KR100560122B1 - The screening method and the screening kit for inhibiting or enhancing agent of signal transduction in G-protein coupled receptorGPCR - Google Patents

The screening method and the screening kit for inhibiting or enhancing agent of signal transduction in G-protein coupled receptorGPCR Download PDF

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Abstract

본 발명은 G-단백질 연관 수용체(G-protein coupled receptor, 이하 GPCR이라 명명함)의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법 및 검색키트에 관한 것으로, G-단백질과 GPCR 사이의 특이적 결합을 촉진하거나 억제하는 물질을 표면 플라스몬 공명법(SPR, surface plasmon resonance) 또는 면역 검정법으로 선별하는 검색 방법과 그 검색 키트의 발명이다. 본 발명의 구체적 적용예로는 GPCR의 일종인 세로토닌 수용체 6의 세포 내 3번째 루프인 iL3 (intracellular loop 3)을 포함하는 융합단백질, 상기 수용체와 상호작용하는 Gs 단백질의 α소단위체(Gαs)를 포함하는 융합단백질 및 상기 두 단백질 간 상호작용의 측정을 통하여 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제를 검색하는 방법 및 이를 이용한 검색키트를 들 수 있다. 본 발명의 검색방법과 검색키트는 GPCR에 작용하는 새로운 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색에 유용하게 이용될 수 있으며 특히 세로토닌 수용체를 표적으로 한 항 정신병 치료제나 항 우울증제의 신약 후보물질을 저비용으로 쉽고 빠르게 검색하는데 이용될 수 있다.The present invention relates to a search method and a search kit for signaling inhibitors or promoters of G-protein coupled receptors (hereinafter referred to as GPCRs), and promote specific binding between G-proteins and GPCRs. The present invention is a screening method for screening a substance to be inhibited by surface plasmon resonance (SPR) or an immunoassay and an invention thereof. Specific application examples of the present invention include a fusion protein comprising an intracellular loop 3 (iL3), a third loop in a cell of serotonin receptor 6, a type of GPCR, and an α subunit (Gα s ) of a Gs protein interacting with the receptor. And a method for searching for a signaling inhibitor or promoter of GPCR through measurement of the interaction between the fusion protein and the two proteins, and a search kit using the same. The search method and search kit of the present invention can be useful for the search for new signaling inhibitors or promoters acting on GPCR. In particular, the drug candidates for antipsychotics or antidepressants targeting serotonin receptors can be easily and at low cost. It can be used to search quickly.

GPCR, 세로토닌 수용체 6, 검색방법, 검색키트GPCR, Serotonin Receptor 6, Search Method, Search Kit

Description

G-단백질 연관 수용체(GPCR)의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법 및 검색키트{The screening method and the screening kit for inhibiting or enhancing agent of signal transduction in G-protein coupled receptor(GPCR)} The screening method and the screening kit for inhibiting or enhancing agent of signal transduction in G-protein coupled receptor (GPCR)}             

도 1a는 세로토닌 수용체 6의 다섯 번째와 여섯 번째 막투과 부위를 연결하는 루프인 iL3(intracellular loop 3)과 Gs 단백질 복합체의 α소단위체(Gαs)의 상호작용을 나타낸 모식도이고, Figure 1a is a schematic diagram showing the interaction between the intracellular loop 3 (iL3) and the α subunit (Gα s ) of the Gs protein complex, a loop connecting the fifth and sixth transmembrane sites of serotonin receptor 6,

도 1b는 세로토닌 수용체 6의 iL3 부위를 포함하는 융합단백질인 GST (Glutathione-S-transferase)-iL3의 구조를 나타낸 모식도이고, 1B is a schematic diagram showing the structure of GST (Glutathione-S-transferase) -iL3, which is a fusion protein containing the iL3 region of serotonin receptor 6,

도 2a는 GST 부위와 세로토닌 수용체 6의 iL3 부위로 구성되어 있는 GST-iL3 단백질의 1차 구조를 나타낸 모식도이고, Figure 2a is a schematic diagram showing the primary structure of the GST-iL3 protein consisting of the GST site and the iL3 site of serotonin receptor 6,

도 2b는 6개의 반복적인 히스티딘(histidine) 아미노산이 Gs 단백질의 α소단위체(Gαs)의 N-말단에 연결되어 있는 His-Gαs 단백질의 1차 구조를 나타낸 모식도이고, FIG. 2B is a schematic diagram showing the primary structure of His-Gα s protein in which six repetitive histidine amino acids are linked to the N-terminus of the α subunit (Gα s ) of the Gs protein. FIG.

도 3a는 pGST-ApLZ-iL3의 개열지도이고, 3A is a cleavage map of pGST-ApLZ-iL3,

도 3b는 GST-iL3 단백질의 발현벡터인 pGST-iL3의 개열지도이고, 3B is a cleavage map of pGST-iL3, which is an expression vector of GST-iL3 protein,

도 3c는 His-Gαs 단백질의 발현벡터인 pH-Gαs의 개열지도이고, 3C is a cleavage map of pH-Gα s that is an expression vector of His-Gα s protein,

도 4는 GST-iL3 단백질과 His-Gαs 단백질간의 상호작용을 효소면역측정법으로 측정하는 과정을 도식화한 것이고, 4 is a diagram illustrating a process for measuring the interaction between GST-iL3 protein and His-Gα s protein by enzyme immunoassay,

도 5는 GST-iL3와 His-Gαs의 결합특이성을 효소면역측정법으로 측정하여 나타낸 그래프이고, 5 is a graph showing the binding specificity of GST-iL3 and His-Gα s by enzyme immunoassay.

도 6은 GST-iL3와 His-Gαs의 결합특이성을 Surface plasmon resonance 방법으로 측정하여 나타낸 그래프로, 고정화된 His-Gαs에 GST-iL3를 15, 10, 5, 2.5, 1 μM의 농도로 처리했을 경우 얻어지는 센서그램을 그래프의 위에서부터 순차적으로 표시하였다. Figure 6 is a graph showing the binding specificity of GST-iL3 and His-Gα s by surface plasmon resonance method, GST-iL3 in the concentration of 15, 10, 5, 2.5, 1 μM immobilized His-Gα s The sensorgram obtained when processed was displayed sequentially from the top of the graph.

본 발명은 G-단백질 연관 수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법 및 검색키트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, GPCR의 일종인 세로토닌 수용체 6의 세포 내 3 번째 루프인 iL3 (intracellular loop 3)을 포함하는 융합단백질, 상기 수용체와 상호작용하는 Gs 단백질의 α소단위체(Gαs)를 포함하는 융합단백질 및 상기 두 단백질 간의 상호작 용의 측정을 통하여 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제를 검색하는 방법 및 이를 이용한 검색키트에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a search kit for detecting a signaling inhibitor or promoter of a G-protein coupled receptor (GPCR), and more specifically, a third in a cell of serotonin receptor 6, a type of GPCR. Fusion protein comprising an intracellular loop 3 (iL3) loop, a fusion protein comprising an α subunit (Gα s ) of Gs protein interacting with the receptor, and a signal from the GPCR through measurement of the interaction between the two proteins A method of searching for a delivery inhibitor or promoter and a search kit using the same.

GPCR은 생체 내 다양한 신호전달에 관여하는 수용체로서 특히 신경전달계에 많이 존재하며 아드레날린, 도파민 또는 세로토닌 등의 신경전달 물질들을 리간드로 하는 수용체이다. 인간의 경우 약 2,000 종의 GPCR이 존재하는 것으로 추정되며 이들은 다양한 리간드와 결합함으로써 세포 외부의 신호를 인식하고 세포 내의 G-단백질과 상호작용 하여 세포 내로 신호를 전달한다. 또한, GPCR은 7 개의 세포막 투과 나선 부위(7 transmembrane helix; 7TM)를 가지며 G-단백질을 경유하여 신호를 전달하는 공통적인 특성을 갖는다. 대부분의 경우 GPCR의 리간드는 세포막 투과 나선 부위 내에 결합하며 일부 리간드는 세포막 외부의 루프(extracellular loop)에 결합한다. 리간드의 결합은 GPCR의 세포막 내부의 루프(intracellular loop)와 G-단백질, 특히 알파 소단위체 (Gα)와의 결합을 유도함으로서 세포 내부로 신호전달이 일어나도록 한다.GPCR is a receptor that is involved in various signaling in vivo, and is particularly present in the neurotransmitter, and is a receptor that contains neurotransmitters such as adrenergic, dopamine or serotonin as ligands. It is estimated that about 2,000 GPCRs exist in humans, and they bind to various ligands to recognize signals outside the cell and interact with G-proteins in the cell to transmit signals into the cell. In addition, GPCRs have seven transmembrane helixes (7TM) and have common characteristics of transmitting signals via G-proteins. In most cases, ligands in GPCRs bind within the cell membrane permeation helix and some ligands bind to extracellular loops outside the cell membrane. The binding of the ligand induces the signaling inside the cell by inducing the binding of the intracellular loop of the GPCR to the G-protein, in particular the alpha subunit (Gα).

GPCR의 일종으로서, G-단백질의 일종인 stimulatory G-단백질(Gs)과 상호작용 하는 것으로 알려진 세로토닌 수용체는 세로토닌을 리간드로 하며 수면, 섭식, 통증 인식, 체온 및 혈압을 조절하며 우울증, 불안증, 정신분열증 등 기타 신체와 관련된 중추 신경계 질환에 관여한다. 이외에도, 세로토닌 및 세로토닌 수용체는 위장계와 같은 말초신경계에서도 각종 수축, 분비 및 전기 생리적 영향을 조정하는 것으로 밝혀졌는데, 이러한 광범위한 역할 때문에 최근 세로토닌 수용체가 관여하 는 신경전달계에 영향을 주는 약물이 큰 관심의 대상이 되고 있다. 특히, 수용체 특이적 작용제 및 길항제는 불안증, 우울증, 고혈압, 편두통, 비만, 강박성 장애, 정신분열 구토증을 비롯한 광범위한 장애의 치료에 유용하게 이용될 수 있다. A type of GPCR, a serotonin receptor known to interact with the stimulatory G-protein (Gs), a type of G-protein, is a serotonin ligand and regulates sleep, eating, pain awareness, temperature and blood pressure, depression, anxiety, and mental Involved in central nervous system diseases related to schizophrenia and other bodies. In addition, serotonin and serotonin receptors have been shown to modulate various contraction, secretion, and electrophysiological effects in peripheral nervous systems such as the gastrointestinal system. Due to this broad role, drugs that affect the neurotransmitter system in which serotonin receptors are involved in recent years are of great interest. It becomes the target of. In particular, receptor specific agents and antagonists can be usefully used in the treatment of a wide range of disorders including anxiety, depression, hypertension, migraine, obesity, obsessive compulsive disorder, schizophrenic emesis.

