KR101702596B1 - Self-detectable Diagnostic Kit for Detecting Cancer Existence Using Enzyme Composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 암 및 질환의 존재 여부를 진단하는 키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검체에 존재하는 암 바이오마커 티로신(Tyrosine)의 농도를 검출하기 위한 효소 조성물을 일정량의 검체와 혼합하여 검체의 색상 변화를 통해 암 및 대사질환의 존재 여부를 진단하며, 검체 색상의 변화를 색상검출센서를 이용하여 자동으로 검출할 수 있도록 한 자가 색상 검출형 암 진단 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a kit for diagnosing the presence or absence of cancer and a disease, and more particularly, to an enzyme composition for detecting the concentration of cancer biomarker tyrosine present in a specimen, The present invention relates to a self-color detecting type cancer diagnostic kit which can detect the presence of cancer and metabolic diseases through a change and automatically detect a change in color of a sample using a color detecting sensor.
암 마커는 악성 종양 세포 자체 내에서 생기거나 또는 암에 대한 정상조직의 반응으로 만들어져 혈액, 소변 또는 조직 내에서 비정상적으로 높은 농도를 나타내는 물질이며, 혈액, 소변 또는 조직 내의 암 마커 농도를 통해 암의 진행과 퇴화를 진단, 스크리닝, 추적할 수 있다.Cancer markers are substances that occur in the malignant tumor cells themselves or are caused by reactions of normal tissues against cancer and exhibit abnormally high concentrations in the blood, urine or tissues, and the cancer marker concentration in the blood, urine or tissue You can diagnose, screen, and track progress and degeneration.
일반적으로 암 마커의 농도 측정 또는 검출은 혈액을 통해 이루어지고 있으나, 혈액은 일반인이 스스로 채취하기 어렵다는 문제점이 있었다.In general, the measurement or detection of the concentration of the cancer marker is carried out through the blood, but the blood has a problem that it is difficult for the general person to collect it.
이에 채취하기 어려운 혈액, 조직 등의 생체물질이 아닌 입수가 용이한 소변을 이용하여 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 농도를 검출함으로써 암을 진단하는 방법에 대한 개발이 이루어져 왔다.There has been developed a method for diagnosing cancer by detecting the concentration of cancer biomarker present in the urine by using urine which is not easy to obtain and which is not a biomaterial such as blood or tissue.
한편, 일반인과 비교해볼 때 암 환자의 경우 소변 내에 존재하는 티로신(Tyrosine)의 농도가 높아 상기 티로신을 암 바이오마커로서 사용할 수 있음이 알려졌다.On the other hand, it is known that the tyrosine can be used as the cancer biomarker because the concentration of tyrosine present in the urine is high in cancer patients as compared with the general public.
한국 등록특허 제10-0033547호는 암환자의 소변중에 공통적으로 존재하는 방향족 아민(Tyrosine)을 검출하여 암을 진단하는 혼합 시약에 관한 것으로서, 상기 혼합 시약은 수은과 니켈, 질산 및 증류수로 구성된 것으로 기재되어 있다.Korean Patent No. 10-0033547 relates to a mixed reagent for diagnosing cancer by detecting aromatic amine (Tyrosine) commonly present in urine of a cancer patient, wherein the mixed reagent is composed of mercury, nickel, nitric acid and distilled water .
그러나, 상기 혼합 시약은 수은을 포함하고 있어 환경 및 인체에 막대한 영향을 미치기 때문에 현재 사용 금지되어 있다.However, the above-mentioned mixed reagent contains mercury and is currently prohibited because it has a great influence on the environment and human body.
따라서, 채취하기 어려운 생체물질이 아닌 입수가 용이한 소변을 이용함으로써, 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(Tyrosine)의 농도를 친환경적으로 검출하여 암을 진단하기 위한 조성물에 대한 개발이 절실한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a composition for diagnosing cancer by eco-friendly detection of the concentration of cancer biomarker tyrosine (Tyrosine) present in the urine by using urine which is not easy to obtain but is not easy to obtain.
또한 한국 등록특허 제10-1323371호에는 면역크로마토그래피(Immunochromatography)법을 이용하여 소변에서 전체 전립선-특이 항원의 양을 키트 상에서 반 정량적으로 측정할 수 있는 전립선암 진단 키트가 개시되어 있다. 이 등록특허의 전립선암 진단 키트는 전립선 표피에서 높은 수준으로 발현되는 세린 단백질 분해 효소인 전립선-특이항원(Prostate specific antigen;PSA)의 항원, 항체 반응에 따른 발색을 통해 육안으로 전립선 암을 진단할 수 있도록 한 것이다. Korean Patent No. 10-1323371 discloses a prostate cancer diagnostic kit capable of semi-quantitatively measuring the amount of whole prostate-specific antigen in the urine using an immunochromatography method. This patented prostate cancer diagnostic kit is designed to diagnose prostate cancer visually through the color of antigens and antibody responses of prostate specific antigen (PSA), a serine protease that is expressed at high levels in the prostate epidermis .
그러나 상기 등록특허의 전립선암 진단 키트는 전립선 암만 제한적으로 진단할 수 있으며, 전립선 암 이외의 다른 암이 존재하는지는 진단할 수 없는 문제가 있다.However, the prostate cancer diagnosis kit of the above-mentioned patent can diagnose prostate cancer only to a limited extent, and it is not possible to diagnose whether cancer other than prostate cancer is present.
또한 기존의 소변을 채취하여 암을 진단하는 방식의 암 진단 키트는 키트에 주입되는 소변의 양이 정해진 양을 많이 초과하거나 미달하게 되면 정확한 검사가 이루어지지 않을 수 있는데, 가정에서 사용자(피검사자)가 소변을 채취하여 검사에 요구되는 정확한 양을 키트에 주입하기는 매우 어려운 실정이다. In addition, a cancer diagnostic kit in which cancer is diagnosed by collecting the existing urine may not be accurately inspected if the amount of urine injected into the kit exceeds or falls below a predetermined amount. In the case where a user (examinee) It is very difficult to take the urine and inject the exact amount required for the test into the kit.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 L-티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환하는데 있어 특성화된 효소들을 포함함으로써 소변 내에 존재하는 티로신의 농도를 친환경적으로 검출하여 암의 존재 여부를 진단할 수 있는 암 바이오마커 검출용 효소 조성물을 이용하고, 소변의 색상 변화를 자동으로 감지하여 암의 존재 여부를 진단할 수 있도록 하여 가정이나 병원에서도 피검사자가 편리하고 용이하게 검사를 수행할 수 있는 자가 색상 검출형 암 진단 키트를 제공함에 있다. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for producing L-tyrosine, which comprises the enzymes which are characterized in converting L- tyrosine into Eumelanin, By using an enzyme composition for detection of cancer biomarkers that can detect the presence of cancer in an environmentally friendly manner and automatically detecting the color change of urine, it is possible to diagnose the presence of cancer, And can easily perform an inspection.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자가 색상 검출형 암 진단 키트는, 소변이 투입되는 투입구를 구비한 케이스와; 상기 케이스의 내부에 형성된 효소수용부와; 상기 효소수용부 내에 수용되어 소변 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물과; 상기 효소수용부 내에 설치되어 소변이 투입된 후 효소수용부 내의 소변의 색상을 검출하는 색상검출센서와; 상기 효소수용부로 빛을 방출하는 광원과; 상기 색상검출센서에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암의 존재를 판단하고, 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a self-color detection type cancer diagnostic kit including: a case having a charging port into which urine is injected; An enzyme accommodating portion formed inside the case; An enzyme composition which is contained in the enzyme-accommodating portion and converts tyrosine (L-Tyrosine) present in the urine into melanin; A color detecting sensor installed in the enzyme receiving part and detecting the color of urine in the enzyme receiving part after the urine is inputted; A light source that emits light to the enzyme containing portion; And an information processor for analyzing the color information detected by the color detection sensor to determine the presence of the cancer and outputting the determination result to the outside.
