KR101034490B1 - Recombinant influenza virus hemagglutinin protein as antigenic epitope for vaccination with enhanced biosafety - Google Patents

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Abstract

본 발명은 막 융합 (membrane fusion) 기능이 결여 또는 저하되어 생체 안전성이 뛰어난 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프(antigenic epitope)를 개발하기 위하여 재조합 DNA 기술을 이용하여 HA (hemagglutinin) 단백질 (HA1과 HA2)을 대장균에서 발현한 후 정제하였으며, 구체적으로 상기 재조합 HA 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 HA1 단백질의 1 ~ 16번 아미노산 잔기들이 결실되고, 30번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고; 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 HA2 단백질은 137번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고, 123번째, 124번째 및 127번째 아미노산 잔기인 알기닌에 해당하는 AGG 코돈이 CGT로 각각 치환되며, 재조합 HA2 단백질은 막 융합 기능이 결여 또는 저하된 것을 특징으로 한다.The present invention uses HA (hemagglutinin) proteins (HA1 and HA2) using recombinant DNA technology to develop an antigenic epitope for influenza virus vaccines with high or low biosafety due to lack or degradation of membrane fusion. Was purified after expression in E. coli, specifically, the recombinant HA protein is deleted from amino acid residues 1 to 16 of the HA1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the 30th amino acid residue is substituted for serine in cysteine; In the HA2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the 137th amino acid residue is substituted with serine at cysteine, the AGG codon corresponding to arginine at 123th, 124th and 127th amino acid residues is substituted with CGT, respectively, and the recombinant HA2 protein It is characterized by a lack or degradation of the membrane fusion function.

인플루엔자 바이러스, 백신, 항원성 에피토프, HA 단백질, HA1, HA2 Influenza virus, vaccine, antigenic epitope, HA protein, HA1, HA2

Description

생체 안전성이 뛰어난 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프로서의 재조합 헤마글루티닌 단백질{Recombinant influenza virus hemagglutinin protein as antigenic epitope for vaccination with enhanced biosafety}Recombinant influenza virus hemagglutinin protein as antigenic epitope for vaccination with enhanced biosafety}

본 발명은 생체 안전성이 뛰어난 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프로서의 재조합 헤마글루티닌 단백질에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프 (antigenic epitope)로서의 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질에 있어서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 HA1 단백질의 1 ~ 16번 아미노산 잔기들이 결실되고, 30번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고; 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 HA2 단백질은 137번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고, 123번째, 124번째 및 127번째 아미노산 잔기인 알기닌에 해당하는 AGG 코돈이 CGT로 각각 치환되며, 재조합 HA2 단백질은 막 융합 기능이 결여 또는 저하된 것을 특징으로 하는 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질에 관한 것이다.The present invention relates to a recombinant hemagglutinin protein as an antigenic epitope for influenza virus vaccines with excellent biosafety, and more particularly, to a recombinant hemagglutinin (HA) protein as an antigenic epitope for influenza virus vaccines. The amino acid residues 1-16 of the HA1 protein consisting of the amino acid sequence of Number 1 are deleted, and the 30th amino acid residue is substituted for cysteine with serine; In the HA2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the 137th amino acid residue is substituted with serine at cysteine, the AGG codon corresponding to arginine at 123th, 124th and 127th amino acid residues is substituted with CGT, respectively, and the recombinant HA2 protein Relates to a recombinant HA (hemagglutinin) protein characterized by a lack or reduced membrane fusion function.

인플루엔자 바이러스 (influenza virus)는 Orthomyxoviridae 과에 속하는 바이러스로, single-stranded(-) RNA가 7 ~ 8개로 segmented되어 있는 게놈을 가진 다. 핵단백질과 세포간질 단백질의 항원성 차이에 따라 크게 A, B 그리고 C형으로 나눈다. 인플루엔자 바이러스 A는 바이러스의 envelope에 있는 표면단백질인 hemagglutinin (HA)과 neuraminidase (NA)의 항원성 차이에 따라 각각 15가지 타입 (H1-H15) 그리고 9가지 타입 (N1-N9)으로 나뉜다 (Cross et al. 2001. EMBO J., 20: 4432-4442).Influenza virus belongs to the Orthomyxoviridae family and has a genome with seven to eight single-stranded RNAs. Divided into A, B and C type according to the antigenic difference between the nucleoprotein and intercellular protein. Influenza virus A is divided into 15 types (H1-H15) and 9 types (N1-N9), respectively, according to the antigenic differences of the surface proteins hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA) in the virus envelope (Cross et al. 2001. EMBO J., 20: 4432-4442.

HA 단백질은 막 당단백질로서 하나의 폴리펩티드 (전구체 HA0)로 발현된 후, proteolytic cleavage에 의해 HA1과 HA2로 나누어지게 되고 자연 상태에서는 하나의 disulfide bond (HA1의 30번째 아미노산 잔기인 시스테인과 HA2의 137번째 아미노산인 시스테인 간의)로 연결되어 있다 (Swelley et al. 2004. Biochemistry, 43: 5902-5911)(도 1 참고).The HA protein is expressed as a membrane glycoprotein as one polypeptide (precursor HA0), which is then divided into HA1 and HA2 by proteolytic cleavage, and in nature, a disulfide bond (the 30th amino acid residue of HA1, cysteine and HA2). Th amino acid, between cysteines) (Swelley et al. 2004. Biochemistry, 43: 5902-5911) (see FIG. 1).

인플루엔자 바이러스가 숙주세포로 침입하기 위해서는 바이러스 envelope 막과 숙주세포 세포막 사이의 막 융합이 일어나야만 한다. 이 과정에는 C-말단에 존재하는 transmembrane domain (TMD)를 가지고 있는 막 단백질 (membrane protein)인 HA2가 관여하는데, HA2의 N-말단에 있는 소수성 아미노산 잔기들로 구성된 융합 펩티드 (fusion peptide)가 숙주세포 (target cell)의 세포막을 부분적으로 휘저어주는 역할을 함으로써 두 개의 막 계가 융합되는 것으로 알려져 있고, 그래서 HA2 단백질을 막 융합단백질이라고 부르고 있다 (Cross et al. 2001. EMBO J., 20: 4432-4442).For influenza virus to invade host cells, a membrane fusion must occur between the viral envelope membrane and the host cell membrane. This process involves HA2, a membrane protein with a transmembrane domain (TMD) at the C-terminus, which is composed of a fusion peptide consisting of hydrophobic amino acid residues at the N-terminus of HA2. The two membrane systems are known to fuse by acting to partially stir the cell membrane of the target cell, and so the HA2 protein is called a membrane fusion protein (Cross et al. 2001. EMBO J., 20: 4432- 4442).

침입한 바이러스가 endosome으로 들어간 후 pH가 낮아지면서 바이러스 표면의 HA2가 세포막 융합의 활성을 갖게 되는 기작을 "spring-roaded mechanism"이라 고 한다. 이것은 잠복기로 있는 상태에서는 HA2 단백질 내에서 loop 이었던 부분이 (도 2) pH shift에 의한 융합단계로 전환된 이후에는 3개의 HA2 단백질 분자로 만들어지는 세 가닥의 α-helical coiled-coil로 형태 변화가 일어나는 것을 말한다 (Epand et al. 1999. J. Mol. Biol., 286: 489-503).After the invading virus enters the endosome, the pH decreases, and the mechanism by which HA2 on the surface of the virus becomes fused is called the "spring-roaded mechanism." This is a three-stranded α-helical coiled-coil made of three HA2 protein molecules after the loop portion in the HA2 protein (Fig. 2) is converted to a fusion phase by pH shift in the incubation period. What happens (Epand et al. 1999. J. Mol. Biol., 286: 489-503).

HA2의 α-helical coiled-coil이 형성되는 부위는 HA2의 아미노산 잔기 38-175에 걸쳐져 있는 것으로 보고되어 있다. 이러한 coiled-coil HA2 trimer를 이루는 부위의 접촉면 (interface)은, α-helix 나선구조를 아미노산 잔기의 배열을 원형으로 분석하는 heptad 방식에서 a 와 d position에 해당하는 아미노산 잔기들로 구성되어 있다 (도 3 참조). 특히 이 부위의 d position의 아미노산 잔기들 사이의 소수성 상호작용이 coiled-coil HA2 trimer를 형성하게 하는 단백질 분자 간의 힘을 제공하는 주요 요인인 것으로 보인다.The site where the α-helical coiled-coil of HA2 is formed is reported to span amino acid residues 38-175 of HA2. The interface of the coiled-coil HA2 trimer is composed of amino acid residues corresponding to a and d positions in a heptad method in which the α-helix helix structure is circularly analyzed for the arrangement of amino acid residues (FIG. 3). In particular, the hydrophobic interaction between amino acid residues at the d position of this site appears to be a major factor providing the forces between the protein molecules that form the coiled-coil HA2 trimer.

