KR102264535B1 - Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same - Google Patents

Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102264535B1
KR102264535B1 KR1020200066119A KR20200066119A KR102264535B1 KR 102264535 B1 KR102264535 B1 KR 102264535B1 KR 1020200066119 A KR1020200066119 A KR 1020200066119A KR 20200066119 A KR20200066119 A KR 20200066119A KR 102264535 B1 KR102264535 B1 KR 102264535B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protein
encapsulin
rid
seq
expression vector
Prior art date
Application number
KR1020200066119A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최덕영
정현교
Original Assignee
(주)인테라
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)인테라 filed Critical (주)인테라
Priority to KR1020200066119A priority Critical patent/KR102264535B1/en
Priority to CA3183499A priority patent/CA3183499A1/en
Priority to US18/000,381 priority patent/US20240084310A1/en
Priority to JP2022573711A priority patent/JP2023527886A/en
Priority to PCT/KR2021/006758 priority patent/WO2021246740A1/en
Priority to AU2021282837A priority patent/AU2021282837A1/en
Priority to EP21817428.2A priority patent/EP4159864A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102264535B1 publication Critical patent/KR102264535B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/70Fusion polypeptide containing domain for protein-protein interaction
    • C07K2319/735Fusion polypeptide containing domain for protein-protein interaction containing a domain for self-assembly, e.g. a viral coat protein (includes phage display)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2720/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsRNA viruses
    • C12N2720/00011Details
    • C12N2720/12011Reoviridae
    • C12N2720/12311Rotavirus, e.g. rotavirus A
    • C12N2720/12334Use of virus or viral component as vaccine, e.g. live-attenuated or inactivated virus, VLP, viral protein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2720/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsRNA viruses
    • C12N2720/00011Details
    • C12N2720/12011Reoviridae
    • C12N2720/12311Rotavirus, e.g. rotavirus A
    • C12N2720/12351Methods of production or purification of viral material

Abstract

The present invention relates to a fusion protein comprising a polynucleotide encoding an RNA interacting domain (RID) protein, which is a water-soluble enhancement fusion partner for promoting high-efficiency water-soluble expression of encapsulin monomer-target protein fusions in which the target protein is exposed on the surface. More specifically, the present invention provides a recombinant expression vector for producing a high-efficiency vaccine of a target protein using an encapsulin protein, and a method for preparing the same.

Description

엔캡슐린 기반 백신 생산을 위한 재조합 발현 벡터 및 이의 제조방법{RECOMBINANT EXPRESSION VECTOR FOR PRODUCTION OF ENCAPSULIN-BASED VACCINE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Recombinant expression vector for the production of encapsulin-based vaccines and a method for preparing the same {RECOMBINANT EXPRESSION VECTOR FOR PRODUCTION OF ENCAPSULIN-BASED VACCINE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 목적 단백질의 발현 효율을 증진시키기 위한 엔캡슐린 단백질 및 이를 포함하는 융합 단백질에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 목적 단백질, 엔캡슐린 단백질 및 RID(RNA interacting domain) 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하여 고효율로 수용성의 백신을 생산할 수 있으며, 큰 크기의 목적단백질을 이용할 수 있는, 백신 생산용 재조합 발현 벡터 및 이의 제조방법을 제공한다. The present invention relates to an encapsulin protein and a fusion protein comprising the same for enhancing the expression efficiency of the target protein, and more particularly, a polynucleotide encoding the target protein, the encapsulin protein, and an RNA interacting domain (RID) protein To provide a recombinant expression vector for vaccine production and a method for producing the same, capable of producing a water-soluble vaccine with high efficiency, including a large-sized target protein.

최근 급증하는 감염성 질환에 대한 효율적인 대응을 위한 신규 예방 백신의 개발과 신체가 이미 가지고 있는 질병(바이러스, 암 등)에 맞서 싸울 수 있도록 도와주는 치료용 백신의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 예방 백신(Prophylactic Vaccines)은 건강한 일반인을 대상으로 질병의 예방을 위한 백신으로 병원균을 주입하여 면역 반응을 유발하는 백신을 말하며, 치료 백신(Therapeutic Vaccine)은 질병을 보유하고 있는 환자를 대상으로 질병 치료를 위해 면역체계를 강화(self-antigen 주입 등)하는 백신으로, 암, 알츠하이머 등에 치료제가 될 수 있는 가능성으로 많은 연구 개발이 추진 중에 있다.The development of new preventive vaccines for efficient response to rapidly increasing infectious diseases and the development of therapeutic vaccines that help the body fight against diseases (viruses, cancer, etc.) that the body already has are being actively developed. Prophylactic Vaccines are vaccines that induce an immune response by injecting pathogens to prevent disease in healthy general population. Therapeutic Vaccines treat disease in patients with the disease. It is a vaccine that strengthens the immune system (self-antigen injection, etc.) for

전통적인 백신들은 병원균 자체를 배양하는 공정을 기반으로 장기간의 계대 배양을 통해 독성이 약화된 약독화(attenuated) 균주 또는 화합물 처리를 통해 불활화 (inactivated)된 균주를 사용하여 제조되어 왔다. 그러나 이경우 개발과 제조 기간이 너무 길고 배양이 어려운 병원균에 대한 백신 개발에는 적용이 불가능하다는 단점이 있다. Traditional vaccines have been manufactured using an attenuated strain whose toxicity is weakened through long-term subculture based on the process of culturing the pathogen itself or a strain inactivated through compound treatment. However, in this case, the development and manufacturing period is too long, and there is a disadvantage that it cannot be applied to the development of a vaccine against a pathogen that is difficult to culture.

