KR100915852B1 - Antimicrobial peptide KCM11 against phytopathogenic bacteria - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어지는 식물병원성 미생물에 대한 항미생물 펩티드 KCM11 및 상기 항미생물 펩티드 KCM11의 살균 또는 미생물 증식 억제 유효량을 식물에 투여하는 것을 포함하는 식물 병원성 미생물의 살균 방법 또는 미생물 증식 억제 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for sterilizing or microbial growth of a plant pathogenic microorganism comprising administering an antimicrobial peptide KCM11 and an antimicrobial or microbial growth inhibiting effective amount of the antimicrobial peptide KCM11 against a plant pathogenic microorganism consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. It is about a suppression method.
식물병원성, 항미생물 펩티드, 미생물 증식 억제 Phytopathogenic, Antimicrobial Peptides, Microbial Growth Inhibition
Description
본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어지는 식물병원성 미생물에 대한 항미생물 펩티드 KCM11 및 상기 항미생물 펩티드 KCM11의 살균 또는 미생물 증식 억제 유효량을 식물에 투여하는 것을 포함하는 식물 병원성 미생물의 살균 방법 또는 미생물 증식 억제 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for sterilizing or microbial growth of a plant pathogenic microorganism comprising administering an antimicrobial peptide KCM11 and an antimicrobial or microbial growth inhibiting effective amount of the antimicrobial peptide KCM11 against a plant pathogenic microorganism consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. It is about a suppression method.
감염성 질환은 전세계적인 사망의 주요 원인이며 (25%), 그 가치는 어린이에 대해 65%까지 증가한다. 통상적인 항생제가 병원균을 제어하기 위해 이용되어 왔다. 그러나, 이들의 대량 이용은 공중 보건을 위협하는 약물 내성 균주(MRSA, VRSA)의 출현과 같은 심각한 문제를 야기하였다. AMP(항미생물 펩티드)는 유력한 대안으로서 주의를 받아왔는데, 이는 일반적으로 비독성이며, 종종 알려진 약물 내성 균주에 대해 매우 효과적이며, AMP에 대한 약물 내성 균주의 발생이 아마도 막과 상호작용하나, 이의 작용을 위해 임의의 특이적 수용체 단백질을 요하지 않는 막 기재 작용 기작으로 인해 거의 일어나지 않기 때문이다. 농약 및 항생제의 연속적인 이용은 또한 전세계적인 문제를 야기한다. 이는 정상적인 환경계를 바꿀뿐 만 아니라, 인간 건강을 직접적으로 위협한다. Infectious diseases are the leading cause of death worldwide (25%), and their value increases by 65% for children. Conventional antibiotics have been used to control pathogens. However, their mass use has caused serious problems such as the emergence of drug resistant strains (MRSA, VRSA) that threaten public health. AMPs (antimicrobial peptides) have been cautioned as potent alternatives, which are generally nontoxic and are often very effective against known drug resistant strains, although the development of drug resistant strains for AMP probably interacts with the membrane, but its This is because rarely occurs due to membrane-based mechanisms of action that do not require any specific receptor protein for action. The continuous use of pesticides and antibiotics also poses a global problem. This not only changes the normal environmental system, but also directly threatens human health.
한국특허공개 제2002-0049443호에는 헬리코박터 파이로리균의 리보좀 단백질 L1 유래의 새로운 항생 펩티드가 기재되어 있으나, 본 발명의 펩티드와는 상이하다.Korean Patent Publication No. 2002-0049443 discloses a novel antibiotic peptide derived from the ribosomal protein L1 of Helicobacter pylori, but differs from the peptide of the present invention.
한국특허공개 제2006-0057271호에는 골든밸리 품종의 감자로부터 분리된 열안정성 펩티드가 기재되어 있으나, 본 발명의 펩티드와는 상이하다.Korean Patent Publication No. 2006-0057271 describes a thermostable peptide isolated from potato of the Golden Valley variety, but is different from the peptide of the present invention.
한국특허공개 제2006-0028676호에는 헤파린 결합 활성을 지닌 신규한 항미생물 펩티드가 기재되어 있으나, 본 발명의 펩티드와는 상이하다.Korean Patent Publication No. 2006-0028676 describes a novel antimicrobial peptide having heparin binding activity, but is different from the peptide of the present invention.
한국특허공개 제1999-0082383호에는 항균성 펩티드 및 이의 사용법이 기재되어 있으나, 본 발명의 펩티드와는 상이하다.Korean Patent Publication No. 1999-0082383 describes an antimicrobial peptide and its use, but differs from the peptide of the present invention.
본 발명에서는 작물 보호를 위해 AMP를 이용하기 위한 시도에서, 합성 펩티드 조합 라이브러리를 스크리닝하고, 식물병원성 미생물을 효과적으로 죽이는 12가지 활성 항미생물 헥사-펩티드 중에서 4가지를 동정하고, 이의 유효성, 세포독성 및 식물 질병 제어를 확인하고자 한다.In the present invention, in an attempt to use AMP for crop protection, screening synthetic peptide combinatorial libraries, identifying four out of twelve active antimicrobial hexa-peptides that effectively kill phytopathogenic microorganisms, their effectiveness, cytotoxicity and To check plant disease control.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어지는 식물병원성 미생물에 대한 항미생물 펩티드 KCM11을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an antimicrobial peptide KCM11 against phytopathogenic microorganism consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
또한, 본 발명은 상기 항미생물 펩티드 KCM11의 살균 또는 미생물 증식 억제 유효량을 식물에 투여하는 것을 포함하는 식물 병원성 미생물의 살균 방법 또는 미생물 증식 억제 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for sterilizing or inhibiting microbial growth of a plant pathogenic microorganism comprising administering to the plant an effective amount of the antimicrobial or microbial growth inhibitory effect of the antimicrobial peptide KCM11.