세로토닌 수용체에는 형식상 14 내지 18 개의 아종 수용체가 포함된다. 이중 세로토닌 수용체 6은 1993년에 확인되었으며(Monsma et al., Mol. Pharmacol. 43, 320-327, 1993), 스트레스 및 불안 상태와 관련된 것으로 보고되었다 (Yoshioka et al., Life Science 17/18, 1473-1477, 1998). 인간의 세로토닌 수용체 6은 440 개의 아미노산 서열로 이루어져 있으며, 분자량은 약 47 kDa으로 7 개의 막 통과 부위(transmembrane domain), 4 개의 세포 외부에 존재하는 루프(extracellular loop, eL) 및 4 개의 세포 내부에 존재하는 루프 (intracellular loop, iL)로 구성되어 있다. 리간드인 세로토닌이 세로토닌 수용체의 막 통과 부위에 위치한 결합 부위에 결합하면, 세로토닌 수용체의 구조적 변화가 세포막 안쪽에 위치한 루프(iL)들로 전달되고, 이러한 구조 변화는 G-단백질에 인식되어 G-단백질과 결합하게 된다. 이때 세로토닌 수용체의 세포 내 루프 3(iL3) 부위는 G-단백질과의 상호작용에 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 세로토닌 수용체 6과 상호작용하여 신호를 전달하는 G-단백질로 알려진 Gs 단백질은 45.7 kDa과 44.3 kDa의 분자량을 갖는 2 종류가 있으며 본 발명에 사용된 것은 380 개 아미노산 서열로 이루어진 후자의 단백질이다. 상기 Gs 단백질은 α, β, γ의 3 가지 소단위체로 구성되어 있으며, 이중 α소단위체(Gαs)가 세로토닌 수용체 6과 의 상호작용에 참여하여 세포 내의 cAMP 농도를 증가시키는 것으로 알려져 있다(Kohen et al., J. Neurochem. 66, 47-56, 1996; Ruat et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 193, 268-276, 1993).Serotonin receptors formally include 14-18 subspecies receptors. Dual serotonin receptor 6 was identified in 1993 (Monsma et al ., Mol. Pharmacol. 43, 320-327, 1993) and reported to be associated with stress and anxiety conditions (Yoshioka et al ., Life Science 17/18, 1473-1477, 1998). The human serotonin receptor 6 consists of 440 amino acid sequences and has a molecular weight of about 47 kDa, which consists of seven transmembrane domains, four extracellular loops (eLs), and four cells. It consists of an intracellular loop (iL). When the ligand, serotonin, binds to a binding site located at the transmembrane site of the serotonin receptor, the structural changes of the serotonin receptors are transferred to loops (iLs) located inside the cell membrane, and these structural changes are recognized by the G-protein and thus G-protein. Combined with. The intracellular loop 3 (iL3) region of the serotonin receptor is expected to play an important role in the interaction with G-protein. There are two kinds of Gs proteins known as G-proteins that interact with serotonin receptor 6 to transmit a signal, and have a molecular weight of 45.7 kDa and 44.3 kDa. The latter protein is composed of 380 amino acid sequences. The Gs protein is composed of three subunits of α, β, and γ, and it is known that the α subunit (Gα s ) participates in the interaction with serotonin receptor 6 to increase the cAMP concentration in cells (Kohen et. al ., J. Neurochem. 66, 47-56, 1996; Ruat et al., Biochem. Biophys.Res.Commun . 193, 268-276, 1993).

세로토닌 수용체 6은 뇌, 특히 후각결절(olfactory tubercle), 대뇌피질 (cerebral cortex), 선조(striatum), 중격의지핵(nucleus accumbens) 및 해마(hippocampus) 등에서 많이 발현되며, 시상(thalamus) 부위에서는 약하게 발현된다. 아직까지 세로토닌 수용체 6과 관련된 기능에 대해선 거의 알려져 있지 않지만 클로미프라민(clomipramine), 아미트립틸린(amitryptyline), 도세핀(doxepin) 및 노르트립틸린(nortryptyline)과 같은 대표적인 항 우울제와 클로자핀 (clozapine), 올란자핀(olanzapine), 플루퍼라핀(fluperlapine) 및 세로켈 (seroquel)과 같은 항 정신병 치료제가 이 수용체에 강하게 결합한다는 사실이 알려지면서 제약업계의 관심이 집중되고 있으며, 이와 관련된 신약의 시장성은 대단히 크다고 추정된다.Serotonin receptor 6 is expressed in the brain, especially olfactory tubercle, cerebral cortex, striatum, nucleus accumbens and hippocampus, and weakly in the thalamus. Expressed. Little is known about the functions related to serotonin receptor 6, but representative antidepressants such as clomipramine, amitriptyline, doxepin and nortryptyline and clozapine The attention of the pharmaceutical industry is increasing, as it is known that antipsychotics such as olanzapine, fluperlapine and seroquel bind strongly to these receptors. It is estimated to be very large.

기존의 GPCR을 통한 신약 후보 물질의 검색방법은 GPCR의 리간드 결합 부위에 결합하여 GPCR의 신호전달 활성을 조절하는 물질의 검색을 주 목표로 하고, 대부분 살아있는 세포를 이용해 이루어지므로 고비용의 세포 배양 단계가 필요하며, 세로토닌 수용체처럼 같은 종류의 리간드를 갖는 아종의 GPCR들이 존재하는 경우, 리간드 결합 부위를 대상으로 한 신호전달 조절 물질들은 각각의 아종 GPCR에 대한 선택성이 낮을 수 있다는 문제가 있다.Conventional methods of screening for new drug candidates through GPCRs mainly aim to search for substances that bind to GPCR ligand binding sites and modulate the signaling activity of GPCRs. When there is a need for subtypes of GPCRs having the same type of ligand as serotonin receptors, there is a problem that signaling regulatory substances targeting ligand binding sites may have low selectivity for each subtype GPCR.

이에, 본 발명자들은 GPCR의 신호전달 활성을 조절(억제하거나 촉진)할 수 있는 후보물질을 쉽고 빠르게 검색할 수 있는 방법을 찾고자 연구한 결과, GPCR의 신호 전달에 중요한 역할을 하는 GPCR의 세포 내 루프(intracellular loop) 부위와 G-단백질의 α소단위체 간의 상호작용을 시험관 내에서(in vitro) 측정하는 방법을 고안하였다. 즉, GPCR의 일종인 세로토닌 수용체 6의 iL3와 Gαs를 각각 포함하는 융합단백질 및 이들 간 상호작용을 측정하는 방법을 고안하고, 이를 이용하여 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제를 검색할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have studied to find a method for easily and quickly searching for candidate substances that can modulate (inhibit or promote) the signaling activity of GPCR. As a result, the intracellular loop of GPCR, which plays an important role in GPCR signal transmission, has been studied. We have devised a method for measuring in vitro the interaction between intracellular loop sites and α-subunits of G-proteins. In other words, we devised a fusion protein containing iL3 and Gα s of serotonin receptor 6, which is a type of GPCR, and a method for measuring the interaction between them. By this, the present invention was completed.

본 발명의 목적은 GPCR의 세포 내 루프 도메인을 포함하는 융합단백질과 이와 상호작용하는 G-단백질의 α소단위체(Gα)를 포함하는 융합단백질 및 이들 단백질 간의 상호작용을 측정할 수 있는 방법을 고안하여 GPCR을 타겟으로 하는 신호전달 억제제 또는 촉진제를 시험관 내에서 검색할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to devise a fusion protein comprising an intracellular loop domain of GPCR and a fusion protein comprising an α-subunit (Gα) of G-protein interacting therewith and a method for measuring the interaction between these proteins. By providing a method for in vitro detection of signaling inhibitors or promoters targeting GPCR.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GPCR의 세포 내 루프 (intracellular loop) 부위를 포함하는 융합단백질과 Gα를 포함하는 융합단백질 및 상기 융합단백질 간의 상호작용의 측정을 통한 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉 진제의 검색방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fusion protein comprising a intracellular loop site of GPCR and a fusion protein including Gα and a signaling inhibitor or GP of the GPCR through the measurement of the interaction between the fusion protein Provides a way to search for authenticity.

또한, 본 발명은 Gα를 포함하는 융합단백질 및 GPCR의 세포 내 루프 부위를 포함하는 융합단백질, 표지항체 접합체 및 발색제를 함유하는 기질용액을 포함하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색키트를 제공한다.The present invention also provides a search kit for a GPCR signaling inhibitor or promoter comprising a fusion protein comprising Gα and a substrate solution containing a fusion protein, a label antibody conjugate, and a coloring agent comprising an intracellular loop portion of GPCR. .

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

본 발명은 GPCR의 세포 내 루프 부위를 포함하는 융합단백질과 Gα를 포함하는 융합단백질 및 상기 융합단백질 간의 상호작용의 측정을 이용한 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법을 제공한다.The present invention provides a method for searching for a signaling inhibitor or promoter for GPCR using a fusion protein comprising an intracellular loop site of GPCR, a fusion protein including Gα, and measurement of the interaction between the fusion proteins.

GPCR은 세포막에 존재하는 수용체로서 7개의 세포막 투과 나선 부위(7 transmembrane helix; 7TM)를 갖는 구조적 특정이 있으며, 인간의 경우 약 2,000종의 GPCR이 존재한다고 추정된다. 이들 GPCR은 다양한 리간드와 결합함으로서 세포 외부의 신호를 인식하고 세포 내의 G-단백질과 상호작용을 함으로서 세포내로 신호를 전달한다. 특히 GPCR은 7 개의 세포막 투과 나선 부위와 신호전달시 G-단백질을 경유하는 공통적인 특성을 갖는다. 대부분의 경우 GPCR의 리간드는 세포막 투과 나선 부위 내에 결합하며 일부 리간드는 세포막 외부의 루프에 결합한다. 이러한 리간드의 결합은 GPCR의 세포막 내부의 루프와 G-단백질, 특히 알파 단위체(Gα) 간의 결합을 유도함으로서 세포 내부로 신호가 전달되게 한다. GPCRs are structural specifics with seven transmembrane helixes (7TM) as receptors present in the cell membrane, and it is estimated that about 2,000 GPCRs exist in humans. These GPCRs bind to a variety of ligands to recognize signals outside the cell and interact with the G-proteins in the cell to deliver signals intracellularly. In particular, GPCRs have common properties through seven cell membrane helix sites and via G-proteins in signaling. In most cases, ligands in GPCRs bind within the cell membrane penetrating helix and some ligands bind to loops outside the cell membrane. The binding of these ligands induces the binding between the loops in the cell membrane of the GPCR and the G-protein, in particular the alpha monomer (Gα), thereby allowing the signal to be transferred into the cell.

GPCR은 7 개의 세포막 투과 나선 부위(7 transmembrane helix; 7TM)를 가지며 G-단백질을 경유하여 신호를 전달하는 공통적인 특성을 가지므로, 본 발명의 바 람직한 실시예에서는 GPCR의 일종인 세로토닌 수용체 6의 세포 내 루프 3(iL3)를 포함하는 융합단백질과 Gα의 일종인 Gαs(stimulatory Gα단백질)를 포함하는 융합단백질을 제조하였다. GPCRs have seven transmembrane helixes (7TM) and have the common characteristics of transmitting signals via G-proteins. Thus, in a preferred embodiment of the present invention, serotonin receptor 6 is a type of GPCR. A fusion protein comprising an intracellular loop 3 (iL3) and a fusion protein comprising Gα s (stimulatory Gα protein), which is a kind of Gα, were prepared.