병원균 자체의 배양에 영향을 받지 않고 보다 효과적인 백신 제조를 위해 병원균 성분 중 특정 부위 단백질이나 변성된 독소만을 항원으로 사용하는 아단위 (subunit) 백신의 개발이 이루어 졌다. 이 경우 보다 높은 안전성이 확보되었다는 장점은 있으나 상대적으로 낮은 면역원성으로 인해 다 회 투여와 별도의 면역증강제 (adjuvant)가 필요하다는 단점 또한 가지고 있다. In order to produce a more effective vaccine without being affected by the culture of the pathogen itself, a subunit vaccine using only a specific site protein or a denatured toxin as an antigen among pathogen components has been developed. In this case, it has the advantage of securing higher safety, but also has the disadvantage that multiple administrations and a separate adjuvant are required due to the relatively low immunogenicity.

급증하는 신 변종 바이러스 감염병에 대한 보다 안전하면서도 높은 효능을 가진 백신의 신속한 개발을 위해서 최근 바이러스 유사 입체 (VLP, Virus-like Particle) 백신 제조 방법이 개발되었으며 배양 세포를 사용한 감염성 바이러스의 직접 생산에 기초한 따른 기존 백신 생산 기술의 한계점을 뛰어넘을 수 있는 차세대 백신 제조 기술로서 각광받고 있다.For the rapid development of a safer and more effective vaccine against the rapidly increasing number of new strains of virus infection, a virus-like particle (VLP) vaccine manufacturing method was recently developed. It is spotlighted as a next-generation vaccine manufacturing technology that can overcome the limitations of existing vaccine production technologies.

바이러스 유사 입체 (VLP)는 바이러스 구조 단백질을 야생형 바이러스와 겉모습이 유사한 구조를 나타내도록 특이적으로 발현시킨 것으로서 매우 복잡하고 정교한 구조물이다. 직경 20~100 nm의 사이즈를 가지며 다양한 종류의 유전자 재조합 단백질 발현 시스템을 이용하여 이미 서열이 알려진 바이러스의 구조 단백질들을 특이적으로 발현한 다음 중합체 형성 (virion assembly)을 통해 생산이 가능하다. Virus-like conformation (VLP) is a highly complex and sophisticated structure in which a viral structural protein is specifically expressed to exhibit a structure similar in appearance to that of a wild-type virus. It has a size of 20 to 100 nm in diameter and can be produced through polymer formation (virion assembly) after specifically expressing viral structural proteins with known sequences using various types of recombinant protein expression systems.

실제 감염성 바이러스와 유사한 구조와 동일한 외형을 갖추면서도 바이러스 유래 유전자가 없으므로 증식은 불가능한 반면 고밀도 정배열의 항원 표출 (high-density & highly ordered conformation)을 통해 높은 면역원성을 유도한다. 야생형 바이러스와 그 구조가 유사하기 때문에 체내에서 T-세포, B-세포 면역경로를 둘 다 자극할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 형성된 구조물 안에 유전물질이 없으므로 감염 능력이 없어 높은 안전성을 가진다는 점과 뛰어난 구조적 안정성을 보인다는 것이 특징이다. 하지만 그 구조가 복잡하며 바이러스 별로 크게 상이한 특성을 보이므로 복잡한 제조 공정이 필요하거나 낮은 생산성 등의 이유로 인해 실제 상업용 백신으로서 허가된 VLP는 몇 몇 사례에 불과한 실정이다.Although it has the same structure and appearance as the actual infectious virus, propagation is impossible because there is no virus-derived gene, but high immunogenicity is induced through high-density & highly ordered conformation. Because its structure is similar to that of wild-type virus, it has the advantage of being able to stimulate both T-cell and B-cell immune pathways in the body. In addition, since there is no genetic material in the formed structure, there is no infection ability, so it has high safety and excellent structural stability. However, since the structure is complex and shows greatly different characteristics for each virus, there are only a few cases of VLPs licensed as commercial vaccines due to the need for a complex manufacturing process or low productivity.

