KR100565437B1 - Novel sphingomyelinase, the antibody against it, the antisense and the preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포유동물에서 유래한 새로운 중성 스핑고마이엘리나제 (Sphingomyelinase), 이에 대한 항체, 안티센스 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to novel neutral sphingomyelinase derived from mammals, antibodies thereto, antisenses and methods for their preparation.

본 발명의 포유동물의 뇌세포에서 분리 정제한 신규한 중성 스핑고마이엘리나제 효소 N-SMase ε는 SDS-PAGE상에서 분자량이 60kDa 인 HSP60 단백질이며, 마그네슘이온에 대해 의존적 효소활성을 가짐을 특징으로 한다. The novel neutral sphingomyelinase enzyme N-SMase ε isolated from the mammalian brain cells of the present invention is an HSP60 protein having a molecular weight of 60 kDa on SDS-PAGE, and has a dependent enzyme activity on magnesium ions. do.

본 발명의 N-SMase ε효소는 세라마이드를 생성하여 세포사멸을 유도하여 비정상적인 세포증식으로 인한 암질환의 예방 및 치료용 조성물로 사용할 수 있다.N-SMase ε enzyme of the present invention can be used as a composition for the prevention and treatment of cancer diseases caused by abnormal cell proliferation by inducing apoptosis by generating ceramide.

또한 본 발명의 N-SMase ε의 항체는 효소의 활성을 억제하고, N-SMase ε의 안티센스는 효소의 발현 및 활성화를 억제하여 세라마이드의 생성을 억제함으로써 세라마이드로 인한 세포사멸, 노화 및 염증과 관련된 질환의 의약품으로 사용될 수 있다.In addition, the antibody of N-SMase ε of the present invention inhibits the activity of the enzyme, and the antisense of N-SMase ε inhibits the expression and activation of the enzyme, thereby inhibiting the production of ceramide, thereby inducing cell death, aging, and inflammation caused by ceramide. It can be used as a medicine for diseases.

스핑고마이엘리나제, 세라마이드, 항체, 안티센스, 세포사멸, 노화, 염증Sphingomyelinase, ceramide, antibody, antisense, apoptosis, aging, inflammation

Description

신규한 스핑고마이엘리나제 효소, 그에 대한 항체, 안티센스 및 제조방법{Novel sphingomyelinase, the antibody against it, the antisense and the preparation method thereof} Novel sphingomyelinase, the antibody against it, the antisense and the preparation method             

도 1은 소의 뇌에서 분리정제한 활성분획의 2차원 전기영동 단백질 프로파일이고,1 is a two-dimensional electrophoretic protein profile of purified active fractions from bovine brain,

도 2는 본 발명의 정제된 N-SMase ε의 대뇌피질 신경막의 스핑고마이엘린(SM)과 세라마이드에 대한 영향을 나타낸 그래프이고,Figure 2 is a graph showing the effect on sphingomyelin (SM) and ceramide of the cerebral cortical neural membrane of the purified N-SMase ε of the present invention,

도 3은 본 발명의 정제된 N-SMase ε의 GSH, DTT 및 2-머캅토에탄올에 의한 활성을 나타낸 그래프이고,Figure 3 is a graph showing the activity of GSH, DTT and 2-mercaptoethanol of the purified N-SMase ε of the present invention,

도 4는 본 발명의 N-SMase ε의 조직 내 분포를 관찰한 도이고,Figure 4 is a diagram observing the distribution in the tissue of the N-SMase ε of the present invention,

도 5는 본 발명의 N-SMase ε의 뇌 신경세포 및 비신경세포에서의 분포를 관찰한 도이고,5 is a diagram illustrating the distribution of N-SMase ε in brain neurons and non-neuronal cells of the present invention,

도 6은 랫트에서 수득한 HSP60 항체에 의한 본 발명의 N-SMase ε의 활성변화를 나타낸 그래프이고,6 is a graph showing the change in activity of N-SMase ε of the present invention by the HSP60 antibody obtained in rats,

도 7은 랫트에서 수득한 HSP60 항체와 비드에 의해 면역침강된 N-SMase ε을 분석한 사진이고,7 is a photograph analyzing the N-SMase ε immunoprecipitated by beads and HSP60 antibody obtained from the rat,

도 8은 HSP60 항체와 면역침강된 단백질의 2차 전기영동 및 실버염색한 사진이고,8 is a secondary electrophoresis and silver stained picture of the HSP60 antibody and immunoprecipitated protein,

도 9은 HSP60 항체와 면역침강된 단백질의 2차 전기영동한 것을 면역블롯팅한 사진이고,9 is a photograph of the immunoblotting secondary electrophoresis of the HSP60 antibody and immunoprecipitated protein,

도 10은 PCDNA3-HSP60을 세포주에 감염시켜 HSP60 단백질발현 및 SMase 활성을 측정한 그래프이고, 10 is a graph measuring HSP60 protein expression and SMase activity by infecting PCDNA3-HSP60 with a cell line,

도 11은 PCDNA3-HSP60을 감염시킨 세포주에 센스 또는 안티센스를 처리하여 HSP60 단백질발현 및 SMase 활성을 측정한 그래프이고, 11 is a graph measuring HSP60 protein expression and SMase activity by treating sense or antisense to a cell line infected with PCDNA3-HSP60.

도 12는 PCDNA3-HSP60을 감염시킨 세포주에 siRNA를 처리하여 HSP60 단백질발현 및 SMase 활성을 측정한 그래프이고, 12 is a graph of siRNA treatment of PCDNA3-HSP60-infected cell lines to measure HSP60 protein expression and SMase activity.

도 13은 정상 대뇌피질신경세포와 TNF-α를 처리한 대뇌피질신경세포의 형태이고,Figure 13 is a form of normal cortical neurons and TNF-α-treated cortical neurons,

도 14는 TNF-α를 처리한 대뇌피질신경세포에서의 시간대별 N-SMase ε의 특이활성도를 측정한 그래프이고,14 is a graph measuring specific activity of N-SMase ε at different times in TNF-α-treated cerebral cortical neurons,

도 15는 TNF-α를 처리한 대뇌피질신경세포에서 본 발명의 N-SMase ε 항체를 이용하여 면역블롯분석을 실시한 결과도이며,15 is a result of immunoblot analysis using N-SMase ε antibody of the present invention in cerebral cortical neurons treated with TNF-α,

도 16은 TNF-α를 처리한 대뇌피질신경세포에서의 시간대별 세라마이드 및 스핑고마이엘린의 양적변화 및 세라마이드 생성 억제제인 FB1의 영향을 관찰한 도이다.FIG. 16 is a diagram illustrating the quantitative change of ceramide and sphingomyelin and the effect of FB1, a ceramide production inhibitor, in cerebral cortical neurons treated with TNF-α. FIG.

본 발명은 포유동물에서 유래한 신규한 효소 및 이의 분리, 정제방법에 관한 것으로, 상세하게는 신규한 스핑고마이엘리나제 (Sphingomyelinase)를 분리 정제하고, 이를 바탕으로 제조된 항체 및 안티센스를 포함하는 세라마이드로 인한 질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a novel enzyme derived from a mammal and a method for isolating and purifying the same, and in particular, isolating and purifying a novel sphingomyelinase and comprising an antibody and antisense prepared thereon. It relates to a composition for the prevention and treatment of diseases caused by ceramide.

SM 경로(SM pathway)로 알려져 있는 스핑고마이엘린(sphingomyelin, 이하 'SM')의 가수분해는 스핑고마이엘리나제(이하 'SMase')의 활성화에 의해 유도되고, 이것은 이차 전달자인 세라마이드를 생성해 내고 세라마이드는 세포사멸 (apoptosis), 분화, 노화 및 염증 같은 세포의 반응들에 중요한 역할을 한다.Hydrolysis of sphingomyelin (SM), known as the SM pathway, is induced by the activation of sphingomyelinase (SMase), which produces a secondary messenger, ceramide. In doing so, ceramides play an important role in cellular responses such as apoptosis, differentiation, aging and inflammation.

최근의 많은 연구들은 신호 전달자인 세라마이드의 생산역할을 하는 중성형-스핑고마이엘리나제(Neutral-sphingomyelinase; N-SMase) 효소에 대하여 수행되고 있다(Hannun, Y. A.; Science 274, pp1855-1859, 1996). 그러나, 그들의 생화학적인 특성은 물론 효소의 1차 구조 또한 거의 알려져 있지 않다. 그러므로, 현재 SMases 의 동정 및 특성확인은 세라마이드가 어떤 기작에 의해 생산되고, 그의 정확한 세포내 역할이 무엇인지 밝히는데 중요한 초석이 된다.Many recent studies have been carried out on the enzyme Neutral-sphingomyelinase (N-SMase), which plays a role in the production of the signal carrier ceramide (Hannun, YA; Science 274 , pp 1855-1859, 1996 ). However, their biochemical properties as well as the primary structures of the enzymes are little known. Therefore, present identification and characterization of SMases is an important cornerstone for elucidating the mechanism by which ceramide is produced and its exact intracellular role.

몇몇의 N-SMase 의 활성은 포유동물의 뇌에서 설명되어졌고(Maruyama, E. N. & Arima, M.; J. Neurochem. 52, pp611-618, 1989; Liu, B., et al.; J. Biol. Chem. 273, pp34472-34479, 1998; Bernardo, K., et al.; J. Biol. Chem. 275, pp7641-7647, 2000; Jung, S. Y., et al.; J. Neurochem. 75, pp1004-1014, 2000) 및 N-SMase 1(Tomiuk, S., et al.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, pp3638-3643, 1998) 및 71kDa N-SMase 2(Hofmann, K., et al.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, pp5895-5900, 2000)는 생물정보학을 기초로한 유전자 발굴 방법을 사용하여 클로닝 되어 특성이 밝혀졌다. N-SMase 1은 SMase 라기보다는 리소-혈소판 활성화 인자(Lyso-PAF) 포스포리파아제 C(PLC)로서 더 동정되었고(Sawai, H., et al.; J. Biol. Chem. 274, pp38131-38139, 1999), N-SMase 2 활성은 이전의 기술된 N-SMase의 대부분을 억제하는 것으로 알려진 10mM 글루타치온(GSH)에 의해 억제되지 않았다. 그러므로, N-SMase는 세라마이드를 생산하는 신호-커플된 작용자(effector)로서 동정되지 않았었다.Some N-SMase activities have been described in mammalian brain (Maruyama, EN & Arima, M .; J. Neurochem . 52 , pp611-618, 1989; Liu, B., et al .; J. Biol) Chem . 273, pp34472-34479, 1998; Bernardo, K., et al . ; J. Biol. Chem . 275 , pp7641-7647, 2000; Jung, SY, et al .; J. Neurochem . 75 , pp1004- 1014, 2000) and N-SMase 1 (Tomiuk, S., et al . ; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 , pp3638-3643, 1998) and 71 kDa N-SMase 2 (Hofmann, K., et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 , pp5895-5900, 2000) has been cloned and characterized using bioinformatics based gene discovery methods. N-SMase 1 was more identified as lyso-platelet activating factor (Lyso-PAF) phospholipase C (PLC) than SMase (Sawai, H., et al . ; J. Biol. Chem. 274 , pp38131-38139 , 1999), N-SMase 2 activity was not inhibited by 10 mM glutathione (GSH), which is known to inhibit most of the previously described N-SMases. Therefore, N-SMase has not been identified as a signal-coupled effector that produces ceramides.

TNF-α는 뇌질환 진행에 한 역할을 하는 신경독소(neurotoxin) 후보자로서 알려져 있으나(Robertson, J., et al.; J. Cell. Biol. 155, pp217-226, 2001; Talley, A. K., et al.;. Mol. Cell. Biol. 15, pp2359-66, 1995; Sairanen, T. R., et al.; J. Neurol. Sci. 186, pp87-99, 2001), 그 기작은 잘 알려져 있지 않다. 최근의 증거는 N-SMase가 TNF-α에 의한 세포사멸유도 신호전달에 있어서 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다. N-SMase의 억제제는 MCF 세포에서 효율적으로 TNF-α-유도된 세포사멸을 제지하며(Luberto, C., J. Biol. Chem. 277, pp41128-41139, 2002), 이것은 N-SMase 매개 TNF-α-신호전달이 존재할 수도 있다라는 사실을 제시한다.TNF-α is known as a neurotoxin candidate that plays a role in the progression of brain disease (Robertson, J., et al . ; J. Cell. Biol. 155 , pp217-226, 2001; Talley, AK, et. al .; Mol. Cell. Biol. 15 , pp2359-66, 1995; Sairanen, TR, et al . ; J. Neurol. Sci . 186 , pp87-99, 2001), its mechanism is not well known. Recent evidence shows that N-SMase plays an important role in apoptosis-induced signaling by TNF-α. Inhibitors of N-SMase efficiently inhibit TNF-α-induced apoptosis in MCF cells (Luberto, C., J. Biol. Chem. 277, pp41128-41139, 2002), which is an N-SMase mediated TNF- It suggests that α-signaling may be present.