상기 세로토닌 수용체 6의 iL3를 포함하는 융합단백질은 단백질의 정제를 용이하게 하는 부위 및 iL3로 구성되며, 바람직하게는 GST(Glutathione-S- transferase)와 iL3로 구성될 수 있다. 상기 융합단백질은 서열번호 11로 기재되는 염기서열에 의해 코딩되는 서열번호 12의 아미노산 서열을 가지며, 이때 iL3의 아미노산 서열을 코딩하는 염기서열은 대장균에서 높은 빈도로 사용되는 코돈으로 구성된 염기서열을 사용하는 것이 바람직하다.The fusion protein comprising iL3 of serotonin receptor 6 is composed of a site for facilitating purification of the protein and iL3, and preferably may be composed of GST (Glutathione-S-transferase) and iL3. The fusion protein has an amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 encoded by the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 11 , wherein the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of iL3 uses a base sequence consisting of codons used at high frequencies in E. coli It is desirable to.

또한, 상기 Gs 단백질의 α 소단위체(Gαs)를 포함하는 융합단백질은 정제를 용이하게 하는 부위 및 Gαs로 구성되며, 바람직하게는 6 개의 연속적인 히스티딘 아미노산 잔기가 Gαs의 N-말단에 부착된 것으로 구성될 수 있다. 상기 융합단백질은 서열번호 13으로 기재되는 염기서열에 의해 코딩되는 서열번호 14의 아미노산 서열을 가진다.In addition, the fusion protein comprising the α subunit (Gα s ) of the Gs protein is composed of a site and Gα s to facilitate purification, and preferably 6 consecutive histidine amino acid residues at the N-terminus of Gα s It can be configured as attached. The fusion protein has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 encoded by the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 13.

상기의 세로토닌 수용체 6의 iL3(intracellular loop 3)를 포함하는 융합단백질과 상기 Gs 단백질의 α 소단위체(Gαs)를 포함하는 융합단백질을 대장균에서 발현시키기 위하여 상기 융합단백질의 유전자를 포함하는 발현벡터 pGST-iL3 및 pH-Gαs를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 두 융합단백질의 상호작용 정도는 하기 의 효소면역측정법과 Surface plasmon resonance 방법을 통하여 측정하였으며, 그 결과 해리상수(KD) 600 nM 수준의 결합도를 나타내어 GPCR의 억제제 또는 촉진제의 검색방법에 사용될 수 있음을 확인하였다.Expression vector comprising the gene of the fusion protein to express the fusion protein comprising the intracellular loop 3 (iL3) of the serotonin receptor 6 and the fusion protein comprising the α subunit (Gα s ) of the Gs protein in E. coli pGST-iL3 and pH-Gα s were prepared. The degree of interaction between the two fusion proteins prepared as described above was measured by the following enzyme immunoassay method and surface plasmon resonance method. As a result, the degree of dissociation constant (KD) of 600 nM was shown to detect the inhibitor or promoter of GPCR. It was found that it can be used in the method.

효소면역측정법을 이용한 본 발명의 GPCR의 억제제 또는 촉진제의 검색방법은 i) Gα를 포함하는 융합단백질을 용기에 흡착시키는 단계; ⅱ) GPCR 신호전달 억제제 또는 촉진제 후보 물질을 처리하는 단계; ⅲ) GPCR의 세포 내 루프를 포함하는 융합단백질을 첨가하는 단계; ⅳ) 상기 단계 ⅲ)에 GPCR의 세포 내 루프를 포함하는 융합단백질에 대한 표지항체 접합체를 결합시키는 단계; ⅴ) 결합한 표지항체 접합체를 이용하여 발색시키는 단계; 및, ⅵ) 상기 발색 정도를 비교하는 단계로 구성된다. Method for screening the inhibitor or promoter of GPCR of the present invention using enzyme immunoassay comprises the steps of: i) adsorbing a fusion protein comprising Gα to a vessel; Ii) treating the GPCR signaling inhibitor or promoter candidate; Iii) adding a fusion protein comprising an intracellular loop of GPCR; Iii) binding the labeling antibody conjugate to a fusion protein comprising the intracellular loop of GPCR in step iii); Iii) color development using bound label antibody conjugates; And iii) comparing the degree of color development.

또한, surface plasmon resonance 방법을 이용한 세로토닌 수용체의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법은 i) Gα를 포함하는 융합단백질을 센서 칩에 흡착시키는 단계; ⅱ) 흡착된 Gα를 포함하는 융합단백질에 GPCR 신호전달 억제제 또는 촉진제 후보 물질 및 GPCR의 세포 내 루프를 포함하는 융합단백질을 첨가하는 단계; ⅲ) 상기 결합된 정도를 비교하는 단계로 구성된다. In addition, a method of searching for a signaling inhibitor or promoter of a serotonin receptor using a surface plasmon resonance method may include: i) adsorbing a fusion protein containing Gα to a sensor chip; Ii) adding a fusion protein comprising a GPCR signaling inhibitor or promoter candidate to the fusion protein comprising adsorbed Gα and an intracellular loop of GPCR; Iii) comparing the combined degree.

또한, 본 발명은 ⅰ) Gα를 포함하는 융합단백질 및 GPCR의 세포 내 루프 부위를 포함하는 융합단백질; ⅱ) 표지항체 접합체 및 ⅲ) 발색제를 함유하는 기질용액을 포함하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색키트를 제공하며, 바 람직하게는, ⅰ) Gα의 일종인 Gαs를 포함하는 융합단백질 및 GPCR의 일종인 세로토닌 수용체 6의 세포 내 루프 3 부위를 포함하는 융합단백질; ⅱ) 표지항체 접합체; ⅲ) 발색제를 함유하는 기질용액을 포함하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색키트를 제공한다. In addition, the present invention provides a fusion protein comprising iii) a fusion protein comprising Gα and an intracellular loop site of GPCR; Ii) a search kit for signaling inhibitors or promoters of GPCRs comprising a label antibody conjugate and iii) a substrate solution containing a chromophore, preferably iii) a fusion protein comprising Gα s , a type of Gα, and A fusion protein comprising an intracellular loop 3 region of serotonin receptor 6, a type of GPCR; Ii) labeling antibody conjugates; Iii) Provides a kit for screening inhibitors or promoters of GPCRs comprising a substrate solution containing a colorant.

상기 검색키트에 있어서, 표지항체의 접합체는 HRP(horse reddish peroxydase), 염기성 탈인산화효소(alkaline phosphatase), 형광물질(fluorescein) 또는 색소(dye) 등이 표지된 항체가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 항 GST 항체-HRP 접합체(anti GST Ab-HRP conjugate)가 사용될 수 있다.In the search kit, the conjugate of the labeled antibody may be an antibody labeled with a horse reddish peroxydase (HRP), an alkaline phosphatase, a fluorescein or a dye, and the like. Anti GST Ab-HRP conjugates can be used.

상기한 바와 같이, 본 발명에서 제공하고 있는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법 및 검색키트는 세로토닌 수용체 6와 같은 GPCR과 G-단백질 간에 특이적으로 이루어지는 신호전달을 조절하는 신물질을 탐색하는데 유용하게 이용될 수 있다.As described above, a method and a search kit of a GPCR signaling inhibitor or promoter provided in the present invention are useful for searching for a novel substance that modulates signaling specifically made between GPCR and G-protein, such as serotonin receptor 6. Can be used.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> GST-iL3 단백질의 제조Example 1 Preparation of GST-iL3 Protein

<1-1> GST-iL3 유전자의 발현벡터 제조<1-1> Expression vector preparation of GST-iL3 gene

GPCR은 막 단백질이라는 특성상 실험실상 조건에서 그대로 발현시켜 적용하기에는 많은 문제가 있으므로, 본 발명자들은 GPCR의 일종인 인간(Homo sapiens) 세로토닌 수용체 6의 iL3 부위의 아미노산 서열을 암호화하는 유전자 구조를 고안(도 2a)하여 대장균에서 발현시켰다. 즉, 대장균에서의 발현과 정제를 용이하게 해주는 GST 유전자 서열 및 iL3와 동일한 아미노산 서열을 갖지만 대장균 (Escherichia coil)에서 높은 빈도로 사용되는 코돈으로 구성된 유전자 서열을 포함하는 서열번호 11의 유전자를 고안하고, 이로부터 GST-iL3 단백질을 발현시켰다.Since GPCR is a membrane protein, there are many problems to apply it as it is under laboratory conditions. Therefore, the inventors have devised a gene structure encoding the amino acid sequence of the iL3 region of human ( Homo sapiens ) serotonin receptor 6, a type of GPCR . 2a ) was expressed in E. coli. That is, a gene of SEQ ID NO: 11 having a GST gene sequence that facilitates expression and purification in Escherichia coli and an amino acid sequence identical to iL3 but consisting of codons that are frequently used in Escherichia coils is designed. From this, GST-iL3 protein was expressed.

먼저 iL3의 유전자 서열을 얻기 위하여 약 100여 개의 뉴클레오타이드로 구성된 서열번호 1, 2, 34의 올리고 뉴클레오타이드를 합성하고, 상기 올리고 뉴클레오타이드를 주형으로 Pfu 중합효소를 이용하여 94℃에서 1 분; 55℃에서 1 분; 72℃에서 1 분 주기로 10 회 반복하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하였다. 이어, 상기 PCR에서 합성된 DNA를 주형으로 하고 제한효소(restriction enzyme) 인식 서열을 포함하는 서열번호 56의 프라이머(primer)를 이용하여 94℃에서 1 분; 55℃에서 1 분; 72℃에서 1 분 주기로 25 회 반복하여 두 번째 PCR을 수행하였다. 여기서 증폭된 DNA는 BamHI과 XhoI 제한효소로 절단한 후, 같은 제한효소로 절단된 pGEX4T-1 플라스미드 DNA (Amersham Biosciences, 스웨덴)에 T4 DNA 리가아제 (ligase) 효소를 이용하여 삽입시킴으로써 서열번호 15의 GST-ApLZ-iL3 유전자를 포함하는 pGST-ApLZ-iL3 벡터를 제조하였다(도 3a). GST-iL3 단백질을 생산하는 발현벡터를 만들기 위해 pGST-ApLZ-iL3를 주형으로 서열번호 78 프라이머(primer)를 이용하여 94℃에서 1 분; 55℃에서 1 분; 72℃에서 1 분 주기 로 25 회 반복하여 PCR을 수행하였다. 증폭된 DNA는 BamHI과 XhoI 제한효소로 절단한 후, 같은 제한효소로 절단된 pGEX4T-1 플라스미드 DNA (Amersham Biosciences, 스웨덴)에 T4 DNA 리가아제(ligase) 효소를 이용하여 삽입시킴으로써 GST-iL3 단백질을 생산하는 발현벡터인 pGST-iL3을 제조하였다(도 3b). DNA 염기서열 분석을 통하여 상기 합성된 DNA 염기서열과 이 DNA가 발현벡터에 적절히 삽입되었음을 확인하였다. First, using the approximately 100 nucleotides in SEQ ID NO: 1, 2, 3, and 4, a nucleotide oligonucleotide synthesis, and Pfu polymerase with the nucleotides in the oligonucleotide consisting of the template to obtain a gene sequence of iL3 1 min at 94 ℃; 1 minute at 55 ° C .; The polymerase chain reaction (PCR) was performed by repeating 10 times at 72 ° C. for 1 minute period. Subsequently, using a primer of SEQ ID NOs: 5 and 6 as a template using the DNA synthesized in the PCR and containing a restriction enzyme recognition sequence at 94 ° C. for 1 minute; 1 minute at 55 ° C .; The second PCR was carried out by repeating 25 times at 72 DEG C for 1 minute. The DNA amplification where the sequence number by inserting by using T4 DNA ligase (ligase) enzyme to the BamH I and Xho I restriction enzymes, one then the pGEX4T-1 plasmid DNA (Amersham Biosciences, Sweden) digested with the same restriction enzyme digestion with A pGST-ApLZ-iL3 vector containing 15 GST-ApLZ-iL3 genes was prepared ( FIG. 3A ). 1 minute at 94 ° C. using SEQ ID NOs: 7 and 8 primers as pGST-ApLZ-iL3 template to make expression vectors producing GST-iL3 protein; 1 minute at 55 ° C .; PCR was repeated 25 times at 1 min intervals at 72 ° C. The amplified DNA was digested with BamH I and Xho I restriction enzymes, and then inserted into pGEX4T-1 plasmid DNA (Amersham Biosciences, Sweden) using T4 DNA ligase enzymes digested with the same restriction enzymes. PGST-iL3, a protein-producing expression vector, was prepared ( FIG. 3B ). DNA sequence analysis confirmed that the synthesized DNA sequence and the DNA was properly inserted into the expression vector.