보다 개선된 VLP 기반 백신의 제조를 위해 중합체 구조를 잘 형성하는 VLP 구조체에 외부 병원균 항원을 도입한 융합 바이러스 유사 입체 (chimeric VLP) 제조 기술이 개발되었으며 다양한 병원균을 대상으로 하는 백신 개발에 활용되어 왔다. 이는 다른 특정 바이러스의 구조 단백질 또는 자가 조립 (self-assembling) 단백질로 구성된 VLP 기반 구조의 표면에 외부 병원균 항원을 표출시킨 형태를 띄고 있다. VLP 기반 구조에 외부 항원을 도입하기 위해서는 화학적 결합 (chemical conjugation) 또는 유전적 융합 (genetic fusion) 방식이 사용된다. 화학적 결합 (chemical conjugation) 방식은 이미 제조된 VLP 기반 구조에 별도로 제조된 외부 항원을 공유 결합을 통해 화학적 융합을 시키는 것으로서 일정한 방향으로의 항원 정배열에 어려움이 있으며 표출되는 항원의 밀집도가 상대적으로 낮다는 단점이 지적되고 있다. 반면, 유전적 융합 (genetic fusion) 방식의 경우는 VLP 구조형성 단백질의 유전자와 목적 항원 단백질의 유전자를 DNA 레벨에서 융합 발현시킴으로써 보다 단순한 공정으로 융합 바이러스 유사 입체 (chimeric VLP)제조가 가능하다는 장점이 있다. 단, 이 경우는 10 ~ 20개 이하 아미노산으로 구성된 대단히 작은 크기의 외부 항원만 도입이 가능하며 그 보다 더 클 경우 구조적인 한계성으로 인한 입체적 간섭현상(steric hindrance) 때문에 구조 단백질에 의한 중합체 형성이 저해된다. 특히 고효율 신속 생산을 위해 대장균에서 발현시킬 경우 적절한 접힘 (folding)이 이루어지지 않아서 불용성의 Inclusion body를 형성하게 되며 VLP 제조가 불가능해진다. For the production of more improved VLP-based vaccines, a fusion virus-like three-dimensional (chimeric VLP) manufacturing technology in which an external pathogen antigen is introduced into a VLP structure that forms a polymer structure well has been developed and has been utilized in the development of vaccines targeting various pathogens. . This is in the form of expressing a foreign pathogen antigen on the surface of a VLP-based structure composed of structural proteins of other specific viruses or self-assembling proteins. In order to introduce a foreign antigen into the VLP-based structure, a chemical conjugation or genetic fusion method is used. The chemical conjugation method involves chemical fusion of a separately prepared foreign antigen to a previously prepared VLP-based structure through covalent bonding. It is difficult to align antigens in a certain direction, and the density of expressed antigens is relatively low. Disadvantages are pointed out. On the other hand, the genetic fusion method has the advantage that it is possible to manufacture a chimeric VLP in a simpler process by fusion expression of the VLP structural protein gene and the target antigen protein gene at the DNA level. have. However, in this case, only a very small external antigen composed of 10 to 20 amino acids can be introduced. If it is larger than that, the polymer formation by the structural protein is inhibited due to steric hindrance due to structural limitations. do. In particular, when expressed in E. coli for high-efficiency and rapid production, proper folding is not performed, forming an insoluble inclusion body, and VLP production becomes impossible.

본 발명자들은 이전 연구에서 ARSNTD (aminoacyl RNA synthetase N-terminal domain)을 포함하는 RID (RNA interaction domain)를 결합파트너로 사용하였을 때 다양한 단백질의 단백질 접힘 및 수용성 증가에 관여한다는 것을 밝힌 바 있다. In a previous study, the present inventors have revealed that when an RNA interaction domain (RID) including an aminoacyl RNA synthetase N-terminal domain (ARSNTD) is used as a binding partner, it is involved in protein folding and water solubility of various proteins.

본 발명에서는 엔캡슐린(encapsulin) 단백질의 자가 조립 (self-assembly)을 통해 만들어지는 VLP 구조에 이전에는 불가능했던 큰 크기의 목적 항원 단백질을 보다 효율적이고도 안정적으로 표출하기 위하여 RNA-interaction domain (RID)을 신규 융합파트너로 사용함으로써 엔캡슐린과 목적 항원의 융합 단백질을 고효율 수용성으로 발현시킬 수 있게 되었다. 상기 융합 단백질은 refolding 과정을 거칠 필요 없이 정제 후 자가 조립 (assembly)을 통해 대량의 융합 바이러스 유사 입체 (chimeric VLP)를 신속하게 생산하는 것을 가능케 한다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.In the present invention, in order to more efficiently and stably express a target antigen protein of a large size that was previously impossible to a VLP structure made through self-assembly of encapsulin protein, the RNA-interaction domain ( RID) as a novel fusion partner, it became possible to express the fusion protein of the encapsulin and the target antigen with high efficiency and water solubility. The present invention was completed after confirming that the fusion protein enables the rapid production of a large amount of fusion virus-like stereotactic (chimeric VLP) through self-assembly after purification without the need for refolding.

본 발명의 목적은 큰 크기의 목적 단백질을 보다 효율적이고 안정적으로 표출할 수 있으며, 엔캡슐린 단백질과 목적 단백질의 융합 단백질을 고효율로 수용성 발현시킬 수 있는 벡터를 제공하는 것이며, 로타바이러스 또는 자궁경부암 바이러스 등의 바이러스 항원 단백질을 목적단백질로 이용하여 장염 또는 자궁경부암 등의 예방 또는 치료에 이용할 수 있는 융합단백질을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a vector capable of expressing a large-sized target protein more efficiently and stably, and capable of high-efficiency, water-soluble expression of a fusion protein of an encapsulin protein and a target protein, rotavirus or cervical cancer To provide a fusion protein that can be used for prevention or treatment of enteritis or cervical cancer by using a viral antigen protein such as a virus as a target protein.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 엔캡슐린 단백질 및 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a recombinant expression vector for vaccine production comprising an encapsulin protein and a polynucleotide encoding a target protein.

본 발명은 또한, 목적 단백질, 엔캡슐린 단백질 및 RID(RNA interacting domain) 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는, 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 제공한다.The present invention also provides a recombinant expression vector for vaccine production, comprising a polynucleotide encoding a target protein, an encapsulin protein, and an RNA interacting domain (RID) protein.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리뉴클레오타이드는 RID의 절단을 위하여 TEV 단백질을 추가로 코딩할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polynucleotide may further encode a TEV protein for cleavage of the RID.

본 발명은 또한, 목적 단백질, 엔캡슐린 단백질 및 RID(RNA interacting domain) 단백질을 포함하는 융합단백질을 제공한다. The present invention also provides a fusion protein comprising a target protein, an encapsulin protein, and an RNA interacting domain (RID) protein.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 목적 단백질은 엔캡슐린 단백질의 C-말단에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the target protein may be linked to the C-terminus of the encapsulin protein.

