KR102113101B1 - A thermoresponsive peptide structure and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특이 온도에 감응하는 펩타이드 구조체에 관한 것으로, 특정 구조의 펩타이드 구조체를 제공한다.The present invention relates to a peptide structure that responds to a specific temperature, and provides a peptide structure having a specific structure.

Description

온도 감응성 펩타이드 구조체 및 이의 용도{A THERMORESPONSIVE PEPTIDE STRUCTURE AND USES THEREOF}A temperature sensitive peptide structure and use thereof {A THERMORESPONSIVE PEPTIDE STRUCTURE AND USES THEREOF}

본 발명은 온도에 따라 자기조립 구조를 형성하는 펩타이드 구조체 및 이의 다양한 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a peptide structure forming a self-assembled structure according to temperature and various uses thereof.

펩타이드 자기조립은 최근 의학, 생명 분야에서 적합성과 다양한 응용성으로 각광받고 있다.Peptide self-assembly has recently been spotlighted for its suitability and various applications in medicine and life.

체내에 존재하는 물질인 펩타이드를 사용하기에 생체에 적합하여 불필요한 독성이 없으며 시간이 지나면 몸속에서 자연분해 되어 부작용을 최소화 할 수 있다.It is suitable for living body to use peptide, which is a substance existing in the body, so it has no unnecessary toxicity and can be decomposed naturally in the body over time to minimize side effects.

자기조립으로 만들어지는 다양한 구조들은 그 기능과 응용분야를 넓게 만들어준다. 자기조립 구조체는 약물을 특정 세포로 전달하는 약물전달 시스템이나 단백질의 구조를 변형시켜 약을 만드는 등 다양한 방향으로 연구되고 있다.The various structures made by self-assembly make its function and application wide. Self-assembled structures have been studied in various directions, such as drug delivery systems that deliver drugs to specific cells or drugs by modifying the structure of proteins.

자기조립이란 분자들 간의 인력, 반발력 등으로 인해 분자가 특정한 구조를 이루거나, 분자들이 모여 큰 단위체를 이루는 것을 말한다.Self-assembly means that a molecule forms a specific structure or a large unit by gathering molecules due to attraction forces and repulsive forces between molecules.

단백질이나 펩타이드를 이루는 다양한 아미노산 사슬은 소수성, 친수성, 양전하, 음전하 그리고 방향성 등 다양한 특성을 가지고 있어 사슬의 시퀀스에 따라 특정한 구조를 이룬다.Various amino acid chains constituting a protein or peptide have various properties such as hydrophobicity, hydrophilicity, positive charge, negative charge and aromaticity, and thus form a specific structure according to the sequence of the chain.

아미노산 사슬은 α-나선, β-시트 등의 2차 구조를 형성할 수 있으며, 소수성 결합, 수소결합, 정전기적 인력, 파이-파이 결합 등의 2차 결합을 통해 마이셀, 베시클, 나노파이버, 하이드로젤 등 다양한 구조를 형성할 수 있다(한국등록특허 KR 10-1861110).Amino acid chains can form secondary structures such as α-helices, β-sheets, and micelles, vesicles, and nanofibers through secondary bonds such as hydrophobic bonds, hydrogen bonds, electrostatic attraction, and pi-pie bonds. Various structures such as hydrogels can be formed (Korean Patent KR 10-1861110).

자기조립에 작용하는 힘은 주로 공유결합이 아닌 소수성, 정전기적 인력이나 수소결합과 같이 간접적이므로, 이에 간섭하거나 방해하는 외부자극으로 자기조립 구조를 변화시킬 수 있다.Since the force acting on the self-assembly is mainly indirect, such as hydrophobic, electrostatic attraction, or hydrogen bonding, not covalent bonding, it is possible to change the self-assembled structure with external stimuli that interfere or interfere with it.

최근 이를 응용하여 세포 내부의 다양한 환경, 효소 등에 감응하는 펩타이드 자기조립에 대한 연구들이 진행되고 있다. Recently, studies on self-assembly of peptides that respond to various environments and enzymes in cells have been conducted.

효소들에 의해 분자 내부 결합이 끊어지거나, pH에 의한 변화를 유도하는 연구는 활발히 진행되고 있지만 체내의 온도 변화를 이용한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다.Studies to induce intramolecular bond breakage by enzymes or to induce changes due to pH have been actively conducted, but studies using temperature changes in the body are still insufficient.

본 발명자들은 특이 온도에 감응하여 자기조립하는 자기조립 펩타이드 구조체를 개발하였다.The inventors have developed a self-assembled peptide construct that self-assembles in response to a specific temperature.

특히, 기존의 약물전달 방식인 고분자성 ELP(elastin-like polypepetide)를 활용하는 방법은 안정성 및 보관에 열악하고, 제조 과정이 복잡하며 염증반응을 유발할 수 있어 활용성이 낮았다.In particular, the method of using the conventional drug delivery method, the polymeric ELP (elastin-like polypepetide) is poor in stability and storage, the manufacturing process is complicated, and it is possible to cause an inflammatory reaction, thus making it less useful.

그러나, 본 발명의 자기조립 구조체는 세포 내부로 용이하게 도입될 수 있고, 손쉽게 온도 감응성을 제어할 수 있으며, 펩타이드 설계에 있어 자유도가 높으므로 잠재적인 활용성이 매우 높다.However, the self-assembled structure of the present invention can be easily introduced into a cell, can easily control temperature sensitivity, and has a high degree of freedom in peptide design, so its potential utilization is very high.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생체 내 조건에 따라 구조가 변화함으로써 특정 효과를 구현할 수 있는 펩타이드 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the above-described prior art, it is an object to provide a peptide structure capable of realizing a specific effect by changing the structure according to the in vivo conditions.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기 구조식 1로 표시되는 자기조립 펩타이드 구조체가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a self-assembled peptide structure represented by the following structural formula 1 is provided.

[구조식 1][Structural Formula 1]

H-An HA n

상기 식에서 상기 H는 하나 이상의 소수성 아미노산으로 구성되고, 상기 A는 VPGXG(서열번호 1)이고, 상기 X는 프롤린을 제외한 임의의 아미노산이며, 상기 n은 1 내지 4이다.In the above formula, H is composed of one or more hydrophobic amino acids, A is VPGXG (SEQ ID NO: 1), X is any amino acid except proline, and n is 1 to 4.

일 실시예에 있어서, 상기 H는 트립토판, 페닐알라닌, 이소류신, 류신, 프롤린, 메티오닌, 발린, 및 알라닌으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the H may include one or more selected from the group consisting of tryptophan, phenylalanine, isoleucine, leucine, proline, methionine, valine, and alanine.

일 실시예에 있어서, 상기 H는 WFF, FFF, YFF, LFF, VFF 및 AFF로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In one embodiment, the H may be selected from the group consisting of WFF, FFF, YFF, LFF, VFF and AFF.

일 실시예에 있어서, 상기 A는 VPGVG(서열번호 2)이고, 상기 n은 4일 수 있다.In one embodiment, A is VPGVG (SEQ ID NO: 2), and n may be 4.

일 실시예에 있어서, 상기 펩타이드 구조체는 표적 지향성 펩타이드를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the peptide structure may further include a target-directed peptide.

일 실시예에 있어서, 상기 표적 지향성 펩타이드는 RGD 펩타이드, α-나선 펩타이드, 미토콘드리아 표적 펩타이드, Fc 수용체 결합 펩타이드(Fc receptor binding peptide) 및 베타 엔돌핀 수용체 리간드(beta endorphin receptor ligand)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.In one embodiment, the target-directed peptide is one or more from the group consisting of RGD peptide, α-helix peptide, mitochondrial target peptide, Fc receptor binding peptide and beta endorphin receptor ligand Can be selected.

일 실시예에 있어서, 상기 펩타이드 구조체는 온도에 따라 구조가 변화할 수 있다. In one embodiment, the structure of the peptide may be changed according to temperature.

일 실시예에 있어서, 상기 펩타이드 구조체는 선형(linear-type) 또는 레리어트형(lariat-type)일 수 있다.In one embodiment, the peptide structure may be a linear (linear-type) or a rear-type (lariat-type).

일 실시예에 있어서, 상기 레리어트형 구조는 상기 A의 N-말단 및 C-말단을 연결하는 표적 지향성 펩타이드에 의해 형성될 수 있다.In one embodiment, the retarded structure may be formed by a target-directed peptide connecting the N-terminus and C-terminus of A.

일 실시예에 있어서, 상기 펩타이드 구조체는 자기조립 구조를 통해 약물을 담지할 수 있다.In one embodiment, the peptide structure may carry a drug through a self-assembled structure.

일 실시예에 있어서, 상기 약물은 저분자량 약물, 유전자 약물, 단백질 약물 또는 이의 혼합물일 수 있다.In one embodiment, the drug may be a low molecular weight drug, a gene drug, a protein drug or a mixture thereof.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 펩타이드 구조체를 포함하는 약물 전달체 조성물이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a drug delivery composition comprising the peptide construct is provided.

본 발명에 따르면, 상기 펩타이드 구조체는 특정 온도에서 자기조립하므로, 표적의 특성을 고려한 표적-특이적인 약물 전달체로서 활용 가능하다.According to the present invention, the peptide construct is self-assembled at a specific temperature, and thus can be utilized as a target-specific drug delivery system in consideration of target characteristics.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정한 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the invention.