인플루엔자 바이러스에 대한 백신 (vaccine)의 제조는 전통적으로 불활성화된 바이러스를 사용하거나 바이러스 입자에서 추출한 HA과 NA 단백질을 사용하고 있으나, 정제 과정에서 완전히 제거되지 못한 viral lipid 등이 함유되어 있어 어린 유아와 노인들에게는 안전성 면에서 아직도 문제가 되고 있다. 또한, 높은 혈청 IgG 반응을 유도하지만 바이러스 침투경로가 되는 코의 분비물에서는 IgA 반응이 유도되지 못하고 있다. 최근에 살아있는 약독화된(attenuated) 바이러스 (예를 들어 temperature-sensitive)를 백신으로 이용하기 위한 연구가 진행되고 있으나, 활성이 있는 바이러스로 변환될 수 있는 가능성, 낮은 항체 생성 유도로 인하여 높은 dosage로 투여해야 하거나 불활성화된 바이러스를 함께 투여해야 하는 등의 문제점 이 있는 것으로 보고되고 있어, 많은 가능성에도 불구하고 아직은 실용화되지 못하고 있는 실정이다.Vaccines against influenza viruses have traditionally been using inactivated viruses or HA and NA proteins extracted from virus particles, but contain viral lipids that have not been completely removed during purification. It is still a problem for the elderly in terms of safety. In addition, IgA responses are not induced in nasal secretions that induce high serum IgG responses but become viral penetration pathways. Recently, studies have been conducted to use live attenuated viruses (eg, temperature-sensitive) as vaccines, but high dosages due to the possibility of being converted into active viruses and inducing low antibody production It has been reported that there is a problem that should be administered or inactivated virus together, and despite the many possibilities it is not yet practical.

한국특허등록 제10-0703571호에는 인플루엔자에 대한 펩티드-기초 백신이 개시되어 있으며, 한국특허공개 제2008-0093382호에는 독감 예방용 백신 조성물이 개시되어 있으나, 본 발명의 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프 (antigenic epitope)로서의 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질과는 상이하다.Korean Patent Registration No. 10-0703571 discloses a peptide-based vaccine against influenza, and Korean Patent Publication No. 2008-0093382 discloses a vaccine composition for preventing influenza, but the antigenic epitope for influenza virus vaccine of the present invention. It is different from recombinant HA (hemagglutinin) protein as an antigenic epitope.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명에서는 어린 유아나 노인들에게도 생체 안전성이 뛰어난 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프를 개발하기 위하여, 재조합 DNA 기술을 이용하여 헤마글루티닌 단백질 (HA1과 HA2)을 대장균에서 각각 발현한 후 정제하였다. 백신을 제조하는 경우는, 감염능력이 결여된 mutant HA2와 wild-type HA1 단백질이 함께 항원성 에피토프로서 사용되어야 한다. 즉, 별도로 발현하여 정제한 wild-type HA1 단백질도 함께 넣어주어야 한다.The present invention has been made in accordance with the above requirements, and in the present invention, in order to develop an antigenic epitope for influenza virus vaccine with excellent biosafety even in young infants and the elderly, hemagglutinin protein ( HA1 and HA2) were each expressed in E. coli and purified. When preparing vaccines, mutant HA2 and wild-type HA1 proteins lacking infectivity should be used together as antigenic epitopes. In other words, separately expressed and purified wild-type HA1 protein should also be put together.

생체 안전성을 높이기 위해서는 HA2 단백질의 막 융합 기능을 제거하여야 한다.In order to increase biosafety, the membrane fusion function of HA2 protein should be removed.

첫째, coiled-coil HA2 trimer의 interface에 존재하는 d position에 해당하는 아미노산 잔기를 알라닌으로 치환하여, HA2 단백질 분자간의 소수성 상호작용을 저해시키면서 α-helix 나선구조 자체는 파괴하지 않고 coiled-coil HA2 trimer의 형성만을 저해시키는 mutant HA2 단백질을 제조할 수 있다. 둘째, HA2 단백질의 N-말단에 존재하는 융합 펩티드 자체의 막 융합 기능이 저하된 G1E HA2와 G1V HA2 mutant 단백질을 제조할 수 있다. 셋째, 융합 펩티드 자체를 제거한 HA2 단백질 단편을 제조할 수 있다.First, by substituting alanine for the amino acid residue corresponding to the d position at the interface of the coiled-coil HA2 trimer, it inhibits the hydrophobic interaction between HA2 protein molecules and does not destroy the α-helix helix itself, but rather the coiled-coil HA2 trimer. A mutant HA2 protein can be prepared that inhibits only the formation of. Second, G1E HA2 and G1V HA2 mutant proteins can be prepared in which the membrane fusion function of the fusion peptide itself present at the N-terminus of HA2 protein is reduced. Third, a HA2 protein fragment from which the fusion peptide itself is removed can be prepared.

인플루엔자 바이러스 유래의 재조합 HA1 및 HA2 단백질을 대장균에서 발현하기 위해서는, 대장균(E. coli) 균주 Rosetta(DE3)pLysS (Novagen)와 같은 codon usage 문제를 해결할 수 있는 숙주 세포 균주를 사용하여야 한다. 발현 수율을 향상시키기 위해서는 HA2 단백질의 R123, R124, R127와 같이 인접해서 존재하는 rare 코돈을 대장균에서 발현에 적합한 코돈으로 치환하는 것이 바람직하다. 또한 inclusion body 형성을 방지하기 위하여 intramolecular 또는 intermolecular disulfide bond를 이룰 수 있는 아미노산 잔기인 시스테인을 세린으로 치환할 필요가 있다. HA1 단백질의 경우, N-말단 신호 서열(signal sequence) 부위가 제거된 형태로 대장균에서 발현하여야 한다.In order to express recombinant HA1 and HA2 proteins derived from influenza virus in E. coli , host cell strains such as E. coli strain Rosetta (DE3) pLysS (Novagen) should be used. In order to improve the expression yield, it is preferable to replace rare codons, such as R123, R124 and R127, of the HA2 protein with codons suitable for expression in E. coli. In addition, to prevent inclusion body formation, cysteine, an amino acid residue capable of forming an intramolecular or intermolecular disulfide bond, needs to be substituted with serine. In the case of the HA1 protein, the N-terminal signal sequence region must be expressed in E. coli.

세포의 배양조건, 유도 시기, 유도 강도 (IPTG 첨가량), 유도 후 발현 시간 등의 단백질 발현 조건과 세포파쇄 용액, 친화성 크로마토그래피의 강도 (His tag), 세척 용액 및 방법, 용출 방법 등의 정제 조건의 최적화가 필요하다.Purification of protein expression conditions such as cell culture conditions, timing of induction, induction intensity (addition amount of IPTG), expression time after induction, cell disruption solution, strength of affinity chromatography (His tag), washing solution and method, and elution method Conditions need to be optimized.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프 (antigenic epitope)로서의 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질에 있어서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 HA1 단백질의 1 ~ 16번 아미노산 잔기들이 결실되고, 30번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고; 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 HA2 단백질은 137번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고, 123번째, 124번째 및 127번째 아미노산 잔기인 알기닌에 해당하는 AGG 코돈이 CGT로 각각 치환되며, 재조합 HA2 단백질은 막 융합 기능이 결여 또는 저하된 것을 특징으로 하는 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a recombinant HA (hemagglutinin) protein as an antigenic epitope for influenza virus vaccine, amino acid residues 1 to 16 of the HA1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is deleted The 30th amino acid residue is substituted for serine in cysteine; In the HA2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the 137th amino acid residue is substituted with serine at cysteine, the AGG codon corresponding to arginine at 123th, 124th and 127th amino acid residues is substituted with CGT, respectively, and the recombinant HA2 protein Provides a recombinant HA (hemagglutinin) protein characterized by a lack or reduced membrane fusion function.

본 발명에 따르면, (1) 생체 안전성이 뛰어난 항원성 에피토프로서의 mutant HA2 단백질의 제조가 가능하고, (2) 유아와 노인들에게 요구되는 독성이 없고 향상된 백신 효능을 갖는 인플루엔자 바이러스 백신의 개발이 가능하며, (3) 단백질 공학 기술을 이용하여 기존의 특허 기술을 대체할 수 있는 새로운 형태의 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프의 개발이 가능하며, (4) 조류독감 바이러스, 신종 Flu 및 HIV 바이러스 gp41 단백질 관련 백신 개발에 활용이 가능하다.According to the present invention, (1) the production of a mutant HA2 protein as an antigenic epitope with excellent biosafety is possible, and (2) the development of an influenza virus vaccine having no toxicity and improved vaccine efficacy required for infants and the elderly. And (3) using protein engineering techniques to develop new forms of antigenic epitopes for influenza virus vaccines that can replace existing patented technologies, and (4) avian influenza virus, swine Flu, and HIV virus gp41 proteins. It can be used to develop related vaccines.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프 (antigenic epitope)로서의 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질에 있어서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 HA1 단백질의 1 ~ 16번 아미노산 잔기들이 결실되고, 30번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고; 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 HA2 단백질의 137번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고, 123번째, 124번째 및 127번째 아미노산 잔기에 해당하는 알기닌의 코돈이 AGG에서 CGT으로 각각 치환된 것을 특징으로 하는 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is a recombinant HA (hemagglutinin) protein as an antigenic epitope for influenza virus vaccine, amino acid residues 1 to 16 of the HA1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 Are deleted and the 30th amino acid residue is substituted for cysteine in serine; The 137th amino acid residue of the HA2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is substituted with serine in cysteine, and the codons of arginine corresponding to the 123rd, 124th and 127th amino acid residues are substituted with AGT to CGT, respectively. To provide a recombinant HA (hemagglutinin) protein.