본 발명은 또한 a) 목적 단백질; 엔캡슐린 단백질; 및 RID 단백질;을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 바이러스 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 생산하는 단계, b) 상기 발현 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 생산하는 단계 및 c) 상기 형질전환체를 배양하여 재조합 융합 단백질의 발현을 유도하고, 이를 수득하는 단계를 포함하는 백신 생산방법을 제공한다.The present invention also relates to: a) a protein of interest; encapsulin protein; and RID protein; producing a recombinant expression vector for virus vaccine production comprising a polynucleotide encoding, b) introducing the expression vector into a host cell to produce a transformant, and c) the transformant Inducing expression of the recombinant fusion protein by culturing, and provides a vaccine production method comprising the step of obtaining the same.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 RID 단백질은 생산되는 백신의 발현량 증가 또는 수용성 증가시키기 위한 융합파트너로 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the RID protein can be used as a fusion partner to increase the expression level or water solubility of the produced vaccine.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 RID 단백질은 서열번호 5, 서열번호 6 또는 서열번호 7의 아미노산 서열 또는 이의 일부 서열을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the RID protein may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7 or a partial sequence thereof.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 발현 벡터로 형질 전환된 숙주세포가 제공되며, 본 발명에 있어서 숙주세포는 대장균(E. coli)을 이용할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a host cell transformed with the expression vector, and in the present invention, E. coli may be used as the host cell.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 엔캡슐린 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열 또는 이의 일부 서열을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the encapsulin protein may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or a partial sequence thereof.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 목적 단백질은 바이러스 항원 단백질, 항체, 세포수용체, 효소, 구조 단백질, 혈청 및 세포 단백질로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the target protein may be one or more selected from the group consisting of viral antigen proteins, antibodies, cell receptors, enzymes, structural proteins, serum and cellular proteins.

본 발명의 또 다른 실시예에 다르면, 상기 바이러스 항원 단백질은 자궁경부암 바이러스 항원 단백질 또는 로타바이러스(Rotavirus) 항원 단백질일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the viral antigen protein may be a cervical cancer virus antigen protein or a rotavirus antigen protein.

본 발명에 따라 제조된 융합단백질은, 큰 크기의 목적 단백질을 보다 효율적이고 안정적으로 표출할 수 있는 장점이 있다.The fusion protein prepared according to the present invention has the advantage of being able to more efficiently and stably express a large-sized target protein.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신규 융합파트너로 RID를 포함하여 엔캡슐린과 목적단백질의 융합단백질을 고효율로 수용성 발현시킬 수 있는 장점이 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an advantage in that the fusion protein of the encapsulin and the target protein including RID as a novel fusion partner can be expressed in a water-soluble manner with high efficiency.

본 발명에 따라 제조된 융합단백질은, 야생형 바이러스와 구조가 유사하여 체내에서 T-세포 및 B-세포 면역 경로를 모두 자극할 수 있어 면역효과가 크다.The fusion protein prepared according to the present invention has a structure similar to that of the wild-type virus, and thus can stimulate both T-cell and B-cell immune pathways in the body, thereby having a large immune effect.

본 발명에 따라 제조된 융합단백질은, 목적 단백질을 로타바이러스 항원 단백질로 할 수 있으며, 이를 이용하여 장염을 예방 또는 치료할 수 있다.The fusion protein prepared according to the present invention can use a target protein as a rotavirus antigen protein, and can prevent or treat enteritis using the fusion protein.

본 발명에 따라 제조된 융합단백질은, 목적 단백질을 자궁경부암 바이러스 항원 단백질로 할 수 있으며, 이를 이용하여 자궁경부암을 예방 또는 치료할 수 있다.The fusion protein prepared according to the present invention can use the target protein as a cervical cancer virus antigen protein, and can prevent or treat cervical cancer by using it.