본 발명에 따르면, 본 발명의 항미생물 펩티드 KCM11은 식물병원성 미생물을 효과적으로 사멸시킬 수 있다.According to the present invention, the antimicrobial peptide KCM11 of the present invention can effectively kill phytopathogenic microorganisms.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어지는 식물병원성 미생물에 대한 항미생물 펩티드 KCM11을 제공한다. 상기 식물병원성 미생물은 그람 양성 박테리아, 그람 음성 박테리아, 균류 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 식물병원성 미생물은 클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis), 슈도모나스 시린개 피브이. 토마토 DC3000 (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 필라 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833 pila), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 아트로셉티쿰 (Pectobacterium carotovorum subsp. Atrosepticum), 아시도보락스 콘자시 (Acidovorax konjaci), 잔토모나스 알빌리니언스 (Xanthomonas albilineans), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 90 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 90), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 599 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 599), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 710 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 710), 자니박터 멜로니스 (Janibacter melonis), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 1 (Ralstonia solanacearum race 1), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 3 (Ralstonia solanacearum race 3), 캔디다 글라브라타 (Candida glabrata), 캔디다 크루세이 (Candida krusei), 캔디다 트로피칼리스 (Candida tropicalis), 사카로마이세스 세레비지애 5312 (Saccharomyces cerevisiae 5312), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2870 (Burkholderia glumae SL 2870), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2399 (Burkholderia glumae SL 2399) 또는 버크홀데리아 글루매 R1 (Burkholderia glumae R1) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides an antimicrobial peptide KCM11 against phytopathogenic microorganism consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The phytopathogenic microorganism may be selected from the group consisting of gram positive bacteria, gram negative bacteria, fungi and viruses, preferably the phytopathogenic microorganism is Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis , Pseudomonas Syringe F. Tomato DC3000 ( Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000), Pectobacterium cartoborum subspecies Cartovorum ( Pectobacterium carotovorum subsp. c arotovorum ) , Xanthomonas Campestris fV . Bessictoria 833 ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), Xanthomonas Campestris FV. Xanthomonas campestris pv.vesicatoria 833 pila , Pectobacterium carotovorum subsp.Atrosepticum , Acidovorax konjaci , Xanthomona albil Enshi ( Xanthomonas albilineans ) , Xanthomonas oriza fib . Orissa 90 ( Xanthomonas oryzae pv. Oryzae 90 ) , Xanthomonas Orissa fib. Orissa 599 ( Xanthomonas oryzae pv. Oryzae 599 ) , Xanthomonas orissa fib . Xanthomonas oryzae pv.oryzae 710 , Janibacter melonis , Ralstonia solanacearum
본 발명의 펩티드는 아미드화, 에스테르화, 아실화, 아세틸화, 페길화(PEGylation) 또는 알킬화에 의해 변형될 수 있는데, 구체적으로 항미생물 펩티드는 아실화, 아세틸화, 페길화(PEGylation), 알킬화 등에 의해 N-말단부에서 및 아미드화 또는 에스테르화에 의해 C-말단부에서 변형시킬 수 있다.Peptides of the invention can be modified by amidation, esterification, acylation, acetylation, PEGylation (PEGylation) or alkylation, in particular antimicrobial peptides are acylation, acetylation, PEGylation (PEGylation), alkylation Modification at the N-terminus and the like and at the C-terminus by amidation or esterification.
본 발명은 또한, 본 발명의 항미생물 펩티드 KCM11의 살균 또는 미생물 증식 억제 유효량을 식물에 투여하는 것을 포함하는 식물 병원성 미생물의 살균 방법 또는 미생물 증식 억제 방법을 제공한다. 본원에 사용된 "살균" 또는 "미생물 증식 억제"란 용어는 표적 미생물을 죽이거나 결정적으로 손상시킬 수 있는 항미생물 펩티드의 능력을 가리킨다. 본문에 사용된 "미생물 증식 억제" 라는 용어는 표적 미생물이 죽지 않고 증식하는 것을 억제하는 것을 가리킨다. 본 발명의 항미생물 펩티드를 미생물이 증식하고 있는 식물에 투여하게 되면 식물에 존재하는 미생물을 죽이거나 또는 증식을 억제할 수 있다. 대상 미생물은 그람 양성 박테리아, 그람 음성 박테리아, 균류 및 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 식물병원성 미생물은 클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis), 슈도모나스 시린개 피브이. 토마토 DC3000 (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000), 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 833 필라 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833 pila), 펙토박테리움 카로토보룸 아 종 아트로셉티쿰 (Pectobacterium carotovorum subsp. Atrosepticum), 아시도보락스 콘자시 (Acidovorax konjaci), 잔토모나스 알빌리니언스 (Xanthomonas albilineans), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 90 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 90), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 599 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 599), 잔토모나스 오리자 피브이. 오리자 710 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae 710), 자니박터 멜로니스 (Janibacter melonis), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 1 (Ralstonia solanacearum race 1), 랄스토니아 솔라나세아룸 레이스 3 (Ralstonia solanacearum race 3), 캔디다 글라브라타 (Candida glabrata), 캔디다 크루세이 (Candida krusei), 캔디다 트로피칼리스 (Candida tropicalis), 사카로마이세스 세레비지애 5312 (Saccharomyces cerevisiae 5312), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2870 (Burkholderia glumae SL 2870), 버크홀데리아 글루매 에스엘 2399 (Burkholderia glumae SL 2399) 또는 버크홀데리아 글루매 R1 (Burkholderia glumae R1) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The present invention also provides a method for sterilizing or inhibiting microbial growth of a plant pathogenic microorganism comprising administering to the plant an effective amount for inhibiting the sterilization or microbial growth of the antimicrobial peptide KCM11 of the present invention. As used herein, the term “sterilization” or “inhibiting microbial growth” refers to the ability of an antimicrobial peptide to kill or critically damage a target microorganism. The term "inhibiting microbial growth" as used herein refers to inhibiting the growth of a target microorganism without dying. When the antimicrobial peptide of the present invention is administered to a plant in which the microorganism is growing, it is possible to kill or inhibit the growth of the microorganisms present in the plant. The subject microorganism can be selected from the group consisting of Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria, fungi and viruses, preferably the phytopathogenic microorganisms are Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis , Pseudomonas. Syringe F. Tomato DC3000 ( Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000), Pectobacterium carotoborum Subspecies carotoborum ( Pectobacterium carotovorum subsp. c arotovorum ) , Xanthomonas Campestris fV . Bessictoria 833 ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833), Xanthomonas Campestris fV . Xanthomonas campestris pv.vesicatoria 833 pila , Pectobacterium carotovorum subsp.Atrosepticum , Acidovorax konjaci , Xanthomona albil Nions ( Xanthomonas albilineans ) , Xanthomonas oriza fib . Orissa 90 ( Xanthomonas oryzae pv. Oryzae 90 ) , Xanthomonas Orissa fib. Orissa 599 ( Xanthomonas oryzae pv. Oryzae 599 ) , Xanthomonas orissa fib . Xanthomonas oryzae pv.oryzae 710 , Janibacter melonis , Ralstonia solanacearum
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example
실험 방법Experiment method
펩티드 라이브러리 및 개개의 펩티드의 합성Peptide Library and Synthesis of Individual Peptides
PS-SPCL 패키지를 펩티드 라이브러리 지원 시설(Peptide Library Support Facility PLSF, Postech, Pohang, Korea)로부터 구입하였다. 상기 펩티드 라이브러리를 고체상 방법 및 N-(9-플루오레닐)메톡시카르보닐 화학을 이용한 동시 복수(simultaneous multiple) 펩티드 합성에 의해 합성하였다 (Fields and Noble 1990). 헥사-펩티드 SCL을 이전에 기재된 바와 같이 소위 PS 포멧으로 합성하였다 (Houghten, Pinilla et al. 1991; Houghten, Pinilla et al. 1999; Houghten 2000). 혼합물 (X) 위치는 동일한 몰비에 가까운 수율로 적절하게 조절된 상대적인 비율을 갖는 19개 아미노산의 혼합물로 이루어졌다 (시스테인이 제외됨). 각각의 아미노산을 C-말단 아미드화와 함께 합성하였다. 하나의 세트의 라이브러리는 114 튜브 (6 위치 X 19개 아미노산)로 이루어졌으며, 총 펩티드의 농도는 30 mM인 반면, 개별 펩티드의 농도는 12 nM (30 mM/195)이었다.The PS-SPCL package was purchased from Peptide Library Support Facility PLSF, Postech, Pohang, Korea. The peptide library was synthesized by solid multiple method and simultaneous multiple peptide synthesis using N- (9-fluorenyl) methoxycarbonyl chemistry (Fields and Noble 1990). Hexa-peptide SCL was synthesized in the so-called PS format as previously described (Houghten, Pinilla et al. 1991; Houghten, Pinilla et al. 1999; Houghten 2000). The mixture (X) position consisted of a mixture of 19 amino acids with relative proportions appropriately adjusted in yields close to the same molar ratio (excluding cysteine). Each amino acid was synthesized with C-terminal amidation. One set of libraries consisted of 114 tubes (6 positions X 19 amino acids) with a total peptide concentration of 30 mM, while individual peptide concentrations were 12 nM (30 mM / 19 5 ).