본 발명에 따르면, 티로신 검출용 효소 조성물은 L-티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환하는데 있어 특성화된 효소들을 포함하고 있다. 따라서 케이스에 형성된 투입구를 통해 소변을 일정량만큼 투입하여 효소저장부 내의 효소 조성물에 혼합하면 상기 효소 조성물이 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 L-티로신과 반응하여 티로신 농도에 따라 소변 색상이 갈색에서 검정색으로 변색되므로 색상을 검출하여 암의 발생을 바로 확인할 수 있다. According to the present invention, the enzyme composition for detecting tyrosine contains enzymes that are characterized in converting L-tyrosine into Eumelanin. Therefore, when a certain amount of urine is injected through the inlet formed in the case and mixed with the enzyme composition in the enzyme storage portion, the enzyme composition reacts with the cancer biomarker L-tyrosine present in the urine and the urine color changes from brown to black depending on the concentration of tyrosine Since the color is discolored, the color can be detected and the occurrence of cancer can be confirmed immediately.
특히 본 발명의 자가 색상 검출형 암 진단 키트는 케이스 내의 효소수용부 내로 소변을 투입하면, 색상검출센서가 소변의 색상을 검출하여 자동으로 암의 존재 여부를 판단하여 통보하므로 사용자가 육안으로 소변의 색상 변화를 감지할 때보다 더욱 정확하고 편리하게 암의 존재 여부를 진단할 수 있게 된다. In particular, the color detection type cancer diagnostic kit of the present invention detects the color of urine by detecting the color of the urine when the user inputs urine into the enzyme receiving portion in the case, It is possible to diagnose the presence of cancer more accurately and conveniently than when detecting a color change.
따라서 사용자가 병원과 같은 전문기관이 아닌 가정에서도 용이하게 암의 발생을 확인할 수 있는 효과가 있다. Therefore, the user can easily confirm the occurrence of cancer even in a home, not a professional institution such as a hospital.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암 진단 키트를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 암 진단 키트의 단면도로, 도 2는 소변을 투입하기 전 상태를 나타내고, 도 3은 소변을 투입한 이후에 검사가 이루어지는 상태를 나타낸다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 암 진단 키트를 구성하는 정보처리부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 암 진단 키트에 구성된 효소 조성물의 실시예에 의해 생성된 유멜라닌의 색상을 측정하기 위한 대조 색상표이다.
도 7은 본 발명의 암 진단 키트에 구성된 효소 조성물의 실시예와 기존의 효소 조성물에 의해 생성된 멜라닌의 색상을 비교한 사진이다.1 is a perspective view illustrating a cancer diagnostic kit according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are sectional views of the cancer diagnosis kit of FIG. 1, FIG. 2 shows a state before urine is injected, and FIG. 3 shows a state where urine is inspected after urine is injected.
4 is an enlarged view of a portion A in Fig.
5 is a block diagram schematically showing the configuration of an information processing unit constituting the cancer diagnostic kit of the present invention.
FIG. 6 is a control color chart for measuring the color of the eumelanin produced by the embodiment of the enzyme composition in the cancer diagnostic kit of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a photograph comparing the color of melanin produced by the conventional enzyme composition with the embodiment of the enzyme composition formed in the cancer diagnostic kit of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 암 진단 키트의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the cancer diagnostic kit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 암 진단 키트를 나타낸 것으로, 본 발명의 암 진단 키트는 소변이 투입되는 투입구(11)를 구비한 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 내부에서 상기 투입구(11)와 연통되게 형성된 효소수용부(20)와, 상기 효소수용부(20) 내에 수용되어 소변 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물(30)과, 상기 효소수용부(20)의 상부에 설치되어 소변이 투입된 후 효소수용부(20) 내의 소변의 색상을 검출하는 색상검출센서(40) 및, 효소수용부(20) 내측으로 촬영을 위한 조명을 제공하는 광원(50), 상기 색상검출센서(40)에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암의 존재를 판단하고, 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부(60)를 포함한다. 1 to 5 illustrate a cancer diagnostic kit according to an embodiment of the present invention. The cancer diagnostic kit of the present invention includes a
상기 케이스(10)에는 소변을 투입하기 위한 투입구(11)가 상하 방향으로 관통되게 형성되어 있다. 상기 투입구(11)의 상단부는 소변이 투입구(11) 내측으로 원활히 유도되고 외부로 흘러 나가지 않도록 외주부가 하향 경사진 형태로 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 효소 조성물(30)이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 투입구(11)의 상단부에는 투입구(11)를 개폐하는 마개(15)가 설치될 수 있다. 상기 마개(15)는 투입구(11)에 꼭 맞게 삽입되어 투입구(11)를 개폐한다. 물론 이 실시예와 다르게 마개(15)를 사용하지 않고 테이프나 공지의 밀봉 기구를 사용하여 투입구(11)를 개폐할 수도 있을 것이다. In the
상기 케이스(10)의 상부 또는 측면부에는 사용자가 상기 색상검출센서(40)를 작동시킬 수 있도록 작동버튼(65)과, 상기 색상검출센서(40) 및 정보처리부(60)에 의해 진단된 결과를 외부로 출력하는 결과통보부(63)가 구비된다. An
상기 케이스(10)의 일측면에는 상기 투입구(11)를 통해 효소수용부(20) 내측으로 투입되는 소변의 양을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 투명창(13)이 구비될 수 있다. 따라서 사용자가 투명창(13)을 보면서 소변을 정해진 양만큼 투입할 수 있다. A
상기 결과통보부(63)는 진단 결과를 다른 색상의 빛으로 알려주는 복수의 LED 로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 암이 있는 것으로 판단되었을 때 붉은 색의 빛을 방출하는 적색 LED(63a), 암이 없는 것으로 판단되었을 때 초록 색의 빛을 방출하는 녹색 LED(63b), 암이 존재할 가능성이 있는 것으로 판단되었을 때 노란 색의 빛을 방출하는 황색 LED(63c) 등을 일렬로 배열하여 구성할 수 있다. The
이외에도 결과통보부(63)로서 LCD 표시장치를 적용하거나, 결과를 음성이나 음향으로 출력할 수 있는 스피커 등을 적용할 수도 있을 것이다. In addition, an LCD display may be applied as the
도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 케이스(10) 내부에는 상기 색상검출센서(40)와 광원(50) 및 정보처리부(60)를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 배터리를 포함한 전원공급부가 설치된다. Although not shown, a power supply unit including a battery for supplying power to operate the