도 1A은 MELPs에 결합된 페닐알라닌의 개수에 따른 TD-Abs 측정값을 나타낸 것이고, 도 1B 및 도 1C는 FFF-ELPs의 AFM 이미지 (b), Thermal-ramp CD값 (c)을 나타낸 것이다.
도 2는 NAA-ELPs의 소수성 및 열 감응성을 RP-HPLC 분석 (a), TD-Abs 측정 (b 및 c)를 통해 관찰한 것이다.
도 3A는 NAA-ELP-RGDs의 도식도를 나타낸 것이며, 도 3B는 NAA-ELP-RGDs 열 감응성 및 자기조합을 TD-Abs 측정 (b), CD 스펙트럼 (c), AFM 이미지 (d)를 통해 관찰한 것이다.
도 4A 및 도 4B는 NAA-ELP-RGDs의 냉각을 통한 분해양상을 TD-Abs 측정을 통해 관찰한 것이며, 도 4C는 FFF-ELP-RGDs 열 코아세르베이트의 광학 밀도를 나타낸 것이며, 도 4D는 FFF-ELP-RGDs의 온도 의존적 분해 비율을 나타낸 것이다.
도 5A는 NAA-ELP-EAKs의 도식도를 나타낸 것이며, 도 5B 및 도 5C는 NAA-ELP-EAKs의 온도 감응성을 DLS (b) 및 CD 스펙트럼 (c)을 통해 관찰한 것이다.
도 6A는 NAA-ELP-EAKs가 온도 감응성을 이용한 약물 전달체로 이용될 수 있음을 도식화한 것이며, 도 6B 내지 도 6D는 NAA-ELP-EAKs의 형광 방출 스펙트럼 측정 값 (b), 세포 내 파이렌 형광 분포 (c 및 d)를 나타낸 것이다.
도 7 및 8은 본 발명의 자기조립 펩타이드 구조체의 다양한 구현예를 도식화한 것이다.
FIG. 1A shows the TD-Abs measurement according to the number of phenylalanine bound to MELPs, and FIGS. 1B and 1C show AFM images (b) and thermal-ramp CD values (c) of FFF-ELPs.
2 shows the hydrophobicity and thermal sensitivity of NAA-ELPs through RP-HPLC analysis (a) and TD-Abs measurement (b and c).
3A shows a schematic diagram of NAA-ELP-RGDs, and FIG. 3B shows NAA-ELP-RGDs thermal sensitivity and self-combination through TD-Abs measurement (b), CD spectrum (c), and AFM image (d). It was observed.
4A and 4B are observations of decomposition through cooling of NAA-ELP-RGDs through TD-Abs measurement, FIG. 4C shows optical density of FFF-ELP-RGDs thermal coacervate, and FIG. 4D is FFF- It shows the rate of temperature dependent degradation of ELP-RGDs.
5A shows a schematic diagram of NAA-ELP-EAKs, and FIGS. 5B and 5C show temperature sensitivity of NAA-ELP-EAKs through DLS (b) and CD spectrum (c).
FIG. 6A is a diagram illustrating that NAA-ELP-EAKs can be used as a drug carrier using temperature sensitivity, and FIGS. 6B to 6D are fluorescence emission spectrum measurement values of NAA-ELP-EAKs (b), intracellular pyrene The fluorescence distribution (c and d) is shown.
7 and 8 are diagrams showing various embodiments of the self-assembled peptide structure of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein.

어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.When a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding other components, unless specifically stated otherwise.

달리 정의되지 않는 한, 분자 생물학, 미생물학, 단백질 정제, 단백질 공학, 및 DNA 서열 분석 및 당업자의 능력 범위 안에서 재조합 DNA 분야에서 흔히 사용되는 통상적인 기술에 의해 수행될 수 있다. 상기 기술들은 당업자에게 알려져 있고, 많은 표준화된 교재 및 참고서에 기술되어 있다.Unless otherwise defined, molecular biology, microbiology, protein purification, protein engineering, and DNA sequencing and routine techniques commonly used in the field of recombinant DNA within the capabilities of those skilled in the art can be performed. These techniques are known to those skilled in the art and are described in many standardized textbooks and references.

본 명세서에 달리 정의되어 있지 않으면, 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 당업계에 통상의 기술자가 통상적으로 이해하는 바와 같은 의미를 가진다.Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used have the meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

본 명세서에 포함되는 용어를 포함하는 다양한 과학적 사전이 잘 알려져 있고, 당업계에서 이용가능하다. 본 명세서에 설명된 것과 유사 또는 등가인 임의의 방법 및 물질이 본원의 실행 또는 시험에 사용되는 것으로 발견되나, 몇몇 방법 및 물질이 설명되어 있다. 당업자가 사용하는 맥락에 따라, 다양하게 사용될 수 있기 때문에, 특정 방법학, 프로토콜 및 시약으로 본 발명이 제한되는 것은 아니다.Various scientific dictionaries including terms included herein are well known and available in the art. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein are found to be used in the practice or testing herein, several methods and materials are described. Depending on the context used by those skilled in the art, the present invention is not limited to specific methodologies, protocols, and reagents because it can be used in various ways.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수형은 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않으면 복수의 대상을 포함한다. 또한, 달리 지시된 바가 없으면, 핵산은 각각 왼쪽에서 오른쪽, 5'에서 3' 방향으로 쓰여지고, 아미노산 서열은 왼쪽에서 오른쪽, 아미노에서 카르복실 방향으로 쓰여진다. 이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.As used herein, a singular form includes a plurality of objects unless the context clearly dictates otherwise. Further, unless otherwise indicated, nucleic acids are written in left-to-right, 5 'to 3' directions, and amino acid sequences are written in left-to-right, amino to carboxyl directions, respectively. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 구조식 1로 표시되는 자기조립 펩타이드 구조체가 제공된다. According to an aspect of the present invention, a self-assembled peptide structure represented by the following structural formula 1 is provided.

[구조식 1][Structural Formula 1]

H-An HA n

상기 식에서 상기 H는 하나 이상의 소수성 아미노산으로 구성되고, 상기 A는 VPGXG이고, 상기 X는 프롤린을 제외한 임의의 아미노산이며, 상기 n은 1 내지 4이다.In the above formula, H is composed of one or more hydrophobic amino acids, A is VPGXG, X is any amino acid except proline, and n is 1-4.

상기 펩타이드 구조체는 온도 감응성을 보유하므로, 다양한 용도로 활용 가능하다.Since the peptide structure has temperature sensitivity, it can be used for various purposes.

상기 “온도 감응성”은 온도 변화에 따라 펩타이드 구조가 응집(coacervate)되거나 분해되는 특성을 의미하는 것으로, 응집 또는 분해되는 속도 또한 변동될 수 있다. The “temperature sensitivity” refers to a property in which the peptide structure is coacervated or decomposed according to a change in temperature, and the rate of aggregation or decomposition can also be varied.

상기 펩타이드의 구조가 전이(transition)되는 온도를 특이 온도(Tt)라고 하며, 상기 특이 온도는 본 발명의 펩타이드 구조체의 구성 및 구조에 따라 결정될 수 있다.The temperature at which the structure of the peptide is transitioned is called a specific temperature (T t ), and the specific temperature may be determined according to the structure and structure of the peptide structure of the present invention.

상기 온도 감응성 펩타이드 구조체를 통해 원하는 온도 범위에서 생체 활성 물질을 최적의 속도로 투여할 수 있으므로, 상기 특성을 통해 약물 전달체로 유용하게 활용할 수 있다.Since the bioactive substance can be administered at an optimal rate in a desired temperature range through the temperature-sensitive peptide structure, it can be usefully used as a drug delivery system through the above properties.

상기 펩타이드(peptide)는 아미드 결합(또는 펩타이드 결합)으로 연결된 하나 이상의 아미노산으로 구성된 폴리머를 의미한다.The peptide (peptide) means a polymer composed of one or more amino acids linked by amide bonds (or peptide bonds).

상기 펩타이드를 명명하는 일반적인 규칙은 구체적으로 지시된 예외사항이 없는 경우 3문자 또는1문자 아미노산 코드를 기초로 할 수 있다. 예컨대, 아미노산 구조의 중심부를 3문자 코드(예컨대, Ala, Lys)로 표시하며, 3문자 코드의 앞에 "D-"를 적음으로써 D-입체형태(예컨대, D-Ala, D-Lys)를 구체적으로 지시하지 않은 경우라면L-입체형태로 가정할 수 있다. 상기 펩타이드를 구성하는 아미노산 잔기는 천연 또는 비-천연아미노산 잔기일 수 있다.The general rule for naming the peptides can be based on a 3-letter or 1-letter amino acid code, unless specifically indicated. For example, the central portion of the amino acid structure is indicated by a three-letter code (eg, Ala, Lys), and the D-stereotype (eg, D-Ala, D-Lys) is specified by writing “D-” in front of the three-letter code. If not indicated, L-stereotype may be assumed. The amino acid residues constituting the peptide may be natural or non-natural amino acid residues.