본 발명자은 이전에 소 및 사람의 뇌로부터 분리한 막-연관 N-SMase의 다양한 형태에 대하여 개시한 바 있다(Jung, S. Y., et al.; Identification of multiple forms of membrane-associated neutral sphingomyelinase in bovine brain. J. Neurochem. 75, pp1004-1014, 2000).We have previously disclosed various forms of membrane-associated N-SMase isolated from bovine and human brains (Jung, SY, et al .; Identification of multiple forms of membrane-associated neutral sphingomyelinase in bovine brain. J. Neurochem . 75 , pp 1004-1014, 2000).

이에 본 발명자들은 많은 질환과 관련된 세라마이드를 생산하는 새로운 SMase를 분리하기 위하여 연구를 수행한 결과, 포유동물인 소의 뇌에서 Mg2+ -의존성이고 중성의 60kDa의 새로운 SMase를 분리, 정제하고, 이의 항체 및 안티센스를 제작하고, TNF-α-유도 세포사멸(TNF-α-induced apoptosis)를 매개함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors conducted a study to isolate a new SMase that produces ceramides associated with many diseases. As a result, Mg 2+ -dependent and neutral 60 kDa new SMase is isolated and purified from mammalian cow brain. And antisense was prepared, and confirmed the mediation of TNF-α-induced apoptosis (TNF-α-induced apoptosis) to complete the present invention.

본 발명은 신규한 스핑고마이엘리나제를 제공하며, 이의 항체, 안티센스를 제조하여 세포사멸 및 염증과 관련된 세라마이드의 생성을 조절할 수 있는 효과적인 항암제 또는 항염증제를 제공하려고 한다.
The present invention provides a novel sphingomyelinase and seeks to provide an effective anticancer or anti-inflammatory agent that can produce antibodies, antisenses thereof to modulate the production of ceramides associated with apoptosis and inflammation.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 포유동물 세포에서 유래한 Mg2+-의존적이고, 막-연관된 중성의 60kDa의 SMase를 제공한다.To achieve the above object, the present invention provides a Mg 2+ -dependent , membrane-associated, neutral 60 kDa SMase derived from mammalian cells.

스핑고마이엘리나제(SMase)는 스핑고마이엘린(sphingomyelin; 이하, SM)에 작용하여 세라마이드(ceramide)를 생성하는 효소이고, 상기 본 발명의 신규한 SMase 에 대하여 N-SMase ε로 명명한다.Sphingomyelinase (SMase) is an enzyme that acts on sphingomyelin (hereinafter SM) to produce ceramide, and is named N-SMase ε for the novel SMase of the present invention.

또한, 본 발명은 포유동물 세포에서 N-SMase ε를 분리, 정제하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for isolating and purifying N-SMase ε from mammalian cells.

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

예를 들어, 본 발명의 N-SMase ε는, 소의 뇌를 균질화 완충액과 혼합하여 균질화시킨 후 원심분리하여 세포의 파편 및 핵을 제거한 다음, 다시 원심분리하여 수득된 펠렛을 황산암모늄이 함유된 완충액에 재현탁 및 교반시킨 후에 원심분리하여 중성의 SMase ε를 정제하기 위한 효소원 '황산암모늄 추출물' 을 수득하는 1단계;For example, N-SMase ε of the present invention is homogenized by mixing the bovine brain with homogenization buffer and centrifuged to remove the debris and nuclei of the cells, and then centrifuged to pellet the pellet obtained by ammonium sulfate-containing buffer 1 step of obtaining an enzyme source 'ammonium sulfate extract' for refining neutral SMase ε by resuspending and stirring in the mixture;

상기 1단계의 황산암모늄 추출물을 DEAE-셀룰로오스 컬럼을 통과시키고 황산암모늄 및 Triton X-100을 함유하는 완충액으로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 2단계;A second step of passing the ammonium sulfate extract of step 1 through a DEAE-cellulose column and eluting with a buffer containing ammonium sulfate and Triton X-100 to obtain an active fraction;

상기 2단계의 활성분획을 부틸-토요펄 컬럼에 통과시켜 3차 증류수로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 3단계;A third step of passing the active fraction of step 2 through a butyl-toyopearl column and eluting with tertiary distilled water to obtain an active fraction;

상기 3단계의 활성분획을 DEAE-5PW HPLC에 통과시켜 황산암모늄 및 Triton X-100을 함유하는 완충액으로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 4단계;A fourth step of passing the active fraction of step 3 through DEAE-5PW HPLC and eluting with a buffer containing ammonium sulfate and Triton X-100 to obtain an active fraction;

상기 4단계의 활성분획을 페닐-5PW HPLC에 통과시켜 3차 증류수로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 5단계;A fifth step of passing the active fraction of step 4 through phenyl-5PW HPLC and eluting with tertiary distilled water to obtain an active fraction;

상기 5단계의 활성분획을 모노 S 양이온 교환 HPLC에 통과시켜 염화나트륨 및 Triton X-100을 함유하는 완충액으로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 6단계로 이루어진 공정을 포함하는 제조방법으로부터 분리 및 정제가 가능하다.It is possible to separate and purify from the manufacturing method comprising a sixth step of passing the active fraction of step 5 through a mono S cation exchange HPLC and eluting with a buffer containing sodium chloride and Triton X-100 to obtain an active fraction. Do.

최종적으로 본 발명의 중성 SMase ε는 6번의 크로마토그래피 단계를 통해 약 38,000배로 정제되었다.Finally, the neutral SMase ε of the present invention was purified about 38,000 times through 6 chromatographic steps.

상기에서 모노 S 양이온 교환 HPLC 를 통해 정제된 본 발명의 SMase ε는 2 차원 SDS-PAGE에서 4개의 스팟으로 분리되었으며, 젤 상의 60kDa 단백질 스팟을 MALDI-TOF 및 스위스 프롯 데이터베이스 조사를 통하여 HSP60으로 동정, 확인하였다. HSP60 발현 세포주에서 SMase의 활성도의 증가를 또한 관찰함으로써 HSP60이 N-SMase ε임을 재확인할 수 있다.The SMase ε of the present invention purified through the mono S cation exchange HPLC was separated into four spots in a two-dimensional SDS-PAGE, and the 60 kDa protein spot on the gel was identified as HSP60 through MALDI-TOF and Swiss plot database investigation. Confirmed. It can also be confirmed that HSP60 is N-SMase ε by also observing an increase in SMase activity in HSP60 expressing cell lines.

정제된 N-SMase ε에 대한 라인위버-버크 플롯(Lineweaver-Burk plot)은 Km은 47μM이고 Vmax는 >4,800nmol/분/mg인 직선상으로 나타난다.The Lineweaver-Burk plot for purified N-SMase ε is shown in a straight line with Km of 47 μM and Vmax of> 4,800 nmol / min / mg.

본 발명의 SMase ε는 기질로서 다른 인지질보다 스핑고마이엘린에 대해 50배 이상의 높은 기질특이성을 보이고, 마그네슘 이온에 대해 의존적으로 효소의 활성이 나타나며, 뇌의 신경세포에서 많이 발현되어 존재한다.SMase ε of the present invention shows a substrate specificity 50 times higher than sphingomyelin than other phospholipids as a substrate, the enzyme activity is dependent on magnesium ions, and is expressed in nerve cells of the brain.

N-SMase ε의 효소활성은 글루타치온 농도 3mM이 될 때까지 증가하나, 점차로 감소하여 10mM일 때 완전히 억제되고, DTT 및 2-머캅토에탄올 같은 환원제에 대해 효소활성은 변화가 없는 특징을 갖는다.Enzyme activity of N-SMase ε increases until the concentration of glutathione is 3 mM, but gradually decreases and is completely inhibited at 10 mM, and the enzyme activity is unchanged for reducing agents such as DTT and 2-mercaptoethanol.

본 발명은 포유동물 세포에서 유래한 새로운 세포막에 결합된 중성 SMase를 제공하고, 또한 본 발명은 포유동물 뇌세포를 균질화하고 황산암모늄 또는 트리톤 X-100으로 가용화 한 다음, 상기의 소수성, 이온교환 크로마토그래피 등을 수행하여 분리한 막결합형 중성 SMase의 활성을 가진 활성 분획을 제공한다.The present invention provides a neutral SMase bound to new cell membranes derived from mammalian cells, and the present invention also homogenizes mammalian brain cells and solubilizes them with ammonium sulfate or Triton X-100, followed by hydrophobic, ion exchange chromatography. By performing the chromatography and the like to provide an active fraction having the activity of the membrane-bound neutral SMase.

TNF-α처리시 N-SMase의 발현 단백질 양이 증가되고, 이에 따라 특이 활성이 증가되어 스핑고마이엘린을 가수분해하여 세라마이드를 생성하고, 이는 푸모니신 B1(FB1)에 의해 영향을 받지 않는다. TNF-α treatment increases the amount of N-SMase expressing protein, thereby increasing specific activity to hydrolyze sphingomyelin to produce ceramide, which is not affected by fumonisin B1 (FB1). .

N-SMase ε는 세라마이드 생성을 통해 TNF-α-유도 신경 세포사멸을 중개한 다.N-SMase ε mediates TNF-α-induced neuronal cell death through ceramide production.

본 발명은 N-SMase ε효소를 함유하는 세포사멸 활성화제를 제공한다.The present invention provides an apoptosis activator containing N-SMase ε enzyme.

또한 본 발명은 N-SMase ε효소를 함유하는 비정상적인 세포증식으로 인한 암질환의 발병 억제, 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for inhibiting, preventing and treating the onset of cancer disease due to abnormal cell proliferation containing N-SMase ε enzyme.

본 발명은 N-SMase ε효소를 비정상적인 세포 증식으로 인한 암질환의 치료제를 제조하는데 사용하기 위한 용도를 제공한다.The present invention provides the use of the N-SMase ε enzyme for the preparation of a therapeutic agent for cancer diseases caused by abnormal cell proliferation.

또한, N-SMase ε를 발현하는 유전자를 백신화하여 투여함으로써 세라마이드의 생성을 증가시켜 암세포의 증식을 억제하여 암질환을 치료, 개선시키는데 사용할 수 있다.In addition, the gene expressing N-SMase ε can be used to treat and improve cancer diseases by increasing the production of ceramide by inhibiting the proliferation of cancer cells.

상기 암질환은 폐암, 비소세포성폐암, 결장암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부 암, 피부 또는 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 위암, 항문부근암, 결장암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관 암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 등을 포함한다.The cancer diseases include lung cancer, non-small cell lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, head or neck cancer, skin or intraocular melanoma, uterine cancer, ovarian cancer, rectal cancer, gastric cancer, anal muscle cancer, colon cancer, breast cancer, and fallopian tube carcinoma , Endometrial carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, vulvar carcinoma, Hodgkin's disease, esophageal cancer, small intestine cancer, endocrine adenocarcinoma, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, soft tissue sarcoma, urethral cancer, penis cancer, prostate cancer , Chronic or acute leukemia, lymphocyte lymphoma, bladder cancer, kidney or ureter cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, brain stem glioma, pituitary adenoma, etc. It includes.

또한, 본 발명은 상기 N-SMase ε의 항체 및 N-SMase ε의 발현을 억제하는 안티센스를 제공한다.The present invention also provides an antisense that inhibits the expression of the N-SMase ε and N-SMase ε.

본 발명의 N-SMase ε 항체는 본 발명의 N-SMase ε 즉, HSP60과 특이적으로 결합할 수 있다. The N-SMase ε antibody of the present invention may specifically bind to the N-SMase ε of the present invention, that is, HSP60.

본 발명의 N-SMase ε 항체는 항원으로서 정제단계 중 페닐-5PW HPLC로부터 얻은 활성분획들이 있는 젤로부터 분리한 후, 보조제(adjuvant)와 혼합하여 마우스에 주사한 후 마우스로부터 혈청을 수집하여 제조할 수 있다. 이로 마우스 항-60kDa 단백질 항혈청을 준비할 수 있으며, 이로부터 다시 두 개의 단일클론항체, 즉 SM1A5 및 SM1E1가 제조될 수 있다.The N-SMase ε antibody of the present invention can be prepared by separating from a gel with active fractions obtained from phenyl-5PW HPLC as a antigen during the purification step, mixing with an adjuvant and injecting the mouse, and collecting serum from the mouse. Can be. This can prepare a mouse anti-60kDa protein antiserum, from which two monoclonal antibodies, SM1A5 and SM1E1, can be prepared.

N-SMase ε의 발현을 억제하는 안티센스는 hsp60의 mRNA 발현을 억제하기 위한 서열로 당업계에 통상적인 방법으로 고안될 수 있으며, 바람직하게는 서열번호 3의 A-ODN 5'-AGCATTTCTGCGGGG-3', 서열번호 5 의 si-HSP60 센스 5'-UGCUCACCGUAAGCCUUUGdTdT-3' 및 서열번호 6의 si-HSP60 안티센스 5'-dTdTACGAGUGGCAUUCGGAAAC-3'를 포함한다.Antisense that inhibits the expression of N-SMase ε can be designed by a conventional method in the art as a sequence for inhibiting the mRNA expression of hsp60, preferably A-ODN 5'-AGCATTTCTGCGGGG-3 'of SEQ ID NO: 3 , Si-HSP60 sense 5'-UGCUCACCGUAAGCCUUUGdTdT-3 'of SEQ ID NO: 5 and si-HSP60 antisense 5'-dTdTACGAGUGGCAUUCGGAAAC-3' of SEQ ID NO: 6.

