such as the stationary cell layer, the proliferating cell layer, and the hypertrophy cell layer observed in normal articular cartilage tissue from the outside of the defect site to the inside. These findings were found in all the rabbits used, indicating that the protein of the present invention is effective for the restoration of articular cartilage degeneration tissue caused by cartilage regeneration, in particular deformable arthrosis or osteoarthritis and the like.

(5)연골·골 결손에 대한 치료 효과(5) Therapeutic effect against cartilage and bone defect

30마리의 스프라그도울리계 웅성 쥐(약 15주령)를 사용하여 대퇴부의 피부 조직을 절개하여, 주위 근육 조직에서 대퇴골을 노출시키고, 대퇴골 골간부 중앙에 치과용 드릴로 5 mm의 원주상 골 결손부를 작성, 잔존 대퇴골 양단을 스테인레스제 나사를 사용하고 폴리에틸렌제의 플레이트로 고정하였다. 실시예 3에 의해 얻어진 단백질 0, 약 1, 10 또는 100 ㎍ 함유 I 형 콜라겐 동결 건조물을 그 골 결손 부위에 집어 넣고, 피부 조직을 봉합하였다. 넣은 직후 및 12주째에 그들의 연X선 사진 촬영을 한 결과를 도 7에 나타냈다. 도 7A는 골 결손 작성시의 사진이다. 도 7B 내지 E에 나타나 있는 바와 같이, I 형 콜라겐 단독(도 7B) 및 본 연구의 단백질 1 ㎍ 함유 I 형 콜라겐(도 7C)을 넣은 것에서는 12주째에 결손부 양단에서 약간의 가골 (假骨, 화살표 cs)의 형성을 나타냈을 뿐이며, 골유합에는 이르지 못했다. 한편 10 또는 100 ㎍ 함유 I 형 콜라겐(도 D 및 도 E)을 넣은 것에서는 그 골 결손 부위 전체에 걸쳐 가골(화살표 cs)의 형성을 확인하고, X선 상에서 골유합을 확인하였다. 12주째에 대퇴골을 적출, 폴리에틸렌제 플레이트를 떼어내고 이중 X선 흡수법(Aloka, DCS-600)에 의해 1 mm 간격의 스캐닝 모드로 골 결손 작성부를 포함하는 대퇴골 장축 방향 15 mm를 연속적으로 그 방향에 대하여 수직으로 주사하고, 작성 골 결손 중앙부 3mm 상당 부위에서의 골염량을 적산함과 동시에 양쪽 골단을 수지로 고정하고, 골 강도 측정 장치(말토 제작소, MZ-500)에 장착하여 180°/분의 스피드로 하부 수지로 회전시키고, 대퇴골을 파괴하는데 필요한 최대 비틀림힘을 측정하였다(표 4). 본 발명 단백질의 쥐 대퇴골 결손 부위에 넣은 것은 이와 같이 용량 의존적으로 그 부위에서의 골염량을 증가시킴과 동시에 그 부위의 골 강도(비틀림힘)를 상승시키는 것이 나타나, 본 발명 단백질이 골절 치료 및 골결손부에서의 골재건에 유효하다는 것을 나타냈다.Thirty Sprague Dawley male rats (approximately 15 weeks old) were used to incise the skin tissue of the femur, exposing the femur in the surrounding muscle tissue and a 5 mm circumferential bone with a dental drill in the middle of the femoral stem. A defect was created and both ends of the remaining femur were fixed with a polyethylene plate using a screw made of stainless steel. The protein 0, about 1, 10 or 100 µg-containing collagen freeze-dried product obtained in Example 3 was placed in the bone defect site and the skin tissue was closed. The results of their soft X-ray photographing immediately after the addition and 12 weeks are shown in FIG. 7. 7A is a photograph at the time of bone defect creation. As shown in Figs. 7B to E, with type I collagen alone (Fig. 7B) and 1 μg of protein of the present study type I collagen (Fig. 7C), at the 12th week, there was a slight spine at both ends of the defect. , Only the formation of arrow cs) was shown, and bone union was not reached. On the other hand, in the case where 10 or 100 μg-containing type I collagen (FIGS. D and E) were added, the formation of the ribs (arrow cs) was confirmed throughout the bone defect site, and bone union was confirmed on the X-ray. At 12 weeks, the femur was removed, the polyethylene plate was removed, and the femoral major axis direction 15 mm including the bone defect creation part was continuously operated in the scanning mode at 1 mm intervals by the double X-ray absorption method (Aloka, DCS-600). Injected perpendicularly to each other, the bone salt at the center of 3mm equivalent bone defect was accumulated, and both ends were fixed with resin and mounted on a bone strength measuring device (Malto Works, MZ-500), 180 ° / min. The maximum torsional force required to rotate the lower resin at break speed and break the femur was measured (Table 4). Incorporation of the protein of the present invention into the mouse femoral defect site showed dose-dependent increase in bone inflammation at the same time as well as an increase in bone strength (torsional force) at the site. It was shown to be effective for aggregate reconstruction at the defect site.