본 발명의 일 구현예에 따른 재조합 HA 단백질에서, HA2 단백질은 T59A, I66A, V73A, L80A, T87A, V73A, I108A, M115A, T122A, T59A/I66A, V73A/L80A, T87A/W94A, M115A/T122A, I66A/V73A, L80A/T87A 및 I108A/M115A로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아미노산 잔기가 치환될 수 있다. 예를 들면, T59A는 HA2 단백질의 59번째 아미노산인 트레오닌이 알라닌으로 치환된 single mutant를 말하며, T59A/I66A는 HA2 단백질의 59번째 아미노산인 트레오닌이 알라닌으로 치환되고, 동시에 66번째 아미노산인 이소루신이 알라닌으로 치환된 double mutant를 말한다.In a recombinant HA protein according to one embodiment of the invention, the HA2 protein is T59A, I66A, V73A, L80A, T87A, V73A, I108A, M115A, T122A, T59A / I66A, V73A / L80A, T87A / W94A, M115A / T122A, One or more amino acid residues selected from the group consisting of I66A / V73A, L80A / T87A and I108A / M115A may be substituted. For example, T59A refers to a single mutant in which threonine, the 59th amino acid of HA2 protein, is substituted with alanine, and T59A / I66A refers to threonine, the 59th amino acid of HA2 protein, replaced with alanine, Refers to a double mutant substituted with alanine.

본 발명의 일 구현예에 따른 재조합 HA 단백질에서, 상기 HA2 단백질의 1번째 아미노산 잔기는 글리신에서 글루탐산 또는 발린으로 치환될 수 있다.In a recombinant HA protein according to an embodiment of the present invention, the first amino acid residue of the HA2 protein may be substituted with glutamic acid or valine in glycine.

본 발명의 일 구현예에 따른 재조합 HA 단백질에서, 상기 HA2 단백질의 융합 펩티드(fusion peptide)에 해당하는 1 ~ 22번째 아미노산 잔기들이 결실될 수 있으며, 동시에 상기 HA2 단백질의 TMD (transmembrane domain)에 해당하는 186 ~ 221번째 아미노산 잔기들이 결실될 수 있다.In a recombinant HA protein according to an embodiment of the present invention, amino acid residues 1 to 22 corresponding to the fusion peptide of the HA2 protein may be deleted, and at the same time, correspond to the TMD (transmembrane domain) of the HA2 protein. 186 th to 221 th amino acid residues may be deleted.

본 발명의 일 구현예에 따른 재조합 HA 단백질에서, 상기 재조합 HA1 및 HA2 단백질의 C-말단에 각각 His7-tag 및 His6-tag이 부착될 수 있다.In the recombinant HA protein according to an embodiment of the present invention, His7-tag and His6-tag may be attached to the C-terminus of the recombinant HA1 and HA2 proteins, respectively.

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

HA2 단백질의 경우 막 융합 기능을 제거하기 위하여 다음과 같이 세 가지 방법을 사용하였다.In the case of HA2 protein, three methods were used as follows to remove membrane fusion function.

첫째, HA2의 coiled-coil이 형성되는 부위의 아미노산 잔기 38 - 175 중에서, pH shift에 의한 fusogenic state에서 HA2의 conformational change에 의해 유도되는 coiled-coil 구조의 HA2 trimer를 형성하는 접촉면 (interface)인 a 와 d position에 해당하는 아미노산 잔기들, 특히 d position의 아미노산 잔기들에 연구의 초점을 맞추었다. Coiled-coil HA2 trimer의 interface에 존재하는 d position 에 해당하는 아미노산 잔기를 알라닌으로 치환하여, α-helix 나선구조 자체는 파괴하지 않고 HA2 단백질 분자간의 소수성 상호작용을 저해시키면서 정상적인 HA2 trimer가 형성되는 것을 저해함으로써 막 융합 활성이 결여된 16 종의 mutant HA2 단백질을 제조하였다.First, among the amino acid residues 38-175 of the site where the coiled-coil of HA2 is formed, an interface that forms a HA2 trimer of coiled-coil structure induced by conformational change of HA2 in fusogenic state by pH shift The study focused on amino acid residues corresponding to and d position, especially amino acid residues at d position. By replacing the amino acid residue corresponding to d position at the interface of the coiled-coil HA2 trimer with alanine, the normal HA2 trimer is formed while inhibiting hydrophobic interaction between HA2 protein molecules without destroying the α-helix helix itself. Inhibition produced 16 mutant HA2 proteins lacking membrane fusion activity.

둘째, HA2 단백질의 N-말단에 존재하는 융합 펩티드 자체의 막 융합 기능이 저하된 첫 번째 아미노산 잔기가 치환된 G1E HA2와 G1V HA2 mutant 단백질을 제조하여, coiled-coil HA2 trimer는 그대로 유지하면서 막 융합을 막을 수 있도록 하였다. 상기 G1E HA2와 G1V HA2 mutant 단백질은 HA2 단백질의 1번째 아미노산 잔기가 글리신에서 각각 글루탐산 및 발린으로 치환된 것을 의미한다.Second, G1E HA2 and G1V HA2 mutant proteins were substituted with the first amino acid residues of which the membrane fusion function of the fusion peptide itself, which is present at the N-terminus of HA2 protein, was reduced, and the membrane-fusion was maintained while maintaining the coiled-coil HA2 trimer. To prevent it. The G1E HA2 and G1V HA2 mutant proteins mean that the first amino acid residue of the HA2 protein is substituted with glutamic acid and valine in glycine, respectively.

셋째, HA2 단백질의 N-말단에 존재하는 22개의 소수성 아미노산 잔기들로 구성된 융합 펩티드 자체를 제거하여 막 융합 활성을 없애준 HA2(23-185)와 HA2(23-221) 단백질 단편을 제조하였다. HA2 단백질에 포함된 3개의 rare 알기닌(arginine) 코돈을 대장균에서 발현에 적합한 코돈으로 치환하였고 (R123, R124, R127), HA1 단백질의 30번째 아미노산 잔기인 시스테인과 intermolecular disulfide bond를 형성할 수 있는 HA2의 137번째 아미노산 잔기인 시스테인을 세린으로 치환하였다 (C137S).Third, HA2 (23-185) and HA2 (23-221) protein fragments were prepared by removing the fusion peptide itself consisting of 22 hydrophobic amino acid residues present at the N-terminus of the HA2 protein, thereby eliminating membrane fusion activity. Three rare arginine codons contained in the HA2 protein were replaced with codons suitable for expression in E. coli (R123, R124, R127) and HA2, which can form an intermolecular disulfide bond with cysteine, the 30th amino acid residue of the HA1 protein Cysteine, the 137th amino acid residue of, was substituted with serine (C137S).

HA1 단백질의 경우, N-말단 신호 서열을 제거하고(HA1(17-344)), intramolecular 또는 intermolecular disulfide bond에 의한 inclusion body 형성을 방지하기 위하여 HA1 단백질의 30번째 아미노산 잔기인 시스테인을 세린으로 치환하였다 (C30S).In the case of the HA1 protein, the N-terminal signal sequence was removed (HA1 (17-344)) and cysteine, the 30th amino acid residue of the HA1 protein, was substituted with serine to prevent inclusion body formation by intramolecular or intermolecular disulfide bonds. (C30S).

재조합 HA1 및 HA2 단백질의 대장균에서의 발현을 위하여, 숙주 세포 균주는 대장균 균주 Rosetta(DE3)pLysS (Novagen)을 사용하였고, O.D.600 = 0.8 시점에서 0.5 mM IPTG로 유도 후 18 - 20℃, 110 rpm에서 6 - 8시간 발현을 시켰다. 재조합 HA1 및 HA2 단백질의 C-말단에 각각 His7-tag과 His6-tag을 붙여주어 Ni 친화성 크로마토그래피를 이용하여 정제 조건을 확립하였다. 비드에 결합된 단백질을 20 mM과 50 mM 이미다졸이 첨가된 세정 버퍼로 충분히 세척한 후, step-wise 용출을 수행하였다. HA1 단백질의 경우 EDTA와 DTT 및 β-머캅토에탄올을 넣지 않고 세포를 파쇄하였다.For the expression of recombinant HA1 and HA2 proteins in E. coli, the host cell strain was used E. coli strain Rosetta (DE3) pLysS (Novagen) and 18-20 ° C, 110 rpm after induction with 0.5 mM IPTG at OD 600 = 0.8. 6-8 hours expression at. Purification conditions were established using Ni affinity chromatography by attaching His7-tag and His6-tag to the C-terminus of the recombinant HA1 and HA2 proteins, respectively. The proteins bound to the beads were sufficiently washed with a washing buffer to which 20 mM and 50 mM imidazole were added, followed by step-wise elution. In the case of HA1 protein, cells were disrupted without adding EDTA, DTT, and β-mercaptoethanol.

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 illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

시약 및 기기Reagents and Instruments

본 발명에서 사용한 HA 유전자는 인플루엔자 바이러스 type A X31 균주 유래이고 플라스미드 pHA에 들어 있다. pET24b(+) 벡터에 삽입하여 대장균의 rare 코돈 문제를 해결한 대장균 균주 Rosetta(DE3)pLysS (Novagen)에서 발현시켰다. Mutant DNA 제조를 위해 사용된 DNA 증폭장치는 Biometra사의 T-GRADIENT 48 모델을 사용하였다.The HA gene used in the present invention is derived from influenza virus type A X31 strain and is contained in plasmid pHA. It was expressed in E. coli strain Rosetta (DE3) pLysS (Novagen), which was inserted into the pET24b (+) vector to solve the rare codon problem of E. coli. The DNA amplification apparatus used for the preparation of mutant DNA was a T-GRADIENT 48 model of Biometra.

실시예 1: Coiled-coil HA2 trimer의 interface에 존재하는 d position mutant의 제조Example 1: Preparation of d position mutant present at interface of coiled-coil HA2 trimer

본 발명에서 사용한 모든 HA2 construct는 아래와 같은 프라이머를 이용하여 3개 (R123, R124, R127)의 rare 알기닌 코돈 (AGG)을 대장균에서 발현에 적합한 코돈 (CGT)으로 치환하여 사용하였다.All HA2 constructs used in the present invention were used by substituting three rare (R123, R124, R127) rare arginine codons (AGG) with codons (CGT) suitable for expression in E. coli.