<1-2> GST-iL3 단백질의 발현 및 정제<1-2> Expression and Purification of GST-iL3 Protein

GST-iL3 단백질의 발현 및 정제를 위하여, 먼저 상기 실시예 <1-1>에서 제조한 발현벡터 pGST-iL3를 대장균 DH5α(Invitrogen, 미국)에 도입시켜 형질전환체를 제조한 후 상기 형질전환체를 항생제인 암피실린(Ampicilline)이 100 ㎍/㎖ 농도로 포함된 LB 배양액을 이용하여 37℃에서 진탕배양 하였다. 600 ㎚에서의 흡광도가 0.7에 도달했을 때, IPTG(Isopropyl-β-D-Thiogalactopyranoside)를 최종농도가 0.5 mM이 되도록 첨가하여 단백질의 발현을 유도하고, 16 시간 동안 18℃에서 추가 배양한 후, 대장균 형질 전환체를 원심분리법으로 수거하였다. 수거한 대장균 형질전환체를 완충용액(50 mM Na phosphate, pH 6.0)에 현탁시킨 뒤 12,000 psi의 압력으로 프렌치 프레스(French Press)를 통과시켜 세포벽을 파괴하고 원심분리(10,000 ×g, 30 분)하여 세포벽 등의 불용성 물질을 제거하였다. 발현된 단백질은 GST 흡착 컬럼을 통과시킨 후, 10 mM의 환원된 글루타치온(reduced glutatione)이 포함된 완충용액으로 추출(elution)하고 추출한 분획을 젤 여과 크 로마토그래피를 이용해 다시 한번 정제하였다. 상기 방법으로 발현 및 정제된 GST-iL3 단백질은 90% 정도의 순도를 가진다. For expression and purification of GST-iL3 protein, first, the expression vector pGST-iL3 prepared in Example <1-1> was introduced into E. coli DH5α (Invitrogen, USA) to prepare a transformant, and then the transformant. Was cultured at 37 ° C. using an LB culture medium containing 100 mg / ml of antibiotics ampicillin (Ampicilline). When the absorbance at 600 nm reached 0.7, Isopropyl-β-D-Thiogalactopyranoside (IPTG) was added to a final concentration of 0.5 mM to induce the expression of the protein and further incubated at 18 ° C. for 16 hours, E. coli transformants were harvested by centrifugation. The collected E. coli transformants were suspended in a buffer solution (50 mM Na phosphate, pH 6.0) and passed through a French press at a pressure of 12,000 psi to break the cell wall and centrifuged (10,000 × g, 30 minutes). Insoluble materials such as cell walls were removed. The expressed protein was passed through a GST adsorption column, extracted with a buffer containing 10 mM reduced glutatione, and the extracted fraction was purified once again using gel filtration chromatography. GST-iL3 protein expressed and purified by the above method has a purity of about 90%.

<실시예 2> His-GαExample 2 His-Gα ss 단백질의 제조 Preparation of Protein

<2-1> His-Gα<2-1> His-Gα s s 유전자의 발현벡터의 제조Preparation of Gene Expression Vector

s단백질의 용이한 정제를 위하여, 6 개의 연속적인 히스티딘 잔기가 N-말단에 부착된 서열목록 13의 유전자를 고안하고 이를 포함하는 발현벡터를 제조하였다. 구체적으로, 사람의 뇌 조직에서 유래한 cDNA를 주형으로 서열목록 910의 프라이머를 이용하여 94℃에서 1 분; 55℃에서 1 분; 72℃에서 1 분의 주기로 25 회 반복하여 PCR을 수행하였다. 증폭된 DNA는 NdeI과 SacI 두 종류의 DNA 제한효소로 절단한 후, 같은 제한효소로 절단된 pET28a 플라스미드 DNA(Novagen, 미국)에 T4 DNA 리가아제 효소를 이용하여 삽입시킴으로써, His-Gαs 단백질을 생산하는 발현벡터인 pH-Gαs를 제조하였다(도 3c). DNA 염기서열의 분석을 통하여 상기 합성된 DNA 염기서열과 이 DNA가 발현벡터에 적절히 삽입되었음을 확인하였다. For easy purification of the Gα s protein, a gene of SEQ ID NO: 13 with six consecutive histidine residues attached to the N-terminus was designed and an expression vector comprising the same was prepared. Specifically, 1 minute at 94 ° C using primers of SEQ ID NOs: 9 and 10 as templates for cDNA derived from human brain tissue; 1 minute at 55 ° C .; PCR was performed 25 times at a cycle of 1 minute at 72 ° C. The amplified DNA is thereby inserted using T4 DNA ligase enzyme to Nde I and Sac I Two kinds of DNA restriction enzymes, one then the pET28a plasmid DNA (Novagen, USA) digested with the same restriction enzyme digestion to, His-Gα s PH-Gα s , an expression vector that produces proteins, was prepared ( FIG. 3C ). Analysis of the DNA sequence confirmed that the synthesized DNA sequence and the DNA were properly inserted into the expression vector.

<2-2> His-Gα<2-2> His-Gα ss 단백질의 발현 및 정제 Expression and Purification of Proteins

His-Gαs 단백질의 발현 및 정제를 위하여, 발현벡터 pH-Gαs를 대장균 BL21(DE3)RP codon plus(Stratagen, 미국)에 도입시켜 형질전환체를 제조하고 이 형질전환체를 카나마이신(kanamycine) 항생제가 100 ㎍/㎖ 농도로 포함된 LB 배양액에서 37℃로 진탕 배양하였다. 600 ㎚에서 배양액의 흡광도가 0.4에 도달했을 때 IPTG를 최종 농도 30 μM이 되도록 첨가하여 단백질의 발현을 유도하고, 18℃에서 14 시간 동안 추가 배양한 후 대장균 형질전환체를 원심분리법으로 수거하였다. 수거한 대장균 형질전환체를 완충용액(50 mM Tris, pH 8.0)에 현탁시킨 후 12,000 psi의 압력으로 프렌치 프레스(French Press)를 통과시켜 세포벽을 파괴하고 원심분리(10,000 ×g, 30 분)하여 세포벽 등의 불용성 물질을 제거하였다. 발현된 단백질은 Ni-킬레이팅 컬럼을 통과시킨 후, 흡착된 단백질을 200 mM의 이미다졸(imidazole)이 포함된 완충용액으로 추출(elution)하였다. 추출된 단백질을 음이온 교환 컬럼(anion exchange column)을 이용하여 다시 한번 정제하였다. 상기 방법으로 발현 및 정제된 His-Gαs 단백질은 95% 정도의 순도를 가진다. For expression and purification of His-Gα s protein, the expression vector pH-Gα s was introduced into Escherichia coli BL21 (DE3) RP codon plus (Stratagen, USA) to prepare transformants and the transformants were kanamycine. The culture was shaken at 37 ° C. in an LB culture medium containing 100 μg / ml antibiotic. When the absorbance of the culture reached 0.4 at 600 nm, IPTG was added to a final concentration of 30 μM to induce the expression of the protein, and after further incubation at 18 ° C. for 14 hours, E. coli transformants were collected by centrifugation. The collected E. coli transformants were suspended in a buffer solution (50 mM Tris, pH 8.0) and passed through a French Press at a pressure of 12,000 psi to break the cell wall and centrifuged (10,000 × g, 30 minutes). Insoluble substances such as cell walls were removed. The expressed protein was passed through a Ni-chelating column, and then the adsorbed protein was extracted with a buffer containing 200 mM of imidazole. The extracted protein was once again purified using anion exchange column. His-Gα s protein expressed and purified by the above method has a purity of about 95%.

<실시예 3> 효소면역측정법을 이용한 검색방법의 개발 Example 3 Development of Search Method Using Enzyme Immunoassay

<3-1> GST-iL3 단백질 및 His-Gα<3-1> GST-iL3 Protein and His-Gα ss 단백질을 이용한 효소면역측정법 Enzyme Immunoassay Using Protein