본 발명의 백신 생산 방법에 따르면, 대량의 융합단백질을 신속하게 생산하여 백신 생산 시간을 단축할 수 있다.According to the vaccine production method of the present invention, it is possible to rapidly produce a large amount of fusion protein to shorten the vaccine production time.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질 생산용 재조합 발현 벡터의 모식도와 고효율 수용성 단백질의 발현 결과이다. 도 1a는 PDB를 이용하여 예측한 엔캡슐린(Encapsulin)의 단백질 구조이다. 도 1b는 pET9a-Encapsulin 재조합 발현 벡터의 구조를 나타낸 모식도이다. 도 1c는 상기 발현 벡터를 이용하여 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 고효율 수용성 발현 여부를 SDS-PAGE로 확인한 결과이다.
도 2a은 본 발명의 실시예에 따라 발현된 Encapsulin-Linker 단백질을 니켈 친화성 크로마토그래피를 통해 정제하였을 때의 크로마토그램 결과이며, 도 2b는 Encapsulin-Linker 단백질의 분리 양상을 SDS-PAGE로 확인한 결과이다. 도 2c은 니켈 친화성 크로마토그래피에서 용출된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질을 이온 수지 교환 크로마토그래피를 통해 정제하였을 때의 크로마토그램 결과이며, 도 2d는 니켈 친화성 크로마토그래피에서 용출된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 정제 양상을 SDS-PAGE로 확인한 결과이다.
도 3a은 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질을 크기 배제 크로마토그래피를 진행한 후의 용출그래프이다. 도 3b는 크기 배제 크로마토그래피를 수행 후 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 분리 양상을 SDS-PAGE로 확인한 결과이다. 도 3c 및 3d은 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질 입체의 직경 분포를 DLS(Dynamic Light Scattering)를 통해 분석한 결과이다. 도 3e는 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 기반 VLP(Virus-like particle)의 전체적인 외형을 투과전자현미경(TEM)을 통하여 확인한 결과이다.
도 4a은 본 발명의 실시예에 따른 로타 바이러스 VP8*을 표출하는 엔캡슐린(Encapsulin) 기반 바이러스 유사 입체를 제조하기 위하여 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 RID와 적정 서열의 효소 절단 부위 및 연결 부위를 Encapsulin RV VP8* 융합 단백질에 적용하여 발현하는 전략을 도시한 것이다. 도 4b는 도 4a에 해당하는 발현 벡터의 구조를 나타내며, 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 MSAVKAA-RID 및 TEV Cleavage 효율을 위한 추가 서열을 삽입한 pET9a-MSAVKAA-RID-Linker-TEV-Linker-Encapsulin-Linker-Rotavirus VP8*의 벡터 구조에 해당한다. 도 4c은 본 발명의 펩타이드로 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 RID를 적용하였을 때 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질과 항원 단백질의 융합 단백질이 융합 발현에 미치는 영향을 나타내는 SDS-PAGE 결과이다. 엔캡슐린(Encapsulin)와 Encapsulin-Linker-VP8*에 대한 상대적 발현량 변화를 확인할 수 있으며, Encapsulin-Linker가 재조합 되어 있는 단백질(크기 32.1kDa)와 나노 플랫폼으로의 역할을 확인하기 위한 로타 바이러스 (Rotavirus, RV)의 항원인 VP8*이 C말단에 결합된 Encapsulin-Linker-VP8* 재조합 단백질(크기 50.3kDa)의 발현 결과이다. 도 4d의 경우는 본 발명의 실시예에 따라 RID와 엔캡슐린(Encapsulin) 사이에 적용한 TEV 절단 부위를 TEV 효소를 처리한 후 이온 교환 수지 정제 시 단백질의 분리 양상과 순도를 SDS-PAGE를 통해 확인한 결과이다.
도 5a는 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질과 항원 단백질의 융합 단백질에 의해 형성된 VLP의 전체적인 직경 분포를 DLS(Dynamic Light Scattering)를 통해 분석한 결과이다. 도 5b는 목적 단백질이 표면에 표출된 엔캡슐린(Encapsulin) 기반 VLP(Virus-like particle)의 전체적인 외형을 투과전자현미경(TEM)을 통하여 확인한 결과이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료를 마우스에 접종 후 혈청 획득까지의 일정과 본 발명의 일 실시예에 따라 마우스에 주입된 시료의 조성 및 함량표이다.
도 6b는 엔캡슐린과 목적 단백질의 융합 단백질에 의해 형성된 VLP를 접종한 동물 실험군에서 얻은 혈청 내의 목적 단백질 특이 항체 반응을 측정하기 위하여 효소 결합 면역 침강 분석법 (ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay))으로 분석한 결과이다.
도 6c는 목적 단백질이 수용체인 HBGA와 결합하는 능력을 측정하기 위하여 HBGA Binding Assay 구성 요소 및 분석 과정을 도시화한 것이며 도 6d는 목적 단백질과 수용체 (Led (H type 1)) 간의 결합을 측정한 결과이다.
도 6e는 엔캡슐린과 목적 단백질의 융합 단백질에 의해 형성된 VLP를 접종한 동물 실험군 혈청 내 목적 단백질 특이 항체가 목적 단백질과 수용체 간의 결합을 저해할 수 있는 능력을 측정하기 위한 HBGA Blocking Assay 구성 요소 및 분석 과정을 도시화한 것이며 도 6f는 목적 단백질과 수용체 (Led (H type 1)) 간의 결합이 면역 혈청에 의해 저해되는 정도를 측정한 결과이다.
도 7a은 본 발명의 실시예에 따른 인유두종 바이러스의 아미노산의 서열을 갖는 펩타이드인 E7 LP와 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드 및 이에 의해 제조된 백신의 모식도이다. 도 7b는 도 7a에 해당하는 발현 벡터의 구조를 나타내며, 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 MSAVKAA-RID 및 TEV Cleavage 효율을 위한 추가 서열을 삽입한 pET9a-MSAVKAA-RID-Linker-TEV-Linker-Encapsulin-Linker-Rotavirus E7 LP의 벡터 구조의 이미지이다. 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 RID를 적용하였을 때 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질과 목적 단백질의 융합 단백질의 융합 발현에 미치는 영향을 도 7c와 도 7d의 결과를 통하여 확인하였다. 도 7c는 인유두종 바이러스 (Human papillomavirus, HPV) Type16의 항원인 E7 LP가 C말단에 결합된 Encapsulin-Linker-E7 재조합 단백질(크기 36.1kDa)의 SDS-PAGE 결과이다. 도 7d는 RID를 Encapsulin-Linker-HPV E7 LP 의 N-말단에 추가한 후 발현하여 단백질의 수용성 및 발현량의 변화를 SDS-PAGE로 확인한 결과이다. 이를 통하여 로타 바이러스와 마찬가지로 인유두종 바이러스의 항원을 C-말단에 추가한 경우에서도 융합파트너인 RID의 필요성을 확인하였다.
도8a은 본 발명의 실시예에 따라 발현된 Encapsulin-Linker-HPV E7 LP 단백질을 니켈 친화성 크로마토그래피를 통해 정제하였을 때의 크로마토그램 결과이며, 도 8b는 Encapsulin-Linker-HPV E7 LP 단백질의 분리 양상을 SDS-PAGE로 확인한 결과이다. 도8c은 니켈 친화성 크로마토그래피에서 Encapsulin-Linker-HPV E7 LP 단백질 융합체를 이온 수지 교환 크로마토그래피를 통해 정제하였을 때의 크로마토그램 결과이며, 도 8d는 Encapsulin-Linker-HPV E7 LP 단백질의 정제 양상을 SDS-PAGE로 확인한 결과이다.
도 9a는 본 발명에서 진행된 Encapsulin-Linker-HPV E7 LP의 단백질 발현부터 TEV 효소 처리 및 이온 교환 수지 크로마토그래피에 이르기까지의 정제 과정에서의 융합 단백질의 정제 양상 및 순도를 확인한 SDS-PAGE 결과이다. 도 9b은 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질-목적단백질 융합체의 VLP의 전체적인 직경 분포를 확인하기 위하여 DLS(Dynamic Light Scattering)를 통해 분석한 결과를 나타낸 것이다. 도 9c는 정제된 투과전자현미경(TEM)을 통하여 표면에 목적 단백질이 표출된 엔캡슐린(Encapsulin) 기반 융합 단백질의 VLP의 전체적인 외형을 확인한 결과이다.
1 is a schematic diagram of a recombinant expression vector for producing Encapsulin protein according to an embodiment of the present invention and a result of high-efficiency water-soluble protein expression. 1a is a protein structure of encapsulin predicted using PDB. 1B is a schematic diagram showing the structure of a pET9a-Encapsulin recombinant expression vector. Figure 1c is the result of confirming the high-efficiency water-soluble expression of the encapsulin protein using the expression vector by SDS-PAGE.
Figure 2a is a chromatogram result when the Encapsulin-Linker protein expressed according to an embodiment of the present invention is purified through nickel affinity chromatography, Figure 2b is the result of confirming the separation pattern of the Encapsulin-Linker protein by SDS-PAGE to be. Figure 2c is a chromatogram result when the encapsulin protein eluted from nickel affinity chromatography is purified through ion resin exchange chromatography, Figure 2d is the encapsulin protein eluted from nickel affinity chromatography ( Encapsulin) protein purification was confirmed by SDS-PAGE.
Figure 3a is an elution graph after the purified encapsulin (Encapsulin) protein is subjected to size exclusion chromatography. Figure 3b is the result of confirming the separation pattern of the encapsulin (Encapsulin) protein by SDS-PAGE after performing size exclusion chromatography. 3c and 3d are the results of analyzing the diameter distribution of the purified encapsulin protein three-dimensional through DLS (Dynamic Light Scattering). Figure 3e is a result of confirming the overall appearance of purified encapsulin (Encapsulin)-based VLP (Virus-like particle) through a transmission electron microscope (TEM).