상기 효소수용부(20)는 상단의 입구(22) 부분이 투입구(11)의 하단부에 연통되는 통 형상으로 이루어지며, 내부에 액체로 된 효소 조성물(30)을 수용하는 용기로서 기능한다. 상기 효소수용부(20)는 케이스(10)의 내부에 일체로 구성된다. The
상기 효소수용부(20) 내의 효소 조성물(30)의 양과 효소수용부(20) 내로 주입되는 소변의 양은 중량비로 1:1~3:1의 비율인 것이 검사의 정확도 측면에서 바람직하다. 따라서 상기 효소수용부(20) 내측으로 일정량의 소변이 투입되면 더 이상 소변이 투입되지 않도록 하기 위하여, 상기 투입구(11)의 하단부와 효소수용부(20)가 연통되는 입구(22)의 내측 부분에 원반형의 밸브체(71)가 힌지축(72)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 소변이 효소수용부(20)의 일정 수위에 도달하게 되면 밸브체(71)가 회전하여 입구(22)를 폐쇄한다. 상기 밸브체(71)의 끝단부에는 소변에 의해 부유되는 플로터(73)가 설치되어 플로터(73)가 소변에 의해 부유함에 따라 밸브체(71)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 플로터(73)의 상부면에는 금속 또는 자석으로 된 결합편(74)이 장착되고, 효소수용부(20)의 입구(22) 부분 주변에 상기 결합편(74)을 자력에 의해 고정하는 자석(75)이 설치된다. 따라서, 밸브체(71)가 효소수용부(20)의 입구(22)를 막게 되면, 상기 플로터(73)의 결합편(74)이 상기 자석(75)에 견고하게 결합되어 밸브체(71)가 효소수용부(20)의 상단 입구(22)를 폐쇄한 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다. It is preferable that the amount of the
상기 효소 조성물(30)은 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)으로 전환시키게 되는데, 소변 내의 티로신 농도가 증가함에 따라 유멜라닌의 양이 증가하여 소변 색상이 갈색에서 검정색으로 변색된다. 따라서 상기 색상검출센서(40)가 효소 조성물(30)과 반응한 소변의 색상을 검출함으로써 티로신 농도를 측정할 수 있게 되어 암의 존재 여부를 알 수 있다. The enzyme composition (30) converts the cancer biomarker tyrosine (L-Tyrosine) present in the urine into eumelanin. As the tyrosine concentration in the urine increases, the amount of the eumelanin increases, To black. Therefore, the
상기 색상검출센서(40)는 공지의 칼라센서나 이미지센서 등을 적용할 수 있으며, 효소수용부(20) 내의 소변의 색상을 촬영하여 색상을 검출한다. 상기 색상검출센서(40)가 소변의 색상을 높은 정확도로 검출할 수 있도록 하기 위하여 상기 광원(50)은 백색광을 조사하는 백색광원 및 300~380㎚ 파장 대역의 자외선 광을 조사하는 자외선광원이 함께 사용되고, 상기 색상검출센서(40)의 하부에는 소변에서 반사되는 광으로 인한 난반사를 제거하기 위하여 편광필터(41)와, 자외선을 차단하는 자외선 차단필터(42)가 설치된다. The
자외선 광을 소변에 조사하고, 색상검출센서(40)의 하부에 자외선 차단필터(42)를 사용하여 가시광만 색상검출센서(40)가 촬영하도록 하면, 자외선에 의해 여기(excitation)되어 가시광으로 발광하는 유멜라닌을 관찰할 수 있다. 상기 유멜라닌은 자외선을 흡수하여 색이 짙어지는 특성이 있다. 따라서 광원으로서 자외선 광을 함께 사용하고 자외선 차단필터(42)를 색상검출센서(40)의 바로 하측에 설치하면 소변 내의 유멜라닌 색상을 더욱 명확하게 검출할 수 있게 된다. When ultraviolet light is irradiated to the urine and the
상기 정보처리부(60)는, 상기 색상검출센서(40)로부터 신호를 전달받아 색상을 검출하는 색검출부(61)와, 상기 색검출부(61)에서 검출된 색상을 미리 저장되어 있는 색상-암 정보 데이터와 비교하여 암 여부를 판단하는 판단부(62)와, 상기 판단부(62)에서 판단된 결과를 외부로 출력하는 결과통보부(63)를 포함한다. The
상기 색검출부(61) 및/또는 판단부(62)는 마이크로프로세서에 구성될 수 있다. The
상기 결과통보부(63)는 전술한 것과 같이 판단 결과 별로 다른 색상의 빛을 방출하는 복수의 LED(63a, 63b, 63c)로 구성될 수 있다.The
이와 같이 구성된 암 진단 키트는 다음과 같이 작동한다. The thus configured cancer diagnostic kit operates as follows.
사용자가 마개(15)를 개방하고, 채집된 소변을 스포이드 또는 주사기형 투입기, 또는 기타 공지의 투입 기구를 이용하여 투입구(11)를 통해 투입한다. 상기 투입구(11)를 통해 투입된 소변은 효소수용부(20)의 일측 상단에 형성된 입구(22)를 통해 효소수용부(20) 내로 주입된다. The user opens the
이 때, 상기 효소수용부(20) 내로 소변이 공급되어 수위가 증가함에 따라 플로터(73)가 소변에 의해 점차적으로 부유하게 되어 밸브체(71)가 회전하게 되고, 효소수용부(20)의 상부 입구(22) 근처까지 소변이 채워지면 밸브체(71)가 효소수용부(20)의 입구(22)를 폐쇄하게 된다. 그리고 플로터(73)에 부착된 결합편(74)이 자석(75)에 부착되어 밸브체(71)가 효소수용부(20)의 입구(22)를 폐쇄한 상태를 유지하게 된다. At this time, as the urine is supplied into the
상기 효소수용부(20) 내에 소변이 정해진 양만큼 채워지면, 사용자가 투입구(11)를 통한 소변의 주입을 중단하고, 마개(15)로 투입구(11)를 다시 막는다.When the amount of urine is filled in the
상기 효소수용부(20) 내로 공급된 소변은 그 안에 함유된 티로신이 효소수용부(20) 내의 효소 조성물(30)과 반응하여 유멜라닌을 생성하여 색상이 변화된다. The urine supplied into the
이어서 사용자가 케이스(10)의 상단에 마련된 작동버튼(65)을 누르면, 광원(50) 및 색상검출센서(40)에 전원이 공급되면서 광원(50)에서 백색광 및 자외선 광이 방출되고, 색상검출센서(40)가 소변을 촬영하여 색상을 검출한다.When the user presses the
상기 정보처리부(60)의 색검출부(61)는 색상검출센서(40)에서 획득된 소변 색상에 대한 신호를 전달받아 소변의 색상을 판단한다. 그리고 판단부(62)는 상기 색검출부(61)에서 검출된 소변의 색상을 미리 저장되어 있는 색상-암 정보 데이터와 비교하여 암 여부를 판단한다. The
상기 판단부(62)에서 판단된 진단 결과는 결과통보부(63)를 통해 사용자에게 시각적으로 및/또는 청각적으로 전달된다. 예를 들어, 판단부(62)에서 암이 있는 것으로 판단할 경우 적색 LED(63a)를 작동시켜 붉은 색의 빛을 방출하고, 암이 없는 것으로 판단할 경우 녹색 LED(63b)를 작동시키며, 암 여부가 확실하지는 않지만 암이 존재할 가능성이 있는 것으로 판단될 경우 황색 LED(63c)를 작동시킨다. The diagnosis result determined by the
이와 같이 본 발명의 자가 색상 검출형 암 진단 키트는 케이스(10) 내의 효소수용부(20) 내로 소변을 투입하면, 색상검출센서(40)가 소변의 색상을 검출하여 자동으로 암의 존재 여부를 판단하여 통보하므로 사용자가 육안으로 소변의 색상 변화를 감지할 때보다 더욱 정확하고 편리하게 암의 존재 여부를 진단할 수 있게 된다. As described above, when the urine is injected into the
한편, 전술한 것과 같이 본 발명의 자가 색상 검출형 암 진단 키트는 효소수용부(20) 내에 효소 조성물(30)에 소변이 혼합되었을 때 효소 조성물(30)이 소변 내에 존재하는 암 바이오마커인 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 작용을 함으로써 사용자가 암 여부를 용이하게 진단할 수 있다. As described above, the self-color detecting type cancer diagnostic kit of the present invention can be applied to the case where urine is mixed into the
이러한 티로신 검출을 위한 효소 조성물(30)은 티로시나아제(Tyrosinase), 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT) 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)을 포함하여, 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(L-Tyrosine)의 농도를 검출하는 작용을 한다. The
좀 더 구체적으로, 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제(Tyrosinase)에 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT) 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1) 효소를 추가한 효소 조성물로 이루어져, 소변 내에 존재하는 암 바이오마커 티로신(L-Tyrosine)을 유멜라닌(Eumelanin)인으로 전환시키고, 상기 유멜라닌의 색상을 통해 농도를 측정함으로써 암을 진단할 수 있다.More specifically, the enzyme composition (30) comprises an enzyme composition in which tyrosinase is supplemented with a Dopachrome tautomerase (DCT) and tyrosinase-related protein 1 (Tyrp1) Cancer can be diagnosed by converting the cancer biomarker tyrosine (L-Tyrosine) present in the urine into eumelanin phosphorus and measuring the concentration through the color of the eumelanin.