본 발명자들은 펩타이드 합성의 최종 단계에서 단일 N-말단 아미노산의 치환을 통해 온도 감응성을 나타내는 ELPA(elastin-like protein amphiphiles)를 제조하기 위한 펩타이드 플랫폼을 고안하였으며, 온도에 따라 상기 ELPA의 2차 구조가 변화함을 관찰하여 그 기작을 규명하였다.The present inventors devised a peptide platform for preparing elastin-like protein amphiphiles (ELPA) that exhibits temperature sensitivity through the substitution of a single N-terminal amino acid in the final stage of peptide synthesis, and the secondary structure of the ELPA is dependent on temperature. The mechanism was observed by observing the change.

상기 A는 펩타이드 플랫폼을 의미하는 것으로, MELP(miniaturized elastin-like peptide)를 기초한 것이며, 다양한 생체활성 펩타이드 서열과 접합될 수 있다.The A refers to a peptide platform, which is based on a miniaturized elastin-like peptide (MELP), and can be conjugated with various bioactive peptide sequences.

상기 H는 트립토판, 페닐알라닌, 이소류신, 류신, 프롤린, 메티오닌, 발린, 및 알라닌으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있고, WFF, FFF, YFF, LFF, VFF 및 AFF로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The H may be one or more selected from the group consisting of tryptophan, phenylalanine, isoleucine, leucine, proline, methionine, valine, and alanine, and may be selected from the group consisting of WFF, FFF, YFF, LFF, VFF and AFF, It is not limited.

상기 펩타이드 플랫폼인 VPGXG 중 X를 치환하여 온도 감응성을 조절할 수도 있으나, 원하는 특이 온도(Tt) 범위가 될 때까지 전체 펩타이드를 반복적으로 합성해야 하므로 제작에 장시간이 소요되며, 이로 인해 펩타이드의 구조 및 조성의 복잡성이 증가하므로 활용 범위가 축소될 수 있다.Although it is possible to control the temperature sensitivity by substituting X among the peptide platforms VPGXG, it is necessary to repeatedly synthesize the entire peptide until the desired specific temperature (T t ) range, which takes a long time to produce, thereby causing the peptide structure and As the complexity of composition increases, the scope of use may be reduced.

반면, 상기 자기조립 펩타이드 구조체는 상기 소수성 아미노산(H)의 치환을 통해 온도 감응성을 용이하게 제어할 수 있다.On the other hand, the self-assembled peptide structure can easily control temperature sensitivity through substitution of the hydrophobic amino acid (H).

상기 소수성 아미노산의 치환은 펩타이드 구조체의 N-말단 소수성 아미노산을 다른 소수성 아미노산으로 치환, 변경하는 것으로, 당업계에서 사용되는 아미노산 치환 방법이라면 어느 것이라도 제한없이 사용될 수 있다.The substitution of the hydrophobic amino acid is to replace and change the N-terminal hydrophobic amino acid of the peptide structure with another hydrophobic amino acid, and any amino acid substitution method used in the art can be used without limitation.

상기 표적 지향성 펩타이드는 RGD 펩타이드, α-나선 펩타이드, 미토콘드리아 표적 펩타이드, Fc 수용체 결합 펩타이드(Fc receptor binding peptide) 및 베타 엔돌핀 수용체 리간드(beta endorphin receptor ligand)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.The target-directed peptide may be one or more selected from the group consisting of RGD peptide, α-helix peptide, mitochondrial target peptide, Fc receptor binding peptide and beta endorphin receptor ligand.

상기 표적 지향성 펩타이드, 예컨대 RGD 펩타이드(도 3A)는, 많은 세포외 매트릭스 단백질에 공통적으로 존재하는 세포접착영역으로, 콜라겐, 오스테오폰틴(OPN), 비트로넥틴, 피브로넥틴, 폰빌레브란트인자, 라미닌, 테나신, 피브리노겐, 트롬보스폰딘 등에 RGD 펩타이드가 포함될 수 있다.The target-directed peptide, such as RGD peptide (FIG. 3A), is a cell adhesion region commonly present in many extracellular matrix proteins, collagen, osteopontin (OPN), vitronectin, fibronectin, von Willebrand factor, laminin, RGD peptides may be included in tenacin, fibrinogen, thrombospondin, and the like.

상기 RGD 펩타이드가 결합된 자기조합 펩타이드 구조체는 특정 온도보다 높은 환경에서는 느리게 분해되는 반면, 특정 온도보다 낮은 환경에서는 빠르게 분해되므로(도 4C), 온도에 따라 시료의 투여량을 조절하여야 하는 상황에서 유용하게 사용될 수 있다.The self-combining peptide structure to which the RGD peptide is bound decomposes slowly in an environment higher than a specific temperature, whereas it rapidly decomposes in an environment lower than a specific temperature (FIG. 4C), which is useful in situations in which the dosage of a sample needs to be adjusted according to temperature. Can be used.

상기 α-나선 펩타이드는 단백질-DNA, 단백질-RNA 및 단백질-단백질 상호작용과 같이 세포 내외부에서 다양한 생물학적 인식 과정에서 핵심적인 역할을 하며, 사용할 수 있는 α-나선 펩타이드의 아미노산 서열에는 제한은 없으나, A(EAAAK)2A(EAKs, 서열번호 3)로 이루어진 α-나선 펩타이드를 사용할 수 있다(도 5A).The α-helix peptide plays a key role in various biological recognition processes inside and outside the cell, such as protein-DNA, protein-RNA and protein-protein interaction, and there is no limitation on the amino acid sequence of the α-helix peptide that can be used, An α-helical peptide consisting of A (EAAAK) 2 A (EAKs, SEQ ID NO: 3) can be used (FIG. 5A).

상기 EAKs가 결합된 자기조합 펩타이드 구조체는 특정 온도보다 높은 환경에서 빠르게 분해되는 특성을 나타낸다.The self-combining peptide structure to which the EAKs are bound exhibits a property of rapidly degrading in an environment higher than a specific temperature.

특히, WFF-ELP-EAKs는 체온 중 고온 범위인 37 내지 43℃에서 분해되어 생체활성물질을 방출시킬 수 있으므로(도 6A), 생체에 적용할 수 있는 약물 전달체로 사용할 수 있다.In particular, WFF-ELP-EAKs can be decomposed at a high temperature range of 37 to 43 ° C during body temperature to release bioactive substances (FIG. 6A), and thus can be used as a drug delivery system applicable to a living body.

상기 펩타이드 구조체는 선형(linear-type) 또는 레리어트형(lariat-type)일 수 있고, 상기 레리어트형 구조는 상기 A의 N-말단 및 C-말단을 연결하는 표적 지향성 펩타이드에 의해 형성될 수 있다.The peptide structure may be linear (linear-type) or a reliat type (lariat-type), the retarded structure may be formed by a target-directed peptide connecting the N- and C- terminus of the A have.

상기 펩타이드 구조체의 구조나 형태는 특별히 제한되지 않으며, 다만 구조적 특성에 따라 상이한 온도 감응성을 나타낼 수 있다.The structure or form of the peptide structure is not particularly limited, but may exhibit different temperature sensitivity according to structural properties.

예컨대, 상기 레리어트형 구조는 상기 'A'로 표시된 펩타이드 플랫폼의 특정 영역을 고리형(cyclic-strcuture)으로 연결한 것으로, 선형 구조와 상이한 구조적 특성으로 인해 생체 내 안정성 및 온도 감응 특성이 상이하므로 실제 활용 가능성을 고려하여 상기 펩타이드의 구조를 달리할 수 있다.For example, the retarded structure is a cyclic-strcuture-connected specific region of the peptide platform indicated by the 'A', and the stability and temperature response characteristics in vivo are different due to structural characteristics different from the linear structure. The structure of the peptide may be changed in consideration of actual availability.

상기 펩타이드 구조체는 자기조립 구조를 통해 약물을 담지할 수 있고, 상기 약물은 저분자량 약물, 유전자 약물, 단백질 약물 또는 이의 혼합물일 수 있다.The peptide structure may carry a drug through a self-assembled structure, and the drug may be a low molecular weight drug, a gene drug, a protein drug, or a mixture thereof.

상기 저분자량 약물은 해열제로서 안티피린(antipyrin), 안티페브린(antifebrin), 아스피린(aspyrin) 또는 살리피린(salipyrin)일 수 있고, 항염증제로서 아스피린(aspirin), 살리실레이트(salicylates), 이부프로펜(ibuprofen), 플루르비프로펜(Flurobiprofen), 피록시캄(pyroccikam), 나프로센(naproxen), 페노프로펜(fenoprofen), 인도메타신(indomethacin), 페닐부타존(phenyltazone), 메소트렉세이트(methotrexate), 메클로에타민(mechlorethamine), 덱사메타손(dexamethasone), 프레드니솔론(prednisolone), 셀레콕시브(celecoxib), 발데콕시브(valdecoxib), 니메슐리드(nimesulide), 코르티손(cortisone) 또는 코르티코스테로이드(corticosteroid)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The low-molecular-weight drug may be antipyrin, antifebrin, aspirin, or salpyrin as an antipyretic agent, and aspirin, salicylates, ibuprofen as an anti-inflammatory agent ), Flurobiprofen, Pyroccikam, Naprosen, Phenoprofen, Indomethacin, Phenylbutazone, Mesotrexate (methotrexate), mechlorethamine, dexamethasone, prednisolone, celecoxib, valdecoxib, nimesulide, cortisone or corticosteroid corticosteroid), but is not limited thereto.