HA-3R-FHA-3R-F

ACAAGCTGTTTGAAAAAACACGTCGTCAACTGCGTGAAAATGCTGAAGAGAT(서열번호 3)ACAAGCTGTTTGAAAAAACACGTCGTCAACTGCGTGAAAATGCTGAAGA G AT (SEQ ID NO: 3)

HA-3R-RHA-3R-R

ATCTCTTCAGCATTTTCACGCAGTTGACGACGTGTTTTTTCAAACAGCTTGT(서열번호 4)ATCTCTTCAGCATTTTCACGCAGTTGACGACGTGTTTTTTCAAACAGCTTGT (SEQ ID NO: 4)

HA2(1-185) 플라스미드 DNA construct (도 4의 B)를 이용하여 HA2의 coiled-coil 부위 (38 ~ 175)의 접촉면 (interface)을 이루는 아미노산 잔기들 중에서 우선은 55 ~ 126 사이의 d position에 해당하는 아미노산 잔기를 알라닌으로 치환한 mutant HA2 (single mutant 9개, double mutant 7개)를 확보하였고 표에 정리하였다 (도 5 및 도 6).Among the amino acid residues that make up the interface of the coiled-coil sites (38-175) of HA2 using the HA2 (1-185) plasmid DNA construct (FIG. 4B), the amino acid residues are first located at d positions between 55 and 126. Mutant HA2 (9 single mutants, 7 double mutants) in which the corresponding amino acid residues were substituted with alanine was obtained and summarized in the table (FIGS. 5 and 6).

본 발명에서 수행한 모든 site-directed mutagenesis는 Stratagene (USA)의 QuickChange

Figure 112009038018362-pat00001
방법을 변형하여 PCR (Biometra Tgradient Thermocycler)을 이용하여 수행하였다 (도 7). 돌연변이를 일으키고자 하는 자리를 가운데에 포함하고 있는 동일한 위치를 포함하는 30 ~ 35 bp 길이의 정방향 및 역방향 mutagenic 프라이머 (Bioneer, Korea)를 사용하였다. 플라스미드 DNA 전체를 복제해야 하기 때문에 fidelity가 우수하면서도 합성속도가 빠른 (1kb/min) Pfu Turbo
Figure 112009038018362-pat00002
DNA polymerase 를 사용하여 일반적으로 다음의 조건으로 PCR 반응을 수행하였다; 25 cycle (95℃ 45 sec; 55℃ 1 min; 68℃ 8 min).All site-directed mutagenesis performed in the present invention are QuickChange of Stratagene (USA)
Figure 112009038018362-pat00001
The method was modified and performed using PCR (Biometra Tgradient Thermocycler) (FIG. 7). Forward and reverse mutagenic primers (Bioneer, Korea) of 30 to 35 bp in length containing the same position including the site to be mutated were used. Excellent fidelity and fast synthesis rate (1kb / min) Pfu because the entire plasmid DNA must be replicated Turbo
Figure 112009038018362-pat00002
PCR reactions were generally performed using DNA polymerase under the following conditions; 25 cycles (95 ° C. 45 sec; 55 ° C. 1 min; 68 ° C. 8 min).

PCR 반응이 종결된 후에는 아가로스 겔 전기영동을 수행하여 linear한 형태의 플라스미드 크기의 DNA 밴드가 증폭되었는지를 확인한 후 (도 8), Dpn I 제한효소를 3시간 정도 처리하여 E. coli DH5α에서 추출하여 사용한 parental DNA template를 최대한 제거하였다. E. coli DH5α에 형질전환을 시킨 후 2 ~ 3개 정도의 콜로니로부터 플라스미드 DNA miniprep을 하여 DNA sequencing (Solgent, Korea)을 통하여 원하는 위치가 변형된 것을 확인하였다.After the PCR reaction was terminated, agarose gel electrophoresis was performed to confirm that the DNA band of the linear plasmid size was amplified (Fig. 8), and then treated with Dpn I restriction enzyme for about 3 hours in E. coli DH5α. The extracted parental DNA template was removed as much as possible. After transformation into E. coli DH5α, plasmid DNA miniprep was carried out from 2 or 3 colonies to confirm that the desired position was modified through DNA sequencing (Solgent, Korea).

실시예 2: N-말단 아미노산 mutant HA2의 제조Example 2: Preparation of N-terminal amino acid mutant HA2

감염능력이 결여되어 생체 안전성이 뛰어날 것으로 판단되는 G1E HA2 mutant와 G1V HA2 mutant를 항원성 에피토프로 사용하기 위하여 site-directed mutagenesis를 통하여 각각 제조하였다. 위의 두 가지 종류의 HA2 mutant는 α-helix propensity가 그대로 유지되어 coiled-coil HA2 trimer를 형성할 수는 있지만 막 융합 활성은 거의 없는 것으로 보고된 바 있다. 이때 주형으로 사용한 플라스미드 DNA construct는 HA2(1-185)였다 (도 4의 B).G1E HA2 mutant and G1V HA2 mutant, which are considered to have excellent biosafety due to lack of infectivity, were prepared through site-directed mutagenesis for use as antigenic epitopes. The two types of HA2 mutants have been reported to retain the α-helix propensity and form a coiled-coil HA2 trimer, but have little membrane fusion activity. At this time, the plasmid DNA construct used as a template was HA2 (1-185) (FIG. 4B).

실시예 3: 융합 펩티드가 제거된 mutant HA2의 제조Example 3: Preparation of Mutant HA2 with Removed Fusion Peptides

본 발명에서 사용한 인플루엔자 바이러스 type A X31 균주 유래의 HA2 유전자 (1 ~ 221)는 플라스미드 pHA 상에 HA1 유전자 다음에 위치하고 있다. 자연 상태 의 바이러스에서 만들어지는 온전한 HA2 단백질의 경우 C-말단 TMD 부위는 바이러스 envelope에 위치하고 N-말단 융합 펩티드 부위는 표적 세포막을 공격하게 된다. 이러한 형태는 분리정제 과정에서 detergent를 사용하여 형성되는 micelle 구조나 artificial membrane (vesicle, liposome) 위에서 두 부위가 하나의 막 상에 동시에 위치하게 되는 구조적인 문제점을 야기할 수가 있다. 같은 이유로 발현된 온전한 HA2 단백질이 발현 숙주세포의 세포막을 불안정하게 만들어 야기되는 세포독성으로 인하여 정상적인 단백질 발현을 유도하기가 어렵다고 판단된다.HA2 genes (1 to 221) from the influenza virus type A X31 strain used in the present invention are located after the HA1 gene on the plasmid pHA. For intact HA2 proteins produced by natural viruses, the C-terminal TMD site is located in the virus envelope and the N-terminal fusion peptide site attacks the target cell membrane. This type of structure may cause structural problems in which two sites are simultaneously placed on one membrane on the micelle structure or artificial membrane (vesicle, liposome) formed by using detergent during separation and purification. Intact HA2 protein expressed for the same reason is difficult to induce normal protein expression due to cytotoxicity caused by unstable cell membrane of the expression host cell.

따라서, HA2 유전자 (1 ~ 221) 부위 중 N-말단 융합 펩티드 부위 또는 C-말단 TMD 부위를 제거한 HA2(1-185), HA2(23-221) 또는 HA2(23-185) 등 이러한 문제점을 피할 수 있는 변형된 construct를 제조하여, His-tag 친화성 크로마토그래피를 이용하여 정제할 수 있는 발현벡터인 pET24b(+) 벡터에 삽입하였다.Therefore, such problems as HA2 (1-185), HA2 (23-221), or HA2 (23-185) from which the N-terminal fusion peptide site or the C-terminal TMD site are removed among the HA2 gene (1 to 221) sites are avoided. A modified construct was prepared and inserted into pET24b (+) vector, an expression vector that can be purified using His-tag affinity chromatography.

먼저, HA2의 막 융합 활성부위인 융합 펩티드 (1 ~ 22번째 아미노산까지)가 제거된 HA2(23-221) DNA 단편을 가지는 플라스미드 DNA를 제조하였다 (도 4의 C). 인플루엔자 바이러스 type A X31 균주 유래의 전체 HA 유전자를 가지고 있는 플라스미드 pHA를 주형으로 이용하여 아래의 2개의 프라이머를 사용하여, Pfu Turbo

Figure 112009038018362-pat00003
DNA polymerase를 사용하여 다음과 같은 PCR 반응을 통하여, HA2(23-221) 부위만을 증폭하였다; 30 cycle (95℃ 45 sec; 53℃ 1 min; 68℃ 2 min).First, a plasmid DNA having a HA2 (23-221) DNA fragment from which a fusion peptide (up to 1st to 22nd amino acids), which is a membrane fusion active site of HA2, was removed (FIG. 4C) was prepared. By using the plasmid pHA with the total HA gene of influenza virus type A strain X31 derived as a template using two primers below, Pfu Turbo
Figure 112009038018362-pat00003
DNA polymerase was used to amplify only the HA2 (23-221) site through the following PCR reaction; 30 cycles (95 ° C. 45 sec; 53 ° C. 1 min; 68 ° C. 2 min).