본 발명에 따른 효소 조성물(30)은 소변을 이용하여 암을 진단하기 위한 것이므로, 소변의 색상을 고려해 볼 때 황갈색을 나타내는 페오멜라닌(Pheomelanin) 또는 갈색을 나타내는 혼합 멜라닌(Mixed melanins)을 통해 농도를 측정하는 경우, 소변의 색상과 비슷하여 농도 측정이 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 효소 조성물(30)은 검정색을 띠는 유멜라닌을 통해 농도를 측정하는 것이 바람직하다.Since the enzyme composition (30) according to the present invention is intended to diagnose cancer using urine, the concentration of the enzyme composition (30) can be determined through the use of Pheomelanin which is yellowish brown or mixed melanin which is brown When measuring, it may be difficult to measure the concentration because it is similar to the color of the urine. Therefore, it is preferable that the enzyme composition (30) according to the present invention measures the concentration through black colored eumelanin.
상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1 효소를 추가함으로써, 유멜라닌 생합성 경로를 가속시킬 뿐만 아니라, 생성되는 유멜라닌의 색상을 보다 더 검정색을 띠는 경로로 유도할 수 있다.By adding DCT and Tyrp1 enzyme to tyrosinase, the enzyme composition (30) not only accelerates the pathway of eumelanin biosynthesis, but also induces the color of the resulting eumelanin to a more blackish path.
소변 내에 존재하는 티로신의 농도는 상기 효소 조성물(30)과 반응하여 생성되는 유멜라닌의 색상을 통해 측정될 수 있기 때문에 생성된 유멜라닌에 의한 소변의 색상이 검정색에 가까울 경우, 일정한 소변 양에 티로신의 농도가 높다라는 것을 알 수 있다. Since the concentration of tyrosine present in the urine can be measured through the color of the eumelanin produced by the reaction with the enzyme composition (30), when the color of the urine caused by the produced eumelanin is close to black, Is high.
상기 효소 조성물(30)에 의한 티로신 검출 반응은 최종 농도가 50 내지 100 mM인 인산완충용액(Phosphate buffer) 또는 트리스-염화수소(Tris-HCl) 완충용액, 및 최종 농도가 0.1~0.5%인 Tween20, 최종 반응 pH 7.0 내지 8.5 조건 하에서 측정되는 것이 바람직하다.The detection of tyrosine by the
예를 들어, 상기 효소 조성물(30)에 포함되는 인산완충용액은 200mM이고, 효소 조성물 500 ㎕와 소변 샘플 500 ㎕의 총 부피가 1000 ㎕인 경우, 티로신 검출 반응은 최종 농도 50mM에서 수행될 수 있다. For example, if the phosphate buffer solution contained in the
본 발명의 일 실시형태로서 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제, DCT 및 Tyrp1을 포함하고, 인산완충용액(Phosphate buffer) 또는 트리스-염화수소(Tris-HCl) 완충용액과 Tween20 및 증류수를 추가하여 제조될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the enzyme composition (30) comprises tyrosinase, DCT, and Tyrp1, and is supplemented with phosphate buffer or Tris-HCl buffer solution, Tween20 and distilled water .
바람직하기로, 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제 40 unit을 1중량비로 하고, 상기 티로시나아제 1 중량비 대비 DCT를 0.5 내지 2 중량비 및 Tyrp1을 0.5 내지 2 중량비로 포함한다.Preferably, the enzyme composition (30) comprises 40 parts by weight of tyrosinase, 1 part by weight of tyrosinase, 0.5 to 2 parts by weight of DCT and 0.5 to 2 parts by weight of Tyrp1.
상기 함량을 만족하지 않는 경우, 생성되는 멜라닌의 색상이 황갈색계통 색상이 나타날 수 있어 소변색과 혼합되므로 티로신의 농도를 측정하기 어려울 수 있다. If the above content is not satisfied, it may be difficult to measure the concentration of tyrosine because the color of the produced melanin may appear to be a yellowish brown color and be mixed with the urine color.
전술한 것과 같이 상기 효소 조성물(30)은 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1 효소에 의해 유멜라닌 생합성 경로를 가속시키고, 생성되는 유멜라닌의 색상을 보다 더 검정색을 띠는 경로로 유도하게 된다. As described above, the enzyme composition (30) accelerates the pathway of eumelanin biosynthesis by tyrosinase to DCT and Tyrp1 enzyme, and induces the color of the resulting eumelanin to a more black-colored pathway.
하기 반응식 1을 참조하면, L-티로신은 티로시나아제에 의해 산화되어 L-도파(3,4-dihydroxyphenylalanine, DOPA)를 형성하고, 다시 티로시나아제에 의해 산화되어 DOPA 퀴논(Quinone)을 형성하며, 루코도파크롬(Leucodopachrome)을 거쳐 도파크롬(Dopachrome)을 형성한다.Referring to Reaction Scheme 1 below, L-tyrosine is oxidized by tyrosinase to form 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) and then oxidized by tyrosinase to form DOPA quinone , And Leucodopachrome to form Dopachrome.
상기 도파크롬은 멜라닌 전구체로서, DCT에 의해 토토머화(Tautomerization)되어 5,6-디히드록시인돌-2-카르복실산(5,6-Dihydroxyindole-2-carboxylic acid, DHICA)을 형성한다.The dopachrome is a melanin precursor and is tautomerized by DCT to form 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DHICA).
상기 5,6-디히드록시인돌-2-카르복실산은 Tyrp 1에 의해 산화되어 인돌-5,6-퀴논 카르복실산을 형성하고 상기 인돌-5,6-퀴논 카르복실산은 중합되어 유멜라닌을 형성한다.The 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid is oxidized by Tyrp 1 to form indole-5,6-quinonecarboxylic acid and the indole-5,6-quinonecarboxylic acid is polymerized to form uamelanin .