개별 펩티드를 Peptron Co. (Daejeon, Korea)으로부터 구입하였다. 이들 각각을 Shiseido capcell pak C18 칼럼을 갖는 프렙 역상 고압 액체 크로마토그래피 에 의해 정제하였다. 상기 펩티드 실체를 HP 1100 series LC/MSD를 이용한 질량 분석에 의해 확인하였다. 수용성 KRS22를 제외한 각각의 펩티드를 50% 디메틸 설폭시드에 용해하였다. 10 X 스톡 용액의 최종 농도는 5 mM이었으며, 이를 분취 후에 -20℃에 저장하였다.Individual peptides were identified by Peptron Co. It was purchased from (Daejeon, Korea). Each of these was purified by prep reverse phase high pressure liquid chromatography with Shiseido capcell pak C18 column. The peptide entity was confirmed by mass spectrometry using HP 1100 series LC / MSD. Each peptide except for the water soluble KRS22 was dissolved in 50% dimethyl sulfoxide. The final concentration of the 10 × stock solution was 5 mM, which was stored at −20 ° C. after aliquot.
미생물 균주 및 배양 조건Microbial Strains and Culture Conditions
본 발명에 이용된 균주는 하기 표에 열거되어 있다. 모든 진균 균주는 YPD 배지 (1 L 증류수 중에 효모 추출물 10g, 펩톤 20g, 덱스트로스 20g)에서 키웠다. MNA 배지 (Modified NA: 1 L 증류수 중에 Lab-Lemcobeef 추출물 1.0g, 효모 추출물 2.0g, 펩톤 5.0g, NaCl 5.0g, KH2PO4 0.45g, Na2HPO4·12H2O 2.39g, pH 6.8로 조정)를 Janibacter melonis.의 배양을 위해 이용하였으며, Ralstonia 및Burkholderia spp. 을 King's B 배지 (KB: 1 L 증류수 중에 프로테오스(proteose) 펩톤 #3 20g, MgSO4·7H2O 1.5g, KH2PO4 1.5g, 글리세롤 15ml, 아가 15g)에서 키웠다. 모든 다른 균주는 Luria-Bertani 배지 (LB: 1 L 증류수 중에 트립톤 10g, 효모 추출물 5g, NaCl 10g)에서 키웠다. 모든 배양물을 30℃에서 키웠다.The strains used in the present invention are listed in the table below. All fungal strains were grown in YPD medium (10 g yeast extract, 20 g peptone, 20 g dextrose in 1 L distilled water). MNA medium (Modified NA: 1.0 g of Lab-Lemcobeef extract in 1 L distilled water, 2.0 g of yeast extract, 5.0 g of peptone, 5.0 g of NaCl, 0.45 g of KH 2 PO 4 , 2.39 g of Na 2 HPO 4 12H 2 O, pH 6.8 Janibacter melonis ) . Was used for the culture of Ralstonia and Burkholderia spp. Was grown in King's B medium (KB: 20 g proteose peptone # 3, 1.5 g MgSO 4 .7H 2 O, 1.5 g KH 2 PO 4 , 15 ml glycerol, 15 g agar in 1 L distilled water). All other strains were grown in Luria-Bertani medium (LB: 10 g tryptone in 1 L distilled water, 5 g yeast extract, 10 g NaCl). All cultures were grown at 30 ° C.
KACC: Korean Agricultural Culture Collection, Suwon Korea, [1]; from Dr. Heu, SG in National institute of agricultular science and technology, Suwon, Korea., [2]; from Dr. Kim, WK in Dept. of Microbiology, Medical school, Suwon, Korea.,[3]; from Dr. Hwang, IG in Dept of Applied biology and chemistry, Seoul national university, seoul, Korea., BRL com: BRL Life Technologies,. Gaithersburg, MDKACC: Korean Agricultural Culture Collection, Suwon Korea, [1]; from Dr. Heu, SG in National Institute of agricultular science and technology, Suwon, Korea., [2]; from Dr. Kim, WK in Dept. of Microbiology, Medical school, Suwon, Korea., [3]; from Dr. Hwang, IG in Dept of Applied biology and chemistry, Seoul national university, seoul, Korea., BRL com: BRL Life Technologies ,. Gaithersburg, MD
시험관 내 항미생물 활성 분석In Vitro Antimicrobial Activity Assay
펩티드의 시험관 내 항미생물 활성을 이전에 기재된 미세역가 플레이트 분석을 이용하여 측정하였다 (Lopez-Garcia, Perez-Paya et al. 2002). 세균 성장을 Bio-Rad 마이크로플레이트 리더 550 (Japan)에서 595 nm (A595)에서 측정하였다. 모든 처리에서, 적어도 3 반복을 제조하였다. 하나의 열의 mock 접종으로부터 블랭크 평균 A595 값을 각 웰의 A595 값으로부터 뺏으며, 평균 및 표준편차 (SD)를 각 처리에 대해 계산하였다.In vitro antimicrobial activity of peptides was determined using the microtiter plate assay described previously (Lopez-Garcia, Perez-Paya et al. 2002). Bacterial growth was measured at 595 nm (A 595 ) in the Bio-Rad microplate reader 550 (Japan). In all treatments, at least 3 replicates were made. Was turnovers the blanks average A 595 values from mock inoculated one row from the A 595 value of each well, the average and standard deviation (SD) were calculated for each treatment.