HA2(-FP)_NdeI_F: CACTTCGTCATATGGGTTTCAGGCATCAAAATTCTG(서열번호 5)HA2 (-FP) _NdeI_F: CACTTCGTCATATGGGTTTCAGGCATCAAAATTCTG (SEQ ID NO: 5)

HA2_221_SalI_R: CACTTCGTGTCGACAATGCAAATGTTGCACCTAATGT(서열번호 6)HA2_221_SalI_R: CACTTCGTGTCGACAATGCAAATGTTGCACCTAATGT (SEQ ID NO: 6)

위에서 얻어진 HA2(23-221) DNA 단편을 Nde I과 Sal I으로 각각 double digestion 하고 Nde I과 Sal I으로 잘라놓은 pET-24b(+) 벡터에 라이게이션하여 DH5α에 형질전환을 실시하였다. 원하는 형태로 라이게이션이 이루어진 콜로니를 선별하기 위하여 mini-prep을 실시한 후 Nde I과 Sal I으로 double digestion을 하거나 콜로니 PCR을 실시하였다. 이렇게 선별한 플라스미드 DNA는 다시 DNA sequencing을 통하여 다시 확인하였다 (도 9).Each of the HA2 (23-221) DNA fragment obtained above with the Nde I and Sal I double digestion and ligated to pET-24b (+) vector with Nde I and Sal I cut sewn were transformed in DH5α. Mini-prep was performed to screen colonies that were ligated in the desired form, followed by double digestion with Nde I and Sal I or colony PCR. The plasmid DNA thus selected was again confirmed through DNA sequencing (FIG. 9).

위와 같은 방법으로 얻어진 HA2(23-221) 플라스미드 DNA construct를 재조합 대장균에서 발현할 경우, intramolecular 또는 intermolecular disulfide bond가 형성되어 aggregated form으로 inclusion body의 형태로 침전이 될 가능성이 많다. 그래서 여기에 137번째 시스테인을 세린으로 치환시키기 위한 site-directed mutagenesis를 실시하였다; 25 cycle (95℃ 45 sec; 53℃ 1 min; 68℃ 2 min). 결과적으로 HA2(23-221)/C137S 플라스미드 DNA construct를 최종적으로 확보하였다 (도 10).When the HA2 (23-221) plasmid DNA construct obtained by the above method is expressed in recombinant E. coli, intramolecular or intermolecular disulfide bonds are formed, which is likely to precipitate in the form of inclusion bodies in aggregated form. So we performed site-directed mutagenesis to replace the 137th cysteine with serine; 25 cycles (95 ° C. 45 sec; 53 ° C. 1 min; 68 ° C. 2 min). As a result, the HA2 (23-221) / C137S plasmid DNA construct was finally obtained (FIG. 10).

그러나, 위의 HA2(23-221) 플라스미드 DNA construct는 아직도 C-말단에 소수성 성질을 가지는 TMD (transmembrane domain)을 그대로 가지고 있기 때문에, 분리정제 과정에서 Triton X-100과 같은 detergent를 사용하여 micelle 구조가 형성되게 해야만 한다. 그래서 우선은 융합 펩티드 부위와 함께 TMD 부위도 함께 제거된 형태인 HA2(23-185) DNA 단편만을 가지는 플라스미드 DNA construct를 제조하여 사용하기로 결정하였다 (도 4의 D).However, the HA2 (23-221) plasmid DNA construct still retains the transmembrane domain (TMD), which has a hydrophobic nature at the C-terminus. Thus, micelle structure using a detergent such as Triton X-100 was used during the separation and purification process. Must be formed. Therefore, first, it was decided to prepare and use a plasmid DNA construct having only HA2 (23-185) DNA fragments in which TMD sites were removed together with fusion peptide sites (FIG. 4D).

pET24b(+) 벡터에 들어있는 HA2(1-185)/C137S construct를 주형으로 직접 이 용하여, 아래의 2개의 프라이머를 사용하여, HA2(23-221) 플라스미드 DNA construct를 얻을 때와 같은 조건에서 아래의 2개의 프라이머를 사용하여, Pfu Turbo

Figure 112009038018362-pat00004
DNA polymerase를 사용하여 다음과 같은 PCR 반응을 통하여, HA2(23-185)/C137S 부위만을 증폭하였다; 30 cycle (95℃ 45 sec; 53℃ 1 min; 68℃ 2 min).Using the HA2 (1-185) / C137S construct in the pET24b (+) vector directly as a template, using the following two primers, the HA2 (23-221) plasmid DNA construct was obtained under the same conditions as below. Using two primers, Pfu Turbo
Figure 112009038018362-pat00004
DNA polymerase was used to amplify only the HA2 (23-185) / C137S site through the following PCR reaction; 30 cycles (95 ° C. 45 sec; 53 ° C. 1 min; 68 ° C. 2 min).

HA2(-FP)_NdeI_F: CACTTCGTCATATGGGTTTCAGGCATCAAAATTCTG(서열번호 7)HA2 (-FP) _NdeI_F: CACTTCGTCATATGGGTTTCAGGCATCAAAATTCTG (SEQ ID NO: 7)

HA2_185_SalI_R: CACTTCGTGTCGACCCAGTCTTTGTATCCAGACTTCA(서열번호 8)HA2_185_SalI_R: CACTTCGTGTCGACCCAGTCTTTGTATCCAGACTTCA (SEQ ID NO: 8)

HA2(23-185)/C137S DNA 단편을 플라스미드 DNA construct를 얻을 때와 같은 방법으로 pET-24b(+) 벡터의 Nde I과 Sal I 자리에 삽입하여 원하는 형태를 확보하였다 (도 11).The HA2 (23-185) / C137S DNA fragment was inserted into Nde I and Sal I sites of the pET-24b (+) vector in the same manner as when obtaining a plasmid DNA construct to obtain a desired form (FIG. 11).

실시예 4: N-말단 신호 서열이 제거된 재조합 HA1의 제조Example 4: Preparation of recombinant HA1 from which the N-terminal signal sequence was removed

인플루엔자 바이러스 type A X31 균주 유래의 HA 유전자를 가지고 있는 플라스미드 pHA 상에 HA2 유전자 앞에 위치하고 있는 HA1 유전자 부위 중 N-말단에 존재하는 16개의 아미노산 잔기들로 구성된 신호 서열을 제외한 나머지 부위를 PCR을 이용하여 복제한 후 His-tag 친화성 크로마토그래피를 이용하여 정제할 수 있는 발현벡터인 pET24b(+) 벡터에 삽입하였다 (도 8).PCR was used to detect the remaining regions of the HA1 gene region, located in front of the HA2 gene on the plasmid pHA containing the HA gene from the influenza virus type A X31 strain, except for the signal sequence consisting of 16 amino acid residues located at the N-terminus. After replication, it was inserted into pET24b (+) vector, an expression vector that can be purified using His-tag affinity chromatography (FIG. 8).

먼저, 인플루엔자 바이러스 type A X31 균주 유래의 전체 HA 유전자를 가지고 있는 플라스미드 pHA에서 HA1 유전자 DNA 안에 존재하는 Nde I 자리를 먼저 없 애주기 위하여 (아미노산의 변형은 없이) 아래의 2개의 프라이머를 사용하여 site-directed mutagenesis를 실시하였다.First, the following two primers (without modification of amino acids) were used to remove Nde I sites present in the HA1 gene DNA at the plasmid pHA containing the entire HA gene from the influenza virus type A X31 strain. -directed mutagenesis was performed.

HA1_NdeIX-F: GTAAACAAGATCACATACGGAGCATGCCCCAAG(서열번호 9)HA1_NdeIX-F: GTAAACAAGATCACATA C GGAGCATGCCCCAAG (SEQ ID NO: 9)

HA1_NdeIX-R: CTTGGGGCATGCTCCGTATGTGATCTTGTTTAC(서열번호 10)HA1_NdeIX-R: CTTGGGGCATGCTCCGTATGTGATCTTGTTTAC (SEQ ID NO: 10)

이렇게 HA1 유전자 DNA 안에 존재하는 Nde I 자리가 제거된 pHA를 주형으로 이용하고 아래의 2개의 프라이머를 사용하여, Pfu Turbo

Figure 112009038018362-pat00005
DNA polymerase를 사용하여 다음과 같은 PCR 반응을 수행하여, HA1(17-344) 부위만을 증폭하였다; 30 cycle (95℃ 45 sec; 53℃ 1 min; 68℃ 2 min). HA2 DNA construct를 얻을 때와 같은 방법으로 pET-24b(+) 벡터의 Nde I과 Xho I 자리에 삽입하여 원하는 형태를 확보하였다.Using the pHA from which the Nde I site in the HA1 gene DNA was removed as a template, the following two primers were used, Pfu Turbo
Figure 112009038018362-pat00005
PCR amplification using the DNA polymerase was performed to amplify only the HA1 (17-344) site; 30 cycles (95 ° C. 45 sec; 53 ° C. 1 min; 68 ° C. 2 min). The desired shape was obtained by inserting into the Nde I and Xho I sites of the pET-24b (+) vector in the same manner as when obtaining the HA2 DNA construct.