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
상기 티로시나아제(Tyrosinase)는 미생물 및 식물 및 유기체 조직에서 발견될 수 있는 티로시나아제 수산화효소 및 도파 산화효소 촉매적 활성을 갖는 구리-함유 효소이다. 특히, 상기 티로시나아제는 티로신과 같은 페놀의 산화에 의하여 멜라닌 및 다른 색소의 생성을 촉진한다.The tyrosinase is a tyrosinase hydroxylase and a copper-containing enzyme having catalytic activity of dopa oxidase, which can be found in microorganisms and plant and organism tissues. In particular, the tyrosinase promotes the production of melanin and other pigments by oxidation of phenols such as tyrosine.
상기 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT)는 티로시나아제-관련 단백질 2(Tyrp 2)로도 알려져 있으며, 티로시나아제 및 Tyrp1과 결합하여 멜라닌 세포에서 L-티로신을 멜라닌으로 전환하는데 있어 특성화된 멜라닌세포특이적 효소이다. The Dopachrome tautomerase (DCT), also known as tyrosinase-related protein 2 (Tyrp 2), is a protein that is characterized by the binding of tyrosinase and Tyrp1 to convert L-tyrosine to melanin in melanocytes It is a melanin cell specific enzyme.
상기 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)은 티로시나아제를 안정화시키는데 도움을 주는 역할을 한다.The tyrosinase-related protein 1 (Tyrp1) plays a role in stabilizing tyrosinase.
본 발명에 따른 효소 조성물(30)은 상기 도파크롬이 티로시나아제에 의해 5,6-디히드록시인돌(5,6-dihydroxyindole)을 거쳐 인돌-5,6-퀴논(Indole-5,6-quinone)을 형성하여 갈색에 가까운 멜라닌을 형성하는 과정이 아닌(하기 반응식 2 참조), DCT에 의해 토토머화되고 Tyrp 1에 의해 산화되어 검은색에 가까운 멜라닌을 형성하도록 하여 시료인 소변의 색상과 구분되게 함으로써 농도 측정을 효과적으로 수행할 수 있도록 한다. The enzyme composition (30) according to the present invention is characterized in that the dopa chromium is converted to indole-5,6-dihydroxyindole via 5,6-dihydroxyindole by tyrosinase, quinone) to form melanin near the brown color (see the following reaction formula 2), and is tautomerized by DCT and oxidized by Tyrp 1 to form melanin close to black to distinguish it from urine color of the sample So that the concentration measurement can be effectively performed.
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
본 발명의 일 실시형태에서, 색상검출센서(40)에 의해 검출된 유멜라닌의 색상 정보로부터 소변 내의 티로신 농도를 확인 할 수 있다. 이를 통해, 암의 발생 여부를 간편하게 진단할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the tyrosine concentration in the urine can be confirmed from the color information of the eumelanin detected by the
이하, 실시예에 의해 본 발명의 효소 조성물(30)을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다. Hereinafter, the enzyme composition (30) of the present invention will be described in more detail by examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are for illustrative purpose only and that the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
제조예 1: 효소 조성물 각 구성요소의 제조 Production Example 1: Preparation of each component of the enzyme composition
티로시나아제 효소는 Sigma사로부터 구매하여 사용하였다. The tyrosinase enzyme was purchased from Sigma.
DCT와 Tyrp1은 아래 단계를 참조로 생쥐 혈액으로부터 유전자를 확보하고 대장균에서 단백질 발현 후 정제하여 실험에 사용하였다. DCT and Tyrp1 were obtained from mouse blood by reference to the following steps and purified after protein expression in E. coli.
(i) 생쥐 혈액으로부터 RNA 추출하는 단계(i) RNA extraction from mouse blood
RNA 추출은 상용화된 추출키트를 사용하였으며, 본 실시예에서는 RiboEx RNA extraction solution키트 (진올 바이오테크놀로지, 한국)를 사용하였다. 과정은 아래와 같다.RiboEx RNA extraction solution kit (Jinol Biotechnology, Korea) was used in this embodiment. The process is as follows.
a. 생쥐혈액으로부터 생쥐 혈액 300 ㎕와 RiboEx RNA extraction solution (진올 바이오테크놀로지, 한국) 600 ㎕를 넣고 강하게 섞고 5 ~ 10분간 상온 방치하여 세포막을 녹였다. a. 300 μl of mouse blood and 600 μl of RiboEx RNA extraction solution (Jeolol Biotechnology, Korea) were mixed from the mouse blood, mixed strongly and left at room temperature for 5 ~ 10 minutes to dissolve the cell membrane.
b. 클로로포름 200 ㎕를 넣고 강하게 섞고 원심분리기를 이용해 13000 rpm, 4℃, 10분간 원심분리하여 상하층으로 분리하였다. b. 200 μl of chloroform was added and mixed vigorously. The mixture was centrifuged at 13,000 rpm at 4 ° C for 10 minutes using a centrifuge to separate the upper and lower layers.
c. 상층만 회수한 후 동일한 양의 컬럼 결합buffer를 넣고 잘 섞은 후 키트에서 제공하는 컬럼에 투입하고 원심분리 (spin down) 하여 RNA 만 컬럼에 결합시켰다.c. After collecting only the upper layer, the same amount of the column-binding buffer was added and mixed well. Then, the solution was added to the column provided in the kit and spin-down to bind only RNA to the column.
d. 컬럼에 키트에서 제공하는 세척버퍼를 투입한 후 원심분리 (spin down) 하여 RNA 이외 물질을 제거하였다. 추가 1분 정도 원심분리하여 잔존하는 세척버퍼를 제거하였다.d. The wash buffer provided in the kit was added to the column, and then the material other than RNA was removed by spin-down. The remaining wash buffer was removed by centrifugation for an additional 1 minute.
e. 컬럼에 결합된 RNA를 회수하는 elution buffer를 투입한 후 5분 후 원심분리 (spin down)하여 최종적으로 RNA를 회수하였다.e. The elution buffer was added to recover the RNA bound to the column, and the RNA was recovered by spinning 5 minutes later.
(ii) 확보한 RNA로부터 cDNA를 제조하는 단계(ii) preparing cDNA from the obtained RNA
1 ㎍ RNA, Reverse transcriptase(역전사효소) 5 unit, oligo dT - 50 pmol, 0.1 M DTT- 2 ㎕, 10x 반응버퍼(reaction buffer)- 2 ㎕, 물- 약 20 ㎕; 위 조성으로 혼합물을 제조하고 PCR 기기에서 45℃에서 10분, 38℃에서 3시간 이상 반응시켰다. 1 μg RNA, 5 units of reverse transcriptase (reverse transcriptase), oligo dT-50 pmol, 0.1 M DTT- 2 μl, 10x reaction buffer - 2 μl, water - about 20 μl; The mixture was prepared in the above composition and reacted at 45 ° C for 10 minutes and at 38 ° C for 3 hours or longer in a PCR instrument.
(iii) cDNA로부터 유전자 (DCT, Tyrp1) 확보 단계(iii) securing the gene (DCT, Tyrp1) from cDNA
a. 위의 단계에서 생성된 cDNA로부터 유전자를 증폭해 내기 위해 아래와 같은 조성으로 혼합물을 제조한 후 아래 조건 하에서 유전자증폭반응(PCR)을 수행하였다.a. In order to amplify the gene from the cDNA generated in the above step, the mixture was prepared with the following composition, and the gene amplification reaction (PCR) was performed under the following conditions.