펩티드 라이브러리의 분석에서, 90㎕의 신선하게 희석된 밤새 배양물 (16 내지 24시간 인큐베이션 후에, 최종 농도 5x105 세포)을 PS-SCL 유래의 10㎕의 펩티드 혼합물과 혼합하였다. 성장 속도를 균주에 따라 16 또는 48시간 인큐베이션에서 측정하였다.In the analysis of peptide libraries, 90 μl of freshly diluted overnight cultures (final concentration 5 × 10 5 cells after 16-24 hours incubation) were mixed with 10 μl peptide mixture from PS-SCL. Growth rate was measured in 16 or 48 hours incubation depending on the strain.
sequence-defined 펩티드의 분석은 본질적으로 동일하였다. 펩티드의 2개의 최종 농도를 분석하였다: 100 μM 및 10 μM. 시험관 내 세균 및 진균 성장을 위해, 180㎕의 신선하게 희석된 밤새 배양물 (5X105 세포로 조절됨)을 20㎕의 10X 펩티드 스톡 용액과 혼합하고, 부드럽게 진탕하면서(80 rpm) 16 내지 48 시간 동안 인큐베이션하였다. 측정 후에, 595 nm 상대값으로 OD를 나타내었다.The analysis of sequence-defined peptides was essentially identical. Two final concentrations of peptide were analyzed: 100 μΜ and 10 μΜ. In vitro For bacterial and fungal growth, 180 μl of freshly diluted overnight culture ( 5 × 10 5 Cell controlled) was mixed with 20 μl of 10 × peptide stock solution and incubated for 16-48 hours with gentle shaking (80 rpm). After the measurement, the OD is shown as a 595 nm relative value.
억제환(inhibition zone) 분석Inhibition zone analysis
활성을 육안으로 관찰하기 위해, 성장 억제환 분석을 수행하였다. 1 mM의 펩티드 스톡 용액을 멸균수에서 7번 연속으로 희석하였다 (2배). 각 시료의 5㎕ 분취량을 이어서 플레이트 상에 스팟팅하고, 15분 동안 건조시켰다. 각 시리즈의 첫번째 스팟은 5㎕ 용액 중의 5 nmole의 펩티드를 포함한다. 상기 플레이트를 100 ㎕의 indicator 균주 (105 세포)와 혼합된 7 ml의 top layer soft agar (0.7% wt/vol)로 overlay 하였다. 30℃에서 24시간 인큐베이션 후에 사진을 촬영하였다.In order to visually observe the activity, growth inhibition ring analysis was performed. 1 mM peptide stock solution was diluted 7 times in sterile water (twice). A 5 μl aliquot of each sample was then spotted onto the plate and dried for 15 minutes. The first spot of each series contained 5 nmoles of peptide in 5 μl solution. The plate was overlayed with 7 ml top layer soft agar (0.7% wt / vol) mixed with 100 μl of indicator strain (10 5 cells). Pictures were taken after 24 hours incubation at 30 ° C.
MIC 및 MBC 분석MIC and MBC Analysis
MIC (minimal inhibition concentration)를 Concannon et. al. (2003)의 방법을 약간 변형하여 측정하였다. 대수기의 신선하게 키운 배양물을 접종물로서 이용하였다. MIC 분석 절차는 sequence-defined 펩티드의 분석과 기본적으로 동일하였으나, 3.13 내지 200 μM 범위의 7가지 상이한 2배 희석 시리즈를 이용하였다. MIC는 마이크로 플레이트 리더 (Bio-Rad)를 이용하여 595 nm에서 측정한, 육안 혼탁도(visible turbidity)를 막는 펩티드의 최저 농도로서 정의하였다.MIC (minimal inhibition concentration) was determined by Concannon et. al. The method of (2003) was measured with a slight modification. Freshly grown cultures in the log phase were used as inoculum. The MIC assay procedure was essentially the same as the analysis of sequence-defined peptides, but seven different 2-fold dilution series ranging from 3.13 to 200 μM were used. MIC was defined as the lowest concentration of peptide that prevents visible turbidity, measured at 595 nm using a micro-plate reader (Bio-Rad).
Minimum bactericidal concentration (MBC)를 아가 배지 상에 각각의 투명한 웰로부터의 10㎕를 스팟팅함으로써 측정하였다. 배양물 (5㎕)을 멀티 피펫으로 각각의 처리된 웰로부터 취하고, 완전하게 건조된 플레이트에 옮기고, 16-36시간 동안 인큐베이션하였다. MBC는 아가의 표면 상에 육안 성장을 허용하지 않는 최저 농도로서 정의하였다.Minimum bactericidal concentration (MBC) was determined by spotting 10 μl from each clear well on agar medium. Cultures (5 μl) were taken from each treated well with a multi-pipette, transferred to completely dried plates and incubated for 16-36 hours. MBC was defined as the lowest concentration that does not allow visual growth on the surface of agar.
잎 접종 시험Leaf inoculation test
신선한 배추(Brassica rapa subsp wonbok)의 5개의 잎을 분리하여, 5% 시판되는 표백 용액을 분무함으로써 표면 살균하였다. 잎의 표면을 멸균수 분무로 세 정하고, 페이퍼 타월로 부드럽게 두드렸다. 15분 풍건 후에, 잎을 pencil cap (직경 0.7 cm)을 이용하여 3 자리에서 구멍을 뚫어 상처를 냈다. Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum (통상적인 무름병의 병원균)의 밤새 배양물의 10㎕의 세균 현탁액 (1 X 107 cfu/ml)을 상처 낸 잎 표면에 적용하였다. 펩티드 처리에 대해, 3가지 농도의 KCM21 용액 (200, 100, 50 μM)을 적용하였다. 10㎕의 펩티드 용액을 세균 현탁액과 동시에 또는 1시간 간격으로 접종 전후에 적용하였다. 각 처리에 대해, 5 반복을 접종하였다. 처리된 잎을 28℃ 및 85% 상대습도에서 유지하였다. 증상 발생을 2일 동안 기록하였다. Mock 접종 또는 세균이 없는 펩티드 접종은 상기 조건에서 임의의 증상을 나타내지 않았다.Five leaves of fresh cabbage ( Brassica rapa subsp wonbok ) were separated and surface sterilized by spraying a 5% commercial bleach solution. The surface of the leaves was washed with sterile water spray and gently pated with a paper towel. After 15 minutes of air drying, the leaves were punctured in three places using a pencil cap (0.7 cm in diameter) and wounded. Pectobacterium carotovorum subsp. A 10 μl bacterial suspension (1 × 10 7 cfu / ml) of overnight culture of Carotovorum (typical pathogenic pathogen) was applied to the wound leaf surface. For peptide treatment, three concentrations of KCM21 solution (200, 100, 50 μM) were applied. 10 μl of peptide solution was applied simultaneously with the bacterial suspension or before and after inoculation at 1 hour intervals. For each treatment, 5 replicates were inoculated. Treated leaves were maintained at 28 ° C. and 85% relative humidity. Symptom development was recorded for 2 days. Mock inoculation or bacterial free peptide inoculation did not show any symptoms under these conditions.