HA1_NdeI-F: CGCTACTAGCATATGAAGACCATCATTGCTTTGA(서열번호 11)HA1_NdeI-F: CGCTACTAGCATATGAAGACCATCATTGCTTTGA (SEQ ID NO: 11)

HA1_XhoI-R: CGCGTGGTCTCGAGAGTTTGTTTCTCTGGTACATT(서열번호 12)HA1_XhoI-R: CGCGTGGTCTCGAGAGTTTGTTTCTCTGGTACATT (SEQ ID NO: 12)

확보한 HA1(17-344) 플라스미드 DNA construct를 DNA sequencing을 한 후에 문헌에 보고된 인플루엔자 바이러스 type A X31 균주 유래의 HA1 유전자와 비교해 본 결과, 173번째 아미노산 잔기가 세린에서 루신으로 바뀌어져 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 30번째 아미노산 잔기인 시스테인은 native 상태에서 HA2 단백질의 C137과 intermolecular disulfide bond를 형성하게 된다 (도 1 참조). 그러나 재조합 HA1 유전자만을 대장균에서 발현할 경우, 이 C30 자리에 intramolecular 또는 intermolecular disulfide bond가 형성될 수 있어 aggregated form으로 inclusion body의 형태로 침전이 될 가능성이 많다고 판단할 수 있었다. 결국 HA1(17-344) 플라스미드 DNA construct에 C30S와 L173S의 double mutation을 도입하기 위해서 site-directed mutagenesis 과정을 순차적으로 다음과 같은 조건에서 수행하여 최종적으로 HA1(17-344)/C30S 플라스미드 DNA construct를 제조하였다.After DNA sequencing of the obtained HA1 (17-344) plasmid DNA construct, it was confirmed that the 173rd amino acid residue was changed from serine to leucine as compared with the HA1 gene from the influenza virus type A X31 strain reported in the literature. Could. In addition, cysteine, the 30th amino acid residue, forms an intermolecular disulfide bond with C137 of HA2 protein in its native state (see FIG. 1). However, when only the recombinant HA1 gene was expressed in E. coli, intramolecular or intermolecular disulfide bonds could be formed at this C30 site. Finally, in order to introduce double mutations of C30S and L173S into HA1 (17-344) plasmid DNA construct, site-directed mutagenesis was performed sequentially under the following conditions, and finally HA1 (17-344) / C30S plasmid DNA construct was constructed. Prepared.

C30S mutation: 30 cycle (95℃ 45 sec; 55℃ 1 min; 68℃ 10 min)/2% DMSO 첨가C30S mutation: 30 cycles (95 ° C 45 sec; 55 ° C 1 min; 68 ° C 10 min) / 2% DMSO

L173S mutation: 25 cycle (95℃ 45 sec; 55℃ 1 min; 68℃ 10 min)L173S mutation: 25 cycles (95 ° C 45 sec; 55 ° C 1 min; 68 ° C 10 min)

실시예 5: 재조합 대장균에서의 발현 및 정제Example 5: Expression and Purification in Recombinant E. Coli

재조합 HA1 및 HA2 단백질의 대장균에서의 발현을 위하여, 숙주 세포 균주는 codon usage 문제를 해결할 수 있는 대장균 균주 Rosetta(DE3)pLysS (Novagen)을 사용하였다.For the expression of recombinant HA1 and HA2 proteins in E. coli, E. coli strain Rosetta (DE3) pLysS (Novagen) was used as a host cell strain to solve the codon usage problem.

가. HA2 단백질end. HA2 protein

HA2(23-185)/C137S 플라스미드 DNA construct (His6-tag)의 단백질 발현을 위한 최적 조건을 다음과 같이 결정하였다. O.D.600 값 0.7에서 0.5 mM IPTG로 유도 후 20 ℃, 110 rpm에서 6시간의 발현 조건으로 발현하고 Ni 친화성 크로마토그래피를 이용하여 정제 조건을 확립하였다. 비드에 결합된 단백질을 20 mM 이미다졸이 들어 있는 세정 버퍼로 충분히 세척한 후, step-wise 용출을 수행하였다.Optimal conditions for protein expression of HA2 (23-185) / C137S plasmid DNA construct (His6-tag) were determined as follows. After induction with 0.5 mM IPTG at an OD 600 value of 0.7, expression conditions were performed at 20 ° C. and 110 rpm for 6 hours, and purification conditions were established using Ni affinity chromatography. The proteins bound to the beads were washed sufficiently with a washing buffer containing 20 mM imidazole, followed by step-wise elution.

SDS-PAGE (도 12)에서 확인할 수 있는 바와 같이, HA2의 경우는 많은 양이 발현되었고 impurity가 거의 없었다.As can be seen in SDS-PAGE (FIG. 12), HA2 was expressed in large amounts and had little impurity.

나. HA1 단백질I. HA1 protein

HA1(17-344)/C30S 플라스미드 DNA construct (His6-tag)를 HA2 단백질의 경우와 같은 조건으로 대장균에서 발현 및 정제를 시도하였으나, 발현 양도 적고 정제 후 impurity 밴드가 계속해서 많이 남아 있었다. 이러한 재조합 HA1의 발현과 정제의 문제를 해결하기 위하여, 우선 HA2 단백질의 경우와 같은 조건으로 대장균에서 발현을 시킨 후, EDTA와 DTT 및 β-머캅토에탄올을 넣지 않고 세포를 파쇄하여 HA1 단백질을 정제하여 SDS-PAGE로 확인한 결과 (도 13), 단백질의 발현정도가 개선이 된 것을 확인할 수 있었다. 이전의 정제 조건에서 발현과정에서 형성되었을 수 있는 intramolecular 또는 intermolecular disulfide bond를 환원시켜 주기 위해서 1 mM DTT를 넣고 세포를 파쇄하였으나, 오히려 첨가된 DTT가 발현된 HA1(17-344)/C30S(His6) 단백질이 Ni-NTA 아가로스 비드에 결합하는 것을 방해하여, 결과적으로 적은 양의 단백질만을 얻었던 것으로 판단되었다.Attempted expression and purification of the HA1 (17-344) / C30S plasmid DNA construct (His6-tag) in E. coli under the same conditions as the HA2 protein, but the expression amount was small and many impurity bands remained after purification. In order to solve the problem of expression and purification of recombinant HA1, first, the expression in E. coli under the same conditions as in the case of HA2 protein, and then purified HA1 protein by disrupting the cells without the addition of EDTA, DTT and β-mercaptoethanol As a result of confirming by SDS-PAGE (FIG. 13), it was confirmed that the expression level of the protein was improved. Cells were disrupted with 1 mM DTT to reduce intramolecular or intermolecular disulfide bonds that may have been formed during the previous purification conditions. However, HA1 (17-344) / C30S (His6) with added DTT was expressed. It was determined that the protein interfered with binding to Ni-NTA agarose beads, resulting in only a small amount of protein.

여기에 purity 개선을 위해 His-tag을 더 붙여 비드와의 결합력을 높이고 세정 작업을 두 배 이상으로 늘려 수행함으로써 불순물을 제거하려는 시도를 하였다. His6이 붙어있는 HA1(17-344)/C30S DNA construct를 가지는 pET-24b(+) 플라스미드 DNA를 주형으로 사용하여 HA1_His8_F와 HA1_His8_R 프라이머를 가지고 49℃, 30 cycle PCR 반응으로 site-directed mutagenesis를 수행한 결과, DMSO를 넣지 않은 샘플에서 복제된 DNA 밴드가 보이는 것을 확인할 수 있었다. 확인된 DNA를 가지고 Dpn I 처리를 거친 뒤 E. coli DH5α에 형질전환을 실시하여 얻은 콜로니 중 4개로부터 플라스미드 DNA mini-prep을 하여 DNA sequencing을 한 결과, 우연히도 His7과 His8으로 치환된 construct를 각각 얻게 되었다.In order to improve the purity, His-tag was added to increase the binding strength of the beads, and more than twice the cleaning was performed to remove impurities. PET-24b (+) plasmid DNA with His6-attached HA1 (17-344) / C30S DNA construct was used as a template. As a result, it was confirmed that the cloned DNA band was visible in the sample without DMSO. By the DNA sequencing and the plasmid mini-prep DNA with the identified DNA Dpn I after rough processing from four of the colonies were obtained by performing the transformation in E. coli DH5α result, the construct Incidentally substituted with His7 and each His8 Got.

His7과 His8으로 치환된 HA1 construct를 각각 대장균 균주 Rosetta (DE3)pLysS에서 세포의 배양조건, 유도 시기, 유도 후 발현 시간 등 여러 가지 변수를 변경해 가면서 HA1 단백질 발현을 위한 최적 조건을 다음과 같이 구할 수 있었다. His7 construct를 사용하여, O.D.600 값 0.8에서 0.5 mM IPTG로 유도 후 18 ℃, 110 rpm에서 8시간 동안 배양하였다. 정제 과정에서도 EDTA와 DTT 및 β-머캅토에탄올을 넣지 않고 세포를 파쇄하여, 비드에 결합된 단백질을 20 mM 이미다졸이 들어 있는 세정 버퍼로 비드를 충분히 세척해 준 후, 50 mM 이미다졸이 들어 있는 세정 버퍼로도 두 차례 세정하여 각각 1 mL의 100 mM, 150 mM, 200 mM 이미다졸 버퍼로 순차적으로 용출을 실시하여 SDS-PAGE로 확인하였다 (도 14). 도 13 및 도 14 와 같이 HA1 단백질의 발현 문제는 크게 개선되었으나, purity를 높이기 위해서는 추가적인 정제 과정이 필요한 것으로 판단된다.HA1 constructs substituted with His7 and His8, respectively, were modified in E. coli strain Rosetta (DE3) pLysS by changing various conditions such as cell culture conditions, timing of induction, and expression time after induction. there was. The His7 construct was used to induce 0.5 mM IPTG at 0.8 OD 600 and then incubated at 18 ° C. and 110 rpm for 8 hours. In the purification process, the cells were disrupted without adding EDTA, DTT, and β-mercaptoethanol. After washing the beads sufficiently with the washing buffer containing 20 mM imidazole, 50 mM imidazole was added. Also washed twice with a washing buffer, and eluted sequentially with 1 mL of 100 mM, 150 mM, and 200 mM imidazole buffer, respectively, and confirmed by SDS-PAGE (FIG. 14). As shown in FIGS. 13 and 14, the HA1 protein expression problem is greatly improved, but it is determined that an additional purification process is required to increase purity.