혼합물 조성: cDNA액 - 2 ㎕, pfu DNA증폭효소- 5 unit, 10mM dNTP- 2 ㎕, 10x 반응버퍼 4 ㎕, 각 2 pmol- 프라이머 쌍, 물- 약 40 ㎕. Mixture composition: 2 μl of cDNA solution, 5 units of pfu DNA amplification enzyme, 2 μl of 10 mM dNTP, 4 μl of 10 × reaction buffer, 2 pmol of each primer pair, and water - about 40 μl.
증폭반응조건: 95℃ 4분- 1회; 95℃ 20초, 60℃ 20초, 72℃ 1분 50초- 35회; 72℃ 10분- 1회; 4℃ 계속.Amplification reaction conditions: 95 ° C 4 min - 1 time; 95 ° C for 20 seconds, 60 ° C for 20 seconds, 72 ° C for 1 minute and 50 seconds - 35 times; 72 占 폚 10 min - 1 time; Continue at 4 ℃.
상기 반응에 사용된 프라이머쌍의 정보는 하기 표 1과 같다.The information of the primer pair used in the above reaction is shown in Table 1 below.
DCT와 Tyrp1 효소는 상기 방법으로 확보된 유전자를 pET28a 벡터에 삽입하여 6x His 가 N-말단에 부착된 융합단백질 형태로 제작하였고, BL21(DE3) 대장균에 형질전환시켜 단백질을 제조하였다. 그 과정은 아래와 같다.The DCT and Tyrp1 enzymes were prepared by inserting the genes obtained by the above method into the pET28a vector and constructing a fusion protein in which 6x His was attached to the N-terminus and transformed into BL21 (DE3) Escherichia coli. The process is as follows.
(i) 형질전환 대장균 배양단계(i) the step of culturing the transformed E. coli
a. pET28a 벡터의 NdeI, XhoI 제한효소 site에 DCT 또는 Tyrp1 유전자를 삽입함으로써 6x His ~단백질을 생산하는 재조합DNA를 완성하였다.a. NdeI of the pET28a vector, and DCT or Tyrp1 gene into the XhoI restriction enzyme site, thereby preparing a recombinant DNA which produces 6x His ~ protein.
b. BL21(DE3)대장균에 heat shock 형질전환법을 이용해 형질전환 대장균을 제조하였다.b. E. coli transformed with BL21 (DE3) was prepared by heat shock transformation.
c. 해당 대장균주를 3 L Luria broth액에서 37℃, 200 rpm 하에서 OD600 ~ 0.7까지 배양 후 0.1M IPTG 를 처리하여 단백질생산을 induction하였다.c. The E. coli strain was cultured in 3 L of Luria broth at 37 DEG C and 200 rpm at OD600 ~ 0.7, followed by treatment with 0.1M IPTG to induce protein production.
d. 30℃, 4시간 추가배양 후 원심분리를 통해 대장균을 침전시켰다.d. After further culturing at 30 DEG C for 4 hours, E. coli was precipitated by centrifugation.
(ii) 대장균 파쇄 단계 (ii) Escherichia coli disruption step
a. 침전된 대장균을 1x PBS 200 ml을 투입하여 resuspend 시켰다가 원심분리기에서 침전시킴으로써 세척과정을 수행하였다.a. The precipitated E. coli was resuspended in 200 ml of 1x PBS and washed by centrifugation.
b. 침전된 대장균을 40 ml- 0.5 M NaCl, 5mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9; 에 투입하였다.b. The precipitated E. coli was suspended in 40 ml of 0.5 M NaCl, 5 mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9; Lt; / RTI >
c. 초음파 세포파쇄기에서 대장균을 Energy 38% max, total cell breaking time 4분(2초 sonic treatment/4초 pause) 조건 하에서 파쇄하였다. 대장균 샘플을 담은 병은 세포파쇄과정동안 얼음에 담긴 상태를 유지하였다.c. Escherichia coli was disrupted in an ultrasonic cell disruptor under the condition of Energy 38% max, total cell breaking time 4 min (2 second sonic treatment / 4 sec pause). The bottle containing the E. coli sample remained ice-filled during the cell disruption process.
d. 파쇄된 대장균은 13000 rpm, 30분, 4℃ 조건에서 원심분리하였다.d. The shredded E. coli was centrifuged at 13,000 rpm, 30 minutes, and 4 ° C.
e. 상등액만 깨끗한 conical tube에 모아두었다.e. Only the supernatant was collected in a clean conical tube.
(iii) Ni-NTA Agarose resin을 이용한 his tag-융합단백질 정제 (iii) Purification of his tag-fusion protein using Ni-NTA agarose resin
a. 위의 단계에서 얻어진 수용성 단백질액을 Ni-NTA Agarose resin 과 혼합하고 30분간 4℃ 조건하에서 흔들어 주면서 his tag-융합단백질과 Ni-NTA Agarose resin이 서로 결합하도록 유도하였다.a. The water-soluble protein solution obtained in the above step was mixed with Ni-NTA agarose resin and shaken for 30 minutes at 4 ° C to induce binding of the his tag-fusion protein to the Ni-NTA agarose resin.
b. 단백질액, resin 혼합액을 컬럼에 투입하고 컬럼 코크를 열어 액체를 뽑아 내었다.b. The protein solution and the resin mixture were put into the column, and the column cock was opened to extract the liquid.
c. Washing buffer (0.5 M NaCl, 60mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) 400 ml을 통과시켜 불순물과 융합단백질 이외의 단백질을 제거하였다.c. 400 ml of washing buffer (0.5 M NaCl, 60 mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) was passed through to remove proteins other than impurities and fusion proteins.
d. Elution buffer (0.25 M NaCl, 500mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) 3 ml을 투입하고 10분간 방치한 후 코크를 열어 단백질을 회수하였다.d. 3 ml of elution buffer (0.25 M NaCl, 500 mM imidazole, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) was added and allowed to stand for 10 minutes.
e. d 과정을 2회 반복하였다.e. d process was repeated twice.
(iii) FPLC-size exclusion법을 이용한 단백질 정제(iii) Protein purification using FPLC-size exclusion method
a. 회수된 단백질을 superdex S200 (GE healthcare) 컬럼이 장착된 FPLC에 투입하고 단백질을 크기에 따라 분리하였다. a. The recovered proteins were loaded onto FPLC equipped with a superdex S200 (GE healthcare) column and the proteins were separated by size.
b. 얻어진 fraction샘플들 가운데 his tag 융합단백질에 해당하는 fraction을 polyacrylamide gel electrophoresis 법으로 확인하고 최종적으로 원하는 his tag 융합단백질을 확보하였다.b. Among the obtained fraction samples, fractions corresponding to his tag fusion proteins were identified by polyacrylamide gel electrophoresis and finally the desired his tag fusion protein was obtained.
c. Abs 280값을 측정하고 얻어진 값으로부터 단백질 농도를 환산하여 하기 표 2에 기재하였다.c. Abs 280 values were measured, and protein concentrations were converted from the obtained values, and they are shown in Table 2 below.