Figure 4a is an enzyme cleavage site and ligation site of an appropriate sequence with RID, a fusion partner for enhancing expression level and water solubility, in order to prepare an encapsulin-based virus-like three-dimensional structure expressing rotavirus VP8* according to an embodiment of the present invention; is applied to the Encapsulin RV VP8* fusion protein to illustrate the expression strategy. Figure 4b shows the structure of the expression vector corresponding to Figure 4a, pET9a-MSAVKAA-RID-Linker-TEV-Linker-Encapsulin into which additional sequences for expression level and water solubility enhancement fusion partner MSAVKAA-RID and TEV clearance efficiency are inserted. Corresponds to the vector structure of -Linker-Rotavirus VP8*. 4c is an SDS-PAGE result showing the effect of a fusion protein of an encapsulin protein and an antigen protein on the fusion expression when RID, a fusion partner for enhancing expression and water solubility of the peptide of the present invention is applied. Changes in relative expression levels for Encapsulin and Encapsulin-Linker-VP8* can be confirmed, and Encapsulin-Linker is a recombinant protein (size 32.1 kDa) and rotavirus ( Rotavirus, RV) antigen, VP8* is the expression result of Encapsulin-Linker-VP8* recombinant protein (size 50.3 kDa) bound to the C-terminus. In the case of Figure 4d, the TEV cleavage site applied between RID and encapsulin according to an embodiment of the present invention was treated with TEV enzyme, and the separation aspect and purity of the protein during ion exchange resin purification through SDS-PAGE This is the confirmed result.
Figure 5a is a result of analyzing the overall diameter distribution of the VLP formed by the purified encapsulin (Encapsulin) protein and the antigen protein fusion protein through DLS (Dynamic Light Scattering). 5B is a result of confirming the overall appearance of an encapsulin-based virus-like particle (VLP) having a target protein expressed on the surface through a transmission electron microscope (TEM).
6a is a schedule from inoculation of a sample to a mouse according to an embodiment of the present invention until serum acquisition, and a table of composition and content of a sample injected into a mouse according to an embodiment of the present invention.
Figure 6b is an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay)) to measure the target protein-specific antibody response in the serum obtained from the animal test group inoculated with the VLP formed by the fusion protein of the encapsulin and the target protein. It is the result of analysis.
Figure 6c shows the HBGA Binding Assay components and analysis process in order to measure the ability of the target protein to bind to the receptor HBGA, Figure 6d is the result of measuring the binding between the target protein and the receptor (Led (H type 1)) to be.
Figure 6e is a HBGA Blocking Assay component for measuring the ability of the target protein-specific antibody in the serum of the animal test group inoculated with the VLP formed by the fusion protein of the encapsulin and the target protein to inhibit the binding between the target protein and the receptor; The analysis process is shown and FIG. 6f is a result of measuring the degree to which the binding between the target protein and the receptor (Led (H type 1)) is inhibited by the immune serum.
7A is a schematic diagram of a polynucleotide encoding E7 LP, which is a peptide having an amino acid sequence of a human papillomavirus, and an encapsulin protein, and a vaccine prepared by the polynucleotide according to an embodiment of the present invention. Figure 7b shows the structure of the expression vector corresponding to Figure 7a, pET9a-MSAVKAA-RID-Linker-TEV-Linker-Encapsulin into which additional sequences for expression level and water solubility enhancement fusion partner MSAVKAA-RID and TEV clearance efficiency are inserted. This is an image of the vector structure of -Linker-Rotavirus E7 LP. The effect on the fusion expression of the fusion protein of the encapsulin protein and the target protein when RID, which is a fusion partner for enhancing expression and water solubility, was applied was confirmed through the results of FIGS. 7c is an SDS-PAGE result of Encapsulin-Linker-E7 recombinant protein (size 36.1 kDa) in which E7 LP, an antigen of Human papillomavirus (HPV) Type 16, is bound to the C-terminus. Figure 7d is the result of confirming the change in water solubility and expression level of the protein after adding RID to the N-terminus of Encapsulin-Linker-HPV E7 LP by SDS-PAGE. Through this, the necessity of RID, a fusion partner, was confirmed even when the human papillomavirus antigen was added to the C-terminus like rotavirus.
8a is a chromatogram result when Encapsulin-Linker-HPV E7 LP protein expressed according to an embodiment of the present invention is purified through nickel affinity chromatography, and FIG. 8b is isolation of Encapsulin-Linker-HPV E7 LP protein. It is the result of confirming the aspect by SDS-PAGE. Figure 8c is a chromatogram result when the Encapsulin-Linker-HPV E7 LP protein fusion is purified by ion resin exchange chromatography in nickel affinity chromatography, and Figure 8d is the purification aspect of Encapsulin-Linker-HPV E7 LP protein. This is the result confirmed by SDS-PAGE.
9a is an SDS-PAGE result confirming the purification aspect and purity of the fusion protein in the purification process from the protein expression of Encapsulin-Linker-HPV E7 LP to TEV enzyme treatment and ion exchange resin chromatography in the present invention. Figure 9b shows the results of analysis through DLS (Dynamic Light Scattering) to confirm the overall diameter distribution of the VLP of the purified encapsulin protein-target protein fusion. Figure 9c is a result of confirming the overall appearance of the VLP of the encapsulin (Encapsulin)-based fusion protein on which the target protein is expressed on the surface through a purified transmission electron microscope (TEM).