시험관 내 세포독성 시험In vitro Cytotoxicity Test
3가지 인간 세포주를 시험관 내 독성 시험에 대해 이용하였다: 인간 자궁내막 암 세포(Hec1A, from ATCC Manassas, VA, USA), 및 정상적인 인간 잇몸 세포 (HGF, from ATCC Manassas, VA, USA), 인간 자궁내막 기질 세포의 일차 배양물 (From Dr. Min Dept. of Biological science, Ajou university, Suwon, Korea). 인간 세포주를 1% DMSO 용액에 용해된 100 μM의 펩티드에 노출 전에 CO2 인큐베이터에서 37℃에서 24시간 동안 5% 소태아혈청을 포함하는 RPMI 1640 배지 (GibcoBRL)에서 배양하였다. 24시간 처리 후에, 50㎕의 MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)(Sigma)를 첨가하고, 3시 간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 150㎕의 DMSO를 첨가한 후, 포르마잔을 방출하기 위해 10분 동안 플레이트를 진탕하였다. 처리된 세포를 MTT를 감소시키는 이의 능력에 의해 측정된 생존능에 대해 검사하였다. MTT의 수불용성 유색 포르마잔으로의 세포 전환의 검출을 이전에 기재된 절차에 따라 수행하였다 (Mosmann 1983). HGF에 대해, 2% DMSO 용액에 용해된 200 μM의 펩티드를 부가적으로 시험하였다. 1% 또는 2% DMSO에 노출된 세포를 대조구로 이용하였다. Mock 대조구와 비교하여, HGF 세포에 대해, 1% DMSO 대조구는 6.8% 감소를 보여주었으며, 2% DMSO 대조구는 13.4 % 감소를 보여주었다.Three human cell lines were used for in vitro toxicity testing: human endometrial cancer cells (Hec1A, from ATCC Manassas, VA, USA), and normal human gum cells (HGF, from ATCC Manassas, VA, USA), human uterus Primary cultures of endometrial stromal cells (From Dr. Min Dept. of Biological science, Ajou university, Suwon, Korea). Human cell lines were incubated in RPMI 1640 medium (GibcoBRL) containing 5% fetal bovine serum for 24 hours at 37 ° C. in a CO 2 incubator prior to exposure to 100 μM peptide dissolved in 1% DMSO solution. After 24 hours treatment, 50 μl of MTT (3- (4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide) (Sigma) was added and incubated for 3 hours. Then 150 μl of DMSO was added and the plate was shaken for 10 minutes to release formazan. Treated cells were examined for viability measured by their ability to reduce MTT. Detection of cellular conversion of MTT to water insoluble colored formazan was performed according to the procedure described previously (Mosmann 1983). For HGF, 200 μM peptides dissolved in 2% DMSO solution were additionally tested. Cells exposed to 1% or 2% DMSO were used as controls. Compared to the mock control, for HGF cells, the 1% DMSO control showed a 6.8% reduction and the 2% DMSO control showed a 13.4% reduction.
실시예 1: XCV 833의 성장에 대한 펩티드 라이브러리의 효과Example 1 Effect of Peptide Library on the Growth of
잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria) 균주 833 (XCV833)의 성장에 대한 펩티드 라이브러리의 효과를 알아보았다. 96-웰 마이크로 플레이트를 사용하여 포항공대에서 나오는 조합 라이브러리 (combinational library) 튜브 104개를 각각 3 반복으로 처리하며 세균의 성장을 spectrophotometer를 사용하여 측정하였다. 특정 위치에 특정 아미노산이 있으면 성장이 저해되는데, 예를 들어 그래프 O1XXXXX에서 K 혹은 W, R 등의 서열이 존재하면 항균성을 나타내며 성장이 저해됨을 알 수 있다.Xanthomonas Campestris FV. Besciatoria ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ) The effect of peptide library on the growth of strain 833 (XCV833) was examined. Using 96-well microplates, 104 combinational library tubes from Pohang University were treated with 3 replicates each and bacterial growth was measured using a spectrophotometer. If a specific amino acid in a specific position is inhibited growth, for example, the presence of a sequence such as K, W, R in the graph O 1 XXXXX, it can be seen that the growth is inhibited.
실시예 2: CM의 성장에 대한 펩티드 라이브러리의 효과Example 2: Effect of Peptide Library on Growth of CM
클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis)(CM)의 성장에 대한 펩티드 라이브러리의 효과를 알아보았다. 96-웰 마이크로 플레이트를 사용하여 포항공대에서 나오는 조합 라이브러리 (combinational library) 튜브 104개를 각각 3 반복으로 처리하며 세균의 성장을 spectrophotometer를 사용하여 측정하였다. 특정 위치에 특정 아미노산이 있으면 성장이 저해되는데, 예를 들어 그래프 XXO3XXX에서 W, R 등의 서열이 존재하면 항균성을 나타내며 성장이 저해됨을 알 수 있다 (도 2). 도 1 및 도 2의 그래프를 바탕으로 하면 여러 조합의 헥사머가 존재할 수 있는데, 반복 실험이나 다른 균에 대한 실험을 통해 가장 가능성이 높은 헥사머 12개를 선발하여 개별 합성을 실시하였다.The effect of peptide libraries on the growth of Clavibacter michiganensis subsp. M ichiganensis (CM) was investigated. Using 96-well microplates, 104 combinational library tubes from Pohang University were treated with 3 replicates each and bacterial growth was measured using a spectrophotometer. Growth is inhibited when a specific amino acid is present at a specific position, for example, when W, R, etc., are present in the graph XXO 3 XXX, the antimicrobial activity is shown and growth is inhibited (FIG. 2). Based on the graphs of FIGS. 1 and 2, hexamers may be present in various combinations. The most likely 12 hexamers were selected through repeated experiments or experiments with other bacteria, and individual synthesis was performed.
하기 표 1은 PS-SPCL (Positional-Scanning Synthetic Peptide Combinatorial Library)에 기초하여 선발된 12가지 헥사-펩티드를 나타낸다. 각각의 펩티드를 C-말단 아미드화(Peptron co.)와 함께 합성하였다. 이들 중에서 4개의 효과적인 펩티드 (밑줄로 표시한 KCM11, KCM12, KCM21 및 KRS22)를 추가 연구를 위해 선발하였다.Table 1 below shows twelve hexa-peptides selected based on the PS-SPCL (Positional-Scanning Synthetic Peptide Combinatorial Library). Each peptide was synthesized with C-terminal amidation (Peptron co.). Of these four effective peptides (underlined KCM11, KCM12, KCM21 and KRS22) were selected for further study.
표 1. PS-SPCL에 기초하여 선발된 12가지 헥사-펩티드.TABLE 1 Twelve hexa-peptides selected based on PS-SPCL.