실시예1Example 1
아래의 표 3을 참조로, 활성이 1000 unit/㎖인 티로시나아제 효소 40㎕에 상기 제조예 1에서 제조된 활성이 1000unit/㎖인 DCT 40㎕ 및 활성이 1000 unit/㎖ 인 Tyrp1 40㎕, 200mM Tris buffer pH 8을 250㎕, 10% Tween20 25㎕, 증류수(Distilled water) 105㎕를 넣어 효소 조성물(Stock solution)을 제조하였다.40 [micro] l of DCT having an activity of 1000 units / ml prepared in Preparation Example 1 and 40 [micro] l of Tyrp1 having an activity of 1000 units / ml were added to 40 [micro] l of tyrosinase enzyme having activity of 1000 unit / ml, 250 μl of 200 mM Tris buffer pH 8, 25 μl of 10
다음으로 정상인과 암환자의 소변 시료를 채취하였다. 소변 시료의 채취 방식은 아침 기상 후 첫 소변을 채취함에 있어 요도로부터 흘러나오는 처음 소변은 채취하지 않으며, 중간 소변에서 샘플을 30 ml 채취하는 방식으로 이루어졌다.Next, urine samples were collected from normal and cancer patients. The method of collecting the urine samples was done by taking 30 ml of sample from the urine without taking the first urine from the urethra in the first urine collection after the morning wake.
일정량 내에 존재하는 티로신의 농도를 측정하기 위해 채취된 정상인과 암환자의 소변 각각 500 ㎕의 동일한 양을 상기 실시예 1의 효소 조성물과 반응시켰다(각각 총 1000 ㎕). In order to measure the concentration of tyrosine present in a certain amount, the same amount of 500 μl of each of the urine collected from the normal person and the cancer patient was reacted with the enzyme composition of Example 1 (total 1000 μl each).
그런 다음, 생성된 각 유멜라닌에 의한 소변의 색상을 도 6의 대조 색상표와 비교하고 하기 표 4에 기재하였다.Then, the color of the urine produced by each of the produced eumelanins is compared with the control color table of FIG. 6, and is shown in Table 4 below.
상기 표 4에서 보듯이, 정상인의 소변이 본 발명의 효소 조성물과 반응하여 생성된 유멜라닌에 의한 소변 색상은 황색에서 황갈색인 반면, 암환자의 소변이 효소 조성물과 반응하여 생성된 유멜라닌에 의한 소변의 색상은 검정색으로 나타났음을 확인하였다.As shown in Table 4, the urine color produced by the reaction of the normal human urine with the enzyme composition of the present invention was yellow to yellowish brown, while the urine of the cancer patient was reacted with the enzyme composition, The color of the urine was confirmed to be black.
이를 통해, 암환자의 소변 내에 티로신이 다량으로 존재함을 알 수 있었다.This shows that tyrosine is present in large amounts in urine of cancer patients.
실시예 2Example 2
티로시나아제만을 포함하는 기존의 효소 조성물에 비해, 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1을 추가로 포함한 본 발명의 효소 조성물(30)을 사용한 경우, 생성된 유멜라닌에 의한 소변의 색상이 더욱 검정색으로 나타날 수 있음을 알아보기 위해, 아래와 같이 실험을 수행하였다.When the enzyme composition (30) of the present invention, which additionally contains DCT and Tyrp1, is used as a tyrosinase compared to the conventional enzyme composition containing only tyrosinase, the color of the urine produced by the produced uromelain appears more black The following experiment was carried out.
상기 실시예 1에서와 같은 방식으로 채취된 정상인의 소변 500 ㎕을 티로시나아제 40 unit, DCT 20 unit 및 Tyrp1 20 unit을 포함하는 본 발명의 효소 조성물과 혼합한 혼합물 (A), 암환자의 소변 500 ㎕을 티로시나아제 40 unit만을 포함하는 기존의 효소 조성물과 혼합한 혼합물 (B), 및 암환자의 소변 500 ㎕을 티로시나아제 40 unit, DCT 20 unit 및 Tyrp1 20 unit을 포함하는 본 발명의 효소 조성물과 혼합한 혼합물 (C)를 37℃에서 30분 동안 각각 반응시켰다.A mixture (A) in which 500 μl of normal human urine collected in the same manner as in Example 1 was mixed with 40 parts of tyrosinase, 20 units of DCT and 20 units of Tyrp1, A mixture (B) in which 500 μl of the composition was mixed with an existing enzyme composition containing only 40 units of tyrosinase, and 500 μl of urine of a cancer patient were mixed with 40 units of tyrosinase, 20 units of DCT and 20 units of Tyrp1 The mixture (C) mixed with the enzyme composition was reacted at 37 DEG C for 30 minutes, respectively.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 효소 조성물과 정상인의 소변을 반응시킨 혼합물 (A)는 황색을 나타내는데 비해, 암환자의 소변을 반응시킨 혼합물 (B) 및 (C)는 더욱 짙은 황갈색 또는 검은색을 나타내는 것을 확인하였다.7, the mixture (A) in which the enzyme composition according to the present invention and the urine of the normal person are reacted shows a yellow color, whereas the mixture (B) and (C) in which the urine of the cancer patient is reacted shows a darker tan or black Respectively.
특히, 암환자의 소변 검출 결과, DCT 및 Tyrp 1를 더 포함한 혼합물 (C)의 색상이 티로시나아제만을 포함한 혼합물 (B)에 비해 더욱 검은색을 나타내는 것을 확인하였다.Especially, as a result of urine detection of a cancer patient, it was confirmed that the color of the mixture (C) containing DCT and Tyrp 1 is more black than the mixture (B) containing only tyrosinase.
따라서, 본 발명에 따른 효소 조성물이 티로시나아제에 DCT 및 Tyrp1 효소를 추가함으로써, 유멜라닌 생합성 경로를 가속시킬 뿐만 아니라, 생성되는 유멜라닌의 색상을 보다 더 검정색을 띠는 경로로 유도할 수 있음을 확인하였다.Therefore, by adding the DCT and Tyrp1 enzyme to the tyrosinase, the enzyme composition according to the present invention not only accelerates the pathway of eumelanin biosynthesis, but also can induce the color of the resulting eumelanin to a more black-colored pathway Respectively.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.