5 μg/㎖의 His-Gαs 단백질(20 mM Na phosphate, 150 mM Na chloride, pH 7.4) 0.1 ㎖을 중간 결합력의 96 웰(well) 세포 배양용기에 가한 후, 4℃에서 14 시간 동안 플라스틱 표면에 흡착되도록 하였다. 200 ㎕의 세척용 완충용액(20 mM Na phosphate, 150 mM Na chloride, 0.5% Triton X-100, 0.001% antifoam 289(Sigma, USA), pH 7.4)으로 네 번 반복 세척하여 단백질 수용액을 제거한 후, 0.3 ㎖의 5% 탈지분유를 함유하는 완충용액(20 mM sodium phosphate, 150 mM sodium chloride, pH 7.4)으로 상온에서 1 시간 동안 방치하고, 이를 다시 세척용 완충용액으로 6 회 세척한 뒤 완충용액(sodium phosphate buffer pH 7.4)에 100 nM의 농도로 희석한 GST-iL3 단백질을 100 ㎕ 가하고 상온에서 1 시간 동안 반응시켰다. 단백질 수용액을 제거한 후 세척용 완충용액으로 6 회 세척하고, 100 ㎕의 HRP가 결합된 GST 단백질에 대한 항체(HRP labeled Anti-GST from Goat, 1/20,000 희석액)를 첨가하여 상온에서 1 시간 동안 반응시켰다. 항체 수용액을 제거하고 세척용 완충용액으로 6 회 세척한 후 10x 기질 완충용액에 1㎎/㎖의 OPD (o-phenylenediamine Dihydrochloride)를 함유하는 OPD 발색용액 100 ㎕를 첨가하여 3 내지 5 분간 반응시키고, 100 ㎕의 2.5 M 황산(H2SO4)을 넣어 반응을 중지시킨 뒤 수용액의 흡광도를 490 ㎚에서 측정하였다. 그 결과, 양 단백질 간에 친화도를 갖고 결합하는 것을 확인하였으며 이들의 결합도는 해리상수(KD) 600 nM 수준이었다. 0.1 ml of 5 μg / ml of His-Gα s protein (20 mM Na phosphate, 150 mM Na chloride, pH 7.4) was added to a 96 well cell culture medium with medium binding capacity, followed by a plastic surface at 4 ° C. for 14 hours. It was made to adsorb | suck to. After washing four times with 200 μl of wash buffer (20 mM Na phosphate, 150 mM Na chloride, 0.5% Triton X-100, 0.001% antifoam 289 (Sigma, USA), pH 7.4) to remove the aqueous protein solution, Buffer solution containing 0.3 ml of 5% skim milk powder (20 mM sodium phosphate, 150 mM sodium chloride, pH 7.4) was allowed to stand at room temperature for 1 hour, washed again 6 times with washing buffer and then buffered ( 100 μl of GST-iL3 protein diluted to 100 nM in sodium phosphate buffer pH 7.4) was added and reacted at room temperature for 1 hour. After removing the aqueous protein solution, the solution was washed 6 times with a washing buffer, and 100 μl of HRP-binding antibody (HRP labeled Anti-GST from Goat, 1 / 20,000 dilution) was added for 1 hour at room temperature. I was. After removing the aqueous solution of the antibody and washing it six times with a washing buffer, 100 μl of an OPD coloring solution containing 1 mg / ml of OPD (o-phenylenediamine Dihydrochloride) was added to 10 × substrate buffer, followed by reaction for 3 to 5 minutes. 100 μl of 2.5 M sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was added thereto to stop the reaction, and the absorbance of the aqueous solution was measured at 490 nm. As a result, it was confirmed that both proteins bind with affinity and their binding degree was 600 nM dissociation constant (KD).

<3-2> 효소면역측정법에 의한 GST-iL3 단백질 및 His-Gα<3-2> GST-iL3 Protein and His-Gα by Enzyme Immunoassay ss 단백질 간 상호작용 측정Measure Interaction Between Proteins

상기 실시예 <3-1>의 효소면역측정법이 선택적으로 GST-iL3 단백질의 iL3 루프 도메인과 His-Gαs 단백질의 결합을 측정할 수 있는지의 여부를 확인하기 위하여, 흡착된 His-Gαs단백질에 어떠한 단백질도 처리하지 않은 경우, GST 단백질을 처리한 경우, GST-iL3 단백질을 처리한 경우에 각각 항 GST 항체-HRP 접합체에 의 한 발색 반응을 조사하였다. 그 결과, 도 5에서 나타난 바와 같이 GST-iL3 단백질을 처리하였을 때 발색 반응이 강하게 일어났고 GST 단백질만 있는 경우에는 매우 약하게 발색하였다. 이러한 결과는 상기의 효소면역측정법의 발색반응이 세로토닌 수용체 6의 iL3 도메인과 His-Gαs 단백질간의 상호작용에 기인함을 보여준다. GST-iL3 단백질의 전체 결합력에서 GST 단백질의 결합력을 감하면 iL3 도메인과 His-Gαs단백질 사이의 특이적 결합력을 측정할 수 있다. 따라서 본 발명의 효소면역측정법을 이용하여 세로토닌 수용체의 신호전달을 촉진하거나 억제할 수 있는 신약 후보물질을 검색할 수 있다.In order to confirm whether the enzyme immunoassay method of Example <3-1> can selectively measure the binding of the His-Gα s protein to the iL3 loop domain of the GST-iL3 protein, the adsorbed His-Gα s protein When the protein was not treated with any of the proteins, the GST protein was treated, and the GST-iL3 protein was treated with the anti-GST antibody-HRP conjugate, respectively. As a result, as shown in FIG. 5 , when the GST-iL3 protein was treated, the color reaction occurred strongly, and when only the GST protein was present, the color was developed very weakly. These results show that the color reaction of the enzyme immunoassay is due to the interaction between the iL3 domain of serotonin receptor 6 and His-Gα s protein. Subtracting the binding force of the GST protein from the total binding strength of the GST-iL3 protein can determine the specific binding force between the iL3 domain and His-Gα s protein. Therefore, it is possible to search for new drug candidates that can promote or inhibit signaling of serotonin receptors using the enzyme immunoassay of the present invention.

<실시예 4> Surface Plasmon Resonance 측정법을 이용한 검색방법의 개발 Example 4 Development of Search Method Using Surface Plasmon Resonance Measurement

<4-1> GST-iL3 단백질 및 His-Gα<4-1> GST-iL3 Protein and His-Gα ss 단백질을 이용한 Surface Plasmon Resonance 측정법Surface Plasmon Resonance Measurement Using Protein

GST-iL3 와 His-Gαs간의 상호 결합도를 surface plasmon resonance 방법으로 측정하기 위하여 BIAcore 3000 분석기(BIACORE, Uppsala, Sweden)를 사용하였다. 바이오센서 분석에서는 EDC/NHS(N'-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride/N-hydroxysuccinimide)로 활성화한 CM5 센서 칩(BIACORE, Uppsala, Sweden)에 5 ㎕/min의 유속으로 His-Gαs 단백질(5 μg/㎖ in 20 mM Na phosphate, 150 mM Na chloride, pH 7.4)을 7 분간 흘려주어 고정화시켰다. 센서 칩 표면에 남아있는 활성화 부분은 1.0 M 에탄올아민(ethanolamine)을 첨가하여 비활성화 시켰다. GST-iL3는 각 농도별로 완충용액(10 mM Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4 , 2.7 mM KCl, 140 mM NaCl pH 7.4)에 희석한 후, 30 ㎕/min의 유속으로 흘러주면서 결합 센서그램을 확인하였고 해리 센서그램은 완충용액(10 mM Na2HPO4, 1.8 mM K2HPO 4, 2.7 mM KCl, 140 mM NaCl pH 7.4)을 흘려주면서 확인하였다. 센서 칩과의 비특이적 결합에 의한 발생하는 센서그램을 보정하기 위해서 에탄올아민으로만 완전히 비활성화된 셀을 사용하였고 GST-iL3의 센서그램에서 에탄올아민의 센서그램을 빼줌으로써 비특이성 결합을 보정하였다. 센서 칩의 표면은 재생(regeneration) 완충용액(80 mM NaCl, 20 mM NaOH)을 흘려줌으로써 재생하였다.A BIAcore 3000 analyzer (BIACORE, Uppsala, Sweden) was used to measure the mutual binding between GST-iL3 and His-Gα s by surface plasmon resonance. Biosensor analysis of the EDC / NHS (N '- ( 3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride / N-hydroxysuccinimide) a CM5 sensor chip activated (BIACORE, Uppsala, Sweden) His -Gα s protein at a flow rate of 5 ㎕ / min to ( 5 μg / ml in 20 mM Na phosphate, 150 mM Na chloride, pH 7.4) was fixed for 7 minutes by flowing. The active part remaining on the surface of the sensor chip was deactivated by adding 1.0 M ethanolamine. GST-iL3 was diluted in buffer solution for each concentration (10 mM Na 2 HPO 4 , 1.8 mM KH 2 PO 4 , 2.7 mM KCl, 140 mM NaCl pH 7.4), and flowed at a flow rate of 30 μl / min. Gram was confirmed and dissociation sensorgram was confirmed by flowing buffer (10 mM Na 2 HPO 4 , 1.8 mM K 2 HPO 4 , 2.7 mM KCl, 140 mM NaCl pH 7.4). In order to correct the sensorgram generated by nonspecific binding with the sensor chip, a cell completely deactivated with ethanolamine was used and the nonspecific binding was corrected by subtracting the sensorgram of ethanolamine from the sensorgram of GST-iL3. The surface of the sensor chip was regenerated by flowing regeneration buffer (80 mM NaCl, 20 mM NaOH).

<4-2> Surface Plasmon Resonance 측정법에 의한 GST-iL3 단백질 및 His-Gα<4-2> GST-iL3 Protein and His-Gα by Surface Plasmon Resonance Assay ss 단백질간 상호작용 측정Protein Interaction Measurement

상기 실시예 <4-1>의 surface plasmon resonance 방법이 선택적으로 GST-iL3 단백질의 iL3 루프 도메인과 His-Gαs 단백질의 결합을 측정할 수 있는지의 여부를 확인하기 위하여, CM5 센서 칩에 고정화된 His-Gαs 단백질에 GST-iL3 단백질을 15, 10, 5, 2.5, 1 μM의 농도로 흘려주었는데 결합 센서그램을 조사하였다. 그 결과, 도 6에서 나타난 바와 같이 GST-iL3 단백질은 His-Gαs 단백질에 특이적으로 결합하는 센서그램을 보여주며 결합한 GST-iL3의 양에 따른 RU 값의 증가는 GST-iL3의 농 도에 비례하여 증가함을 알 수 있다. 이러한 결과는 상기의 surface plasmon resonance 측정의 결합 센서그램의 증가 곡선은 세로토닌 수용체 6의 iL3 도메인과 His-Gαs 단백질간의 상호작용에 기인함을 보여준다. 따라서 본 발명의 surface plasmon resonance 방법을 이용하여 세로토닌 수용체의 신호전달을 촉진하거나 억제할 수 있는 신약 후보물질을 검색할 수 있다.In order to confirm whether the surface plasmon resonance method of Example <4-1> can selectively measure the binding between the iL3 loop domain of the GST-iL3 protein and the His-Gα s protein, it is immobilized on a CM5 sensor chip. GST-iL3 protein was flowed into His-Gα s protein at concentrations of 15, 10, 5, 2.5, and 1 μM, and binding sensorgrams were examined. As a result, as shown in FIG. 6 , the GST-iL3 protein shows a sensorgram that specifically binds to His-Gα s protein, and the increase in RU value according to the amount of GST-iL3 bound is increased in the concentration of GST-iL3. It can be seen that the proportion increases. These results show that the increase curve of the binding sensorgram of the surface plasmon resonance measurement is due to the interaction between the iL3 domain of serotonin receptor 6 and His-Gα s protein. Therefore, it is possible to search for drug candidates that can promote or inhibit signaling of serotonin receptors using the surface plasmon resonance method of the present invention.