실시예Example 3: 세균 성장에 대한 12가지 3: 12 things about bacterial growth 헥사Hexa -펩티드의 효과Effect of Peptides
세균 성장에 대한 12가지 헥사-펩티드의 효과를 알아보았다. 12가지 개별 헥사머가 효과가 있는지 또한 그 중 어느 헥사머가 가장 효과적인지를 역시 마이크로플레이트에 균과 개별 헥사머를 넣어 24-48시간 배양한 후 스펙으로 OD 값을 재고 이를 헥사머가 들어가지 않은 대조구의 OD 값과 비교하여 상대적인 값을 구했다. 도 3은 세균 성장에 대한 12가지 헥사-펩티드의 효과를 보여준다. 그래프의 y축에서 1의 값은 헥사머가 들어 있지 않은 배양액의 OD이다. ECM 펩티드를 제외하고, 모든 10가지 선발된 헥사머는 상이한 유효성으로 3가지 세균 균주에 대해 성장 저해를 보여주었다. 흥미롭게도, Ralstonia solanacearum (RS) 가 헥사-펩티드에 대해 가장 내성 균주였다.The effects of 12 hexa-peptides on bacterial growth were examined. Whether 12 individual hexamers are effective and which ones are most effective are also incubated for 24 to 48 hours with microorganisms and bacteria and individual hexamers. The relative value was obtained by comparing with the value. 3 shows the effect of twelve hexa-peptides on bacterial growth. A value of 1 on the y-axis of the graph is the OD of the culture without hexamer. Except for ECM peptides, all 10 selected hexamers showed growth inhibition against three bacterial strains with different efficacy. Interestingly, Ralstonia solanacearum (RS) was the most resistant strain to hexa-peptide.
실시예Example 4: 4가지 4: 4 kinds 헥사Hexa -펩티드의 선택적 저해Selective inhibition of peptides
4개의 헥사머가 균에 따라서 각각 다른 성장 저해 효과, 즉 선택성을 보이는지를 알아보았다. 도 4는 4가지 헥사-펩티드의 선택적 저해를 보여준다. 성장율의 OD 값을 대조구와 비교하여 상대 값으로 치환한 것이다. 선발된 4 개의 헥사머가 3 종의 세균속에 대하여 각각 다른 선택성를 가진다는 것을 알 수 있다. KCM21은 E. coli DH5a에 대하여 효과가 뛰어나지만, Ralstonia 종들에서는 효과가 적었다. KCM11 및 KRS22는 반대로 RS 균들에 대해 효과적이었다. 모든 결과는 스펙의 OD 값이 나타내는 성장율로 비교하였다. 20% 이하의 성장율을 보이면 항균 효과가 비교적 강하다고 볼 수 있다. We examined whether four hexamers showed different growth inhibition effects, that is, selectivity, depending on the bacteria. 4 shows selective inhibition of four hexa-peptides. The OD value of the growth rate was compared with the control and replaced with a relative value. It can be seen that the four selected hexamers each have different selectivity for the three species of bacteria. KCM21 is effective against E. coli DH5a but less effective in Ralstonia species. KCM11 and KRS22, in contrast, were effective against RS strains. All results were compared with the growth rate indicated by the OD value of the spec. If the growth rate is 20% or less, the antibacterial effect is relatively strong.
실시예 5: 진균 성장에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과Example 5: Effect of four hexa-peptides on fungal growth
진균 성장에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과를 알아보았다. 실시예 3과 같이 성장율을 비교한 실험인데, 본 실시예는 세균 대신 곰팡이를 이용하였다. 도 5는 진균 성장에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과를 보여준다. 도 5에서, A, B, C 및 D는 각각 KCM11, KCM12, KCM21 및 KRS22 펩티드를 나타낸다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 진균(곰팡이)에 대해서도 4가지 헥사-펩티드는 효과가 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 효모균에는 효과가 약간 떨어지지만, 캔디다의 경우에는 정상적인 성장을 저해하는 것을 볼 수 있다. 특히, KCM11 및 KRS22 펩티드가 상대적으로 좋은 효과를 보여 주었으며, KCM12 및 KCM21 펩티드는 세균에 효과가 좋았지만 곰팡이들에 대해서는 상대적으로 효과가 적음을 알 수 있다.The effect of four hexa-peptides on fungal growth was examined. Experiments comparing the growth rate as in Example 3, this example used a fungus instead of bacteria. 5 shows the effect of four hexa-peptides on fungal growth. In Figure 5, A, B, C and D represent KCM11, KCM12, KCM21 and KRS22 peptides, respectively. As can be seen in Figure 5, it can be seen that the effect of four hexa-peptides against fungi (fungus). Specifically, the effect is slightly reduced to the yeast, in the case of candida can be seen to inhibit normal growth. In particular, KCM11 and KRS22 peptides showed a relatively good effect, KCM12 and KCM21 peptides showed good effects on bacteria, but relatively less effective against fungi.
실시예 6: 성장 억제환에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과Example 6 Effect of Four Hexa-Peptides on Growth Inhibitory Rings
성장 억제환에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과를 알아보았다. 이전 결과들 은 배지 상에서 성장율이 저해됨을 보였지만, 본 실시예는 실제로 세균에 대한 살균효과 (bacteriocidal, killing)가 있음을 시각적으로 확인하였다. 각각의 펩티드 (KCM11, KCM12, KCM21 및 KRS22)를 1/2 희석을 통해 7번까지 희석시킨 후 이들을 5ul 씩 마른 배지에 스팟팅하고 그 위에 균과 배지 (0.7% soft agar)를 혼합하여 분주하고 24 시간 후에 사진을 촬영하였다. 균을 실제로 죽이는 살균효과가 있으면 투명환 (clear zone)이 나타나며, 효과가 강할수록 투명환의 크기도 커진다. 낮은 농도로 여러 번 희석해도 역시 투명환을 관찰할 수 있었다. The effects of four hexa-peptides on growth inhibitory rings were examined. Previous results showed that the growth rate was inhibited on the medium, but this example visually confirmed that there was actually bacteriocidal (killing) against bacteria. Dilute each peptide (KCM11, KCM12, KCM21, and KRS22) up to 7 times with 1/2 dilution, and then spot them in dry media with 5ul each, mix and mix bacteria and media (0.7% soft agar) on it. Pictures were taken after 24 hours. If there is a bactericidal effect that actually kills the bacteria, a clear zone appears, and the stronger the effect, the larger the size of the transparent ring. Dilution several times at low concentrations also revealed a clear ring.
하기 표 2는 20가지 세균 균주에 대한 성장 억제환 분석을 보여준다. 플레이트 상에서 세균 성장을 저해하는 최저 농도(uM)를 24시간 인큐베이션 후에 측정하였다. 표 2에서, ng는 성장 없음, x는 최고 농도에서 투명환 없음, A: KCM11, B: KCM12, C: KCM21, D: KRS22이며, LB는 Luria-Bertani 배지를 나타내며, KB는 Kings B 배지를 나타낸다. 표 2는 도 6에서 실행한 실험을 정리하여 표로 만든 것이다. 배지 위에 일정 용액을 배지에 스팟팅하면 퍼져나가기 때문에 농도로 서술하기가 곤란하여 적용된 펩티드의 총 몰수를 환산하여 계수화하였다. 숫자가 낮을수록 효과가 좋은 것이다.Table 2 below shows growth inhibition ring analysis for 20 bacterial strains. The lowest concentration (uM) that inhibited bacterial growth on the plate was measured after 24 hours incubation. In Table 2, ng is no growth, x is no clear ring at highest concentration, A: KCM11, B: KCM12, C: KCM21, D: KRS22, LB stands for Luria-Bertani medium, KB stands for Kings B medium Indicates. Table 2 is a table summarizing the experiments performed in FIG. It was difficult to describe the concentration because spotting a certain solution on the medium to spread the medium was counted in terms of the total number of moles of the peptide applied. The lower the number, the better the effect.