도 1은 HA (hemagglutinin)의 모식도이다.1 is a schematic diagram of HA (hemagglutinin).

도 2는 자연 상태의 HA2 구조 유닛의 모식도이다.It is a schematic diagram of HA2 structural unit in a natural state.

도 3은 높은 α-helix propensity를 갖는 융합 펩티드의 28개 잔기이다.3 is 28 residues of the fusion peptide with high α-helix propensity.

도 4는 본 발명에서 사용한 HA2 유전자를 포함하는 플라스미드 DNA construct의 종류이다.Figure 4 is a kind of plasmid DNA construct containing a HA2 gene used in the present invention.

도 5는 mutant HA2(1-185)이다.5 is a mutant HA2 (1-185).

도 6은 HA2의 coiled-coil 부위의 a-와 d-position에 해당하는 아미노산 잔기들이다.6 shows amino acid residues corresponding to a- and d-position of the coiled-coil region of HA2.

도 7은 QuickChange

Figure 112009038018362-pat00006
site-directed mutagenesis (Stratagene, USA) 방법의 개요를 나타낸다.7 QuickChange
Figure 112009038018362-pat00006
An overview of the site-directed mutagenesis (Stratagene, USA) method is given.

도 8은 변형된 QuickChange

Figure 112009038018362-pat00007
site-directed mutagenesis 방법을 통해서 생성된 positive PCR 밴드이다.8 is a modified QuickChange
Figure 112009038018362-pat00007
Positive PCR bands generated by site-directed mutagenesis.

도 9은 재조합 HA1과 HA2 단백질 발현을 위한 벡터 construct이다.9 is a vector construct for the expression of recombinant HA1 and HA2 proteins.

도 10은 HA2(-FP) 23-221을 나타낸다.10 shows HA2 (-FP) 23-221.

도 11은 HA2(-FP) 23-185을 나타낸다.11 shows HA2 (-FP) 23-185.

도 12는 재조합 대장균에서 발현된 HA1과 HA2 단백질의 SDS-PAGE 결과이다.12 shows SDS-PAGE results of HA1 and HA2 proteins expressed in recombinant E. coli.

도 13은 재조합 대장균에서 발현된 HA1 단백질의 SDS-PAGE (1) 결과이다.Figure 13 shows the SDS-PAGE (1) results of the HA1 protein expressed in recombinant E. coli.

도 14는 재조합 대장균에서 발현된 HA1 단백질의 SDS-PAGE (2) 결과이다.14 shows the results of SDS-PAGE (2) of HA1 protein expressed in recombinant E. coli.

<110> Hanbat National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Recombinant influenza virus hemagglutinin protein as antigenic epitope for vaccination with enhanced biosafety <130> PN09119 <160> 12 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 344 <212> PRT <213> Influenza virus type A X31 strain <220> <221> PEPTIDE <222> (1)..(344) <223> HA1 <400> 1 Met Lys Thr Ile Ile Ala Leu Ser Tyr Ile Phe Cys Leu Ala Leu Gly 1 5 10 15 Gln Asp Leu Pro Gly Asn Asp Asn Ser Thr Ala Thr Leu Cys Leu Gly 20 25 30 His His Ala Val Pro Asn Gly Thr Leu Val Lys Thr Ile Thr Asp Asp 35 40 45 Gln Ile Glu Val Thr Asn Ala Thr Glu Leu Val Gln Ser Ser Ser Thr 50 55 60 Gly Lys Ile Cys Asn Asn Pro His Arg Ile Leu Asp Gly Ile Asp Cys 65 70 75 80 Thr Leu Ile Asp Ala Leu Leu Gly Asp Pro His Cys Asp Val Phe Gln 85 90 95 Asn Glu Thr Trp Asp Leu Phe Val Glu Arg Ser Lys Ala Phe Ser Asn 100 105 110 Cys Tyr Pro Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser Leu Arg Ser Leu Val 115 120 125 Ala Ser Ser Gly Thr Leu Glu Phe Ile Thr Glu Gly Phe Thr Trp Thr 130 135 140 Gly Val Thr Gln Asn Gly Gly Ser Asn Ala Cys Lys Arg Gly Pro Gly 145 150 155 160 Ser Gly Phe Phe Ser Arg Leu Asn Trp Leu Thr Lys Ser Gly Ser Thr 165 170 175 Tyr Pro Val Leu Asn Val Thr Met Pro Asn Asn Asp Asn Phe Asp Lys 180 185 190 Leu Tyr Ile Trp Gly Ile His His Pro Ser Thr Asn Gln Glu Gln Thr 195 200 205 Ser Leu Tyr Val Gln Ala Ser Gly Arg Val Thr Val Ser Thr Arg Arg 210 215 220 Ser Gln Gln Thr Ile Ile Pro Asn Ile Gly Ser Arg Pro Trp Val Arg 225 230 235 240 Gly Leu Ser Ser Arg Ile Ser Ile Tyr Trp Thr Ile Val Lys Pro Gly 245 250 255 Asp Val Leu Val Ile Asn Ser Asn Gly Asn Leu Ile Ala Pro Arg Gly 260 265 270 Tyr Phe Lys Met Arg Thr Gly Lys Ser Ser Ile Met Arg Ser Asp Ala 275 280 285 Pro Ile Asp Thr Cys Ile Ser Glu Cys Ile Thr Pro Asn Gly Ser Ile 290 295 300 Pro Asn Asp Lys Pro Phe Gln Asn Val Asn Lys Ile Thr Tyr Gly Ala 305 310 315 320 Cys Pro Lys Tyr Val Lys Gln Asn Thr Leu Lys Leu Ala Thr Gly Met 325 330 335 Arg Asn Val Pro Glu Lys Gln Thr 340 <210> 2 <211> 221 <212> PRT <213> Influenza virus type A X31 strain <220> <221> PEPTIDE <222> (1)..(221) <223> HA2 <400> 2 Gly Leu Phe Gly Ala Ile Ala Gly Phe Ile Glu Asn Gly Trp Glu Gly 1 5 10 15 Met Ile Asp Gly Trp Tyr Gly Phe Arg His Gln Asn Ser Glu Gly Thr 20 25 30 Gly Gln Ala Ala Asp Leu Lys Ser Thr Gln Ala Ala Ile Asp Gln Ile 35 40 45 Asn Gly Lys Leu Asn Arg Val Ile Glu Lys Thr Asn Glu Lys Phe His 50 55 60 Gln Ile Glu Lys Glu Phe Ser Glu Val Glu Gly Arg Ile Gln Asp Leu 65 70 75 80 Glu Lys Tyr Val Glu Asp Thr Lys Ile Asp Leu Trp Ser Tyr Asn Ala 85 90 95 Glu Leu Leu Val Ala Leu Glu Asn Gln His Thr Ile Asp Leu Thr Asp 100 105 110 Ser Glu Met Asn Lys Leu Phe Glu Lys Thr Arg Arg Gln Leu Arg Glu 115 120 125 Asn Ala Glu Glu Met Gly Asn Gly Cys Phe Lys Ile Tyr His Lys Cys 130 135 140 Asp Asn Ala Cys Ile Glu Ser Ile Arg Asn Gly Thr Tyr Asp His Asp 145 150 155 160 Val Tyr Arg Asp Glu Ala Leu Asn Asn Arg Phe Gln Ile Lys Gly Val 165 170 175 Glu Leu Lys Ser Gly Tyr Lys Asp Trp Ile Leu Trp Ile Ser Phe Ala 180 185 190 Ile Ser Cys Phe Leu Leu Cys Val Val Leu Leu Gly Phe Ile Met Trp 195 200 205 Ala Cys Gln Arg Gly Asn Ile Arg Cys Asn Ile Cys Ile 210 215 220 <210> 3 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA-3R-F primer <400> 3 acaagctgtt tgaaaaaaca cgtcgtcaac tgcgtgaaaa tgctgaagag at 52 <210> 4 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA-3R-R primer <400> 4 atctcttcag cattttcacg cagttgacga cgtgtttttt caaacagctt gt 52 <210> 5 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2(-FP)_NdeI_F primer <400> 5 cacttcgtca tatgggtttc aggcatcaaa attctg 36 <210> 6 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2_221_SalI_R primer <400> 6 cacttcgtgt cgacaatgca aatgttgcac ctaatgt 37 <210> 7 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2(-FP)_NdeI_F primer <400> 7 cacttcgtca tatgggtttc aggcatcaaa attctg 36 <210> 8 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2_185_SalI_R primer <400> 8 cacttcgtgt cgacccagtc tttgtatcca gacttca 37 <210> 9 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_NdeIX-F primer <400> 9 gtaaacaaga tcacatacgg agcatgcccc aag 33 <210> 10 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_NdeIX-R primer <400> 10 cttggggcat gctccgtatg tgatcttgtt tac 33 <210> 11 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_NdeI-F primer <400> 11 cgctactagc atatgaagac catcattgct ttga 34 <210> 12 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_XhoI-R primer <400> 12 cgcgtggtct cgagagtttg tttctctggt acatt 35 <110> Hanbat National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Recombinant influenza virus hemagglutinin protein as antigenic          epitope for vaccination with enhanced biosafety <130> PN09119 <160> 12 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 344 <212> PRT <213> Influenza virus type A X31 strain <220> <221> PEPTIDE (222) (1) .. (344) <223> HA1 <400> 1 Met Lys Thr Ile Ile Ala Leu Ser Tyr Ile Phe Cys Leu Ala Leu Gly   1 5 10 15 Gln Asp Leu Pro Gly Asn Asp Asn Ser Thr Ala Thr Leu Cys Leu Gly              20 25 30 His His Ala Val Pro Asn Gly Thr Leu Val Lys Thr Ile Thr Asp Asp          35 40 45 Gln Ile Glu Val Thr Asn Ala Thr Glu Leu Val Gln Ser Ser Ser Thr      50 55 60 Gly Lys Ile Cys Asn Asn Pro His Arg Ile Leu Asp Gly Ile Asp Cys  65 70 75 80 Thr Leu Ile Asp Ala Leu Leu Gly Asp Pro His Cys Asp Val Phe Gln                  85 90 95 Asn Glu Thr Trp Asp Leu Phe Val Glu Arg Ser Lys Ala Phe Ser Asn             100 105 110 Cys Tyr Pro Tyr Asp Val Pro Asp Tyr Ala Ser Leu Arg Ser Leu Val         115 120 125 Ala Ser Ser Gly Thr Leu Glu Phe Ile Thr Glu Gly Phe Thr Trp Thr     130 135 140 Gly Val Thr Gln Asn Gly Gly Ser Asn Ala Cys Lys Arg Gly Pro Gly 145 150 155 160 Ser Gly Phe Phe Ser Arg Leu Asn Trp Leu Thr Lys Ser Gly Ser Thr                 165 170 175 Tyr Pro Val Leu Asn Val Thr Met Pro Asn Asn Asp Asn Phe Asp Lys             180 185 190 Leu Tyr Ile Trp Gly Ile His His Pro Ser Thr Asn Gln Glu Gln Thr         195 200 205 Ser Leu Tyr Val Gln Ala Ser Gly Arg Val Thr Val Ser Thr Arg Arg     210 215 220 Ser Gln Gln Thr Ile Ile Pro Asn Ile Gly Ser Arg Pro Trp Val Arg 225 230 235 240 Gly Leu Ser Ser Arg Ile Ser Ile Tyr Trp Thr Ile Val Lys Pro Gly                 245 250 255 Asp Val Leu Val Ile Asn Ser Asn Gly Asn Leu Ile Ala Pro Arg Gly             260 265 270 Tyr Phe Lys Met Arg Thr Gly Lys Ser Ser Ile Met Arg Ser Asp Ala         275 280 285 Pro Ile Asp Thr Cys Ile Ser Glu Cys Ile Thr Pro Asn Gly Ser Ile     290 295 300 Pro Asn Asp Lys Pro Phe Gln Asn Val Asn Lys Ile Thr Tyr Gly Ala 305 310 315 320 Cys Pro Lys Tyr Val Lys Gln Asn Thr Leu Lys Leu Ala Thr Gly Met                 325 330 335 Arg Asn Val Pro Glu Lys Gln Thr             340 <210> 2 <211> 221 <212> PRT <213> Influenza virus type A X31 strain <220> <221> PEPTIDE (222) (1) .. (221) <223> HA2 <400> 2 Gly Leu Phe Gly Ala Ile Ala Gly Phe Ile Glu Asn Gly Trp Glu Gly   1 5 10 15 Met Ile Asp Gly Trp Tyr Gly Phe Arg His Gln Asn Ser Glu Gly Thr              20 25 30 Gly Gln Ala Ala Asp Leu Lys Ser Thr Gln Ala Ala Ile Asp Gln Ile          35 40 45 Asn Gly Lys Leu Asn Arg Val Ile Glu Lys Thr Asn Glu Lys Phe His      50 55 60 Gln Ile Glu Lys Glu Phe Ser Glu Val Glu Gly Arg Ile Gln Asp Leu  65 70 75 80 Glu Lys Tyr Val Glu Asp Thr Lys Ile Asp Leu Trp Ser Tyr Asn Ala                  85 90 95 Glu Leu Leu Val Ala Leu Glu Asn Gln His Thr Ile Asp Leu Thr Asp             100 105 110 Ser Glu Met Asn Lys Leu Phe Glu Lys Thr Arg Arg Gln Leu Arg Glu         115 120 125 Asn Ala Glu Glu Met Gly Asn Gly Cys Phe Lys Ile Tyr His Lys Cys     130 135 140 Asp Asn Ala Cys Ile Glu Ser Ile Arg Asn Gly Thr Tyr Asp His Asp 145 150 155 160 Val Tyr Arg Asp Glu Ala Leu Asn Asn Arg Phe Gln Ile Lys Gly Val                 165 170 175 Glu Leu Lys Ser Gly Tyr Lys Asp Trp Ile Leu Trp Ile Ser Phe Ala             180 185 190 Ile Ser Cys Phe Leu Leu Cys Val Val Leu Leu Gly Phe Ile Met Trp         195 200 205 Ala Cys Gln Arg Gly Asn Ile Arg Cys Asn Ile Cys Ile     210 215 220 <210> 3 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA-3R-F primer <400> 3 acaagctgtt tgaaaaaaca cgtcgtcaac tgcgtgaaaa tgctgaagag at 52 <210> 4 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA-3R-R primer <400> 4 atctcttcag cattttcacg cagttgacga cgtgtttttt caaacagctt gt 52 <210> 5 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2 (-FP) _NdeI_F primer <400> 5 cacttcgtca tatgggtttc aggcatcaaa attctg 36 <210> 6 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2_221_SalI_R primer <400> 6 cacttcgtgt cgacaatgca aatgttgcac ctaatgt 37 <210> 7 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2 (-FP) _NdeI_F primer <400> 7 cacttcgtca tatgggtttc aggcatcaaa attctg 36 <210> 8 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA2_185_SalI_R primer <400> 8 cacttcgtgt cgacccagtc tttgtatcca gacttca 37 <210> 9 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_NdeIX-F primer <400> 9 gtaaacaaga tcacatacgg agcatgcccc aag 33 <210> 10 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_NdeIX-R primer <400> 10 cttggggcat gctccgtatg tgatcttgtt tac 33 <210> 11 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_NdeI-F primer <400> 11 cgctactagc atatgaagac catcattgct ttga 34 <210> 12 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HA1_XhoI-R primer <400> 12 cgcgtggtct cgagagtttg tttctctggt acatt 35  