본 발명의 GPCR의 세포 내 루프와 Gα단백질을 포함하는 융합단백질을 이용한 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법은 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, 기존의 검색방법은 GPCR의 리간드 결합 부위에 결합하여 GPCR의 신호전달 활성을 조절하는 물질의 검색을 주 목표로 하지만 본 발명의 검색방법은 GPCR과 G-단백질 간의 상호작용 부위에 결합하는 물질의 검색을 목표로 한다. 둘째, GPCR과 G-단백질간의 상호작용 부위를 수용성 단백질로 대량 발현하여 시험관 내에서 상호작용을 측정하기 때문에 고비용의 세포 배양 단계가 필요 없으므로 저비용으로 대량검색을 행할 수 있다. 셋째, 세로토닌 수용체와 같이, 같은 종류의 리간드를 갖는 아종의 GPCR들이 존재하는 경우 리간드 결합 부위를 대상으로 한 조절 물질들은 각각의 아종 GPCR에 대한 선택성이 낮을 수 있다. 아종의 GPCR의 경우 세포 내 루프 부위의 서열이 상호 차별성이 높으므로 이들 GPCR과 G-단백질간의 상호작용이 차별적이며 따라서 GPCR과 G-단백질의 상호작용 부위를 대상으로 검색된 조절물질 은 아종의 GPCR에 대한 높은 선택성을 가질 수 있는 장점이 있으므로, 본 발명의 GPCR의 세포 내 루프와 Gα단백질을 포함하는 융합단백질을 이용한 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법은 GPCR을 대상으로 하는 신약 후보 물질의 검색에 유용하게 이용될 수 있다. The method of screening a GPCR signaling inhibitor or promoter using a fusion protein comprising an intracellular loop and a Gα protein of the GPCR of the present invention has the following characteristics. First, the conventional screening method is mainly to search for a substance that binds to the ligand binding site of GPCR to regulate the signaling activity of GPCR, but the screening method of the present invention is a substance that binds to the interaction site between GPCR and G-protein. Aim for search. Secondly, since the interaction site between GPCR and G-protein is expressed in large quantities as a water-soluble protein to measure the interaction in vitro, a large-scale search can be performed at low cost since no expensive cell culture step is required. Third, in the presence of subspecies GPCRs with the same type of ligand, such as serotonin receptors, modulators targeting the ligand binding site may have low selectivity for each subspecies GPCR. In the case of subspecies GPCRs, the sequence of loop sites in cells is highly different, so the interactions between these GPCRs and G-proteins are different. Therefore, the modulators detected for the interaction sites of GPCRs and G-proteins are separated from the subspecies GPCRs. Since there is an advantage of having a high selectivity, a method for screening a GPCR signaling inhibitor or promoter using a fusion protein comprising an intracellular loop and a Gα protein of the GPCR of the present invention can be used to search for drug candidates for GPCR. It can be usefully used.