표 2. 20가지 세균 균주에 대한 성장 억제환 분석 결과.Table 2. Growth inhibitory assay results for 20 bacterial strains.
실시예 7: 세포독성에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과Example 7: Effect of Four Hexa-Peptides on Cytotoxicity
인체에 세포 독성이 있는지를 MTT 테스트로 검증하였다. 도 7은 MTT 시험을 이용하여 평가한 세포독성을 나타낸다. 결과를 상대값으로 치환하였고, 대조구는 배지만 처리한 것이다. 100mM 농도의 헥사머를 1% DMSO에 녹여서 처리하였는데, 기존에 알려진 바와 같이 DMSO는 상온에서 세포를 용균(lysis)시키는 작용이 있다. 따라서, 1% DMSO를 2nd 대조구로 사용하여 비교를 하였다. 상대값이 M 대조구보다 낮으면 세포독성을 의심해 볼 수 있는데, 거의 전부 2nd 대조구보다 높게 나왔다. Primary 세포에 KCM11 펩티드를 처리했을 때 약간 낮게 나왔지만 통계적으로 유의성은 없었다. 따라서, 본 발명의 펩티드들은 세포독성 (cytotoxicity) 가능성을 발견할 수 없었으므로, 인체에 안전할 가능성이 높다는 것을 알 수 있다.MTT test was performed to determine if the human body is cytotoxic. 7 shows cytotoxicity assessed using the MTT test. The results were replaced with relative values and the control was treated only with medium. Hexamer at 100 mM concentration was dissolved in 1% DMSO and treated. As previously known, DMSO has a function of lysing cells at room temperature. Thus, it was the comparison using 1% DMSO as a 2 nd control. If the relative value is lower than the M control, cytotoxicity can be suspected, almost all higher than the 2 nd control. When treated with KCM11 peptide in primary cells, it was slightly lower but was not statistically significant. Therefore, since the peptides of the present invention could not find a cytotoxicity potential, it can be seen that the peptides are likely to be safe for humans.
실시예 8: 병징 발생에 대한 KCM21 펩티드의 효과Example 8 Effect of KCM21 Peptide on Disease Development
인체에 독성이 있는 살균제나 환경에 문제가 있는 항생제를 사용하지 않고, 실제 in vivo에서 본 발명의 펩티드가 병의 진전을 방지할 수 있는가를 알아보았다. 도 8은 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum)에 의해 야기된 병징 발생에 대한 KCM21의 효과를 보여준다. 패널 A-C는 접종 하루만이여서 잘 구분이 안된다. 패널 D는 펩티드와 균을 동시에 접종한 것으로, 농도에 따라 투여량 의존적으로 병징이 감소됨을 보여준다. 패널 E는 균을 접종하기 전에 펩티드를 처리하면 역시 방제 효과가 있음을 보여준다. 패널 F는 균을 접종하고 나서 약 한 시간 후에 펩티드를 처리하면 방제 효과가 그리 크지 않음을 보여준다.Indeed, it was examined whether the peptide of the present invention can prevent disease progression in vivo without using a fungicide that is toxic to humans or an antibiotic that has environmental problems. Figure 8 is caused by Pectobacterium carotovorum subsp. C arotovorum Show the effect of KCM21 on symptom development. Panel AC is not well distinguished since it is only one day of inoculation. Panel D is inoculated at the same time with the peptide and bacteria, showing that the dose-dependent symptoms are reduced depending on the concentration. Panel E shows that treating the peptides prior to inoculation also has a control effect. Panel F shows that treatment of the peptide about one hour after inoculation is not very effective.
하기 표 3은 21가지 균을 사용하여 MIC 및 MBC를 구한 것이다.Table 3 below shows MIC and MBC using 21 bacteria.
표 3. 21가지 균에 대한 MIC 및 MBC 결과.Table 3. MIC and MBC results for 21 strains.
마이크로 플레이트에서 관찰하였을 때, 액체배지에서 전혀 자라지 않는 농도를 찾아보고 (spectrophotometer 이용하여 확인, MIC), 자라지 않은 웰에서 일부를 떼어 배지에 플레이팅함으로써 실제 균이 자라지 않는 최소 살균 농도를 동시에 측정하였다 (MBC). 대부분의 한국에서 문제가 되는 식물 세균 병원균에 확실한 살균 효과가 있었지만, 일부 균 Burkholderia, Ralstonia, Pectobacterium 등의 세균에서는 살균효과는 없었다 (200uM 농도에서). 이는 도 1 내지 5에서 알 수 있듯이 성장의 저해는 가능하지만 완전한 살균은 되지 않는다는 것을 의미한다.When observed on a microplate, the concentrations that do not grow at all in the liquid medium (confirmed by using a spectrophotometer, MIC) were measured at the same time by removing some of the ungrown wells and plating them on the medium. (MBC). Although there was a definite bactericidal effect on the plant bacterial pathogens in question in most of Korea, some bacteria such as Burkholderia, Ralstonia, and Pectobacterium had no bactericidal effect (at 200uM concentration). This means that as shown in FIGS. 1 to 5, growth inhibition is possible but not complete sterilization.
곰팡이에 대한 살균효과는 미미하지만, KRS22 펩티드를 캔디다 크루세이 (candida krusei)에 처리하였을 때 살균 효과를 확인할 수 있었다.Although the bactericidal effect on the fungus is insignificant, the bactericidal effect was confirmed when the KRS22 peptide was treated with candida krusei.