본 발명의 N-SMase 항체, HSP60 항체 또는 hsp60 siRNA를 처리하면 N-SMase ε 효소의 발현양 및 활성도를 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 세라마이드의 생성이 감소되고, 궁극적으로 세라마이드로 인한 질환을 예방 또는 치료하는데 이용될 수 있다. Treatment of the N-SMase antibody, HSP60 antibody or hsp60 siRNA of the present invention may reduce the expression and activity of the N-SMase ε enzyme, thereby reducing the production of ceramide and ultimately preventing or preventing diseases caused by ceramide. It can be used to treat.

또한, 본 발명은 N-SMase ε의 항체 또는 N-SMase ε의 안티센스를 유효성분으로 함유하는 세라마이드로 인한 염증질환 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for preventing and treating inflammatory diseases caused by ceramides containing an antibody of N-SMase ε or an antisense of N-SMase ε as an active ingredient.

본 발명은 N-SMase ε항체 또는 N-SMase ε의 안티센스를 세라마이드로 인한 염증질환의 치료제를 제조하는데 사용하기 위한 용도를 제공한다.The present invention provides the use of N-SMase ε antibody or antisense of N-SMase ε for the preparation of a therapeutic agent for inflammatory diseases caused by ceramide.

또한, 본 발명의 N-SMase ε효소, N-SMase ε에 대한 항체나 안티센스는 암 질환이나 염증질환의 기전 연구에 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the antibody or antisense of the N-SMase ε enzyme, N-SMase ε of the present invention can be usefully used for the study of the mechanism of cancer disease or inflammatory disease.

그 예로 본 발명의 N-SMase ε효소의 발현, 기능 및 조절 기전이 밝혀지게 되면, N-SMase ε효소에 의한 대사산물들의 작용 경로와 이들이 관여하는 질병의 발생 기전 또한 밝혀질 수 있다. 또한 본 발명의 N-SMase ε효소에 돌연변이를 일으켜 활성을 저하시키거나 비활성화시킴으로써, N-SMase ε효소가 관여하는 질병을 진단, 예방 및 치료할 수 있다.For example, if the expression, function, and regulatory mechanism of the N-SMase ε enzyme of the present invention is revealed, the pathway of action of metabolites by N-SMase ε enzyme and the mechanism of occurrence of diseases in which they are involved may also be revealed. In addition, by mutating the N-SMase ε enzyme of the present invention to lower or inactivate activity, it is possible to diagnose, prevent and treat diseases involving N-SMase ε enzyme.

또한 본 발명의 N-SMase ε효소는 이 효소 및 세라마이드에 의한 생리작용의 연구에 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the N-SMase ε enzyme of the present invention can be usefully used for the study of physiological action by the enzyme and ceramide.

본 발명의 N-SMase ε 또는 N-SMase ε항체 또는 N-SMase ε에 대한 안티센스를 유효성분으로 함유하는 조성물은, 유효성분으로 이들과 유사한 기능을 지닌 물질 또는 유도체를 함께 첨가할 수 있으며, 필요에 따라 다른 유효성분을 추가로 함유할 수 있다.The composition containing the antisense of N-SMase ε or N-SMase ε antibody or N-SMase ε of the present invention as an active ingredient can be added together with a substance or derivative having similar functions as the active ingredient, and Depending on the composition, it may further contain other active ingredients.

본 발명의 N-SMase ε 또는 N-SMase ε항체 또는 N-SMase ε에 대한 안티센스를 유효성분으로 함유하는 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.The composition containing the antisense of N-SMase ε or N-SMase ε antibody or N-SMase ε of the present invention as an active ingredient may further include appropriate carriers, excipients and diluents commonly used in the preparation of pharmaceutical compositions. have.

본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.Carriers, excipients, and diluents that may be included in the compositions of the present invention include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate , Cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil.

본 발명에 따른 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.The compositions according to the invention can be used in the form of powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols and the like, oral formulations, external preparations, suppositories and sterile injectable solutions, respectively, according to conventional methods. have.

본 발명의 조성물의 사용량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으나, 0.001 내지 100 mg/㎏의 양을 1주에 1회 내지 수회 투여할 수 있다. 또한 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있다. 따라서, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.The amount of the composition of the present invention may vary depending on the age, sex, and weight of the patient, but the amount of 0.001 to 100 mg / kg may be administered once to several times per week. Dosage may also be increased or decreased depending on the route of administration, extent of disease, sex, weight, age, and the like. Therefore, the above dosage does not limit the scope of the present invention in any aspect.

본 발명의 조성물은 경구, 비경구(경피, 피내, 근육내 및 정맥내 포함), 직장 및 흡입 중에서 선택되어지는 경로에 의해 투여될 수 있으며, 바람직하게는 근육내 주사법으로 투여될 수 있다.The composition of the present invention can be administered by a route selected from oral, parenteral (including percutaneous, intradermal, intramuscular and intravenous), rectal and inhalation, preferably by intramuscular injection.

이하 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples. The following examples and experimental examples are illustrative of the present invention, but the content of the present invention is not limited thereto.

참고예 1. N-SMase 활성 분석Reference Example 1. N-SMase Activity Assay

효소의 기질인 [N-메틸-14C]SM(14C로 콜린 부위에 표지됨)은 질소하에서 건조되었고, 에탄올에 재현탁되었다. The enzyme substrate [N-methyl- 14 C] SM (labeled at the choline site at 14 C) was dried under nitrogen and resuspended in ethanol.

N-SMase 활성 분석을 위한 표준 배양 시스템(100μM) 은 10 mM MgSO4, 50 mM [N-메틸-14C]SM(대략 60,000cpm), 2 mM 소디움데옥시콜레이트(sodium deoxycholate, SDC) 및 100 mM Tris-HCl(pH 7.0)를 포함하도록 제조되었다. 블라이와 다이어의 방법(Bligh, E. G. & Dyer, W. A.; J. Can. J. Biochem. Biophysiol., 37, pp680-685, 1970)에 따라, 반응은 37℃에서 30분간 수행되었고, SMase에 의하여 배출된 [N-메틸-14C]포스포콜린을 추출하였다. 320㎕의 클로로포름/메탄올(1:1, 부피비) 및 30㎕의 2N-HCl을 반응혼합액에 첨가하여 반응을 중지시켰다. 볼텍싱 후에, 혼합액을 원심분리하여 두 개의 상으로 분리하였다. 200㎕의 투명한 용액층을 1.2㎖의 신틸레이션 용액(Insta gel-XF, Packard Instrument Co., Meriden, CT, USA)에 넣고 팩커드 트리-카브 리퀴드 β-신틸레이션 카운터(Parkard Tri-carb liquid β-scintillation counter)로 방사능을 측정하였다. 활성분획은 수집하여 다음 단계에서 사용하였다.Standard culture systems (100 μM) for N-SMase activity assays include 10 mM MgSO 4 , 50 mM [N-methyl- 14 C] SM (approximately 60,000 cpm), 2 mM sodium deoxycholate (SDC) and 100 It was prepared to contain mM Tris-HCl, pH 7.0. According to the method of Bligh and Dyer (Bligh, EG & Dyer, WA; J. Can. J. Biochem. Biophysiol. , 37 , pp680-685, 1970), the reaction was carried out at 37 ° C. for 30 minutes and discharged by SMase. Extracted [N-methyl- 14 C] phosphocholine. The reaction was stopped by adding 320 μl of chloroform / methanol (1: 1, volume ratio) and 30 μl of 2N-HCl to the reaction mixture. After vortexing, the mixture was centrifuged to separate into two phases. 200 μl of clear solution layer was added to 1.2 ml of scintillation solution (Insta gel-XF, Packard Instrument Co., Meriden, CT, USA) and Packard Tri-carb liquid β-scintillation counter Radioactivity was measured with). Active fractions were collected and used in the next step.

SMase로서의 효소 활성을 더 정의하기 위해서, 기질로서 [3H]세린으로 표지된 랫트의 대뇌 피질 신경세포의 [3H]SM으로부터 생산된 [3H]세라마이드를 측정하였다. 스핑고리피드를 표지하기 위하여, 신경세포들(1x106 세포)은 1.0μCi/ml [3H]세린 존재하에서 72시간동안 표지되었고 트리스-완충된 생리식염수(Tris-buffered saline)으로 세척하였다. 세포들은 용해되었고 지질은 클로로포름:메탄올:2N-HCl(100:100:1, v/v/v)로 추출되었다. 전체 지질은 건조되고 에탄올에 재현탁되었다. 지질은 SM 분해 및 세라마이드 생산을 분석함으로써 SMase의 활성 시험을 위한 기질로서 사용되었다. SMase 활성 시험시스템(100㎕)은 소의 뇌로부터 정제된 모노 S 컬럼 최종단계의 활성분획이 효소원으로 포함되었고, 100mM Tris-HCl,pH 7.0, 5mM MgCl2, 2mM 소디움 데옥시콜레이트 및 기질 (18,520cpm)을 포함하였다. 블라이와 다이어의 방법에 따라 1시간 동안 37℃에서 배양한 다음, 320㎕의 클로로포름:메탄올(1:1, v/v) 및 30㎕의 2N-HCl을 첨가하여 반응을 중단시켰다.To further define enzymatic activity as SMase, [ 3 H] ceramide produced from [ 3 H] SM of cerebral cortical neurons of rats labeled with [ 3 H] serine as substrate was measured. To label sphingolipid, neurons (1 × 10 6 cells) were labeled for 72 hours in the presence of 1.0 μCi / ml [ 3 H] serine and washed with Tris-buffered saline. Cells were lysed and lipids were extracted with chloroform: methanol: 2N-HCl (100: 100: 1, v / v / v). Total lipids were dried and resuspended in ethanol. Lipids were used as substrates for testing the activity of SMase by analyzing SM degradation and ceramide production. The SMase activity test system (100 μl) contained the active fraction of the final mono S column purified from bovine brain as an enzyme source, 100 mM Tris-HCl, pH 7.0, 5 mM MgCl 2 , 2 mM sodium deoxycholate and substrate (18,520). cpm). The reaction was stopped by incubating at 37 ° C. for 1 hour according to the method of Blywaer and then adding 320 μl of chloroform: methanol (1: 1, v / v) and 30 μl of 2N-HCl.

혼합액은 볼텍스 및 원심분리하여 두 개의 상으로 분리하였다. 유기층을 건조시켜 글리세르포스포리피드는 37℃에서 1시간동안 0.1M 메탄올성 KOH와 같은 약알칼리 가수분해를 통해 제거되었다. 얻어진 지질 추출물은 TLC 실리카 플레이트에 스팟팅되었고 세라마이드의 이동에 좋은 조건인 클로로포름:메탄올:아세트산:물 (85.0:4.5:5.0:0.5, v/v/v/v)에서 플레이트의 상단까지 전개되었다. 플레이트는 다시 클로로포름:메탄올:아세트산: 물(65.0:25.0:8.8:4.5, v/v/v/v)에서 재전개되었다. 각각의 지질은 요오드 증기 염색(Iodine vapor staining)에 의해 가시화되었다. SM 및 세라마이드에 해당하는 방사능 스팟들을 긁어내어 β-리퀴드 신틸레이션 카운터로 측정되었다.The mixture was separated into two phases by vortex and centrifugation. The organic layer was dried to remove glycerphospholipid through weak alkaline hydrolysis such as 0.1 M methanolic KOH for 1 hour at 37 ° C. The resulting lipid extract was spotted on a TLC silica plate and developed to the top of the plate in chloroform: methanol: acetic acid: water (85.0: 4.5: 5.0: 0.5, v / v / v / v), which is a good condition for the movement of ceramide. The plate was redeployed again in chloroform: methanol: acetic acid: water (65.0: 25.0: 8.8: 4.5, v / v / v / v). Each lipid was visualized by Iodine vapor staining. Radioactive spots corresponding to SM and ceramide were scraped off and measured with a β-liquid scintillation counter.

실시예 1. 소의 뇌로부터의 막 연관, MgExample 1. Membrane Association, Mg from Bovine Brain 2+2+ -의존성 N-SMase(N-SMase ε) 분리 정제 -Dependent purification of N-SMase (N-SMase ε)

1-1. 황산 암모늄 추출물 제조 (단계 1)1-1. Preparation of Ammonium Sulfate Extract (Step 1)

막-결합 N-mSMase의 염 추출가능 형태인 N-SMase ε는 하기와 같이 정제되었다. N-SMase ε, a salt extractable form of membrane-bound N-mSMase, was purified as follows.