10 : 케이스 11 : 투입구
15 : 마개 20 : 효소수용부
22 : 입구 30 : 효소 조성물
40 : 색상검출센서 41 : 편광필터
42 : 자외선차단필터 50 : 광원
60 : 정보처리부 61 : 색검출부
62 : 판단부 63 : 결과통보부
71 : 밸브체 72 : 힌지축
73 : 플로터 74 : 결합편
75 : 자석10: Case 11:
15: Stopper 20: Enzyme receptacle
22: inlet 30: enzyme composition
40: Color detection sensor 41: Polarization filter
42: ultraviolet cut filter 50: light source
60: information processor 61: color detector
62: Judgment section 63: Result notification section
71: valve body 72: hinge shaft
73: Plotter 74: Coupling piece
75: Magnet
<110> CubeBio <120> Enzyme Compositions for Detecting Cancer Biomarker Tyrosine <130> DP18030 <160> 7 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 atgggccttg tgggatggg 19 <210> 2 <211> 26 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ctaggcttcc tccgtgtatc tcttgc 26 <210> 3 <211> 26 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 atgaaatctt acaacgtcct ccccct 26 <210> 4 <211> 26 <212> RNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 tcagaccatg gagtggttag gattcg 26 <210> 5 <211> 556 <212> PRT <213> Agaricus bisporus <400> 5 Met Ser Leu Ile Ala Thr Val Gly Pro Thr Gly Gly Val Lys Asn Arg 1 5 10 15 Leu Asn Ile Val Asp Phe Val Lys Asn Glu Lys Phe Phe Thr Leu Tyr 20 25 30 Val Arg Ser Leu Glu Leu Leu Gln Ala Lys Glu Gln His Asp Tyr Ser 35 40 45 Ser Phe Phe Gln Leu Ala Gly Ile His Gly Leu Pro Phe Thr Glu Trp 50 55 60 Ala Lys Glu Arg Pro Ser Met Asn Leu Tyr Lys Ala Gly Tyr Cys Thr 65 70 75 80 His Gly 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470 475 480 Phe Val Leu Leu Leu Gly Leu Leu Ala Phe Leu Gln Tyr Arg Arg Leu 485 490 495 Arg Lys Gly Tyr Ala Pro Leu Met Glu Thr Gly Leu Ser Ser Lys Arg 500 505 510 Tyr Thr Glu Glu Ala 515 <210> 7 <211> 537 <212> PRT <213> Mus musculus <400> 7 Met Lys Ser Tyr Asn Val Leu Pro Leu Ala Tyr Ile Ser Leu Phe Leu 1 5 10 15 Met Leu Phe Tyr Gln Val Trp Ala Gln Phe Pro Arg Glu Cys Ala Asn 20 25 30 Ile Glu Ala Leu Arg Arg Gly Val Cys Cys Pro Asp Leu Leu Pro Ser 35 40 45 Ser Gly Pro Gly Thr Asp Pro Cys Gly Ser Ser Ser Gly Arg Gly Arg 50 55 60 Cys Val Ala Val Ile Ala Asp Ser Arg Pro His Ser Arg His Tyr Pro 65 70 75 80 His Asp Gly Lys Asp Asp Arg Glu Ala Trp Pro Leu Arg Phe Phe Asn 85 90 95 Arg Thr Cys Gln Cys Asn Asp Asn Phe Ser Gly His Asn Cys Gly Thr 100 105 110 Cys Arg Pro Gly Trp Arg Gly Ala Ala Cys Asn Gln Lys Ile Leu Thr 115 120 125 Val Arg Arg Asn Leu Leu Asp Leu Ser Pro Glu Glu Lys Ser His Phe 130 135 140 Val Arg Ala Leu Asp Met Ala Lys Arg Thr Thr His Pro Gln Phe Val 145 150 155 160 Ile Ala Thr Arg Arg Leu Glu Asp Ile Leu Gly Pro Asp Gly Asn Thr 165 170 175 Pro Gln Phe Glu Asn Ile Ser Val Tyr Asn Tyr Phe Val Trp Thr His 180 185 190 Tyr Tyr Ser Val Lys Lys Thr Phe Leu Gly Thr Gly Gln Glu Ser Phe 195 200 205 Gly Asp Val Asp Phe Ser His Glu Gly Pro Ala Phe Leu Thr Trp His 210 215 220 Arg Tyr His Leu Leu Gln Leu Glu Arg Asp Met Gln Glu Met Leu Gln 225 230 235 240 Glu Pro Ser Phe Ser Leu Pro Tyr Trp Asn Phe Ala Thr Gly Lys Asn 245 250 255 Val Cys Asp Val Cys Thr Asp Asp Leu Met Gly Ser Arg Ser Asn Phe 260 265 270 Asp Ser Thr Leu Ile Ser Pro Asn Ser Val Phe Ser Gln Trp Arg Val 275 280 285 Val Cys Glu Ser Leu Glu Glu Tyr Asp Thr Leu Gly Thr Leu Cys Asn 290 295 300 Ser Thr Glu Gly Gly Pro Ile Arg Arg Asn Pro Ala Gly Asn Val Gly 305 310 315 320 Arg Pro Ala Val Gln Arg Leu Pro Glu Pro Gln Asp Val Thr Gln Cys 325 330 335 Leu Glu Val Arg Phe Asp Thr Pro Pro Phe Tyr Ser Asn Ser Thr 340 345 350 Asp Ser Phe Arg Asn Thr Val Glu Gly Tyr Ser Ala Pro Thr Gly Lys 355 360 365 Tyr Asp Pro Ala Val Arg Ser Leu His Asn Leu Ala His Leu Phe Leu 370 375 380 Asn Gly Thr Gly Gly Gln Thr His Leu Ser Pro Asn Asp Pro Ile Phe 385 390 395 400 Val Leu Leu His Thr Phe Thr Asp Ala Val Phe Asp Glu Trp Leu Arg 405 410 415 Arg Tyr Asn Ala Asp Ile Ser Thr Phe Pro Leu Glu Asn Ala Pro Ile 420 425 430 Gly His Asn Arg Gln Tyr Asn Met Val Pro Phe Trp Pro Pro Val Thr 435 440 445 Asn Thr Glu Met Phe Val Thr Ala Pro Asp Asn Leu Gly Tyr Ala Tyr 450 455 460 Glu Val Gln Trp Pro Gly Gln Glu Phe Thr Val Ser Glu Ile Ile Thr 465 470 475 480 Ile Ala Val Ala Ala Leu Leu Ala Val Ala Ile Phe Gly Val 485 490 495 Ala Ser Cys Leu Ile Arg Ser Ser Ser Thr Lys Asn Glu Ala Asn Gln 500 505 510 Pro Leu Leu Thr Asp His Tyr Gln Arg Tyr Ala Glu Asp Tyr Glu Glu 515 520 525 Leu Pro Asn Pro Asn His Ser Met Val 530 535
Claims (8)
상기 케이스(10)의 내부에 형성된 효소수용부(20)와;
상기 효소수용부(20) 내에 수용되어 소변 내에 존재하는 티로신(L-Tyrosine)을 멜라닌으로 전환시키는 효소 조성물(30)과;
상기 효소수용부(20)에 소변이 투입된 후 효소수용부(20) 내의 소변의 색상을 검출하는 색상검출센서(40)와;
상기 효소수용부(20)로 빛을 방출하는 광원(50)과;
상기 색상검출센서(40)에 의해 검출된 색상 정보를 분석하여 암의 존재를 판단하고, 판단 결과를 외부로 출력하는 정보처리부(60);
를 포함하며,
상기 효소 조성물은, 티로시나아제(Tyrosinase), 도파크롬 상호변이효소(Dopachrome tautomerase, DCT) 및 티로시나아제-관련 단백질 1(Tyrp1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.A case 10 having an inlet 11 into which urine is injected;
An enzyme accommodating portion 20 formed inside the case 10;
An enzyme composition (30) accommodated in the enzyme accommodating portion (20) and converting tyrosine (L-Tyrosine) present in the urine into melanin;
A color detecting sensor 40 for detecting the color of urine in the enzyme accommodating unit 20 after the urine is input into the enzyme accommodating unit 20;
A light source (50) for emitting light to the enzyme storage part (20);
An information processing unit (60) for analyzing color information detected by the color detection sensor (40) to determine the presence of cancer and outputting the determination result to the outside;
/ RTI >
Wherein said enzyme composition comprises tyrosinase, Dopachrome tautomerase (DCT), and tyrosinase-related protein 1 (Tyrp1).
상기 색상검출센서(40)의 하부에는 편광필터(41) 및 자외선 차단필터(42)가 설치된 것을 특징으로 하는 자가 색상 검출형 암 진단 키트.4. The apparatus of claim 3, wherein the light source (50) is a white light source for emitting white light and an ultraviolet light source for emitting ultraviolet light,
And a polarizing filter (41) and an ultraviolet cut filter (42) are installed under the color detecting sensor (40).
The enzyme composition according to claim 1 or 7, wherein the enzyme composition is a phosphate buffer or a Tris-HCl buffer solution having a final concentration of 50 to 100 mM, a Tween 20 , And distilled water, and is made into a liquid having a final reaction pH of 7.0 to 8.5.
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