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도 1은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 균주 833 (XCV833)에 대해 수행된 합성 펩티드 조합 라이브러리의 positional scanning을 보여준다. 각 패널은 헥사펩티드의 6가지 위치의 각각에서 공지된 아미노산을 갖는 펩티드 풀에 대해 수득된 결과를 나타낸다. 6가지 위치는 19가지 L-아미노산의 각각에 대해 개별적으로 지정된다 (O1 및 O2…). 남아 있는 5가지 위치는 19가지 L-아미노산의 혼합물 (X)로 이루어진다 (시스테인 제외됨). 상기 라이브러리는 114가지 펩티드 풀로 이루어진다: 전체 PS-SPCL은 47,045,881개의 상이한 펩티드로 이루어진다. 각각의 펩티드 혼합물을 96 웰 미세역가 플레이트에서 XCV833의 밤새 배양물 (1-5X106 로 희석됨)에 대해 분석하였다. 세균 세포를 진탕하면서 (80 rpm) 30℃에서 24시간 동안 인큐베이션하였다. 세균 성장 속도를 미세역가 리더 (Biorad)를 이용하여 측정하였다. *는 펩티드 풀 처리 직후에 세균 세포 배양물에서 혼탁한 색깔을 보이는 일시적인 세균 세포 용균(lysis) 또는 응집을 유도하는 펩티드 풀을 나타낸다.1 shows Xanthomonas Campestris fV. Bessictoria ( Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria The positional scanning of the synthetic peptide combination library performed for strain 833 (XCV833) is shown. Each panel shows the results obtained for a pool of peptides with known amino acids at each of the six positions of the hexapeptide. The six positions are designated individually for each of the 19 L-amino acids (O1 and O2...). The remaining five positions consist of a mixture (X) of 19 L-amino acids (excluding cysteine). The library consists of 114 peptide pools: The total PS-SPCL consists of 47,045,881 different peptides. Each peptide mixture was analyzed for overnight culture (diluted with 1-5 × 10 6 ) of XCV833 in 96 well microtiter plates. Bacterial cells were incubated at 30 ° C. for 24 hours with shaking (80 rpm). Bacterial growth rates were measured using a microtiter reader (Biorad). * Indicates peptide pools that induce transient bacterial cell lysis or aggregation with turbid color in bacterial cell culture immediately after peptide pool treatment.
도 2는 클라비박터 미시가넨시스 아종 미시가넨시스 (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis)(CM)에 대해 수행된 합성 펩티드 조합 라이브러리의 positional scanning을 보여준다. 각각의 펩티드 혼합물을 96 웰 미세역가 플레이트에서 CM의 밤새 배양물 (1-5X106 로 희석됨)에 대해 분석하였다. 세균 세포를 진탕하면서 (80 rpm) 30℃에서 24시간 동안 인큐베이션하였다. 세균 성장 속 도를 미세역가 리더 (Biorad)를 이용하여 측정하였다.FIG. 2 shows positional scanning of the synthetic peptide combination library performed on Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis (CM). Each peptide mixture was analyzed for overnight culture (diluted with 1-5 × 10 6 ) of CM in 96 well microtiter plates. Bacterial cells were incubated at 30 ° C. for 24 hours with shaking (80 rpm). Bacterial growth rate was measured using a microtiter reader (Biorad).
도 3은 세균 성장에 대한 12가지 헥사-펩티드의 효과를 보여준다. ECM 펩티드를 제외하고, 모든 10가지 선발된 헥사머는 상이한 유효성으로 3가지 세균 균주에 대해 성장 저해를 보여주었다. 흥미롭게도, Ralstonia solanacearum (RS) 가 헥사-펩티드에 대해 가장 내성 균주였다.3 shows the effect of twelve hexa-peptides on bacterial growth. Except for ECM peptides, all 10 selected hexamers showed growth inhibition against three bacterial strains with different efficacy. Interestingly, Ralstonia solanacearum (RS) was the most resistant strain to hexa-peptide.
도 4는 4가지 헥사-펩티드의 선택적 저해를 보여준다. 세균 성장 (Ralstonia solanacerum race 1 (RS1), race 3 (RS3) 및 E. coli DH5α)의 저해를 17시간 인큐베이션 후에 600 nM에서 OD로 측정하였다. 값은 무처리 대조구와 비교한 상대적인 값이다. A: KCM11, B:KCM12, C:KCM21, D:KRS22.4 shows selective inhibition of four hexa-peptides. Inhibition of bacterial growth ( Ralstonia solanacerum race 1 (RS1), race 3 (RS3) and E. coli DH5α) was measured as OD at 600 nM after 17 h incubation. Values are relative values compared to untreated control. A: KCM11, B: KCM12, C: KCM21, D: KRS22.
도 5는 진균 성장에 대한 4가지 헥사-펩티드의 효과를 보여준다. CK: Candida krusei, CT: Candida tropicalis, SC: Scharomyces cerevisiae 5312. 5 shows the effect of four hexa-peptides on fungal growth. CK: Candida krusei , CT: Candida tropicalis, SC: Scharomyces cerevisiae 5312.
도 6은 4가지 헥사-펩티드의 MIC를 보여준다. 각 시리즈의 첫번째 스팟은 5㎕ 용액 중의 5 nmole의 펩티드를 포함한다. 희석 시리즈 (1:1 희석)를 플레이트에 스팟팅하고, 15분 동안 건조시켰다. 시험 세균의 105 세포를 포함하는 7ml의 top layer soft agar 배지를 플레이트에 적용하였다. 30℃에서 24시간 인큐베이션 후에 사진을 촬영하였다. 패널 A: Xanthomonas albilineans, 패널 B: Xanthomonas campestris pv. vesicatoria 833. a: KCM11, b: KCM12, c: KCM21, d: KRS22.6 shows the MIC of four hexa-peptides. The first spot of each series contained 5 nmoles of peptide in 5 μl solution. Dilution series (1: 1 dilution) were spotted on the plate and dried for 15 minutes. 7 ml top layer soft agar medium containing 10 5 cells of test bacteria was applied to the plate. Pictures were taken after 24 hours incubation at 30 ° C. Panel A: Xanthomonas albilineans, Panel B: Xanthomonas campestris pv.
도 7은 MTT 시험을 이용하여 평가한 세포독성을 나타낸다. 일차 배양 세포주 (인간 자궁내막 기질 세포) 및 인간 자궁내막 암 세포주(Hec1A)을 이용하였다. a: KCM11, b: KCM12, c: KCM21, d: KRS22, M: 1% DMSO 대조구.7 shows cytotoxicity assessed using the MTT test. Primary culture cell lines (human endometrial stromal cells) and human endometrial cancer cell lines (Hec1A) were used. a: KCM11, b: KCM12, c: KCM21, d: KRS22, M: 1% DMSO control.
도 8은 펙토박테리움 카로토보룸 아종 카로토보룸 (Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum)에 의해 야기된 병징 발생에 대한 KCM21의 효과를 보여준다. 각 배추 잎에서, 상단, 중간, 바닥 스팟을 각각 200 μM, 100 μM, 및 0 μM의 KCM21로 동시에 (A, D) 또는 병원균 접종 전에 (B, E) 또는 병원균 접종 후에 1시간 간격으로 (C, F) 주입하였다. A-C : 접종 후 1일. D-F: 접종 후 2일.Figure 8 is caused by Pectobacterium carotovorum subsp. C arotovorum Show the effect of KCM21 on symptom development. On each cabbage leaf, the top, middle and bottom spots were simultaneously (A, D) with 200 μM, 100 μM and 0 μM KCM21 or before (B, E) or 1 hour intervals after pathogen inoculation (C , F) injected. AC : 1 day after inoculation. DF: 2 days after inoculation.
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