먼저, N-SMase 의 정제를 위한 효소원을 준비하기 위하여, -70℃에서 보관된 신선한 소의 뇌(5Kg)를 5배 부피(25 리터)의 균질완충액 V (homogenizing buffer V)(50mM Tris-HCl, pH 7.5, 1mM EDTA, 3mM MgCl2, 50mM KCl 및 10mM 2-머캅토에탄올)과 섞고 폴리트론 호모게나이저(Polytron homogenizer, Model PT-MR 6000, Kinematica사, Switzerland)로 균질화하였다. 균질액은 10,000 X g로 10분간 원심분리하여 세포의 파편 및 핵(nuclei)을 제거하였다. 상층액은 다시 4℃에서 10,000 X g로 1시간동안 원심분리하였다. 이 10,000 X g 원심분리로 수득된 펠렛은 2.5 리터의 균질완충액 V에 재현탁되었고, 4℃, 40,000 X g에서 1시간동안 원심분리하였다. 이 40,000 X g 원심분리로 수득된 펠렛은 0.5M (NH4)2SO4로 조정된 2.5 리터의 완충액 V에 재현탁되었고, 4℃에서 1시간동안 교반한(stirring) 후에 4℃, 40,000 X g에서 1시간동안 원심분리하였다. 결과적으로 수득된 상층액을 '황산암모늄 추출물'로 명명하였으며 이것을 수집하여, N-SMase ε의 정제를 위한 효소원으로써 사용하였다.First, in order to prepare an enzyme source for the purification of N-SMase, the fresh bovine brain (5Kg) stored at -70 5 times (25 liters) homogenizing buffer V (50mM Tris-HCl , pH 7.5, 1 mM EDTA, 3 mM MgCl 2 , 50 mM KCl and 10 mM 2-mercaptoethanol) and homogenized with a polytron homogenizer (Model PT-MR 6000, Kinematica, Switzerland). Homogenates were centrifuged at 10,000 X g for 10 minutes to remove debris and nuclei. The supernatant was again centrifuged at 10,000 X g for 1 hour at 4 ° C. The pellet obtained by this 10,000 X g centrifugation was resuspended in 2.5 liter homogenate V and centrifuged at 40,000 X g for 1 hour. The pellet obtained by this 40,000 X g centrifugation was resuspended in 2.5 liter buffer V adjusted to 0.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 , and after stirring for 1 hour at 4 ° C, 40,000 X Centrifuged at g for 1 hour. The resulting supernatant was named 'ammonium sulfate extract' and was collected and used as an enzyme source for the purification of N-SMase ε.

1-2. DEAE-셀룰로오스 컬럼 크로마토그래피 (단계 2)1-2. DEAE-cellulose column chromatography (step 2)

상기 단계 1-1의 황산암모늄 추출물(2.5리터)은 완충액 D(25mM Tris-HCl, pH 7.5, 1mM EDTA 및 10mM 2-머캅토에탄올)로 미리 평형된 DEAE-셀룰로오스 컬럼(7 X 45 cm, bed volume, 2.0 리터)에 전개되었다. 이 과정에서 SMase 활성을 보이는 것은 모두 컬럼에 효과적으로 결합하게 된다. 컬럼에 결합되어 있는 단백질은 20㎖/분의 유속으로, 0.5M(NH4)2SO4 및 0.1% 트리톤 X-100을 함유하고 있는 완충액 D로 순 차적으로 용출되었다. 각 분획(40㎖)의 10㎕씩을 N-mSMase 활성을 분석하는데 사용하였다.The ammonium sulfate extract (2.5 liters) of step 1-1 was a DEAE-cellulose column (7 × 45 cm, bed, previously equilibrated with buffer D (25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA and 10 mM 2-mercaptoethanol) volume, 2.0 liters). In this process, anything showing SMase activity effectively binds to the column. The protein bound to the column was sequentially eluted with Buffer D containing 0.5M (NH 4 ) 2 SO 4 and 0.1% Triton X-100 at a flow rate of 20 ml / min. 10 μl of each fraction (40 mL) was used to analyze N-mSMase activity.

1-3. 부틸-토요펄 컬럼 크로마토그래피 (단계 3)1-3. Butyl-Toyopearl Column Chromatography (Step 3)

활성 분획들을 모아 4℃에서 세포 파쇄기(cell disruptor, Sonics & Materials Inc., Danbury, CT, USA)를 사용하여 3초씩 6회, 5초간격으로 초음파분해하였고, 4℃, 100,000 X g에서 1시간 동안 원심분리하였다. 4.0M (NH4)2SO4 의 스톡 용액(stock solution)의 분취량(aliquot)을 상기에서 수득된 상층액에 가하여 0.5M (NH4)2SO4 가 되도록 조정하였다. 시료는 0.5M (NH4)2 SO4 를 포함하는 완충액 D로 미리 평형화된 부틸-토요펄 컬럼(Butyl-Toyopearl column, bed volume 150㎖)에 전개되었다. The active fractions were collected and sonicated at 4 ° C. at 6 ° C. and 5 seconds at 3 ° C. using a cell disruptor (Sonics & Materials Inc., Danbury, CT, USA) for 1 hour at 4 ° C. and 100,000 X g. Centrifugation. An aliquot of a stock solution of 4.0M (NH 4 ) 2 SO 4 was added to the supernatant obtained above to adjust to 0.5M (NH 4 ) 2 SO 4 . Samples were run on a butyl-Toyopearl column, bed volume 150 mL, previously equilibrated with buffer D containing 0.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 .

컬럼에 결합되어 있는 단백질은 15㎖/분의 유속으로 0.2M(NH4)2SO4 을 함유하고 있는 완충액 D로 연속, 순차적으로 용출되었고, 증류수로 다시 용출시켰다. 각 분획(30㎖)의 분취량 (10㎕)은 N-SMase 활성화 측정을 위해 시험되었다. The protein bound to the column was eluted continuously and sequentially with buffer D containing 0.2 M (NH 4 ) 2 SO 4 at a flow rate of 15 mL / min and eluted again with distilled water. Aliquots (10 μl) of each fraction (30 mL) were tested for N-SMase activation measurements.

1-4. DEAE-5PW HPLC (단계 4)1-4. DEAE-5PW HPLC (Step 4)

활성분획들을 모아 완충액 D로 미리 평형화된 DEAE-5PW HPLC 컬럼(21.5mm X 15cm, Tosoh Co., Tokyo, Japan)에 전개되었다. The active fractions were collected and developed on a DEAE-5PW HPLC column (21.5 mm X 15 cm, Tosoh Co., Tokyo, Japan) previously equilibrated with Buffer D.

컬럼에 결합되어 있는 단백질은 5㎖/분의 유속으로, 0.5M (NH4)2SO4 및 0.1% 트리톤 X-100을 함유하고 있는 완충액 D의 2000㎖-직선상의 농도구배로 순차적으로 용출되었다. 각 분획(5㎖)의 분취량(3㎕)는 N-mSMase 활성측정을 위해 시험되었다.The protein bound to the column was eluted sequentially with a 2000 mL-linear concentration gradient of buffer D containing 0.5 M (NH 4 ) 2 SO 4 and 0.1% Triton X-100 at a flow rate of 5 mL / min. . Aliquots (3 μl) of each fraction (5 mL) were tested for N-mSMase activity assay.

1-5. 페닐-5PW HPLC (단계 5)1-5. Phenyl-5PW HPLC (Step 5)

활성분획은 모아져서 0.2M (NH4)2SO4을 포함하는 완충액 D로 미리 평형화된 Phenyl-5PW HPLC 컬럼(21.5mm X 15cm, Tosoh Co., Tokyo, Japan)에 적용되었다. 컬럼에 결합되어 있는 단백질은 5㎖/분의 유속으로, 증류수로 2000㎖-구배로 용출되었다. The active fractions were collected and applied to a Phenyl-5PW HPLC column (21.5 mm X 15 cm, Tosoh Co., Tokyo, Japan) pre-equilibrated with Buffer D containing 0.2 M (NH 4 ) 2 SO 4 . The protein bound to the column was eluted with a 2000 mL-gradient with distilled water at a flow rate of 5 mL / min.

1-6. 모노 S 양이온 교환 FPLC (단계 6)1-6. Mono S Cation Exchange FPLC (Step 6)

활성 풀(pool)은 같은 부피의 완충액 S (25mM 소디움 아세테이트, pH 6.5, 1mM EDTA)와 혼합되어 하는 완충액 S로 미리 평형화된 Mono S 양이온 교환 FPLC 컬럼(5.0 cm X 5.0 mm, Pharmacia LKB Co., Uppsala, Sweden)에 적용되었다.The active pool is a Mono S cation exchange FPLC column (5.0 cm X 5.0 mm, Pharmacia LKB Co., Pre-Equilibrated with Buffer S, mixed with an equal volume of Buffer S (25 mM sodium acetate, pH 6.5, 1 mM EDTA). Uppsala, Sweden).

컬럼에 결합되어 있는 단백질은 1㎖/분의 유속으로, 20ml의 0.0M 내지 1.0M NaCl의 직선상의 농도구배 및 1.0M NaCl 및 0.1% 트리톤 X-100을 함유하는 완충액 S의 점차적 농도구배로 순차적으로 용출되었다. 각 분획(1㎖)의 분취량(3㎕)는 N-mSMase 활성 측정을 위해 시험되었다.The protein bound to the column was sequentially sequential with a linear concentration gradient of 20 ml of 0.0M to 1.0M NaCl and a gradual concentration gradient of Buffer S containing 1.0M NaCl and 0.1% Triton X-100 at a flow rate of 1 ml / min. Eluted. Aliquots (3 μl) of each fraction (1 mL) were tested for N-mSMase activity measurements.

N-SMase ε는 소의 뇌 막의 염 추출물로부터 거의 동질하게 정제되었으며, 1.3%의 수득률을 보였고, 6번의 크로마토그래피 단계를 통해 약 38,000 배로 정제되었다. N-SMase ε was purified almost homogeneously from the salt extract of bovine brain membrane, yielded 1.3%, and purified about 38,000-fold through six chromatographic steps.

실시예 2. 정제된 SMase ε의 특성규명Example 2. Characterization of Purified SMase ε

2-1. SDS-폴리아크릴아미드 겔 전기영동(SDS-PAGE)2-1. SDS-Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE)

1차 변성(denaturing) SDS-PAGE 는 라엠리의 방법(Laemmli, U. K.; Nature, 227, pp680-685, 1970)에 따라 바이오라드 전기영동 시스템(Protean II, Bio-Rad사) 내 10% 폴리아크릴아마이드 젤 상에서 수행되었다. 2차 젤 전기영동은 오파렐(O'Farrell, P. H.; J. BIol. Chem., 250, pp4007-4021, 1975)에 따라 IPG-phor(Amersham Pharmacia Biotech사, Uppsala, Sweden) 시스템을 사용하여 제조사의 방법에 따라 수행되었다. 분리된 단백질들은 플러스원 실버 염색 키트(PlusOne Silver staining kit, Pharmacia Biotech사, Piscataway, NJ)를 가지고 염색되었다. The first denaturing SDS-PAGE was 10% polyacrylamide in the Biorad electrophoresis system (Protean II, Bio-Rad) according to Laemli's method (Laemmli, UK; Nature , 227 , pp680-685, 1970). It was performed on a gel. Secondary gel electrophoresis was made using the IPG-phor (Amersham Pharmacia Biotech, Uppsala, Sweden) system according to O'Farrell, PH; J. BIol. Chem. , 250 , pp4007-4021, 1975. Was performed according to the method. The isolated proteins were stained with PlusOne Silver staining kit (Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ).

상기 실시예 1 의 단계 1-6의 모노 S 컬럼으로부터의 활성분획들의 각 분취량(10㎕)은 라엠리 시료 완충액의 분취량과 혼합되었고 0.125M 트리스-HCl, pH 6.8, 4% SDS, 20% 글리세롤, 및 0.002% 브로모페놀 블루가 되도록 하였다. 5분간 끓이고 나서 시료들을 상온으로 식힌 다음, 10% 폴리아크릴아마이드 젤 전기영동을 수행하였다. 분리된 단백질들은 염색 키트(Pharmacia LKB Co., Uppsala, Sweden)로 염색되었다.Each aliquot (10 μl) of the active fractions from the mono S column of steps 1-6 of Example 1 was mixed with an aliquot of Laemry sample buffer and 0.125M Tris-HCl, pH 6.8, 4% SDS, 20 % Glycerol, and 0.002% bromophenol blue. After boiling for 5 minutes, the samples were cooled to room temperature, and then subjected to 10% polyacrylamide gel electrophoresis. The isolated proteins were stained with a staining kit (Pharmacia LKB Co., Uppsala, Sweden).

정제과정의 마지막 단계의 대부분의 활성분획은 2차원 전기영동 단백질 프로파일에서 4개의 스팟으로 분리됨에도 불구하고, 전체 단백질의 양은 1㎍ 미만이었다(도 1 참조). Although most of the active fractions at the end of the purification process were separated into four spots in the two-dimensional electrophoretic protein profile, the total protein amount was less than 1 μg (see FIG. 1).

2-2. 펩타이드 질량 핑거프린팅 분석에 의한 단백질 동정2-2. Protein Identification by Peptide Mass Fingerprinting Assay

단백질 펩타이드 핑거프린팅 분석은 박 등의 방법(Park, J. B. et al.; J. Biol. Chem., 275, pp21295-21301, 2000)에 따라 수행되었다. Protein peptide fingerprinting analysis was performed according to the method of Park et al . (Park, JB et al . ; J. Biol. Chem. , 275 , pp21295-21301, 2000).