<110> Korea Institute of Science and Technology <120> The screening method and the screening kit for regulating agent of G protein coupled receptor <130> 4p-01-06 <160> 15 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 109 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo1 <400> 1 aaaaagaact gcaggctaac aaaaaagaac tggctcagct gaaatgggaa 60 tgaaaaaaga actgtgccgt atcctgctgg ctgctcgta 109 <210> 2 <211> 98 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo2 <400> 2 gcagggtttc ggaagcctgg gaagccatac cggtggtcag ggaagcaacc 60 gtttacgagc agccagcagg atacggca 98 <210> 3 <211> 98 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo3 <400> 3 cctgcaggtt ccgcgtaccc cgcgtccggg tgttgaatcc gctgactccc 60 taccaaacac tcccgtaaag ctctgaaa 98 <210> 4 <211> 115 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo4 <400> 4 tttttttcca gagcctggtt tttccattcc agctgagcca gttttttttc 60 agtttttttt ccagctggca tttcagagct ttacgggagt gtttg 115 <210> 5 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer1 <400> 5 cctacgctct gaaaaaagaa ctgcag 36 <210> 6 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer2 <400> 6 agctgagcca gttttttttc cagagc 36 <210> 7 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer3 <400> 7 cctgccgtat cctgctggct gctcg 35 <210> 8 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer4 <400> 8 agtttcagag ctttacggga gtgtttg 37 <210> 9 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer5 <400> 9 tgggctgcct cgggaacagt aagacc 36 <210> 10 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer6 <400> 10 tcttagagca gctcgtactg acgaag 36 <210> 11 <211> 873 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GST-iL3 DNA <400> 11 tactaggtta ttggaaaatt aagggccttg tgcaacccac tcgacttctt 60 ttgaagaaaa atatgaagag catttgtatg agcgcgatga aggtgataaa 120 aaaagtttga attgggtttg gagtttccca atcttcctta ttatattgat 180 aattaacaca gtctatggcc atcatacgtt atatagctga caagcacaac 240 gttgtccaaa agagcgtgca gagatttcaa tgcttgaagg agcggttttg 300 acggtgtttc 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Gly Cys Pro Lys Glu Arg Ala Glu Ile Ser Met Leu Glu 85 90 95 Ala Val Leu Asp Ile Arg Tyr Gly Val Ser Arg Ile Ala Tyr Ser 100 105 110 Asp Phe Glu Thr Leu Lys Val Asp Phe Leu Ser Lys Leu Pro Glu 115 120 125 Leu Lys Met Phe Glu Asp Arg Leu Cys His Lys Thr Tyr Leu Asn 130 135 140 Asp His Val Thr His Pro Asp Phe Met Leu Tyr Asp Ala Leu Asp 150 155 160 Val Leu Tyr Met Asp Pro Met Cys Leu Asp Ala Phe Pro Lys Leu 165 170 175 Cys Phe Lys Lys Arg Ile Glu Ala Ile Pro Gln Ile Asp Lys Tyr 180 185 190 Lys Ser Ser Lys Tyr Ile Ala Trp Pro Leu Gln Gly Trp Gln Ala 195 200 205 Phe Gly Gly Gly Asp His Pro Pro Lys Ser Asp Leu Val Pro Arg 210 215 220 Ser Cys Arg Ile Leu Leu Ala Ala Arg Lys Gln Ala Val Gln Val 230 235 240 Ser Leu Thr Thr Gly Met Ala Ser Gln Ala Ser Glu Thr Leu Gln 245 250 255 Pro Arg Thr Pro Arg Pro Gly Val Glu Ser Ala Asp Ser Arg Arg 260 265 270 Ala Thr Lys His Ser Arg Lys Ala Leu Lys Leu Glu Arg Pro His 275 280 285 Asp 290 <210> 13 <211> 1203 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> His-Ga DNA <400> 13 gccatcatca tcatcatcac agcagcggcc tggtgccgcg cggcagccat 60 tcgggaacag taagaccgag gaccagcgca acgaggagaa ggcgcagcgt 120 aaaagatcga gaagcagctg cagaaggaca agcaggtcta ccgggccacg 180 tgctgctggg tgctggagaa tctggtaaaa gcaccattgt gaagcagatg 240 atgttaatgg gtttaatgga gacagtgaga aggcaaccaa agtgcaggac 300 acctgaaaga ggcgattgaa accattgtgg ccgccatgag caacctggtg 360 agctggccaa ccccgagaac cagttcagag tggactacat cctgagtgtg 420 ctgactttga cttccctccc gaattctatg agcatgccaa ggctctgtgg 480 gagtgcgtgc ctgctacgaa cgctccaacg agtaccagct gattgactgt 540 tcctggacaa gatcgacgtg atcaagcagg ctgactatgt gccgagcgat 600 ttcgctgccg tgtcctgact tctggaatct ttgagaccaa gttccaggtg 660 acttccacat gtttgacgtg ggtggccagc gcgatgaacg ccgcaagtgg 720 tcaacgatgt gactgccatc atcttcgtgg tggccagcag cagctacaac 780 gggaggacaa ccagaccaac cgcctgcagg aggctctgaa cctcttcaag 840 acaacagatg gctgcgcacc atctctgtga tcctgttcct caacaagcaa 900 ctgagaaagt ccttgctggg aaatcgaaga ttgaggacta ctttccagaa 960 acactactcc tgaggatgct actcccgagc ccggagagga cccacgcgtg 1020 agtacttcat tcgagatgag tttctgagga tcagcactgc cagtggagat 1080 actgctaccc tcatttcacc tgcgctgtgg acactgagaa catccgccgt 1140 actgccgtga catcattcag cgcatgcacc ttcgtcagta cgagctgctc 1200 1203 <210> 14 <211> 400 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> His-Ga protein <400> 14 Gly Ser Ser His His His His His His Ser Ser Gly Leu Val Pro 1 5 10 15 Gly Ser His Met Gly Cys Leu Gly Asn Ser Lys Thr Glu Asp Gln 20 25 30 Asn Glu Glu Lys Ala Gln Arg Glu Ala Asn Lys Lys Ile Glu Lys 35 40 45 Leu Gln Lys Asp Lys Gln Val Tyr Arg Ala Thr His Arg Leu Leu 50 55 60 Leu Gly Ala Gly Glu Ser Gly Lys Ser Thr Ile Val Lys Gln Met 65 70 75 80 Ile Leu His Val Asn Gly Phe Asn Gly Asp Ser Glu Lys Ala Thr 85 90 95 Val Gln Asp Ile Lys Asn Asn Leu Lys Glu Ala Ile Glu Thr Ile 100 105 110 Ala Ala Met Ser Asn Leu Val Pro Pro Val Glu Leu Ala Asn Pro 115 120 125 Asn Gln Phe Arg Val Asp Tyr Ile Leu Ser Val Met Asn Val Pro 130 135 140 Phe Asp Phe Pro Pro Glu Phe Tyr Glu His Ala Lys Ala Leu Trp 150 155 160 Asp Glu Gly Val Arg Ala Cys Tyr Glu Arg Ser Asn Glu Tyr Gln 165 170 175 Ile Asp Cys Ala Gln Tyr Phe Leu Asp Lys Ile Asp Val Ile Lys 180 185 190 Ala Asp Tyr Val Pro Ser Asp Gln Asp Leu Leu Arg Cys Arg Val 195 200 205 Thr Ser Gly Ile Phe Glu Thr Lys Phe Gln Val Asp Lys Val Asn 210 215 220 His Met Phe Asp Val Gly Gly Gln Arg Asp Glu Arg Arg Lys Trp 230 235 240 Gln Cys Phe Asn Asp Val Thr Ala Ile Ile Phe Val Val Ala Ser 245 250 255 Ser Tyr Asn Met Val Ile Arg Glu Asp Asn Gln Thr Asn Arg Leu 260 265 270 Glu Ala Leu Asn Leu Phe Lys Ser Ile Trp Asn Asn Arg Trp Leu 275 280 285 Thr Ile Ser Val Ile Leu Phe Leu Asn Lys Gln Asp Leu Leu Ala 290 295 300 Lys Val Leu Ala Gly Lys Ser Lys Ile Glu Asp Tyr Phe Pro Glu 310 315 320 Ala Arg Tyr Thr Thr Pro Glu Asp Ala Thr Pro Glu Pro Gly Glu 325 330 335 Pro Arg Val Thr Arg Ala Lys Tyr Phe Ile Arg Asp Glu Phe Leu 340 345 350 Ile Ser Thr Ala Ser Gly Asp Gly Arg His Tyr Cys Tyr Pro His 355 360 365 Thr Cys Ala Val Asp Thr Glu Asn Ile Arg Arg Val Phe Asn Asp 370 375 380 Arg Asp Ile Ile Gln Arg Met His Leu Arg Gln Tyr Glu Leu Leu 390 395 400 <210> 15 <211> 1047 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GST-ApLZ-iL3 DNA <400> 15 tactaggtta ttggaaaatt aagggccttg tgcaacccac tcgacttctt 60 ttgaagaaaa atatgaagag catttgtatg agcgcgatga aggtgataaa 120 aaaagtttga attgggtttg gagtttccca atcttcctta ttatattgat 180 aattaacaca gtctatggcc atcatacgtt atatagctga caagcacaac 240 gttgtccaaa agagcgtgca gagatttcaa tgcttgaagg agcggttttg 300 acggtgtttc gagaattgca tatagtaaag actttgaaac tctcaaagtt 360 gcaagctacc tgaaatgctg aaaatgttcg aagatcgttt atgtcataaa 420 atggtgatca tgtaacccat cctgacttca tgttgtatga cgctcttgat 480 acatggaccc aatgtgcctg gatgcgttcc caaaattagt ttgttttaaa 540 aagctatccc acaaattgat aagtacttga aatccagcaa gtatatagca 600 agggctggca agccacgttt ggtggtggcg accatcctcc aaaatcggat 660 gtggatccta cgctctgaaa aaagaactgc aggctaacaa aaaagaactg 720 aatgggaact gcaggctctg aaaaaagaac tgtgccgtat cctgctggct 780 aggctgttca ggttgcttcc ctgaccaccg gtatggcttc ccaggcttcc 840 aggttccgcg taccccgcgt ccgggtgttg aatccgctga ctcccgtcgt 900 aacactcccg taaagctctg aaatgccagc tggaaaaaaa actgcaggct 960 aactggctca gctggaatgg aaaaaccagg ctctggaaaa aaaactggct 1020 ggccgcatcg tgactga 1047 <110> Korea Institute of Science and Technology <120> The screening method and the screening kit for regulating agent         of G protein coupled receptor <130> 4p-01-06 <160> 15 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 109 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo1 <400> 1 aaaaagaact gcaggctaac aaaaaagaac tggctcagct gaaatgggaa 60 tgaaaaaaga actgtgccgt atcctgctgg ctgctcgta 109 <210> 2 <211> 98 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo2 <400> 2 gcagggtttc ggaagcctgg gaagccatac cggtggtcag ggaagcaacc 60 gtttacgagc agccagcagg atacggca 98 <210> 3 <211> 98 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo3 <400> 3 cctgcaggtt ccgcgtaccc cgcgtccggg tgttgaatcc gctgactccc 60 taccaaacac tcccgtaaag ctctgaaa 98 <210> 4 <211> 115 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo4 <400> 4 tttttttcca gagcctggtt tttccattcc agctgagcca gttttttttc 60 agtttttttt ccagctggca tttcagagct ttacgggagt gtttg 115 <210> 5 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer1 <400> 5 cctacgctct gaaaaaagaa ctgcag 36 <210> 6 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer2 <400> 6 agctgagcca gttttttttc cagagc 36 <210> 7 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer3 <400> 7 cctgccgtat cctgctggct gctcg 35 <210> 8 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer4 <400> 8 agtttcagag ctttacggga gtgtttg 37 <210> 9 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer5 <400> 9 tgggctgcct cgggaacagt aagacc 36 <210> 10 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer6 <400> 10 tcttagagca gctcgtactg acgaag 36 <210> 11 <211> 873 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GST-iL3 DNA <400> 11 tactaggtta ttggaaaatt aagggccttg tgcaacccac tcgacttctt 60 ttgaagaaaa atatgaagag catttgtatg agcgcgatga aggtgataaa 120 aaaagtttga attgggtttg gagtttccca atcttcctta ttatattgat 180 aattaacaca gtctatggcc atcatacgtt atatagctga caagcacaac 240 gttgtccaaa agagcgtgca gagatttcaa tgcttgaagg agcggttttg 300 acggtgtttc gagaattgca tatagtaaag actttgaaac tctcaaagtt 360 gcaagctacc tgaaatgctg aaaatgttcg aagatcgttt atgtcataaa 420 atggtgatca tgtaacccat cctgacttca tgttgtatga cgctcttgat 480 acatggaccc aatgtgcctg gatgcgttcc caaaattagt ttgttttaaa 540 aagctatccc acaaattgat aagtacttga aatccagcaa gtatatagca 600 agggctggca agccacgttt ggtggtggcg accatcctcc aaaatcggat 660 gtggatcctg ccgtatcctg ctggctgctc gtaaacaggc tgttcaggtt 720 ccaccggtat ggcttcccag gcttccgaaa ccctgcaggt tccgcgtacc 780 gtgttgaatc cgctgactcc cgtcgtctgg ctaccaaaca ctcccgtaaa 840 tcgagcggcc gcatcgtgac tga 873 <210> 12 <211> 290 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> GST-iL3 protein <400> 12 Ser Pro Ile Leu Gly Tyr Trp Lys Ile Lys Gly Leu Val Gln Pro  1 5 10 15 Arg Leu Leu Leu Glu Tyr Leu Glu Glu Lys Tyr Glu Glu His Leu             20 25 30 Glu Arg Asp Glu Gly Asp Lys Trp Arg Asn Lys Lys Phe Glu Leu         35 40 45 Leu Glu Phe Pro Asn Leu Pro Tyr Tyr Ile Asp Gly Asp Val Lys     50 55 60 Thr Gln Ser Met Ala Ile Ile Arg Tyr Ile Ala Asp Lys His Asn 65 70 75 80 Leu Gly Gly Cys Pro Lys Glu Arg Ala Glu Ile Ser Met Leu Glu                 85 90 95 Ala Val Leu Asp Ile Arg Tyr Gly Val Ser Arg Ile Ala Tyr Ser            100 105 110 Asp Phe Glu Thr Leu Lys Val Asp Phe Leu Ser Lys Leu Pro Glu        115 120 125 Leu Lys Met Phe Glu Asp Arg Leu Cys His Lys Thr Tyr Leu Asn    130 135 140 Asp His Val Thr His Pro Asp Phe Met Leu Tyr Asp Ala Leu Asp                 150 155 160 Val Leu Tyr Met Asp Pro Met Cys Leu Asp Ala Phe Pro Lys Leu                165 170 175 Cys Phe Lys Lys Arg Ile Glu Ala Ile Pro Gln Ile Asp Lys Tyr            180 185 190 Lys Ser Ser Lys Tyr Ile Ala Trp Pro Leu Gln Gly Trp Gln Ala        195 200 205 Phe Gly Gly Gly Asp His Pro Pro Lys Ser Asp Leu Val Pro Arg    210 215 220 Ser Cys Arg Ile Leu Leu Ala Ala Arg Lys Gln Ala Val Gln Val                 230 235 240 Ser Leu Thr Thr Gly Met Ala Ser Gln Ala Ser Glu Thr Leu Gln                245 250 255 Pro Arg Thr Pro Arg Pro Gly Val Glu Ser Ala Asp Ser Arg Arg            260 265 270 Ala Thr Lys His Ser Arg Lys Ala Leu Lys Leu Glu Arg Pro His        275 280 285 Asp    290 <210> 13 <211> 1203 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> His-Ga DNA <400> 13 gccatcatca tcatcatcac agcagcggcc tggtgccgcg cggcagccat 60 tcgggaacag taagaccgag gaccagcgca acgaggagaa ggcgcagcgt 120 aaaagatcga gaagcagctg cagaaggaca agcaggtcta ccgggccacg 180 tgctgctggg tgctggagaa tctggtaaaa gcaccattgt gaagcagatg 240 atgttaatgg gtttaatgga gacagtgaga aggcaaccaa agtgcaggac 300 acctgaaaga ggcgattgaa accattgtgg ccgccatgag caacctggtg 360 agctggccaa ccccgagaac cagttcagag tggactacat cctgagtgtg 420 ctgactttga cttccctccc gaattctatg agcatgccaa ggctctgtgg 480 gagtgcgtgc ctgctacgaa cgctccaacg agtaccagct gattgactgt 540 tcctggacaa gatcgacgtg atcaagcagg ctgactatgt gccgagcgat 600 ttcgctgccg tgtcctgact tctggaatct ttgagaccaa gttccaggtg 660 acttccacat gtttgacgtg ggtggccagc gcgatgaacg ccgcaagtgg 720 tcaacgatgt gactgccatc atcttcgtgg tggccagcag cagctacaac 780 gggaggacaa ccagaccaac cgcctgcagg aggctctgaa cctcttcaag 840 acaacagatg gctgcgcacc atctctgtga tcctgttcct caacaagcaa 900 ctgagaaagt ccttgctggg aaatcgaaga ttgaggacta ctttccagaa 960 acactactcc tgaggatgct actcccgagc ccggagagga cccacgcgtg 1020 agtacttcat tcgagatgag tttctgagga tcagcactgc cagtggagat 1080 actgctaccc tcatttcacc tgcgctgtgg acactgagaa catccgccgt 1140 actgccgtga catcattcag cgcatgcacc ttcgtcagta cgagctgctc 1200                                                                     1203 <210> 14 <211> 400 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> His-Ga protein <400> 14 Gly Ser Ser His His His His His His Ser Ser Gly Leu Val Pro  1 5 10 15 Gly Ser His Met Gly Cys Leu Gly Asn Ser Lys Thr Glu Asp Gln             20 25 30 Asn Glu Glu Lys Ala Gln Arg Glu Ala Asn Lys Lys Ile Glu Lys         35 40 45 Leu Gln Lys Asp Lys Gln Val Tyr Arg Ala Thr His Arg Leu Leu     50 55 60 Leu Gly Ala Gly Glu Ser Gly Lys Ser Thr Ile Val Lys Gln Met 65 70 75 80 Ile Leu His Val Asn Gly Phe Asn Gly Asp Ser Glu Lys Ala Thr                 85 90 95 Val Gln Asp Ile Lys Asn Asn Leu Lys Glu Ala Ile Glu Thr Ile            100 105 110 Ala Ala Met Ser Asn Leu Val Pro Pro Val Glu Leu Ala Asn Pro        115 120 125 Asn Gln Phe Arg Val Asp Tyr Ile Leu Ser Val Met Asn Val Pro    130 135 140 Phe Asp Phe Pro Pro Glu Phe Tyr Glu His Ala Lys Ala Leu Trp                 150 155 160 Asp Glu Gly Val Arg Ala Cys Tyr Glu Arg Ser Asn Glu Tyr Gln                165 170 175 Ile Asp Cys Ala Gln Tyr Phe Leu Asp Lys Ile Asp Val Ile Lys            180 185 190 Ala Asp Tyr Val Pro Ser Asp Gln Asp Leu Leu Arg Cys Arg Val        195 200 205 Thr Ser Gly Ile Phe Glu Thr Lys Phe Gln Val Asp Lys Val Asn    210 215 220 His Met Phe Asp Val Gly Gly Gln Arg Asp Glu Arg Arg Lys Trp                 230 235 240 Gln Cys Phe Asn Asp Val Thr Ala Ile Ple Val Val Ala Ser                245 250 255 Ser Tyr Asn Met Val Ile Arg Glu Asp Asn Gln Thr Asn Arg Leu            260 265 270 Glu Ala Leu Asn Leu Phe Lys Ser Ile Trp Asn Asn Arg Trp Leu        275 280 285 Thr Ile Ser Val Ile Leu Phe Leu Asn Lys Gln Asp Leu Leu Ala    290 295 300 Lys Val Leu Ala Gly Lys Ser Lys Ile Glu Asp Tyr Phe Pro Glu                 310 315 320 Ala Arg Tyr Thr Thr Pro Glu Asp Ala Thr Pro Glu Pro Gly Glu                325 330 335 Pro Arg Val Thr Arg Ala Lys Tyr Phe Ile Arg Asp Glu Phe Leu            340 345 350 Ile Ser Thr Ala Ser Gly Asp Gly Arg His Tyr Cys Tyr Pro His        355 360 365 Thr Cys Ala Val Asp Thr Glu Asn Ile Arg Arg Val Phe Asn Asp    370 375 380 Arg Asp Ile Ile Gln Arg Met His Leu Arg Gln Tyr Glu Leu Leu                 390 395 400 <210> 15 <211> 1047 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GST-ApLZ-iL3 DNA <400> 15 tactaggtta ttggaaaatt aagggccttg tgcaacccac tcgacttctt 60 ttgaagaaaa atatgaagag catttgtatg agcgcgatga aggtgataaa 120 aaaagtttga attgggtttg gagtttccca atcttcctta ttatattgat 180 aattaacaca gtctatggcc atcatacgtt atatagctga caagcacaac 240 gttgtccaaa agagcgtgca gagatttcaa tgcttgaagg agcggttttg 300 acggtgtttc gagaattgca tatagtaaag actttgaaac tctcaaagtt 360 gcaagctacc tgaaatgctg aaaatgttcg aagatcgttt atgtcataaa 420 atggtgatca tgtaacccat cctgacttca tgttgtatga cgctcttgat 480 acatggaccc aatgtgcctg gatgcgttcc caaaattagt ttgttttaaa 540 aagctatccc acaaattgat aagtacttga aatccagcaa gtatatagca 600 agggctggca agccacgttt ggtggtggcg accatcctcc aaaatcggat 660 gtggatccta cgctctgaaa aaagaactgc aggctaacaa aaaagaactg 720 aatgggaact gcaggctctg aaaaaagaac tgtgccgtat cctgctggct 780 aggctgttca ggttgcttcc ctgaccaccg gtatggcttc ccaggcttcc 840 aggttccgcg taccccgcgt ccgggtgttg aatccgctga ctcccgtcgt 900 aacactcccg taaagctctg aaatgccagc tggaaaaaaa actgcaggct 960 aactggctca gctggaatgg aaaaaccagg ctctggaaaa aaaactggct 1020 ggccgcatcg tgactga 1047