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. Advantages and features of the present invention, as well as embodiments for achieving them, will become apparent with reference to the following embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

본 발명은 엔캡슐린 단백질 및 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는, 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 제공한다. The present invention provides a recombinant expression vector for vaccine production, comprising a polynucleotide encoding an encapsulin protein and a target protein.

본 명세서에서 "엔캡슐린 단백질"은 목적 단백질에 융합되어 함께 발현됨으로써 단백질의 발현 효율을 증진시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 엔캡슐린 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열 또는 이의 일부 서열을 포함한다.As used herein, "encapsulin protein" may be fused to a target protein and expressed together to enhance the expression efficiency of the protein. According to an embodiment of the present invention, the encapsulin protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or a partial sequence thereof.

본 발명에 사용된 엔캡슐린(encapsulin) 단백질은 Thermotoga maritima, Pyrococcus furiosus, Myxococcus xanthus 등으로부터 수득할 수 있으며, 가장 바람직하게는 Thermotoga maritima로부터 수득할 수 있다. Thermotoga maritima로부터 수득한 엔캡슐린(encapsulin) 단백질을 이용하는 경우, 작은 크기의 파티클(particle)을 형성할 수 있어 백신으로 사용하기에 더욱 유리하다. The encapsulin protein used in the present invention may be obtained from Thermotoga maritima , Pyrococcus furiosus , Myxococcus xanthus and the like, and most preferably from Thermotoga maritima. When using the encapsulin protein obtained from Thermotoga maritima , it is more advantageous for use as a vaccine because it can form small-sized particles.

본 발명의 엔캡슐린(encapsulin) 단백질은, 약 60여개가 자가 조립되어 직경 30~32nm 크기의 파티클(particle)을 형성할 수 있다. 이는 pH 변화와 온도 변화에도 안정적인 형태를 유지할 수 있는 장점이 있다. 따라서 다양한 카고(cargo) 단백질 또는 물질을 탑재할 수 있으며 노출된 표면 domain (바람직하게는 C-terminal)에 다양한 항원을 부착할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 재조합 발현 벡터는 엔캡슐린(encapsulin) 단백질을 이용함으로써, 박테리아 외 다양한 효모 또는 배양세포에서도 발현, 자가조립 가능하다.About 60 encapsulin proteins of the present invention can be self-assembled to form particles having a diameter of 30 to 32 nm. This has the advantage of being able to maintain a stable form even with changes in pH and temperature. Therefore, various cargo proteins or substances can be loaded and various antigens can be attached to the exposed surface domain (preferably C-terminal). The recombinant expression vector prepared according to an embodiment of the present invention can be expressed and self-assembled in various yeasts or cultured cells other than bacteria by using an encapsulin protein.