요약하자면, 42kDa 스팟은 코마시 브릴리언트 블루로 염색하여, 2차 전기영동 젤에서 잘라내어 트립신으로 처리하였다. 상기 반응액 (전체 부피 30㎕)에서 1㎕ 분취량을 펩타이드 질량 핑거프린팅에 사용하였다. 트립틱 펩타이드의 질량들은 질량 스펙트로메터(Bruker Reflex III)를 가지고 측정되었다. MALDI-TOF (Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight) 분석은 α-시아노-4-히드록시신남산을 매트릭스로 하여 수행되었다. 트립신 자동용해 (autolysis)산물의 피크는 피크 보정용(internal calibration)으로 사용되었다. SWISS-PROT 데이터베이스에 대한 질량수치 비교를 이용하여 펩타이드를 동정하였다.In summary, 42 kDa spots were stained with Coomassie Brilliant Blue, cut off from secondary electrophoresis gels and treated with trypsin. An aliquot of 1 μl in the reaction solution (30 μl total volume) was used for peptide mass fingerprinting. The mass of the tryptic peptide was measured with a mass spectrometer (Bruker Reflex III). Matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight (MALDI-TOF) analysis was performed using α-cyano-4-hydroxycinnamic acid as a matrix. The peak of the trypsin autolysis product was used for internal calibration. Peptides were identified using a comparison of mass values against the SWISS-PROT database.

MALDI-TOF 질량분석 및 스위스 프롯(SWISS PROT) 데이터베이스 조사를 통하여 확인한 결과 면역침강체의 60kDa 및 정제 6단계를 통해 정제된 60 kDa의 4개의 스팟들은 모두 HSP60으로 동정되었다. As a result of MALDI-TOF mass spectrometry and SWISS PROT database investigation, all four spots of 60 kDa purified through the six steps of purification and 60 kDa of immunoprecipitates were identified as HSP60.

2-3. 효소활성도2-3. Enzyme activity

효소 동역학(Enzyme Kinetics)은 미카엘리스 멘튼(Michaelis Menton)식을 기초로 미카엘리스상수 Km, 한계속도 Vmax, 효소가 촉매로서 작용된 반응에서 속도에 대해 계산하는 방법이다.Enzyme Kinetics is a method for calculating Michaelis constant Km, limit velocity Vmax, and rate in a reaction in which an enzyme acts as a catalyst, based on the Michaelis Menton equation.

정제된 N-SMase ε에 대한 라인위버-버크 플롯(Lineweaver-Burk plot)은 Km은 47μM이고 Vmax는 >4,800nmol/분/mg인 직선상으로 나타났다.The Lineweaver-Burk plot of the purified N-SMase ε is shown in a straight line with a Km of 47 μM and a Vmax of> 4,800 nmol / min / mg.

2-4. 기질특이성2-4. Substrate specificity

효소의 기질 특이성은 기질로서의 다양한 포스포리피드를 사용하여 결정되었다. 이 효소는 다양한 기질들 즉, N-[메틸-14C]스핑고마이엘린 (N-[methyl-14C]sphingomyelin)(SM), 1,2-디팔미토일-3-포스파티딜[N-메틸-3H]콜린 (1,2-dipalmitoyl-3-phosphatidyl[N-mehtyl-3H]choline)(DPPC), 1-스테아로일-2-아라키도노일-sn-글리세로-3-포스포[2-3H]이노시톨(1-stearoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phospho[2-3H]inositol)(PI), 1,2-디올레오일-3-포스파티딜[3-14C]세린(1,2-dioleoyl-3-phosphatidyl[3-14C]serine)(PS), 1-스테아로일-2-[1-14C]아라키도노일-GPC(1-stearoyl-2-[1-14C]arachidonoyl-GPC)(2-AA-PC), 1-아실-2- [1-14C]아라키도노일-GPE(1-acyl-2-[1-14C]arachidonoyl-GPE)(2-AA-PE) 중 SM에 대하여 50배 이상의 더 높은 특이성을 보여주었다.The substrate specificity of the enzyme was determined using various phospholipids as substrates. This enzyme i.e. the various substrates, N- [methyl - 14 C] sphingomyelin (N- [methyl- 14 C] sphingomyelin ) (SM), 1,2- di-palmitoyl-3-phosphatidyl [N- methyl -3 H] choline (1,2-dipalmitoyl-3-phosphatidyl [N-mehtyl- 3 H] choline) (DPPC), 1-stearoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phospho [2- 3 H] inositol (1-stearoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phospho [2- 3 H] inositol) (PI), 1,2-dioleoyl-3-phosphatidyl [3- 14 C] serine (1,2-dioleoyl-3-phosphatidyl [3- 14 C] serine) (PS), 1-stearoyl-2- [1- 14 C] arachidonoyl-GPC (1-stearoyl-2 - [1- 14 C] arachidonoyl- GPC) (2-AA-PC), 1- acyl -2- [1- 14 C] Araki FIG Russo -GPE (1-acyl-2- [ 1- 14 C] arachidonoyl -GPE) (2-AA-PE) showed at least 50-fold higher specificity for SM.

그리고, 정제된 N-SMase ε는 [3H]세린으로부터 대사적으로 생합성된 대뇌 피질 신경막(cortical neuronal membranes)과 함께 배양되었다. SM이 감소되는 반면, 세라마이드는 증가하였다(도 2 참조).Purified N-SMase ε was incubated with cortical neuronal membranes metabolically biosynthesized from [ 3 H] serine. SM decreased while ceramide increased (see FIG. 2).

2-5. 글루타치온, DTT, β-머캅토에탄올에 의한 영향2-5. Effect by Glutathione, DTT, β-mercaptoethanol

GSH는 설프히드릴 부분에 의한 활성화감소와 관계없이 세포손상 및 세포사멸(apoptosis) 과정 중에 있는 다양한 세포들에서 N-SMase의 가능한 조절자로서의 역할을 한다고 알려져 있다. 즉, GSH의 세포내의 감소는 N-SMase 활성을 증가시키는 것을 암시한다. GSH에 의한 효과에 대하여 N-SMase ε을 시험할 때, 두가지 방식의 프로파일이 관찰되었다. 효소활성은 3mM이 될 때까지 증가되었으나, 점차로 감소하여 10mM시 완전히 억제되었다. 반면 다른 환원제와 같이 DTT 및 2-머캅토에탄올은 전혀 효과가 없었다(도 3 참조). 이런 결과들은 GSH효과에 대해 시험됐던 N-SMase 효소들 중에서 N-SMase ε는 세포 내 GSH의 감소에 가장 민감한 것일 수 있다는 것을 제시한다.GSH is known to act as a possible regulator of N-SMase in a variety of cells during cell damage and apoptosis, regardless of the deactivation by the sulfhydryl moiety. That is, intracellular reduction of GSH suggests increased N-SMase activity. When testing N-SMase ε for the effect by GSH, two types of profiles were observed. Enzyme activity was increased up to 3 mM, but gradually decreased and completely inhibited at 10 mM. On the other hand, like other reducing agents, DTT and 2-mercaptoethanol had no effect (see Fig. 3). These results suggest that, among the N-SMase enzymes tested for GSH effects, N-SMase ε may be the most sensitive to the reduction of intracellular GSH.

2-6. 다양한 양이온에 의한 영향2-6. Effect of various cations

N-SMase ε는 시험분석에서 Mg2+이온을 절대적으로 필요로 하고, Mg2+에 의해 자극되어지는 이 효소의 활성은 다른 양이온에 의해 영향을 받았다. Ca2+는 0.5mM에 이를 때까지 아무런 효과가 없었으나, Cu2+, Zn2+ 및 Fe2+는 활성을 강력하게 억제시켜 각각 IC50가 28μM, 32μM, 및 47μM로 나타났다. 반면에, Fe3+는 활성을 1.8배까지 증가시켰다. 특별히, Fe에 의한 효소 활성의 조절은 다양한 산화적 스트레스 하에서 세라마이드 및 다른 연속적인 대사물들의 생성에 대하여 매우 중요한 것으로 제시되었다. 왜냐하면 그런 환경에서 Fe2+에서 Fe3+로의 변환은 N-SMase ε를 GSH의 감소와 더불어 더욱 활성화시키기 때문이다.N-SMase ε absolutely requires Mg 2+ ions in the test assay, and the activity of this enzyme stimulated by Mg 2+ was influenced by other cations. Ca 2+ had no effect until it reached 0.5 mM, but Cu 2+ , Zn 2+ and Fe 2+ strongly inhibited the activity, resulting in IC 50 of 28 μM, 32 μM, and 47 μM, respectively. In contrast, Fe 3+ increased the activity by 1.8 times. In particular, the regulation of enzyme activity by Fe has been shown to be very important for the production of ceramides and other continuous metabolites under various oxidative stresses. This is because the conversion of Fe 2+ to Fe 3+ in such an environment activates N-SMase ε with a decrease in GSH.

2-7. 사이포스타틴에 의한 영향2-7. Influence by Cyposstatin

N-SMase활성분획을 사이포스타틴과 10분간 37℃에서 전반응을 한 후, 50 mM [N-메틸-14C]SM(대략 60,000cpm)를 첨가하여 30분간 반응시켰다. 블레이와 다이어의 방법에 따라, SMase에 의하여 배출된 [N-메틸-14C]포스포콜린을 추출하였다. 320㎕의 클로로포름/메탄올(1:1, 부피비) 및 30㎕의 2N-HCl을 반응혼합액에 첨가하여 반응을 중지시켰다. 볼텍싱 후에, 혼합액을 원심분리하여 두 개의 상으로 분리하였다. 200㎕의 투명한 용액층을 1.2㎖의 신틸레이션 용액(Insta gel-XF, Packard Instrument Co., Meriden, CT, USA)에 넣고 팩커드 트리-카브 리퀴드 β-신틸레이션 카운터(Parkard Tri-carb liquid β-scintillation counter)로 방사능을 측정하였다. The N-SMase activity fraction was pre-reacted with cypressstatin at 37 ° C. for 10 minutes, and then reacted for 30 minutes by adding 50 mM [N-methyl- 14 C] SM (about 60,000 cpm). [N-Methyl- 14 C] phosphocholine extracted by SMase was extracted according to the method of Blae and Dyer. The reaction was stopped by adding 320 μl of chloroform / methanol (1: 1, volume ratio) and 30 μl of 2N-HCl to the reaction mixture. After vortexing, the mixture was centrifuged to separate into two phases. 200 μl of clear solution layer was added to 1.2 ml of scintillation solution (Insta gel-XF, Packard Instrument Co., Meriden, CT, USA) and Packard Tri-carb liquid β-scintillation counter Radioactivity was measured with).

N-SMase ε활성은 사이포스타틴(scyphostatin)에 의해 억제될 수 있으며, 이 사이포스타틴은 N-SMase의 알려진 억제제로서 Ki는 50μM이다.N-SMase ε activity can be inhibited by cyphostatin, which is a known inhibitor of N-SMase and Ki is 50 μM.

2-8. N-SMase ε의 조직 및 세포내 분포 2-8. Tissue and Intracellular Distribution of N-SMase ε

N-SMase ε의 뇌에서의 조직 및 세포내 분포를 시험하기 위하여, 우리는 비-신경세포들로서 랫트의 조직(간, 스플린, 장, 취장, 심장, 폐, 뇌 및 신장) 및 신경세포, 그리고 글리아(glia)를 준비하였고, 하기 실시예 3에서 제조된 항-rHSP60 항체를 사용하여 면역블롯팅으로 그것들을 분석하였다. To test the tissue and intracellular distribution of N-SMase ε in the brain, we used non-neuronal cells as tissues of the rat (liver, splin, intestine, colon, heart, lung, brain and kidney) and neurons, And glia were prepared and analyzed by immunoblotting using the anti-rHSP60 antibody prepared in Example 3 below.

N-SMase ε는 뇌에 다수로 분포하였고(도 4 참조), 글리아보다는 거의 전부 신경세포에 존재하였다(도 5 참조). 이것은 N-SMase ε가 신경 작용에서 중요한 역 할을 함을 암시한다. 이는 세라마이드가 여러 가지 타입의 신경세포에 대하여 세포사멸을 포함한 세포의 다양한 기능에 연관되어 있다고 보여준다.N-SMase ε was distributed in large numbers in the brain (see FIG. 4) and was almost entirely present in neurons rather than glia (see FIG. 5). This suggests that N-SMase ε plays an important role in neuronal action. This suggests that ceramides are involved in various functions of cells, including apoptosis, for various types of neurons.

실시예 3. 항체의 제조 및 확인Example 3. Preparation and Identification of Antibodies

3-1. 60kDa 단백질 N-SMase ε 단일클론항체 제조3-1. Preparation of 60kDa Protein N-SMase ε Monoclonal Antibody

항-60kDa 단백질의 항혈청을 마우스로부터 생성하기 위하여, 60kDa 단백질은 항원으로서 실시예 1의 단계 1-5인 페닐-5PW HPLC로부터 얻은 활성분획들이 있는 젤로부터 분리한 후, 보조제(adjuvant)와 혼합하여 마우스에 주사한 후 마우스로부터 혈청을 수집하여 제조하였다. 마우스 항-60kDa 단백질 항혈청을 준비하였고 두 개의 단일클론항체, 즉 SM1A5 및 SM1E1을 제조하였다. To generate antisera of anti-60kDa protein from mice, 60kDa protein was isolated from a gel with active fractions obtained from phenyl-5PW HPLC, Example 1, steps 1-5 of Example 1 as an antigen, and then mixed with adjuvant. Serum was collected from mice after injection into mice. Mouse anti-60kDa protein antiserum was prepared and two monoclonal antibodies, SM1A5 and SM1E1, were prepared.