상기 유전자(gene) 약물은 작은 간섭 리보핵산(small interfering RNA, siRNA), 작은 헤어핀 리보핵산(small hairpin RNA, shRNA), 마이크로 리보핵산(microRNA, miRNA) 또는 플라스미드 데옥시리보핵산(plasmid DNA)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The gene drug may be small interfering RNA (siRNA), small hairpin RNA (shRNA), micro ribonucleic acid (microRNA, miRNA) or plasmid deoxyribonucleic acid (plasmid DNA). However, it is not limited thereto.

상기 단백질(protein) 약물은 단일클론 항체(monoclonal antibody)계열의 트라스트주맵(trastuzumab), 리투시맵(rituximab), 베바시주맵(bevacizumab), 세투시맵(cetuximab), 보테조밉(bortezomib), 엘로티닙(erlotinib), 제피티닙(gefitinib), 이매티닙 메실레이트(imatinib mesylate), 수니티닙(sunitinib); 효소(enzyme)계열의 L-아스파라지나제(L-asparaginase); 호르몬(hormone)계의 트리톨레린 아세테이트(triptorelin acetate), 메제스트롤 아세테이트(megestrol acetate), 플루타미드(flutamide), 비카루타마 이드(bicalutamide), 고세레린(goserelin); 시토크롬 씨(cytochrome c) 또는 p53 단백질일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The protein drugs are monoclonal antibody-based trastuzumab, rituximab, bevacizumab, cetuximab, botezomib, and elo Erlotinib, gefitinib, imatinib mesylate, sunitinib; An enzyme-based L-asparaginase; Hormone-based tritolerin acetate, megestrol acetate, flutamide, bicalutamide, goserelin; It may be a cytochrome c (cytochrome c) or p53 protein, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 펩타이드 구조체를 포함하는 약물 전달체 조성물이 제공된다According to another aspect of the present invention, a drug delivery composition comprising the peptide construct is provided.

상기 펩타이드 구조체는 특정 온도에서 자기조립 구조를 형성하는 특성을 통해, 염증 또는 저체온증 등으로 체온이 변동되는 조건에서 담지되어 있는 약물을 방출할 수 있으므로 약물 전달체로서 사용될 수 있다.The peptide structure can be used as a drug delivery agent because it can release a drug carried under conditions in which body temperature fluctuates due to inflammation or hypothermia, through the characteristic of forming a self-assembled structure at a specific temperature.

상기 약물 전달체 조성물은 약학적으로 유효한 양의 생리활성성분을 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다.The drug delivery system composition may contain a pharmaceutically effective amount of a bioactive component alone or may include one or more pharmaceutically acceptable carriers, excipients, or diluents.

상기 '약학적으로 유효한 양'이란 상기 생리활성성분이 동물 또는 사람에게 투여되어 목적하는 생리학적 또는 약리학적 활성을 나타내기에 충분한 양을 말하며, 투여 대상의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.The 'pharmaceutically effective amount' refers to an amount sufficient for the physiologically active ingredient to be administered to an animal or a person to exhibit a desired physiological or pharmacological activity, and the age, weight, health status, sex, and administration route of the administration target And treatment periods.

또한, 상기 '약학적으로 허용되는'이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 것을 말한다. 상기 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. In addition, the 'pharmaceutically acceptable' refers to a physiologically acceptable drug that, when administered to a human, usually does not cause an allergic reaction such as gastrointestinal disorder, dizziness, or a similar reaction. Examples of the carrier, excipients and diluents include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, Polyvinylpyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil.

또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.In addition, fillers, anti-coagulants, lubricants, wetting agents, fragrances, emulsifiers and preservatives may be further included.

또한, 본 발명의 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있으며, 특히, 경구, 경비, 눈, 피하, 정맥내, 근육내 또는 복강내 경로를 통해 투여될 수 있도록 주사용, 경피용 또는 경구용으로 제형화될 수 있다. 상기 제형은 이에 제한되지는 않으나, 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.In addition, the compositions of the present invention can be formulated using methods known in the art to provide rapid, sustained or delayed release of the active ingredient after administration to a mammal, particularly oral, nasal, eye, It can be formulated for injectable, transdermal or oral administration for administration via subcutaneous, intravenous, intramuscular or intraperitoneal routes. The formulation is not limited thereto, but may be in the form of powder, granule, tablet, emulsion, syrup, aerosol, soft or hard gelatin capsule, sterile injectable solution, and sterile powder.

상기 약물 전달체 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있으며, 활성 성분의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 환자의 중증도 등의 여러 인자에 따라 적절히 선택될 수 있다.The drug delivery system composition can be administered through several routes including oral, transdermal, subcutaneous, intravenous or intramuscular, and the dosage of the active ingredient depends on several factors such as the route of administration, the patient's age, gender, weight and severity of the patient. It can be selected accordingly.

또한, 상기 약물 전달체 조성물은 상기 생리활성물질의 목적하는 효과를 상승시킬 수 있는 공지의 화합물과도 병행하여 투여할 수 있다.In addition, the drug delivery system composition may be administered in parallel with a known compound capable of enhancing the desired effect of the bioactive substance.

종래에는 약물 전달체 조성물로써, 지질 성분으로 이루어진 리포좀 또는 베시클(vesicle) 및 고분자 입자와 같은 구조체들이 이용되었는데, 지질로 이루어진 리포좀 또는 베시클은 안정성이 열악하고, 보관이 용이하지 않고, 고분자 입자는 제조 과정이 복잡하고, 전달하고자 하는 물질에 손상을 입히거나, 염증이나 면역반응을 유발할 수 있었다.Conventionally, as a drug carrier composition, structures such as liposomes or vesicles made of lipid components and polymer particles were used. Liposomes or vesicles made of lipids have poor stability, are not easy to store, and polymer particles are The manufacturing process was complicated and could damage the material to be delivered, or cause an inflammation or an immune response.

그러나, 상기 펩타이드 구조체는 20개 이하의 아미노산을 기반으로 한 짧은 ELP(elastin-like peptide)를 사용하여 생체 적합성이 우수하고 독성이 전혀 없는 펩타이드만으로 이루어진 자기조립 펩타이드 구조체로, 생체 내에서 완전히 분해되므로 인체에 전혀 유해하지 않을뿐더러, 특정 분자를 인식하는 특성이 종래 약물전달 담체보다 현저히 우수하다. However, the peptide structure is a self-assembled peptide structure composed of only peptides having excellent biocompatibility and no toxicity at all using a short elastin-like peptide (ELP) based on 20 or less amino acids, and thus is completely degraded in vivo. Not only is it not harmful to the human body at all, and the characteristic of recognizing a specific molecule is significantly superior to that of a conventional drug delivery carrier.

또한, 상기 펩타이드 구조체는 제조과정 또한 자기조립현상을 통해 이루어지므로 경제적이고 효율적이다. 즉, 상기 펩타이드 구조체는 특이 온도 환경에서 자기조립할 수 있으며, 표적 지향성 펩타이드와 함께 세포에 작용함으로써 다양한 약리활성을 구현할 수도 있다.In addition, the peptide structure is economical and efficient because the manufacturing process is also performed through self-assembly. That is, the peptide construct can self-assemble in a specific temperature environment, and can also implement various pharmacological activities by acting on cells together with a target-directed peptide.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 기술한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

펩타이드 설계Peptide design

디자인한 펩타이드 구조체는 6 종이며 서열은 하기 표 1과 같다.The designed peptide structure has 6 species and the sequence is shown in Table 1 below.

실시예Example 서열order 서열번호Sequence number WFF-ELPWFF-ELP WFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOHWFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOH 44 FFF-ELPFFF-ELP FFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOHFFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOH 55 YFF-ELPYFF-ELP YFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOHYFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOH 66 LFF-ELPLFF-ELP LFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOHLFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOH 77 VFF-ELPVFF-ELP VFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOHVFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOH 88 AFF-ELPAFF-ELP AFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOHAFF-VPGVGVPGVGVPGVGVPGVG-COOH 99

소수성 아미노산의 개수에 따른 구조 변화를 살피고자 [VPGVG]4의 N-말단에 부착된 페닐알라닌의 개수를 달리한 서열을 비교하였다.To examine the structural changes according to the number of hydrophobic amino acids, sequences having different numbers of phenylalanine attached to the N-terminus of [VPGVG] 4 were compared.

300 nm에서의 온도 의존적 흡광도(Temperature-dependent absorbance, TD-Abs) 측정 결과, 150 mM의 NaCl 수용액에서 1 mM의 MELP(miniaturized elastin-like peptide)가 25 ℃에서 3 개의 페닐알라닌 잔기를 갖는 불용성 코아세르베이트를 생성하는 반면 짧은 소수성 아미노산(NAA, non-polar amino acid)이 결합된 경우 혼탁도(turbidity)의 변화가 없었다(도 1A).As a result of measuring temperature-dependent absorbance (TD-Abs) at 300 nm, 1 mM of miniaturized elastin-like peptide (MELP) in 150 mM NaCl aqueous solution insoluble coacervate with 3 phenylalanine residues at 25 ° C On the other hand, when a short hydrophobic amino acid (NAA, non-polar amino acid) was combined, there was no change in turbidity (FIG. 1A).