Claims (17)

G-단백질 연관 수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)의 세포내 루프(intracellular loop) 부위를 포함하는 한 융합단백질과 G-단백질(G-protein)의 α 소단위체(subunit) Gα를 포함하는 다른 융합단백질 사이에 이루어지는 특이적 결합 정도를 표면 플라스몬 공명법(SPR, Surface Plasmon Resonance) 또는 면역검정법(immunoassay)으로 측정함으로써 후보 물질을 선별하는 GPCR 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.One containing the intracellular loop region of the G-protein coupled receptor (GPCR) and the other containing the α subunit Gα of the G-protein. A method of screening a GPCR signaling inhibitor or promoter for selecting candidate substances by measuring the specific binding degree between the fusion proteins by surface plasmon resonance (SPR) or immunoassay (immunoassay). 제 1항에 있어서, 상기 GPCR의 세포내 루프 부위를 포함하는 융합단백질과 Gα를 포함하는 융합단백질은 각각 세로토닌 수용체 6의 세포내 루프 3 (iL3) 부위를 포함하는 융합단백질과, 촉진성(stimulatory) G-단백질인 Gs의 α 소단위체 (Gαs)를 포함하는 융합단백질인 것을 특징으로 하는 GPCR 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.The method of claim 1, wherein the fusion protein comprising the intracellular loop portion of the GPCR and the fusion protein comprising Gα each comprises a fusion protein comprising an intracellular loop 3 (iL3) region of serotonin receptor 6, and stimulatory A method of searching for a GPCR signaling inhibitor or promoter comprising a fusion protein comprising an α subunit of G s (G α s ). 제 2항에 있어서, 상기 세로토닌 수용체 6의 iL3 부위를 포함하는 융합단백질은 단백질의 정제를 용이하게 하는 부위와 iL3 부위로 구성되는 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.The method of claim 2, wherein the fusion protein comprising the iL3 site of serotonin receptor 6 is composed of a site for facilitating purification of the protein and an iL3 site. 제 3항에 있어서, 상기 iL3 부위를 포함하는 융합단백질의 정제를 용이하게 하는 부위는 GST(Glutathione-S-Transferase)인 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.The method of claim 3, wherein the site for facilitating purification of the fusion protein comprising the iL3 site is GST (Glutathione-S-Transferase). 제 2항에 있어서, 상기 Gαs를 포함하는 융합단백질은 정제를 용이하게 하는 부위 및 Gαs로 구성되는 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법. The method of claim 2, wherein the fusion protein comprising Gα s comprises a site for facilitating purification and Gα s . 제 5항에 있어서, 상기 Gαs를 포함하는 융합단백질의 정제를 용이하게 하는 부위가 N-말단의 6 개의 히스티딘 표지(tag)인 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.The method of claim 5, wherein the site for facilitating purification of the fusion protein comprising Gα s is six histidine tags at the N-terminus. ⅰ) Gα를 포함하는 융합단백질을 용기에 흡착시키는 단계;Iii) adsorbing a fusion protein comprising Gα to the vessel; ⅱ) GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제 후보 물질을 처리하는 단계;Ii) treating the GPCR signaling inhibitor or promoter candidate; ⅲ) GPCR의 세포내 루프 부위를 포함하는 융합단백질을 첨가하는 단계;Iii) adding a fusion protein comprising the intracellular loop portion of GPCR; ⅳ) 상기 iii) 단계의 혼합물에 상기 세포내 루프 부위를 포함하는 융합단백질에 대한 표지항체 접합체를 결합시키는 단계;Iii) binding the labeling antibody conjugate to the fusion protein comprising the intracellular loop site to the mixture of step iii); ⅴ) 결합한 표지항체 접합체를 이용하여 발색시키는 단계 및Iii) color development using the conjugated labeled antibody conjugates, and ⅵ) 상기 v)단계의 발색 정도와 후보 물질을 첨가하지 않았을 때 상기 두 융합단백질 사이의 결합에 의한 발색 정도를 비교하여 GPCR 결합의 촉진 또는 억제 정도를 판단하는 단계 (이때 후보 물질을 첨가하지 않은 경우는 상기 i) 내지 v) 단계를 동일한 조건으로 적용하되, 상기 ii) 단계를 제외한다)Iii) comparing the degree of color development by the binding between the two fusion proteins when the degree of color development of step v) and the candidate substance are not added to determine the degree of promotion or inhibition of GPCR binding (at which time no candidate substance is added) In this case, steps i) to v) are applied under the same conditions except for step ii). 를 포함하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.Search method of GPCR signaling inhibitors or promoters. ⅰ) Gα를 포함하는 융합단백질을 SPR 측정용 센서 칩에 흡착시키는 단계; Iii) adsorbing a fusion protein comprising Gα to a sensor chip for measuring SPR; ⅱ) 흡착된 Gα를 포함하는 융합단백질에 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제 후보물질과 GPCR의 세포내 루프 부위를 포함하는 융합단백질을 첨가하는 단계; Ii) adding a fusion protein comprising a GPCR signaling inhibitor or promoter candidate and an intracellular loop site of GPCR to a fusion protein comprising adsorbed Gα; iii) SPR 측정 장치로 상기 센서에 빛을 조사하여 그 표면 플라스몬 공명 신호를 얻는 단계 및iii) irradiating the sensor with an SPR measuring device to obtain a surface plasmon resonance signal thereof; and iv) 상기 iii)의 공명 신호와 후보 물질을 첨가하지 않았을 때 상기 두 융합단백질 사이의 결합에 의한 공명 신호를 비교하여 GPCR 결합의 촉진 또는 억제 정도를 판단하는 단계(이때 후보 물질을 첨가하지 않은 경우는 상기 i) 내지 iv) 단계를 동일한 조건으로 적용하되, 상기 ii) 단계 중 후보 물질을 첨가 부분을 제외한다)를 포함하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.iv) comparing the resonance signal of iii) and the resonance signal by binding between the two fusion proteins when the candidate material is not added to determine the degree of promotion or inhibition of GPCR binding (when no candidate material is added) Is applied to steps i) to iv) under the same conditions, except for the addition of the candidate substance in step ii)). i) Gα를 포함하는 융합단백질 및 GPCR의 세포 내 루프 부위를 포함하는 융합단백질; ii) 표지항체 접합체; 및, iii) 발색제를 함유하는 기질용액을 포함하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색키트.i) a fusion protein comprising Gα and a fusion protein comprising an intracellular loop region of GPCR; ii) labeling antibody conjugates; And, iii) a search kit for signaling inhibitors or promoters of GPCRs, including a substrate solution containing a colorant. 제 9항에 있어서, 상기 단계 i)의 Gα는 Gαs이고, GPCR의 세포 내 루프 부위는 세로토닌 수용체 6의 iL3인 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색키트.10. The kit according to claim 9, wherein Gα in step i) is Gα s and the intracellular loop site of GPCR is iL3 of serotonin receptor 6. 제 9항에 있어서, 상기 단계 ii)의 표지항체 접합체는 항 GST 항체-HRP 접합체(anti-GST Ab HRP-conjugate)인 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색키트.10. The kit according to claim 9, wherein the labeling antibody conjugate of step ii) is an anti-GST Ab-HRP-conjugate. 서열번호 12로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 GST-iL3 융합단백질.GST-iL3 fusion protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12 . 제 12항의 GST-iL3 융합단백질을 코딩하는 서열번호 11의 유전자를 포함하는 발현벡터 pGST-iL3.Article 12 Expression vector pGST-iL3 comprising a gene of SEQ ID NO: 11 encoding a GST-iL3 fusion protein. 서열번호 14로 기재되는 아미노산 서열을 갖는 His-Gαs 융합단백질.His-Gα s fusion protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14 . 제 14항의 His-Gαs 융합단백질을 코딩하는 서열번호 13의 유전자를 포함하는 발현벡터 pH-Gαs.Expression of claim 14 comprising a gene of SEQ ID NO: 13 encoding the fusion protein vector His-Gα s pH-Gα s. 서열번호 15로 기재되는 염기서열을 갖는 GST-ApLZ-iL3 유전자를 포함하는 발현벡터 pGST-ApLZ-iL3.An expression vector pGST-ApLZ-iL3 comprising a GST-ApLZ-iL3 gene having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 15 . 제8항에서 iii) 단계의 SPR 측정장치는 Biacore社 SPR 측정 시스템인 것을 특징으로 하는 GPCR의 신호전달 억제제 또는 촉진제의 검색방법.The method of claim 8, wherein the SPR measuring device of step iii) is a Biacore SPR measuring system.
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