3-2. rHSP60 항체 제조3-2. rHSP60 Antibody Preparation

랫트 뇌 λ ZAP 라이브러리로부터 항60kDa 단백질 항혈청을 사용함으로써 그것을 암호화하는 cDNA를 클로닝하였고, 60kDa 단백질이 HSP60인 것으로 확인되었다. 또한, HSP60이 N-SMase ε 활성을 갖는지 확인하기 위하여, 먼저 인간 HSP60을 E. coli에서 과발현 시키고, 봉입체(inclusion body)로부터 이들을 정제하였다. 그 다음 폴리클로날 항-재조합 HSP60(rHSP60) 항체가 랫트로부터 생성되었고, rHSP60-결합된(immobilized) 단백질 G 친화 컬럼으로부터 항체를 정제하였다. The cDNA encoding it was cloned by using anti-60kDa protein antiserum from rat brain λ ZAP library and the 60kDa protein was identified as HSP60. In addition, to confirm that HSP60 has N-SMase ε activity, first, human HSP60 was overexpressed in E. coli and purified from inclusion bodies. Polyclonal anti-recombinant HSP60 (rHSP60) antibodies were then generated from the rats and the antibodies were purified from rHSP60-immobilized Protein G affinity column.

상세하게는, 인간 HSP60 cDNA는 BamHI 부위를 가지고 있는 서열번호 1의 프라이머 1 (5'-AGAGGGATTCATGCTTCGGTTACCCACAGTCT) 및 NotI 부위를 가지고 있는 서열번호 2의 프라이머 2(3'-GGAAAATTTTGCGGCCGCTTAGAACATGCCACCTCCCA)를 가지고 증 폭되었다. HSP60 cDNA(1722bp)의 전체 길이는 pcDNA3(Invitrogen사) 발현 벡터에 서브클로닝 되어 증폭되었다. pcDNA3에 클로닝되어 있는 인간 hsp60 cDNA는 BamHI 및 NotI으로 잘려졌고 pET28a 벡터(Novagen사)에 라이게이션되었다. 인간 HSP60의 전체 573 아미노산에 더하여 6X 히스티딘 링커 단백질로 구성되어있는 키메릭 퓨전 단백질은 BL21(DE3) 박테리아에서 이소프로필 β-D-티오갈락토피라노시드로 유도한 후에 발현되었다. 퓨전 단백질은 봉입체로서 정제되었고 이것을 랫트의 폴리클로날 항혈청의 생산 및 정제를 위하여 면역원(immunogen)으로서 사용되었다.Specifically, human HSP60 cDNA was amplified with primer 1 of SEQ ID NO: 1 (5'-AGAGGGATTCATGCTTCGGTTACCCACAGTCT) having a BamHI site and primer 2 (3'-GGAAAATTTTGCGGCCGCTTAGAACATGCCACCTCCCA) with SEQ ID NO: 2 having a NotI site. The total length of HSP60 cDNA (1722bp) was amplified by subcloning into the pcDNA3 (Invitrogen) expression vector. Human hsp60 cDNA cloned in pcDNA3 was truncated with BamHI and NotI and ligated to the pET28a vector (Novagen). Chimeric fusion proteins, consisting of 6X histidine linker proteins in addition to the total 573 amino acids of human HSP60, were expressed after induction with isopropyl β-D-thiogalactopyranoside in BL21 (DE3) bacteria. Fusion proteins were purified as inclusion bodies and used as immunogens for the production and purification of polyclonal antiserum in rats.

면역화는 200㎍의 재조합 단백질을 프러운트 완전 어쥬반트(Freund's complete adjuvant, Gibco BRL Life Technologies, Inc., Grand Island, NY, USA)에 혼합하여 BALB/c 마우스에 복강투여하여 수행되었다. 200㎍ 항원으로 두 번 추가 접종하고, 프러운트 불완전 어쥬반트에 녹인 200㎍의 항원으로 세 번째 접종하였고, 간격은 3주였다. 200㎍의 최종 주입(어쥬반트 없이)은 퓨전에 앞서 3일 전에 투여되었고 이후 혈액을 채취하였다. 항혈청은 혈액을 10,000 X g, 30분 동안 원심분리하여 수득되었다. 스플린 세포를 마우스 골수종(myeloma)와 융합시키기 위해서 스플레노사이트(2 X 108 개 세포)가 SP2/O 마우스 골수종세포와 43% 폴리에틸렌글리콜 50 (Sigma사)을 사용하여 융합되었다. 세포들은 그다음에 96 웰에 플레이팅되었고,10% 하이브리도마 증강시키는 배지(Sigma사), 20% FBS(Hyclone사), 35% SP2/O 및 HEPES가 있는 35% RPMI-1640을 함유하는 하이포잔틴/아미노프테린/티미딘 배지에서 키워졌다. 2주 후 하이브리도마의 상층액은 오우수벨(Ausubel)의 방법에 따라 Mono S-정제된 N-SMase ε를 사용한 항체들의 생성 테스트에 사용되었다. Immunization was performed by intraperitoneal administration of BALB / c mice with 200 μg of recombinant protein mixed with Freund's complete adjuvant, Gibco BRL Life Technologies, Inc., Grand Island, NY, USA. Two additional inoculations with 200 μg antigen, third inoculation with 200 μg antigen dissolved in the incomplete adjuvant, intervals were 3 weeks. A final infusion of 200 μg (without adjuvant) was administered 3 days prior to fusion and thereafter blood was drawn. Antiserum was obtained by centrifuging blood for 10,000 X g for 30 minutes. Splenocytes (2 × 10 8 cells) were fused with SP2 / O mouse myeloma cells using 43% polyethylene glycol 50 (Sigma) to fuse splin cells with mouse myeloma. Cells were then plated in 96 wells, and containing hypo% containing 35% RPMI-1640 with 10% hybridoma enhancing medium (Sigma), 20% FBS (Hyclone), 35% SP2 / O and HEPES. It was grown in xanthine / aminopterin / thymidine medium. Two weeks later, the supernatants of the hybridomas were used to test the production of antibodies using Mono S-purified N-SMase ε according to the method of Ausubel.

인간 HSP60에 대한 항체들은 6 X His 및 HSP60의 키메릭 융합 단백질에 대하여 친화-정제되었다.Antibodies against human HSP60 were affinity-purified against the chimeric fusion proteins of 6 X His and HSP60.

실시예 4. 대뇌 피질 세포 및 글리아 세포 배양Example 4. Cerebral Cortical Cells and Glia Cell Culture

순수한 랫트 대뇌 피질 뉴런 배양은 회태(gestation) 16일째의 태아 스프라그-도올리 랫트로부터 준비되었다. 요약하자면 분리된 세포들은 파스퇴르 파이펫을 사용하여 Ca2+ 및 Mg2+가 없는 행크스 평형 염 용액(Hank's balanced salt solution, HBSS: 1mM 소디움 피루베이트, 10mM HEPES pH 7.4)에서 분리되었다. 분리된 세포들은 폴리-D-라이신이 코팅된 배양 플레이트의 DMEM/F-12 에서 플래이트되었다. 비신경세포의 성장은 10μM β-D-시토신 아라비노퓨라노시드(AraC)를 플래이팅 18시간째에 첨가하여 억제시켰다. 세포들은 95% 대기 및 5% CO2, 37℃에서 유지되었다.Pure rat cerebral cortical neurons cultures were prepared from fetal Sprague-Dooli rats on day 16 of gestation. In summary, the isolated cells are balanced salt solution using a Pasteur pipette with no Ca 2+ and Mg 2+ Hanks: were isolated from (Hank's balanced salt solution, HBSS 1mM sodium pyruvate, 10mM HEPES pH 7.4). Isolated cells were plated in DMEM / F-12 in a poly-D-lysine coated culture plate. Growth of non-neuronal cells was inhibited by the addition of 10 μM β-D-cytosine arabinofuranoside (AraC) at 18 hours of plating. Cells were maintained at 95% atmosphere and 5% CO 2 , 37 ° C.

글리아 세포 배양은 출생 후의 랫트들(1일 내지 3일)의 네오코르티스 (neocortices)로부터 준비되었고, 10% FBS 및 10% 말혈청이 첨가되어 있는 배지가 있는 6-웰 접시(vessel)당 0.25 내지 0.5 대뇌반구(hemispheres)를 플래이팅하였다. 시험관 내에서 2주 후, 배양물은 신경세포 배양을 위한 동일배지로 매주 교체되었다. 글리아 세포배양은 시험관내 시험에서 14-28일째에 플래이팅하는 데 사용되었다.Glia cell cultures were prepared from neocortis of postnatal rats (1 to 3 days) and per 6-well vessel with medium supplemented with 10% FBS and 10% horse serum. 0.25 to 0.5 hemispheres were plated. After two weeks in vitro, the cultures were changed weekly with the same medium for neuronal culture. Glia cell cultures were used to plate on days 14-28 in in vitro tests.

실시예 5. [Example 5. [ 33 H]세린 또는 [H] serine or [ 33 H]팔미테이트 표지를 이용한 지질 양 분석Lipid amount analysis using H] palmitate labeling

세포들은 [3H]세린(3μCi/ml)으로 48시간 또는 [3H]팔미테이트(1μCi/ml)로 24시간동안 미리 표지하였다. 생(de novo) 경로에 의한 세라마이드의 증가를 측정하기 위하여, 세포들은 세라마이드의 전구체인 [3H]세린 또는 [3H]팔미테이트의 존재하에서 저산소상태에 노출되었다. 세포들은 PBS로 2회 세척되었고 저산소상태에 노출되었다. 차가운 메탄올:0.5N-HCl(1:1)용액이 첨가되었고, 세포들은 플레이트에서 긁어내었다. 지질은 블라이(Bligh) 등의 방법에 따라 추출되었고 분취량은 평준화(normalization)을 위해 카운트되었다. 지질들은 37℃에서 1시간동안 0.1N 메타놀성 KOH에 배양되어 인지질을 가수분해 하였다. 결과로 수득된 지질은 질소하에서 건조되었다. 지질은 클로로포름:메탄올(1:1, v/v)에 현탁되어 TLC 실리카 겔 G 플레이트에 스팟팅되었다. Cells were pre-labeled with [ 3 H] serine ( 3 μCi / ml) for 48 hours or with [ 3 H] palmitate (1 μCi / ml) for 24 hours. To measure the increase in ceramide by the de novo pathway, the cells were exposed to hypoxia in the presence of [ 3 H] serine or [ 3 H] palmitate, the precursor of ceramide. Cells were washed twice with PBS and exposed to hypoxia. Cold methanol: 0.5N-HCl (1: 1) solution was added and cells were scraped off the plate. Lipids were extracted according to the method of Bligh et al. And aliquots were counted for normalization. Lipids were incubated in 0.1N methanolic KOH for 1 hour at 37 ° C. to hydrolyze phospholipids. The resulting lipid was dried under nitrogen. Lipids were suspended in chloroform: methanol (1: 1, v / v) and spotted on TLC silica gel G plates.

플레이트는 클로로포름:메탄올:물:아세트산(85:4.5:5:0.5, v/v/v/v)에서 전개시켰고 질소하에서 건조시켜 다시 클로로포름:메탄올:물:아세트산 (65:25:8.8:4.5, v/v/v/v)에서 전체 길이의 50% 까지 재전개시켰다. 이런 조건하에서 세라마이드, 글루코실세라마이드(glucosylceramide), 스핑가닌(sphinganine), 스핑고신(sphingosine)과 같은 스핑고이드 염기(Sphingoid bases) 및 SM 이 잘 분리된다. 시판되는 지질 표준물질이 같이 크로마토그래피 되었다. 건조 후, 지질들은 요오드 증기 염색에 의해 가시화되었다. 스팟들을 긁어내어 2.5㎖의 신틸레이션 용액(Insta gel-XF, Packard instrument Co., Meriden, CT)과 혼합하였다. 방사능 은 팩카드 트리-카브 리퀴드 β-신틸레이션 카운터로 측정되었다.The plate was developed in chloroform: methanol: water: acetic acid (85: 4.5: 5: 0.5, v / v / v / v) and dried under nitrogen again to give chloroform: methanol: water: acetic acid (65: 25: 8.8: 4.5, v / v / v / v) up to 50% of the total length. Under these conditions, sphingoid bases such as ceramide, glucosylceramide, sphinganine, sphingosine and SM are well separated. Commercially available lipid standards were chromatographed together. After drying, the lipids were visualized by iodine vapor staining. Spots were scraped off and mixed with 2.5 ml scintillation solution (Insta gel-XF, Packard instrument Co., Meriden, CT). Radioactivity was measured with a Packard tri-carbide β-scintillation counter.