F-MELP는 검정색, FF-MELP는 회색, FFF-MELP는 파란색으로 나타내었다.F-MELP is black, FF-MELP is gray, and FFF-MELP is blue.

NAA 부분의 종류에 따라 펩타이드 구조체의 온도 감응성에 미치는 영향을 살피고자, 상기 6 개의 실시예의 아미노산 서열을 나타내는 펩타이드 구조체를 합성하였다.In order to examine the effect on the temperature sensitivity of the peptide construct according to the type of the NAA portion, a peptide construct representing the amino acid sequences of the six examples was synthesized.

펩타이드 합성Peptide synthesis

펩타이드는 Tribute 펩타이드 합성기(Protein Technologies, USA)에서 표준 Fmoc 프로토콜을 사용하여 Rink amide MBHA resin LL(Novabiochem, Germany)로 합성하였다.Peptides were synthesized with Rink amide MBHA resin LL (Novabiochem, Germany) using a standard Fmoc protocol in a Tribute peptide synthesizer (Protein Technologies, USA).

Dde-Lys(Fmoc)-OH 및 Fmoc-Cys(Mmt)-OH을 제외한 표준 아미노산 보호기를 사용하였다.Standard amino acid protecting groups except Dde-Lys (Fmoc) -OH and Fmoc-Cys (Mmt) -OH were used.

상기 Fmoc은 Fluorenylmethyloxycarbonyl이고, Dde는 1-(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohexylidene)ethyl이며, Mmt은 4-methoxytrityl이다.The Fmoc is Fluorenylmethyloxycarbonyl, Dde is 1- (4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohexylidene) ethyl, and Mmt is 4-methoxytrityl.

Dde-Lys(Fmoc)-OH 커플링 완료 후 고리화 반응을 위해, Fmoc 제거에는 20 % 피페리딘 / NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)을 사용하였다.For the cyclization reaction after completion of the Dde-Lys (Fmoc) -OH coupling, 20% piperidine / NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) was used for Fmoc removal.

브로모아세트산(bromoacetic acid, 8 mg, 200 μmol) 및 N, N'- 디이소프로필카르보디이미드(N,N'-diisopropylcarbodiimide, DIC, 15.6 μL, 100 μmol)를 1 mL의 NMP에 혼합하고 10 분간 카르복실 활성화를 위해 배양하고 레진을 첨가하여 라이신의 ε-아미노 그룹과 커플링시켰다.Bromoacetic acid (8 mg, 200 μmol) and N, N'-diisopropylcarbodiimide (DIC, 15.6 μL, 100 μmol) were mixed in 1 mL of NMP and 10 Incubated for carboxyl activation for a minute and resin was added to couple with the ε-amino group of lysine.

상기 혼합물을 frit(Restek, USA)과 함께 실온에서 1 시간 동안 폴리프로필렌 튜브에서 진탕시키고 레진을 NMP 및 디클로로메탄(Dichloromethane, DCM)으로 수차례 세척 하였다.The mixture was shaken in a polypropylene tube for 1 hour at room temperature with frit (Restek, USA), and the resin was washed several times with NMP and dichloromethane (DCM).

시스테인 Mmt 보호기의 직각 탈보호(orthogonal deprotection)를 위하여 1.5 ㎖의 cleavage cocktail solution(DCM : triisopropylsilane : trifluoroacetic acid(TFA); 94 : 5 : 1)을 수회(1 분씩 10 회) 처리하였다.For orthogonal deprotection of the cysteine Mmt protecting group, 1.5 ml of cleavage cocktail solution (DCM: triisopropylsilane: trifluoroacetic acid (TFA); 94: 5: 1) was treated several times (10 times per minute).

분자내 고리화(intramolecular cyclization)는 4 mL의 1%(v/v) N,N-diisopropylethylamine(DIPEA)/NMP에 넣고 실온에서 3 일 동안 진탕하였고 레진을 NMP 및 DMF(Dimethylformamide)로 수차례 세척하였다.Intramolecular cyclization was added to 4 mL of 1% (v / v) N, N-diisopropylethylamine (DIPEA) / NMP and shaken for 3 days at room temperature, and the resin was washed several times with NMP and DMF (Dimethylformamide). Did.

2 %(v/v) hydrazine/DMF 1 mL를 4회 처리하여(처리 당 2분) 라이신 α-아미노기의 Dde-기를 선택적으로 제거하였다.1 mL of 2% (v / v) hydrazine / DMF was treated 4 times (2 minutes per treatment) to selectively remove the Dde-group of the lysine α-amino group.

2 %(v/v) hydrazine/DMF 및 유리 Dde를 2 mL의 DMF로 세척하였으며, 당해 과정을 5회 반복함으로써 최종 산물인 펩타이드를 수득하였다.2% (v / v) hydrazine / DMF and free Dde were washed with 2 mL of DMF, and the process was repeated 5 times to obtain the final product peptide.

펩타이드 정제Peptide purification

합성된 펩타이드를 3 시간 동안 다른 절단 칵테일 용액(TFA : 1,2-ethanedithiol : thioanisole; 95 : 2.5 : 2.5)으로 처리하고, 용액을 tert-부틸 메틸 에테르로 분쇄하여 가역상 고성능 액체크로마토그래피(reverse phase high performance liquid chromatography, RP-HPLC, water/acetonitrile with 0.1% TFA)를 통해 정제하였다.The synthesized peptide was treated with another cleavage cocktail solution (TFA: 1,2-ethanedithiol: thioanisole; 95: 2.5: 2.5) for 3 hours, and the solution was triturated with tert-butyl methyl ether to perform reversible high performance liquid chromatography (reverse It was purified by phase high performance liquid chromatography, RP-HPLC, water / acetonitrile with 0.1% TFA).

펩타이드 분자량 및 농도 확인Confirm peptide molecular weight and concentration

펩타이드의 분자량은 matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight(MALDI-TOF) 질량 분광법(Microflex LRF20, Bruker, Germany)으로 확인하였다.The molecular weight of the peptide was confirmed by matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (Microflex LRF20, Bruker, Germany).

펩타이드 농도는 물/아세토니트릴(1 : 1)(200 M-1cm-1)에서 분광 광도법을 통해 측정하였으며, 280 nm에서 트립토판(5,500 M-1cm-1), 257.5 nm에서 페닐알라닌(195 M-1cm-1) 또는 230 nm에서 아미드 결합(200 M-1cm-1) 의 몰흡광계수(molar extinction coefficient)를 사용하였다.The peptide concentration was measured by spectrophotometry in water / acetonitrile (1: 1) (200 M -1 cm -1 ), tryptophan (5,500 M -1 cm -1 ) at 280 nm, and phenylalanine (195 M at 257.5 nm). A molar extinction coefficient of an amide bond (200 M -1 cm -1 ) at -1 cm -1 ) or 230 nm was used.

원이색성(Circular Dichroism, CD) 및 UV-Vis-NIR 분광법Circular Dichroism (CD) and UV-Vis-NIR spectroscopy

CD 및 UV-Vis-NIR 스펙트럼은 Peltier 온도제어기(Applied Photophysics., Ltd.)가 장착된 Chirascan Circular Dichroism 분광기를 사용하여 기록하였다.CD and UV-Vis-NIR spectra were recorded using a Chirascan Circular Dichroism spectrometer equipped with a Peltier temperature controller (Applied Photophysics., Ltd.).

펩타이드의 CD 스펙트럼은 1mm 길이의 큐벳을 사용하여 190 내지 260nm까지 기록하였다.The CD spectrum of the peptide was recorded from 190 to 260 nm using a 1 mm long cuvette.

UV-Vis-NIR 스펙트럼을 1cm 길이의 석영 셀을 사용하여 기록하였다.The UV-Vis-NIR spectrum was recorded using a 1 cm long quartz cell.

AFM(atomic force microscopy)Atomic force microscopy (AFM)

AFM측정을 위해 준비된 실시예의 펩타이드 샘플을 각각 1 μL씩 신선한 마이카면(freshly cleaved mica surface)에 올리고 수분을 완전히 증발시켰다.The peptide samples of the examples prepared for AFM measurement were placed on a freshly cleaved mica surface, each 1 μL, and moisture was completely evaporated.

Nanoscope IV(Digital Instruments)의 태핑(tapping) 모드로 이미지를 촬영하였으며 샘플에 따라 셋 포인트는 0.8 내지 1 V, 속도는 1 내지 2 Hz 로 스캔하였다.Images were taken in a tapping mode of Nanoscope IV (Digital Instruments), and the set point was scanned at 0.8 to 1 V and the speed at 1 to 2 Hz depending on the sample.

형광 분광법Fluorescence spectroscopy

Steady-state 형광 스펙트럼은 PerkinElmer LS-55 형광 분광 광도계를 사용하여 1 cm 길이의 석영 큐벳에서 측정하였다.Steady-state fluorescence spectra were measured on a 1 cm long quartz cuvette using a PerkinElmer LS-55 fluorescence spectrophotometer.