본 발명 단백질의 용량(㎍/부위)Dose (μg / site) of the protein of the invention 쥐 대퇴골 골 결손부에서의 골염량(㎎)Osteitis in Mice Femur Bone Defect (mg) 최대 비틀림힘(kgf·㎝)Torsional force (kgfcm) 예의 수 The number of courtesy 콜라겐 단독Collagen alone 120.2±24.5120.2 ± 24.5 2.92±0.092.92 ± 0.09 66 1One 176.9±36.4176.9 ± 36.4 6.24±1.006.24 ± 1.00 88 1010 277.4±63.9277.4 ± 63.9 9.35±3.149.35 ± 3.14 88 100100 374.8±67.1*374.8 ± 67.1 * 4.034±7.64*4.034 ± 7.64 * 88 평균값±준오차를 나타낸다.The mean value ± quasi error is shown. *p<0.05 대 콜라겐 단독군(Students's t-test)* p <0.05 versus Student's t-test

서열표 서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열을 갖는 단백질의 이량체로 이루어지는 단백질은 연골·골 유도 활성을 가지며 연골, 골 환자의 치료제로서 유용하다. 또한 본 발명 단백질의 발현 벡터를 변형함으로써 대장균을 사용한 유전자 공학의 수법에 의해 공업적인 규모, 그리고 순수한 형태로 이 단백질을 제조하는 것이 가능하다.A protein consisting of a dimer of a protein having an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 has cartilage and bone inducing activity and is useful as a therapeutic agent for cartilage and bone patients. In addition, by modifying the expression vector of the protein of the present invention, it is possible to produce the protein on an industrial scale and in pure form by genetic engineering techniques using E. coli.

서열표Sequence table

서열 번호:1SEQ ID NO: 1

서열의 길이:119Sequence length: 119

서열 형태:아미노산 Sequence form: amino acid

토폴로지:직쇄상Topology: straight

서열 종류:펩티드Sequence Type: Peptide

프래그먼트형:N-말단 프래그먼트Fragment type: N-terminal fragment

기원:origin:

생물명:사람(homo sapiens)Biometric: Person (homo sapiens)

조직의 종류: 사람 태아Type of Tissue: Human Fetus

서열의 특징:Characteristic of the sequence:

존재 위치:Presence location:

기타 정보:MP52 아미노산 서열의 383번째부터 501번째의 아미노산 서열.Other information: 383rd-501th amino acid sequence of the MP52 amino acid sequence.

<서열 1><SEQ ID NO 1>

Figure pct00001
Figure pct00001

서열 번호:2SEQ ID NO: 2

서열의 길이:27Sequence length: 27

서열 형태:핵산 Sequence form: Nucleic acid

가닥:한가닥Strands: One strand

토폴로지:직쇄상Topology: straight

서열 종류:기타 핵산Sequence Type: Other Nucleic Acids

기원:없음Origin: none

생물명:없음Creature: None

주명(株名):없음State Name: None

서열의 특징:MP52 성숙형 단리용 순방향 PCR 프라이머Sequence Features: Forward PCR Primer for MP52 Mature Isolation

<서열 2><SEQ ID NO 2>

Figure pct00002
Figure pct00002

서열 번호:3SEQ ID NO: 3

서열의 길이:26Sequence length: 26

서열 형태:핵산 Sequence form: Nucleic acid

가닥:한가닥Strands: One strand

토폴로지:직쇄상Topology: straight

서열 종류:기타 핵산Sequence Type: Other Nucleic Acids

기원:없음Origin: none

생물명:없음Creature: None

주명:없음State name: None

서열의 특징:MP52 성숙형 단리용 역방향 PCR 프라이머Sequence Characteristics: Reverse PCR Primer for MP52 Mature Isolation

<서열 3><SEQ ID NO 3>

Figure pct00003
Figure pct00003

Claims (23)