실험예 1. 면역실험분석Experimental Example 1. Immunoassay Analysis

1-1. 면역침강(Immunoprecipitation)1-1. Immunoprecipitation

6 X His 및 HSP60의 키메릭 융합 단백질에 대하여 친화-정제된 인간 HSP60에 대한 항체(200 mg)은 단백질 G 아가로스 비드(protein G Agarose beads) 40 ml과 결합(coupled)되고 이렇게 결합된 비드들은 상온에서 2시간동안 0.1 M 에탄올아민(Ethanolamine) (pH 8.0)으로 블로킹되고 PBS 완충액 40 ml로 세척되었다. 세척된 항체와 결합된 단백질 G-아가로스 비드는 SP-5PW 양이온 교환(cationic exchange) HPLC 컬럼에서 얻어진 활성이 있는 단백질 분획 20 mg과 반응시켰다. 반응조건은 20 mM 트리스, pH 7.5, 10% 글리세롤, 0.1 mM EDTA, 100mM NaCl이고, 반응시킨 후 원심분리를 하여 상등액을 취해 N-SMase 활성도를 측정하였다.  Antibodies to human HSP60 (200 mg) affinity-purified against the chimeric fusion proteins of 6 X His and HSP60 were coupled with 40 ml of protein G Agarose beads and the beads thus bound were It was blocked with 0.1 M Ethanolamine (pH 8.0) for 2 hours at room temperature and washed with 40 ml of PBS buffer. Protein G-agarose beads bound to the washed antibody were reacted with 20 mg of the active protein fraction obtained on an SP-5PW cationic exchange HPLC column. Reaction conditions were 20 mM Tris, pH 7.5, 10% glycerol, 0.1 mM EDTA, 100 mM NaCl, the reaction was centrifuged and the supernatant was taken to measure the N-SMase activity.

면역침강의 비드들 및 상층액의 단백질 레벨에 있어서의 평행적 변화에 맞춰(도 6 참조), 항체는 또한 유의적으로 소의 뇌에서 부분적으로 정제된 N-SMase 활성을 면역침강시켰다(도 7 참조). In response to parallel changes in the protein levels of the supernatant beads and supernatant (see FIG. 6), the antibody also significantly immunoprecipitated partially purified N-SMase activity in the bovine brain (see FIG. 7). ).

1-2. 면역블롯 분석(Immunoblotting analysis)1-2. Immunoblotting analysis

비드들 내의 HSP60의 존재여부 및 효소가 HSP60과 면역침강되는 구성물(component)의 가능성을 관찰하기 위해서, 침전물에서의 단백질은 실버 염색법 및 웨스턴 블롯팅 분석으로 시험되어졌다. 62-, 60-, 58- 및 57-kDa의 분자량을 갖는 몇몇의 스팟들이 실버 염색에 의한 면역침강체들에서 보여지는 반면에(도 8 참조), 오직 57-kDa 스팟은 면역블롯팅 분석에서 탐지되지 않았다(도 9 참조). 이것은 57-kDa 스팟이 HSP60과 연관되어있는 단백질임을 암시한다. In order to observe the presence of HSP60 in the beads and the possibility of a component in which the enzyme immunoprecipitates with HSP60, the protein in the precipitate was tested by silver staining and Western blotting analysis. While several spots with molecular weights of 62-, 60-, 58- and 57-kDa are seen in immunoprecipitates by silver staining (see FIG. 8), only 57-kDa spots are shown in immunoblotting assays. It was not detected (see FIG. 9). This suggests that the 57-kDa spot is a protein associated with HSP60.

실험예 2. HSP60 감염 세포주에서의 SMase 활성도 측정Experimental Example 2 Measurement of SMase Activity in HSP60 Infected Cell Line

인간 HSP60 cDNA는 BamHI 부위를 가지고 있는 서열번호 1의 프라이머1 (5'-AGAGGGATTCATGCTTCGGTTACCCACAGTCT) 및 NotI 부위를 가지고 있는 서열번호 2의 프라이머 2(3'-GGAAAATTTTGCGGCCGCTTAGAACATGCCACCTCCCA)를 가지고 증폭되었다. HSP60 cDNA(1722bp)의 전체 길이는 pcDNA3(Invitrogen사) 발현 벡터에 서브클로닝 되어 증폭되었다.Human HSP60 cDNA was amplified with primer 1 of SEQ ID NO: 1 (5'-AGAGGGATTCATGCTTCGGTTACCCACAGTCT) with BamHI site and primer 2 of SEQ ID NO: 2 (3'-GGAAAATTTTGCGGCCGCTTAGAACATGCCACCTCCCA) with NotI site. The total length of HSP60 cDNA (1722bp) was amplified by subcloning into the pcDNA3 (Invitrogen) expression vector.

인간 HEK 293 세포는 10% FBS 및 100 단위/㎖ 페니실린 및 스트렙토마이신, 및 2mM 글루타민이 첨가된 DMEM 배지에서 습한 5% CO2, 37℃에서 유지되었다. 감염시키기 하루 전날 세포는 6-웰 세포배양 플레이트에 최종 밀도 50 내지 70% 컨플루언스(~3X105 세포/웰)로 분주되었다. 세포들은 슈퍼펙트(Suferfect, Qiagen)와 pcDNA3 또는 pcDNA3/HSP60의 혼합물을 사용하여 제조사의 제안에 따라 감염되었다. Human HEK 293 cells were maintained in humid 5% CO 2 , 37 ° C. in DMEM medium supplemented with 10% FBS and 100 units / ml penicillin and streptomycin, and 2 mM glutamine. One day prior to infection, cells were dispensed into 6-well cell culture plates at a final density of 50-70% confluence (˜3 × 10 5 cells / well). Cells were infected according to the manufacturer's suggestion using a mixture of Superfect (Qiagen) and pcDNA3 or pcDNA3 / HSP60.

감염된 세포들은 혼합물과의 3-4시간 배양 후, 감염 혼합액을 제거하지 않고 세포들에 혈청 정상농도의 2배를 포함한 성장배지를 첨가하였다. 감염 후 48시간째에 세포들은 PBS로 세척되었고, 균질화 완충액(homogenization buffer, 25mM Tris-HCl pH 7.0, 1mM EDTA, 10mM β-머캅토에탄올)을 가지고 초음파로 균질화하였다. 1,000 X g 로 10분간 원심분리하여 세포 잔여물를 제거한 다음 용해액을 가지고 분 석하였다.Infected cells were incubated for 3-4 hours with the mixture, and then growth medium containing twice the normal serum concentration was added to the cells without removing the infection mixture. 48 hours after infection, cells were washed with PBS and homogenized by homogenization with homogenization buffer (25 mM Tris-HCl pH 7.0, 1 mM EDTA, 10 mM β-mercaptoethanol). Cell residue was removed by centrifugation at 1,000 X g for 10 minutes and then analyzed with lysate.

상기 감염세포주들에서 HSP60에 대한 웨스턴 블롯 및 SMase에 대한 활성도를 측정하였다.The activity of Western blot and SMase on HSP60 was measured in the infected cell lines.

도 10의 결과를 보면, HSP60 단백질이 발현되는 세포에서의 SMase 활성도가 높음을 확인할 수 있었다.Referring to the results of FIG. 10, it was confirmed that SMase activity was high in cells expressing HSP60 protein.

실험예 3. 안티센스 처리한 HSP60 발현 세포주에서의 SMase 활성도 측정Experimental Example 3. Measurement of SMase Activity in Antisense HSP60 Expressing Cell Line

pcDNA3-HSP60감염된 HEK 293 세포들은 FBS 및 항생제가 없는 DMEM에 녹인 4μM의 ODN(A-ODN 또는 S-ODN)을 가지고 감염되었다. 혼합물과의 3-4시간 배양 후, 감염 혼합액을 제거하지 않고 세포들에 혈청 정상농도의 2배를 포함한 성장배지를 첨가하였다. 감염 후 48시간째에 세포들은 PBS로 세척되었고, 균질화 완충액(homogenization buffer, 25mM Tris-HCl pH 7.0, 1mM EDTA, 10mM β-머캅토에탄올)을 가지고 초음파로 균질화하였다. 1,000 X g 로 10분간 원심분리하여 세포 잔여물을 제거한 다음 용해액을 가지고 분석하였다.pcDNA3-HSP60 infected HEK 293 cells were infected with 4 μM of ODN (A-ODN or S-ODN) dissolved in DBS without FBS and antibiotics. After 3-4 hours of incubation with the mixture, growth medium containing twice the normal serum concentration was added to the cells without removing the infection mixture. 48 hours after infection, cells were washed with PBS and homogenized by homogenization with homogenization buffer (25 mM Tris-HCl pH 7.0, 1 mM EDTA, 10 mM β-mercaptoethanol). Cell residue was removed by centrifugation at 1,000 X g for 10 minutes and then analyzed with lysate.

포유동물 hsp60에 특이적인 티오포스페이트-변형된 A-ODN 및 대조군 센스-ODN(S-ODN)는 스타인호프의 방법(Steinhoff, et al.; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, pp5085-5088, 1994)에 따라 합성되었다. A-ODN 및 S-ODN 염기서열은 서열번호 3 및 4에 나타나 있다(서열번호 3 : A-ODN, 5'-AGCATTTCTGCGGGG-3'; 서열번호 4 : S-ODN, 5'-CCCCGCAGAAATGCT-3').Thiophosphate-modified A-ODN and control sense-ODN (S-ODN) specific for mammalian hsp60 (Steinhoff, et al . ; Proc. Natl. Acad. Sci . USA, 91 , pp5085) -5088, 1994). The A-ODN and S-ODN nucleotide sequences are shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 (SEQ ID NO: 3 A-ODN, 5'-AGCATTTCTGCGGGG-3 '; SEQ ID NO: S-ODN, 5'-CCCCGCAGAAATGCT-3' ).

도 11은 안티센스 A-ODN 처리한 세포주에서의 HSP60 단백질의 발현 및 SMase 활성도를 분석한 도로서, 합성올리고머가 완전히 그들 자신 특이적 mRNA에 상보적이므로, N-SMase ε단백질 발현 및 효소 활성을 억제함을 밝혀내었다.FIG. 11 is a diagram analyzing the expression and SMase activity of HSP60 protein in antisense A-ODN-treated cell lines. As the synthetic oligomers are completely complementary to their specific mRNAs, they inhibit N-SMase ε protein expression and enzyme activity. Revealed.

실험예 4. siRNA 제조 및 감염Experimental Example 4. siRNA Preparation and Infection

hsp60 mRNA에 적합한 siRNAs는 5'포스페이트, 3'히드록실기 및 스트랜드 상의 2 염기 오버행(overhang)을 가지고 고안되었다; 이것은 제라곤사(Xeragon Co.)에 의해 화학적으로 합성되었다. 하기 유전자-특이적 염기서열은 성공적으로 사용되었다: 서열번호 5 의 Si-HSP60 센스 5'-UGCUCACCGUAAGCCUUUGdTdT-3' 및 서열번호 6의 안티센스 5'-dTdTACGAGUGGCAUUCGGAAAC-3'. 듀플렉스 siRNA 형성을 위한 어닐링은 설명된 것에 따라 수행되었다. hsp60을 타겟팅 하기 위한 siRNA의 감염은 트랜스메신저 감염 시약(TransMessenger transfection reagent, Qaigen사)를 가지고 수행되었다. siRNA (0.8㎍)은 제조사의 추천방법에 따라 인핸서(Enhancer) R을 가지고 농축(condensed) 되었고 4㎕의 트랜스메신저 시약을 가지고 제조되었다. 감염 복합체는 300㎕의 세포 성장 배지(혈청 또는 항생제 포함되지 않은 것)에 희석시켰고 HEK 293세포에 직접적으로 첨가되었다. 4시간 후에 정상성장배지로 교체하였고, 감염 후 48시간 일 때 세포를 분석하였다. 세포를 용해시키고 원심분리하였다. Hsp60 단백질 레벨(18㎍)은 웨스턴 블롯 상에서 확인되었다. SMase 활성도(110㎍)는 14C-스핑고마이엘린을 기질로서 사용하여 측정하였다. 모든 결과들은 3-4번의 독립적인 실험의 결과를 평균하여 나타내었다. siRNAs suitable for hsp60 mRNA were designed with 2 base overhangs on 5 'phosphate, 3' hydroxyl groups and strands; It was chemically synthesized by Xeragon Co. The following gene-specific sequences have been used successfully: Si-HSP60 sense 5'-UGCUCACCGUAAGCCUUUGdTdT-3 'of SEQ ID NO: 5 and antisense 5'-dTdTACGAGUGGCAUUCGGAAAC-3' of SEQ ID NO: 6. Annealing for duplex siRNA formation was performed as described. Infection of siRNA to target hsp60 was performed with TransMessenger transfection reagent (Qaigen). siRNA (0.8 μg) was condensed with Enhancer R according to the manufacturer's recommendations and prepared with 4 μl of transmesin reagent. Infected complexes were diluted in 300 μl of cell growth medium (no serum or antibiotics included) and added directly to HEK 293 cells. After 4 hours, the cells were replaced with normal growth medium, and the cells were analyzed at 48 hours after infection. Cells were lysed and centrifuged. Hsp60 protein levels (18 μg) were confirmed on Western blot. SMase activity (110 μg) was determined using 14 C-sphingomyelin as substrate. All results are averaged from 3-4 independent experiments.