파이렌(Pyrene)의 형광을 측정하기 위해 340 nm에서 샘플을 여기(excited)하였다.Samples were excited at 340 nm to measure the fluorescence of Pyrene.

5 nm 밴드패스(bandpass)를 갖는 여기 및 방출 슬릿을 측정에 사용하였다.Excitation and emission slits with a 5 nm bandpass were used for the measurements.

조직배양 및 세포 내 실험Tissue culture and intracellular experiment

펩타이드의 세포 내 전달을 관찰하기 위해 HeLa 세포(1 × 104)를 8-well Lab-Tek II chambered cover-glass system(Nunc) in Dulbecco's modified Eagle's medium(DMEM) with 10 % fetal bovine serum(FBS) 및 1 % pen/strep에 넣고 37 ℃에서 5 % CO2로 밤새 배양하였다.In order to observe the intracellular delivery of the peptide, HeLa cells (1 × 10 4 ) were added to an 8-well Lab-Tek II chambered cover-glass system (Nunc) in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) with 10% fetal bovine serum (FBS). And placed in 1% pen / strep and incubated overnight at 37 ° C with 5% CO 2 .

상기 세포를 Dulbecco's phosphate-buffered saline(DPBS)로 세척하고 하이브리드 구조로 4 시간 동안 처리하였다.The cells were washed with Dulbecco's phosphate-buffered saline (DPBS) and treated with a hybrid structure for 4 hours.

그 후, 샘플 용액을 제거하고, 세포를 추가로 1 시간 동안 배양하였다. Thereafter, the sample solution was removed and the cells were incubated for an additional hour.

세포는 공초점 현미경(LSM 710, Carl Zeiss, Germany)으로 시각화 하였다.Cells were visualized with a confocal microscope (LSM 710, Carl Zeiss, Germany).

FRAP 분석을 위해, 세포의 작은 영역에서의 파이렌 형광을 광표백하였고, 5 초당 한 이미지의 간격으로 45 초 동안 관찰하였다.For FRAP analysis, pyrene fluorescence in small areas of cells was photobleached and observed for 45 seconds at intervals of one image per second.

반감기 회복 시간(T1/2)은 하기 식 1로 계산되었다.The half-life recovery time (T 1/2 ) was calculated by Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

f(t)= α (1-e-kt)f (t) = α (1-e -kt )

α = 회복된 강도의 마지막 값α = last value of recovered intensity

T1/2 = ln0.5/(-k)T 1/2 = ln0.5 / (-k)

실험결과Experiment result

온도 감응성 분석Temperature sensitivity analysis

소수성 펩타이드가 결합된 ELP를 합성하고, 온도 감응성을 관찰하였다.A hydrophobic peptide-linked ELP was synthesized, and temperature sensitivity was observed.

소수성인 페닐알라닌을 이용하여 실험을 진행하였으며, 페닐알라닌의 개수를 달리했을 때 유도되는 온도 감응성을 분석하였다.Experiments were conducted using hydrophobic phenylalanine, and the temperature sensitivity induced when the number of phenylalanines was varied was analyzed.

도 1B 및 도 1C를 참조하면, 3 개의 페닐알라닌 잔기가 결합된 FFF-ELP가 마이셀 구조로 자기조립되고, 점진적으로 ß-나선으로 코일화되었으나, 더 짧은 펩타이드를 결합시켰을 때 혼탁도는 변하지 않았다.Referring to FIGS. 1B and 1C, FFF-ELP bound with three phenylalanine residues was self-assembled into a micelle structure and gradually coiled into a β-helix, but turbidity did not change when a shorter peptide was bound.

연속적으로 결합된 소수성 아미노산이 마이셀 구조 자기조립의 상전이 메커니즘을 통해 온도에 반응하며, 온도 의존성 혼탁도의 증가는 이미 형성된 마이셀로부터 고차수 초격자구조(higher-order superstructure)의 형성을 의미한다.Continuously coupled hydrophobic amino acids react to temperature through the phase transition mechanism of self-assembly of the micelle structure, and an increase in temperature-dependent turbidity means the formation of a higher-order superstructure from the already formed micelles.

또한, 온도 감응성에 따른 자기조립 구조의 차이를 확인하기 위해 N-말단 아미노산 잔기가 상이한 상기 실시예의 펩타이드를 관찰하였다.In addition, in order to confirm the difference in self-assembly structure according to temperature sensitivity, the peptide of the above example, in which the N-terminal amino acid residue is different, was observed.

도 2A 및 2B를 참조하면, 실시예의 펩타이드는 모두 일반적인 마이셀 구조로 자기조립하였으며, 특이 온도(Tt)는 아미노산 잔기의 소수성에 반비례(Tt : FFF-ELP < LFF-ELP < VFF- ELP < AFF-ELP)하였다.2A and 2B, the peptides of the examples were all self-assembled into a common micelle structure, and the specific temperature (T t ) was inversely proportional to the hydrophobicity of the amino acid residue (Tt: FFF-ELP <LFF-ELP <VFF- ELP <AFF -ELP).

반면, N-말단 아미노산이 방향족인 경우, 상기 소수성과 전이 온도의 반비례 관계가 적용되지 않았다.On the other hand, when the N-terminal amino acid is aromatic, the inverse relationship between the hydrophobicity and the transition temperature was not applied.

특히, 1mM WFF-ELP의 소수성은 VFF-ELP와 유사하나 4℃에서 불용성 코아세르베이트를 형성하였다.In particular, the hydrophobicity of 1 mM WFF-ELP is similar to that of VFF-ELP but forms insoluble coacervate at 4 ° C.

또한, YFF-ELPs는 AFF-ELPs 유사한 소수성을 가지고 있으나, 70℃에서 코아세르베이트하지 않았으며, FFF-ELPs와 유사한 온도 감응 특성을 나타내었다.In addition, YFF-ELPs had similar hydrophobicity to AFF-ELPs, but did not coacervate at 70 ° C, and exhibited temperature-sensitive properties similar to FFF-ELPs.

도 2C를 참조하면, TD-Abs 측정에서 YFF-ELP의 혼탁도는 다른 실시예보다 넓은 온도 범위에서 증가하였으며, 특히, FFF-ELP와 비교하여 상전이 시작 온도는 거의 동일 하였으나, 온도 증가율에서 큰 차이를 보였다.Referring to FIG. 2C, in the TD-Abs measurement, the turbidity of YFF-ELP was increased in a wider temperature range than other examples, and in particular, compared to FFF-ELP, the phase transition starting temperature was almost the same, but a large difference in the rate of temperature increase Showed.

YFF-ELP 및 FFF-ELP의 유일한 차이점인 티로신기의 히드록실기(hydroxyl group)이며, 상기 히드록실기는 극성 작용기이므로, 상기 결과는 극성 작용기가 존재하는 경우 친수성-소수성의 전이를 지연시켜 상전이 동안 온도 증가율의 차이를 야기할 수 있음을 시사한다.The only difference between YFF-ELP and FFF-ELP is the hydroxyl group of the tyrosine group, and since the hydroxyl group is a polar functional group, the result is a phase transition by delaying the hydrophilic-hydrophobic transition in the presence of a polar functional group. It suggests that it may cause a difference in the rate of temperature increase.

다른 극성 작용기인 아민기에 의한 영향을 확인하기 위해 N-말단이 아세틸 화되지 않은 FFF-ELP(HFFF-ELP)를 합성하였다.FFF-ELP ( H FFF-ELP), in which the N-terminus was not acetylated, was synthesized to confirm the effect of the other polar functional group, the amine group.

TD-Abs 측정에서 HFFF-ELPs의 혼탁도는 FFF-ELPs및 YFF-ELPs보다 낮았지만 HFFF-ELPs의 상전이 시작 온도는 FFF-ELPs및 YFF-ELPs과 유사하였다.In the TD-Abs measurement, the turbidity of H FFF-ELPs was lower than that of FFF-ELPs and YFF-ELPs, but the phase transition starting temperature of H FFF-ELPs was similar to that of FFF-ELPs and YFF-ELPs.

N-말단의 아민기는 벤젠의 히드록실기보다 높은 친수성을 가지며 소수성 잔기 근처에서 물 분자를 오래 잡아둘 수 있으므로 상전이 과정이 지연되었다.The phase transition process was delayed because the N-terminal amine group has a higher hydrophilicity than the hydroxyl group of benzene and can hold water molecules near hydrophobic residues for a long time.

상기 결과는 NAA-ELP(non-polar amino acid residues-elastin like protein)의 역온도 상전이(inverse temperature phase transition)가 N-말단의 단일 아미노산 치환에 의해 효과적으로 조절될 수 있음을 시사한다.The above results suggest that the inverse temperature phase transition of NAA-ELP (non-polar amino acid residues-elastin like protein) can be effectively regulated by N-terminal single amino acid substitution.

펩타이드 양친매성 유사체(PAA) 설계 Peptide amphiphilic analog ( PAA) design

N-말단의 단일 아미노산 치환을 통해 펩타이드의 온도 감응성을 조절할 수 있음을 확인한 후, 상기 펩타이드가 다양한 기능성을 나타내는 온도 감응성 펩타이드 구조체의 개발을 위한 플랫폼으로 사용될 수 있는지 분석하였다.After confirming that the temperature sensitivity of the peptide could be controlled through N-terminal single amino acid substitution, it was analyzed whether the peptide could be used as a platform for the development of a temperature-sensitive peptide structure exhibiting various functionalities.