서열표 서열 번호 1에 기재한 아미노산 서열을 갖는 단백질.A protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1. 제1항에 따른 단백질의 동종 이량체로 이루어지는 단백질.A protein consisting of a homodimer of the protein according to claim 1. 제2항에 따른 단백질의 치료학적으로 유효량 및 제약학적 담체를 함유하는 연골 및 골 질환 치료용 제약 조성물.A pharmaceutical composition for treating cartilage and bone disease containing a therapeutically effective amount of a protein according to claim 2 and a pharmaceutical carrier. 제3항에 있어서, 연골 및 골 질환이 골다공증인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 3, wherein the cartilage and bone diseases are osteoporosis. 제3항에 있어서, 연골 및 골 질환이 변형성 관절증 또는 골관절염인 제약 조성물.4. The pharmaceutical composition of claim 3, wherein the cartilage and bone diseases are deformable arthrosis or osteoarthritis. 제3항에 있어서, 연골 및 골 질환이 골절 및 골 결손인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 3, wherein the cartilage and bone diseases are fractures and bone defects. 제3항에 있어서, 연골 및 골 질환이 치근 및 치조의 결손인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 3, wherein the cartilage and bone diseases are defects of the root and alveolar. 제1항의 단백질을 발현할 수 있는 DNA를 포함하는 플라스미드로 형질 변환된 대장균을 사용하는 제1항의 단백질의 제조 방법.A method for producing a protein of claim 1 using E. coli transformed with a plasmid containing DNA capable of expressing the protein of claim 1. 제8항에 있어서, 서열표 서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열의 5프라임 말단에 메티오닌을 코드하는 코돈을 부가한 DNA을 함유하는 플라스미드를 구축하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The manufacturing method of Claim 8 which builds the plasmid containing DNA which added the codon which codes a methionine to the 5 prime terminal of the DNA sequence which codes the amino acid sequence of sequence number SEQ ID NO: 1. (i) N-말단에 메티오닌을 가지는 서열표 서열 번호 1에 기재된 아미노산 서열을 코드하는 DNA 서열을 함유하는 플라스미드를 구축하는 단계,(i) constructing a plasmid containing a DNA sequence encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 having methionine at the N-terminus, (ii) 상기 플라스미드로 대장균을 형질 변환하는 단계,(ii) transforming E. coli with the plasmid, (iii) 상기 대장균을 배양함으로써 얻어지는 인클루젼 바디를 가용화하는 단계,(iii) solubilizing the inclusion body obtained by culturing E. coli, (iv) 상기 가용화된 용액으로부터 단량체 단백질을 정제하는 단계(iv) purifying monomeric protein from the solubilized solution (v) 단량체를 이량체 단백질로 리폴딩하고, 이것을 정제하는 단계(v) refolding the monomer into a dimeric protein and purifying it 를 포함하는 제2항에 따른 이량체 단백질의 제조 방법.Method for producing a dimeric protein according to claim 2 comprising a. 제2항에 따른 동종 이량체 단백질의 유효량을 활성 성분으로 포함하는 제약학적 조성물을 사람을 제외한 동물에 투여함으로써 이루어지는 연골 및 골 질환의 치료 방법.A method for the treatment of cartilage and bone diseases, comprising administering to a non-human animal a pharmaceutical composition comprising an effective amount of the homodimer protein according to claim 2 as an active ingredient. 제11항에 있어서, 연골 및 골 질환이 골다공증인 치료 방법.The method of claim 11, wherein the cartilage and bone disease is osteoporosis. 제11항에 있어서, 연골 및 골 질환이 변형성 관절증 또는 골 관절염인 치료 방법.The method of claim 11, wherein the cartilage and bone diseases are deformable arthrosis or osteoarthritis. 제11항에 있어서, 연골 및 골 질환이 골절, 골 결손인 치료 방법.The method of claim 11, wherein the cartilage and bone diseases are fractures, bone defects. 제11항에 있어서, 연골 및 골 질환이 치근, 치조의 결손인 치료 방법. The method of claim 11, wherein the cartilage and bone diseases are defects of the root, alveolar. 제3항에 있어서, 연골 및 골 질환이 연골 손상 또는 결손인 제약 조성물.4. The pharmaceutical composition of claim 3, wherein the cartilage and bone disease are cartilage damage or defect. 제16항에 있어서, 연골 질환이 관절 반원 손상인 제약 조성물. The pharmaceutical composition of claim 16, wherein the cartilage disease is a joint semicircle injury. 제3항에 있어서, 연골 및 골 질환이 선천성인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 3, wherein the cartilage and bone diseases are congenital. 제18항에 있어서, 연골 및 골 질환이 연골 형성 부전증, 연골 발육 부전증, 연골 무형성증, 구개열 또는 골형성부전증인 제약 조성물.19. The pharmaceutical composition of claim 18, wherein the cartilage and bone diseases are cartilage insufficiency, cartilage dysplasia, cartilage aplasia, cleft palate or osteopenia. 제3항에 있어서, 골 이식 또는 연골 이식 또는 새로운 연골 또는 골의 유도를 위한 것인 제약 조성물.4. A pharmaceutical composition according to claim 3 for bone transplantation or cartilage transplantation or induction of new cartilage or bone. 제3항 내지 제7항 및 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 전신성 또는 국부 투여용인 제약 조성물.The pharmaceutical composition according to any one of claims 3 to 7 and 16 to 20, for systemic or topical administration. 제3항 내지 제7항 및 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 주사 제제 투여용인 제약 조성물.The pharmaceutical composition according to any one of claims 3 to 7 and 16 to 20 for administration of an injection formulation. 제20항에 있어서, 천연 또는 인공 골을 이용하는 제약 조성물. The pharmaceutical composition of claim 20, wherein natural or artificial bone is utilized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1994015949A1 (en) * 1993-01-12 1994-07-21 Johns Hopkins University School Of Medicine Growth differentiation factor-5

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