도 12의 결과를 보면, hsp60 siRNA를 처리한 것과 아무것도 처리하지 않은 것(대조군)의 SMase의 활성도를 비교해보면 siRNA에 의해 단백질합성이 방해된 것은 대조군에 비해 활성도가 떨어지는 것을 확인할 수 있고, 웨스턴 블롯상에서도 활성도와 평행하게 단백질양이 감소된 것을 확인할 수 있었다. Referring to the results of Figure 12, comparing the activity of SMase between the treatment with hsp60 siRNA and nothing (control), it can be seen that the inhibition of protein synthesis by siRNA is less active than the control, Western blot It was confirmed that the amount of protein was reduced in parallel with the activity in the phase.

실험예 5. TNF-α처리에 의한 N-SMase ε활성 분석Experimental Example 5 Analysis of N-SMase ε Activity by TNF-α Treatment

대뇌피질 신경세포에 TNF-α를 처리했을 때 N-SMase ε의 양적 증가에 따른 활성변화를 관찰하기 위하여, 활성도 및 N-SMase ε의 가수분해 산물인 세라마이드의 양을 측정하였다.In order to observe the change in activity according to the quantitative increase of N-SMase ε in the treatment of TNF-α in cerebral cortical neurons, the activity and the amount of ceramide, a hydrolysis product of N-SMase ε, were measured.

5-1. TNF-α처리 및 N-SMase ε특이활성도 변화 시험5-1. TNF-α treatment and N-SMase ε specific activity change test

대뇌피질신경세포들(3개의 6-웰 접시/조건)은 PBS로 한번 세척되었고, 1% FBS 및 1μCi/ml[3H]세린이 첨가되어 있는 DMEM 배지로 배양되었다. 3일 후, 세포들은 10㎖ PBS로 3회 세척된 다음 10% FBS를 함유하는 DMEM으로 1일 동안 배양되었다. TNF-α를 처리하기 전, FBS 양을 2%로 감소시키고 2시간 후, 다양한 농도의 TNF-α로 세포를 배양한 다음 빨리 옮겨 37℃에서 배양하였다. 현미경상에서 세포의 형태변화를 관찰하였고, 대조군에 비해서 TNF-α24시간 처리에 의해 상당수의 세포가 죽어가는 것을 관찰할 수 있었다(도 13 참조). Cerebral cortical neurons (three 6-well dishes / conditions) were washed once with PBS and incubated in DMEM medium supplemented with 1% FBS and 1 μCi / ml [ 3 H] serine. After 3 days, cells were washed three times with 10 ml PBS and then incubated for 1 day with DMEM containing 10% FBS. Before treatment with TNF-α, the amount of FBS was reduced to 2%, and after 2 hours, the cells were incubated with various concentrations of TNF-α, and then quickly transferred to culture at 37 ° C. The morphological changes of the cells were observed under the microscope, and a significant number of cells were killed by TNF-α 24 hours treatment compared to the control group (see FIG. 13).

또한, TNF-α에 의한 대뇌피질신경세포의 사멸이 N-SMase ε 활성변화와 관련이 있는지 알아보기 위하여 대뇌피질신경세포에 TNF-α를 처리한 후 시간대별로 N-SMase ε의 활성을 측정하였다. In addition, in order to determine whether the death of cerebral cortical neurons by TNF-α is related to the change of N-SMase ε activity, the activity of N-SMase ε was measured at different time intervals after TNF-α treatment. .

도 14의 결과를 보면, 시간의존적으로 TNF-α에 의해서 N-SMase ε의 활성이 증가함을 확인할 수 있었으며 30분에서는 그 활성이 대조군에 비해 2배 정도 증가하였다. 따라서 본 실험결과를 바탕으로 TNF-α에 의한 신경세포사멸에 N-SMase ε의 활성변화가 관여하고 있음을 확인할 수 있었다.Referring to the results of FIG. 14, it was confirmed that the N-SMase ε activity was increased by TNF-α in time-dependent manner, and at 30 minutes, the activity was increased by 2 times compared to the control group. Therefore, it was confirmed that the change of N-SMase ε activity is involved in neuronal cell death induced by TNF-α.

또한, TNF-α에 의한 N-SMase ε 활성증가기전을 알아보기 위해서 실시예 3의 제조한 N-SMase ε 항체를 이용하여 면역 블롯 분석을 실시하였다. 실험결과, 대뇌피질신경세포에 TNF-α를 30분간 처리했을 때 N-SMase ε 단백질의 양이 대조군에 비해 증가하고 있음을 확인할 수 있었다(도 15 참조). In addition, immunoblot analysis was performed using the N-SMase ε antibody prepared in Example 3 to determine the mechanism of increase of N-SMase ε activity by TNF-α. As a result, it was confirmed that the amount of N-SMase ε protein was increased compared to the control group when TNF-α was treated for 30 minutes in cerebral cortical neurons (see FIG. 15).

따라서 본 실험결과를 바탕으로 대뇌피질신경세포에 TNF-α를 처리한 후 증가하는 N-SMase ε 활성은 양적증가에 기인함을 확인할 수 있었다. Therefore, it was confirmed that the N-SMase ε activity increased after TNF-α treatment in cerebral cortical neurons due to quantitative increase.

5-2. N-SMase ε활성에 의해 생성되는 세라마이드 시험 분석5-2. Ceramide Test Analysis Generated by N-SMase ε Activity

TNF-α에 의해 N-SMase ε의 활성이 증가함 상기 실험을 통해 확인한 후, 본 실험에서는 N-SMase ε의 가수분해산물인 세라마이드의 양적변화를 관찰하였다.Activity of N-SMase ε is increased by TNF-α After confirming through the above experiments, the quantitative change of ceramide, a hydrolyzate of N-SMase ε, was observed in this experiment.

푸모니신 B1(Fumonisin B1) 3μM은 TNF-α처리 10분 전에 첨가하였다. 생성된 세라마이드는 TLC상에서 하기와 같이 분리되었다; 지질을 먼저 클로로포름:메탄올:아세트산:물(170:9:10:1; v/v/v/v)을 사용하여 분리한 후에 플레이트를 건조시키고, 이차 용매로 클로로포름/메탄올/아세트산/물(39:15:5.3:2.7; v/v/v/v)을 사용하여 다시 분리시켰다. 개개의 지질들은 요오드 증기 염색(iodine vapor staining)에 의해 가시화되었다. SM 및 세라마이드에 해당하는 방사능을 띄는 스팟 들을 긁어내어 β-액체 신틸레이션 카운터에 의해 방사능을 측정하였다.3 μM of Fumonisin B1 was added 10 minutes before TNF-α treatment. The resulting ceramide was isolated on TLC as follows; Lipids were first separated using chloroform: methanol: acetic acid: water (170: 9: 10: 1; v / v / v / v), then the plates were dried and chloroform / methanol / acetic acid / water as secondary solvent (39 : 15: 5.3: 2.7; v / v / v / v). Individual lipids were visualized by iodine vapor staining. Radioactive spots corresponding to SM and ceramide were scraped off and radioactivity was measured by β-liquid scintillation counter.

도 16의 결과를 보면, 대뇌피질신경세포에 TNF-α를 시간대별로 처리함에 따라서 세라마이드의 양이 증가하였으며 그와 동시에 N-SMase ε의 기질이 되는 스핑고마이엘린의 양은 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 생합성 세라마이드 생성 억제제인 FB1을 전처리한 후 TNF-α에 의한 세라마이드의 양적변화를 관찰하였을 때에도 별다른 영향이 없는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 TNF-α에 의한 세라마이드양의 증가는 세라마이드 생합성이 증가되어서가 아니라 N-SMase ε의 활성증가에 의한다는 것을 확인할 수 있었다.In the results of FIG. 16, the amount of ceramide was increased according to the treatment of TNF-α in the cerebral cortical neurons at different times, and at the same time, the amount of sphingomyelin which is a substrate of N-SMase ε was decreased. . In addition, after pretreatment with FB1, a biosynthetic ceramide production inhibitor, quantitative change of ceramide by TNF-α was confirmed to have no effect. Therefore, it could be confirmed that the increase in ceramide amount by TNF-α was not due to an increase in ceramide biosynthesis but rather an increase in N-SMase ε activity.

본 발명의 중성의 SMase ε및 이의 항체, 안티센스는 다양한 세포사멸 또는 염증반응 등의 과정에 중요한 신호전달을 하는 세라마이드의 생성을 조절하는데 사용되어, 세포사멸 억제, 염증억제 역할을 함으로써 항암제 또는 항염증제로서의 의약품으로 이용될 수 있다.



Neutral SMase ε and its antibodies and antisenses of the present invention are used to modulate the production of ceramides, which are important signals for various apoptosis or inflammatory reactions, and thus act as anti-cancer or anti-inflammatory agents by acting as an inhibitor of apoptosis and inhibiting inflammation. It can be used as a medicine.



<110> KIM, Dae-Kyong <120> Novel sphingomyelinase, the antibody against it, the antisense and the preparation method thereof <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSP60_BamHI primer 1 <400> 1 agagggattc atgcttcggt tacccacagt ct 32 <210> 2 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSP60_NotI primer2 <400> 2 ggaaaatttt gcggccgctt agaacatgcc acctccca 38 <210> 3 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A-ODNs <400> 3 agcatttctg cgggg 15 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> S-ODNs <400> 4 ccccgcagaa atgct 15 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA primer1 <220> <223> Si RNA HSP60 <400> 5 ugcucaccgu aagccuuugd tdt 23 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA primer2 <220> <223> siRNA HSP60 primer2 <400> 6 dtdtacgagu ggcauucgga aac 23 <110> KIM, Dae-Kyong <120> Novel sphingomyelinase, the antibody against it, the antisense and the          preparation method <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSP60_BamHI primer 1 <400> 1 agagggattc atgcttcggt tacccacagt ct 32 <210> 2 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HSP60_NotI primer2 <400> 2 ggaaaatttt gcggccgctt agaacatgcc acctccca 38 <210> 3 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> A-ODNs <400> 3 agcatttctg cgggg 15 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> S-ODNs <400> 4 ccccgcagaa atgct 15 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA primer 1 <220> <223> Si RNA HSP60 <400> 5 ugcucaccgu aagccuuugd tdt 23 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> siRNA primer2 <220> <223> siRNA HSP60 primer2 <400> 6 dtdtacgagu ggcauucgga aac 23

Claims (7)

소의 뇌를 균질화 완충액과 혼합하여 균질화시킨 후 원심분리하여 세포의 파편 및 핵을 제거한 다음, 다시 원심분리하여 수득된 펠렛을 황산암모늄이 함유된 완충액에 재현탁 및 교반시킨 후에 원심분리하여 중성의 스핑고마이엘리나제(N-SMase)ε을 정제하기 위한 효소원 ‘황산암모늄 추출물’을 수득하는 제 1단계;Bovine brain was mixed with homogenization buffer to homogenize and centrifuged to remove cell debris and nuclei, and then centrifuged to resuspend and stir the pellets in buffer containing ammonium sulfate, followed by centrifugation. A first step of obtaining an enzyme source 'ammonium sulfate extract' for purifying the pingomyelinase (N-SMase) ε; 상기 1단계의 황산암모늄 추출물을 DEAE-셀룰로오스 컬럼을 통과시키고 황산암모늄 및 트리톤 X-100을 함유하는 완충액으로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 2단계;A second step of passing the first ammonium sulfate extract through a DEAE-cellulose column and eluting with a buffer containing ammonium sulfate and Triton X-100 to obtain an active fraction; 상기 2단계의 활성분획을 부틸-토요펄 컬럼에 통과시켜 3차 증류수로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 3단계;A third step of passing the active fraction of step 2 through a butyl-toyopearl column and eluting with tertiary distilled water to obtain an active fraction; 상기 3단계의 활성분획을 DEAE-5PW HPLC에 통과시켜 황산암모늄 및 트리톤 X-100을 함유하는 완충액으로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 4단계;A fourth step of passing the three active fractions through DEAE-5PW HPLC and eluting with a buffer containing ammonium sulfate and Triton X-100 to obtain an active fraction; 상기 4단계의 활성분획을 페닐-5PW HPLC에 통과시켜 3차 증류수로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 5단계;A fifth step of passing the active fraction of step 4 through phenyl-5PW HPLC and eluting with tertiary distilled water to obtain an active fraction; 상기 5단계의 활성분획을 모노 S 양이온 교환 HPLC에 통과시켜 염화나트륨 및 트리톤 X-100을 함유하는 완충액으로 용출시켜 활성분획을 수득하는 제 6단계로 이루어진 공정을 통하여 얻어진 38000배로 정제된 막-연관된 60kDa의 중성의 스핑고마이엘리나제(N-SMase)ε의 분리 및 제조 방법.The 58,000 active purified fractions were passed through a mono S cation exchange HPLC and eluted with a buffer containing sodium chloride and Triton X-100 to obtain 38000-fold purified membrane-associated 60 kDa. Method for isolation and preparation of neutral sphingomyelinase (N-SMase) ε. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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