Peptide amphiphiles(PAs)는 자기조립 펩타이드 구조로서, 소수성 꼬리(hydrophobic tail), 생체활성 펩타이드 및 다른 요소를 연결하는 ß-sheet-forming 서열로 구성된다.Peptide amphiphiles (PAs) are self-assembled peptide structures, consisting of a hydrophobic tail, a bioactive peptide, and a ß-sheet-forming sequence connecting other elements.

NAA-ELP는 소수성 부분 및 꼬인(twisted) 필라멘트 구조를 포함하므로, C-말단에서 표적 지향성 펩타이드 서열이 결합되는 경우 PAs와 유사한 구조인 펩타이드 양친매성 유사체(peptide amphiphile analogues, PAA) 구조가 형성되는지 확인하였다.NAA-ELP contains a hydrophobic part and a twisted filament structure, so if a target-directed peptide sequence is coupled at the C-terminus, it is confirmed that a peptide amphiphile analogues (PAA) structure similar to PAs is formed. Did.

도 3A를 참조하면, 펩타이드 Arg-Gly-Asp(RGD)를 실시예의 펩타이드 구조체 C-말단에 결합시켜 PAA 구조를 형성하였다.Referring to Figure 3A, the peptide Arg-Gly-Asp (RGD) was coupled to the peptide structure C-terminus of the embodiment to form a PAA structure.

상기 RGD 펩타이드는 인테그린 수용체에 결합할 수 있고 세포 접착 및 표적 지향성 물질의 내재화를 매개할 수 있다.The RGD peptide can bind to integrin receptors and mediate cell adhesion and internalization of target-directed substances.

TD-Abs 측정에서 NAA의 조성에 따라 전이 온도가 상이하였으나, 온도 감응 특성은 NAA-ELP와 유사하였다(도 3B).In the TD-Abs measurement, the transition temperature was different according to the composition of NAA, but the temperature-sensing characteristics were similar to that of NAA-ELP (FIG. 3B).

이 때, NAA-ELP-RGDs의 TD-Abs 측정값은 5 mM FFF-ELP-RGDs를 검정색, 1.5 mM FFF-ELP-RGDs를 파란색, LFF-ELP-RGDs를 노란색, VFF-ELP-RGDs를 주황색으로 나타내었다.At this time, the TD-Abs measurements of NAA-ELP-RGDs are 5 mM FFF-ELP-RGDs in black, 1.5 mM FFF-ELP-RGDs in blue, LFF-ELP-RGDs in yellow, and VFF-ELP-RGDs in orange. It is represented by.

한편, CD 스펙트럼에서 FFF-ELP-RGD는 5 mM 농도일 때 전이 온도 범위가 생체학적 연구에 적합한 범위가 되었다(도 3C).On the other hand, FFF-ELP-RGD in the CD spectrum has a transition temperature range that is suitable for biological studies when it is 5 mM concentration (FIG. 3C).

AFM 이미지에서 상전이 과정 중 FFF-ELP-RGD는 마이셀 구조의 자기조립을 유지하면서 ß-나선형태로 접혔다(도 3D).During the phase transition process in the AFM image, FFF-ELP-RGD was folded in a ß-helix shape while maintaining self-assembly of the micelle structure (FIG. 3D).

냉각을 통한 FFF-ELP-RGD, LFF-ELP-RGD 및 VFF-ELP-RGD의 열 코아세르베이트를 TD-Abs로 관찰하였다.Thermal coacervates of FFF-ELP-RGD, LFF-ELP-RGD and VFF-ELP-RGD through cooling were observed with TD-Abs.

도 4A를 참조하면, FFF-ELP-RGD는 코아세르베이션 중 혼탁도가 급격하게 증가한 것과 달리, 어닐링 과정 중의 혼탁도는 완만하게 감소하였다.Referring to Figure 4A, FFF-ELP-RGD, while the turbidity during coacervation rapidly increased, the turbidity during the annealing process slowly decreased.

이 때, FFF-ELP-RGDs의 농도가 5 mM일 때 검정색, 1.5 mM일 때 파란색으로 나타냈으며, 점선은 강도 변화의 시작과 끝을 의미한다.At this time, the concentration of FFF-ELP-RGDs was black when 5 mM and blue when 1.5 mM, and the dotted line indicates the start and end of the intensity change.

도 4B를 참조하면, TD-Abs 측정에서 LFF-ELP-RGD 및 VFF-ELP-RGD의 코아세르베이션과 어닐링 과정에서의 혼탁도 차이는 거의 나타나지 않았다.Referring to FIG. 4B, in the TD-Abs measurement, there was little difference in turbidity in the coacervation and annealing process of LFF-ELP-RGD and VFF-ELP-RGD.

FFF-ELPs는 파란색, LFF-ELPs는 노란색, VFF-ELPs는 주황색으로 나타냈으며, 점선은 강도 변화의 시작과 끝을 의미한다.FFF-ELPs are blue, LFF-ELPs are yellow, and VFF-ELPs are orange, and the dotted line indicates the start and end of intensity change.

또한, 온도에 따른 FFF-ELP-RGD의 분해 시간을 측정하였다.In addition, the decomposition time of FFF-ELP-RGD according to the temperature was measured.

도 4C 및 도 4D를 참조하면, FFF-ELP-RGD 펩타이드 구조체의 혼탁도는 온도가 최대 응집점에 가까워짐에 따라 상대적으로 느리게 감소하였다.4C and 4D, the turbidity of the FFF-ELP-RGD peptide construct decreased relatively slowly as the temperature approached the maximum aggregation point.

상기 결과는 환경 온도와 Tt(특이 온도)를 조절함으로써 분해율을 제어할 수 있으며, 표적 지향성 분자를 방출하는 물질로 코아세르베이트된 PAA 구조를 사용할 수 있음을 시사한다.The above results suggest that the decomposition rate can be controlled by adjusting the environmental temperature and T t (specific temperature), and that a coacervated PAA structure can be used as a material that releases target-directed molecules.

비선형(lariat-type) 펩타이드 구조체 설계Design of non-linear (lariat-type) peptide structures

PAA와 구조적 특성 및 온도 감응성이 상이한 비선형 펩타이드 구조체를 설계하였다.A nonlinear peptide construct with different structural properties and temperature sensitivity from PAA was designed.

표적 지향성 펩타이드로 α-나선 펩타이드 서열(A(EAAAK)2A, EAKs)을 사용하였으며, N-말단 펩타이드를 발린, 류신 또는 트립토판으로 치환하였다(도 5A).As a target-directed peptide, an α-helical peptide sequence (A (EAAAK) 2 A, EAKs) was used, and the N-terminal peptide was substituted with valine, leucine or tryptophan (FIG. 5A).

도 5B를 참조하면, dynamic light scattering(DLS)을 측정한 결과, VFF-ELP-EAKs의 경우 온도 범위에 거의 변화가 없었으나, WFF-ELP-EAK의 경우 생물 의학적 목적, 특히, 고열(37 내지 43 ℃) 범위에서 분해 작용이 야기되었다. 또한, LFF-ELP-EAKs는 WFF-ELP-EAKs보다 높은 온도에서 분해되었다.5B, as a result of measuring dynamic light scattering (DLS), VFF-ELP-EAKs showed little change in temperature range, but WFF-ELP-EAK biomedical purposes, particularly, high fever (37 to 43 ℃) caused a decomposition action. In addition, LFF-ELP-EAKs decomposed at higher temperatures than WFF-ELP-EAKs.

도 5를 참조하면, CD 스펙트럼에서 레리어트(lariat) 구조의 펩타이드는 일반적으로 마이셀 구조로 자기 조립되었고, 분해 과정 동안 WFF-ELP-EAKs의 2 차 구조 변화는 거의 없었다.Referring to FIG. 5, in the CD spectrum, peptides of a lariat structure were generally self-assembled into a micelle structure, and there was little secondary structure change of WFF-ELP-EAKs during the decomposition process.

이 때, 37 ºC의 WFF-ELP-EAKs는 녹색, 43 ºC의 WFF-ELP-EAKs는 적색으로 나타내었다.At this time, 37 ºC WFF-ELP-EAKs are green, and 43 ºC WFF-ELP-EAKs are red.

상기 결과는 ELPA의 동적 불안정화가 MELP의 N-말단 잔기 의존성 구조 변화에 의해 유도된 입체 장애에 의한 것임을 시사한다.These results suggest that the dynamic destabilization of ELPA is due to steric hindrance induced by N-terminal residue-dependent structural changes of MELP.

도 6A를 참조하면, WFF-ELP-EAKs의 온도 변화에 대한 반응을 활용하여 약물을 담지할 수 있다.Referring to FIG. 6A, a drug may be supported by utilizing a response to a temperature change of WFF-ELP-EAKs.

작은 분자의 유효 탑재량을 포함하는 펩타이드 자기 조립체의 온도 감응성을 시각화하고자 파이렌 형광체를 WFF-ELP-EAKs의 마이셀 내에 캡슐화하였다.Pyrene phosphors were encapsulated in micelles of WFF-ELP-EAKs to visualize the temperature sensitivity of the peptide magnetic assembly containing an effective payload of small molecules.