Claims (6)

인플루엔자 바이러스 백신용 항원성 에피토프 (antigenic epitope)로서의 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질에 있어서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 HA1 단백질의 1 ~ 16번 아미노산 잔기들이 결실되고, 30번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고; 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 HA2 단백질의 137번째 아미노산 잔기가 시스테인에서 세린으로 치환되고, 123번째, 124번째 및 127번째 아미노산 잔기에 해당하는 알기닌의 코돈이 AGG에서 CGT으로 각각 치환된 것을 특징으로 하는 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질.In a recombinant hemagglutinin (HA) protein as an antigenic epitope for influenza virus vaccines, amino acid residues 1-16 of the HA1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 are deleted, and the 30th amino acid residue is a serine from cysteine. Substituted with; The 137th amino acid residue of the HA2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 is substituted with serine in cysteine, and the codons of arginine corresponding to the 123rd, 124th and 127th amino acid residues are substituted with AGT to CGT, respectively. Recombinant HA (hemagglutinin) protein. 제1항에 있어서, T59A, I66A, V73A, L80A, T87A, V73A, I108A, M115A, T122A, T59A/I66A, V73A/L80A, T87A/W94A, M115A/T122A, I66A/V73A, L80A/T87A 및 I108A/M115A로 이루어진 군으로부터 선택되는, HA2 단백질의 하나 이상의 아미노산잔기가 치환된 것을 특징으로 하는 재조합 HA 단백질.The method of claim 1, wherein T59A, I66A, V73A, L80A, T87A, V73A, I108A, M115A, T122A, T59A / I66A, V73A / L80A, T87A / W94A, M115A / T122A, I66A / V73A, L80A / T87A and I108A / A recombinant HA protein, wherein at least one amino acid residue of the HA2 protein is selected from the group consisting of M115A. 제1항에 있어서, 상기 HA2 단백질의 1번째 아미노산 잔기가 글리신에서 글루탐산 또는 발린으로 치환된 것을 특징으로 하는 재조합 HA 단백질.The recombinant HA protein of claim 1, wherein the first amino acid residue of the HA2 protein is substituted with glutamic acid or valine in glycine. 제1항에 있어서, 상기 HA2 단백질의 융합 펩티드(fusion peptide)에 해당하는 1 ~ 22번째 아미노산 잔기들이 결실된 것을 특징으로 하는 재조합 HA 단백질.The recombinant HA protein according to claim 1, wherein the 1st to 22nd amino acid residues corresponding to the fusion peptide of the HA2 protein are deleted. 제4항에 있어서, 상기 HA2 단백질의 TMD (transmembrane domain)에 해당하는 186 ~ 221번째 아미노산 잔기들이 결실된 것을 특징으로 하는 재조합 HA 단백질.The recombinant HA protein according to claim 4, wherein the 186-221 amino acid residues corresponding to the transmembrane domain (TMD) of the HA2 protein are deleted. 제1항에 있어서, 상기 재조합 HA1 및 HA2 단백질의 C-말단에 각각 His7-tag 및 His6-tag이 부착된 것을 특징으로 하는 재조합 HA (hemagglutinin) 단백질.The recombinant HA (hemagglutinin) protein according to claim 1, wherein His7-tag and His6-tag are attached to the C-terminus of the recombinant HA1 and HA2 proteins, respectively.
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