양친매성 펩타이드의 파이렌기 간 거리가 먼 경우 단색 형광 방출 신호(monomeric fluorescence emission signals, 375 내지 405 nm)만 확인되지만, 자기조립 펩타이드 나노구조체가 표적물질과 결합을 하면 상기 자기조립 펩타이드 나노구조체 내에 존재하는 α-나선 구조가 상당히 안정화되는 형태 변화를 통해 각 양친매성 펩타이드 파이렌기가 공간적으로 인접하여 엑시머를 형성하므로, 다른 파장(~ 460 nm)에서 형광 강도를 나타내는 형광 특성을 갖는다.When the distance between the pyrene groups of the amphiphilic peptide is far, only monochromatic fluorescence emission signals (375 to 405 nm) are identified, but when the self-assembled peptide nanostructure binds to the target material, it exists in the self-assembled peptide nanostructure. Each amphipathic peptide pyrene group is spatially adjacent to form an excimer through morphological changes in which the α-helical structure is significantly stabilized, and thus has fluorescence characteristics showing fluorescence intensity at different wavelengths (~ 460 nm).

도 6B를 참조하면, 43 ℃에서 ELPA의 형광강도비율(I460 nm / I375 nm)은 25 및 37 ℃에서보다 낮았다.Referring to Figure 6B, the fluorescence intensity ratio of ELPA at 43 ° C (I 460 nm / I 375 nm) was lower than at 25 and 37 ° C.

파이렌을 캡슐화하는 WFF-ELP-EAKs의 온도가 25 ℃인 경우 파란색, 37 ℃인 경우 초록색, 43 ℃인 경우 빨간색으로 나타내었다.When the temperature of WFF-ELP-EAKs encapsulating pyrene is 25 ° C, blue is shown, 37 ° C is green, and 43 ° C is red.

상기 결과는 온도 감응성 ELPA가 분해되면 파이렌 분자가 마이셀 구조로부터 방출됨을 시사한다.The results suggest that the pyrene molecule is released from the micelle structure when the temperature sensitive ELPA is decomposed.

HeLa 세포를 파이렌을 포함하는 ELPA와 함께 처리하고 공초점 현미경을 통해 세포 내에서의 파이렌의 위치를 확인하였다.HeLa cells were treated with ELPA containing pyrene and the position of the pyrene in the cells was confirmed through confocal microscopy.

도 6C를 참조하면, 37 ℃에서, 파이렌의 청색 형광은 세포질 전체에서 확인되었으나, 핵 내부로 들어가지 못했다.Referring to FIG. 6C, at 37 ° C., blue fluorescence of pyrene was observed throughout the cytoplasm, but did not enter the nucleus.

반면, 43℃에서 HeLa 세포를 30 분간 배양한 경우, 세포질뿐만 아니라 핵에서도 파이렌이 응집되었다(그림 6D).On the other hand, when HeLa cells were incubated at 43 ° C for 30 minutes, pyrene aggregated not only in the cytoplasm but also in the nucleus (Fig. 6D).

상기 결과는 펩타이드 구조체에 선형 또는 레리어트(lariat) 구조를 가지는 표적 지향성 펩타이드를 결합시킴으로써, 특이 온도에서 약물을 선택적으로 방출시킬 수 있는 약물 전달체로 활용될 수 있음을 시사한다.The above results suggest that it can be utilized as a drug delivery agent capable of selectively releasing a drug at a specific temperature by binding a target-directed peptide having a linear or lariat structure to a peptide structure.

한편, 상기 펩타이드 구조체는 상기 실시예에 한정되지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 펩타이드 구조체는 선형(linear) 구조로 구현하거나(도 7), 레리어트(lariat) 구조로 구현할 수도 있다(도 8).Meanwhile, the peptide structure is not limited to the above embodiment and may be implemented in various forms. For example, the peptide structure may be implemented in a linear structure (FIG. 7) or may be implemented in a lariat structure (FIG. 8).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention.

<110> Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University <120> A THERMORESPONSIVE PEPTIDE STRUCTURE AND USES THEREOF <130> 18PP10430 <160> 9 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 1 Val Pro Gly Xaa Gly 1 5 <210> 2 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 2 Val Pro Gly Val Gly 1 5 <210> 3 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> alpha-helix peptide <400> 3 Ala Glu Ala Ala Ala Lys Glu Ala Ala Ala Lys Ala 1 5 10 <210> 4 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 4 Trp Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly 1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly 20 <210> 5 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 5 Phe Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly 1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly 20 <210> 6 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 6 Tyr Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly 1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly 20 <210> 7 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 7 Leu Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly 1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly 20 <210> 8 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 8 Val Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly 1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly 20 <210> 9 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 9 Ala Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly 1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly 20 <110> Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University <120> A THERMORESPONSIVE PEPTIDE STRUCTURE AND USES THEREOF <130> 18PP10430 <160> 9 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 1 Val Pro Gly Xaa Gly   1 5 <210> 2 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 2 Val Pro Gly Val Gly   1 5 <210> 3 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> alpha-helix peptide <400> 3 Ala Glu Ala Ala Ala Lys Glu Ala Ala Ala Lys Ala   1 5 10 <210> 4 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 4 Trp Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly   1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly              20 <210> 5 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 5 Phe Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly   1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly              20 <210> 6 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 6 Tyr Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly   1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly              20 <210> 7 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 7 Leu Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly   1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly              20 <210> 8 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 8 Val Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly   1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly              20 <210> 9 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 9 Ala Phe Phe Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly Val Gly Val Pro Gly   1 5 10 15 Val Gly Val Pro Gly Val Gly              20

Claims (12)

하기 구조식 1로 이루어진 자기조립 펩타이드 구조체.
[구조식 1]
H-An
상기 식에서 상기 H는 WFF, FFF, YFF, LFF, VFF 또는 AFF인 펩타이드이고,
상기 A는 VPGVG(서열번호 2)이고,
상기 n은 4이다.
Self-assembled peptide structure consisting of the following structural formula 1.
[Structural Formula 1]
HA n
In the above formula, H is a peptide that is WFF, FFF, YFF, LFF, VFF or AFF,
A is VPGVG (SEQ ID NO: 2),
N is 4.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 펩타이드 구조체는 WFF-(VPGVG)4, FFF-(VPGVG)4, LFF-(VPGVG)4 및 VFF-(VPGVG)4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 자기조립 펩타이드 구조체의 C-말단에 RGD 또는 EAKs(서열번호 3)을 추가로 결합하여 이루어진 펩타이드 구조체.
According to claim 1,
The peptide structure is WFF- (VPGVG) 4 , FFF- (VPGVG) 4 , LFF- (VPGVG) 4 and VFF- (VPGVG) 4 selected from the group consisting of RGD or RGD at the C-terminal of any self-assembled peptide structure Peptide structure consisting of additionally binding EAKs (SEQ ID NO: 3).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 펩타이드 구조체는 온도에 따라 구조가 변화하는 펩타이드 구조체.
According to claim 1,
The peptide structure is a peptide structure whose structure changes with temperature.
제5항에 있어서,
상기 FFF-(VPGVG)4, LFF-(VPGVG)4 및 VFF-(VPGVG)4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 구조체의 C-말단에 RGD을 추가로 결합하여 이루어진 펩타이드 구조체는 선형(linear-type)이고,
상기 WFF-(VPGVG)4, LFF-(VPGVG)4, 및 VFF-(VPGVG)4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 구조체의 C-말단에 EAKs(서열번호 3)을 추가로 결합하여 이루어진 펩타이드 구조체는 레리어트형(lariat-type)인, 펩타이드 구조체.
The method of claim 5,
The FFF- (VPGVG) 4 , LFF- (VPGVG) 4 and VFF- (VPGVG) 4 peptide structure formed by further binding RGD to the C-terminus of any one structure selected from the group consisting of linear (linear-type) )ego,
Peptide structure formed by further combining EAKs (SEQ ID NO: 3) at the C-terminus of any one structure selected from the group consisting of WFF- (VPGVG) 4 , LFF- (VPGVG) 4 , and VFF- (VPGVG) 4 Is a lariat-type peptide structure.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 펩타이드 구조체는 자기조립 구조를 통해 약물을 담지하는 펩타이드 구조체.
According to claim 1,
The peptide structure is a peptide structure carrying a drug through a self-assembled structure.
제10항에 있어서,
상기 약물은 저분자량 약물, 유전자 약물, 단백질 약물 또는 이의 혼합물인 펩타이드 구조체.
The method of claim 10,
The drug is a low molecular weight drug, gene drug, protein drug or a peptide structure thereof.
제1항 또는 제5항의 펩타이드 구조체를 포함하는 약물 전달체 조성물.
A drug delivery composition comprising the peptide construct of claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101581926B1 (en) 2014-09-23 2016-01-04 연세대학교 산학협력단 self-assembly peptide nano-capsule and drug-delivery carrier comprising the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Pechar 등, Macromolecular Bioscience, Vol.7, p.56-69 (2007.)*
P. Frederix 등, Nature Chemistry, Vol.7, No.1, p.30-37 (2015.)*

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