본 명세서에서 사용된 용어 "목적 단백질(target protein)"은 당업자가 대량으로 생산하고자 하는 단백질로서, 재조합 발현벡터에 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드를 삽입하여 숙주세포에서 발현 가능한 단백질을 의미한다.As used herein, the term “target protein” refers to a protein that a person skilled in the art wants to mass-produce, and which can be expressed in a host cell by inserting a polynucleotide encoding the protein into a recombinant expression vector.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 목적 단백질은 바이러스 항원 단백질, 항체, 세포수용체, 효소, 구조 단백질, 혈청 및 세포 단백질을 포함한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 바이러스 항원 단백질은 서열번호 2, 서열번호 3의 아미노산 서열 또는 이의 일부 서열을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the target protein includes a viral antigen protein, an antibody, a cell receptor, an enzyme, a structural protein, a serum and a cellular protein. According to a preferred embodiment of the present invention, the viral antigen protein comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, or a partial sequence thereof.

본 발명에 따르면, 목적 단백질에 해당하는 바이러스 항원 단백질에는, 로타바이러스 항원 단백질, 자궁경부암 바이러스 항원 단백질이 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 아미노산 10개 내지 300개의 크기를 갖는 항원 단백질일 수 있으며, 바람직하게는 아미노산 20개 내지 25개 크기의 바이러스 항원 단백질일 수 있다.According to the present invention, the viral antigen protein corresponding to the target protein includes, but is not limited to, a rotavirus antigen protein and a cervical cancer virus antigen protein. For example, it may be an antigen protein having a size of 10 to 300 amino acids, preferably a viral antigen protein having a size of 20 to 25 amino acids.

본 명세서에 사용된 용어 "발현 벡터"는 발현 벡터의 전사에 제공되는 추가단편에 작동 가능하게 연결된 목적(타겟) 단백질을 암호화하는 단편으로 구성되는 선형 또는 원형의 DNA 분자이다. 그와 같은 추가 단편은 프로모터 및 종료암호 서열을 포함한다. 발현 벡터는 하나 이상의 복제 개시점, 하나 이상의 선택 마커 등을 또한 포함한다. 발현 벡터는 일반적으로 플라스미드 또는 바이러스 DNA로부터 유도되거나 또는 둘 다의 요소를 함유한다. 본 명세서에서 사용된 용어 “작동 가능하게 연결된”은 프로모터에서 전사가 개시하고 암호화 서열을 통해 종료암호로 진행하는데 작용하도록 단편이 배열되는 것을 나타낸다.As used herein, the term "expression vector" is a linear or circular DNA molecule composed of a fragment encoding a target (target) protein operably linked to additional fragments that serve for transcription of the expression vector. Such additional fragments include promoter and terminator sequences. Expression vectors also include one or more replication origins, one or more selectable markers, and the like. Expression vectors are generally derived from plasmid or viral DNA, or contain elements of both. As used herein, the term “operably linked” refers to the arrangement of fragments in a promoter to act to initiate transcription and progress through the coding sequence to the termination code.

본 발명에 따른 발현벡터에 있어서, 상기 발현벡터는 플라스미드, 바이러스 벡터, 파지 입자 또는 게놈 삽입물일 수 있다. 상기 발현벡터는 숙주세포 내로 형질전환된 후, 숙주세포의 게놈과 무관하게 복제되거나 숙주세포의 게놈 내로 통합될 수 있다.In the expression vector according to the present invention, the expression vector may be a plasmid, a viral vector, a phage particle or a genome insert. After the expression vector is transformed into a host cell, it can be cloned independently of the genome of the host cell or integrated into the genome of the host cell.

본 발명은 또한, 목적 단백질, 엔캡슐린 단백질 및 RID(RNA interacting domain) 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는, 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리뉴클레오타이드는 "링커(Linker)"를 추가로 코딩할 수 있으며, 상기 링커(Linker)는 서열번호 8,9 또는 10의 유전자서열을 포함할 수 있다.The present invention also provides a recombinant expression vector for vaccine production, comprising a polynucleotide encoding a target protein, an encapsulin protein, and an RNA interacting domain (RID) protein. According to an embodiment of the present invention, the polynucleotide may further encode a "linker", and the linker may include the gene sequence of SEQ ID NO: 8, 9 or 10.

본 명세서에서 사용된 용어 “RID”, “RNA interacting domain",“N terminal appended RNA binding domain of Lysyl tRNA synthetase)”, 또는 “LysRS RNA 결합 도메인(LysRS RNA interacting domain)”는 LysRS의 RNA와 기타 단백질간의 상호작용에 관여하는 고유한 N-말단(N-terminal) 연장부위를 의미한다.As used herein, the term “RID”, “RNA interacting domain”, “N terminal appended RNA binding domain of Lysyl tRNA synthetase”, or “LysRS RNA interacting domain” refers to LysRS RNA and other proteins It refers to a unique N-terminal extension site involved in the interaction between the liver.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RID 단백질은 상기 백신의 발현량 증가 또는 수용성 증가시키기 위한 융합파트너로 이용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the RID protein may be used as a fusion partner to increase the expression level or water solubility of the vaccine.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 RID 단백질은 백신의 발현량을 증가시키기 위한 도메인(이하 EE 도메인) 및 수용성을 증가시키기 위한 도메인(이하 SE 도메인)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 EE도메인은 서열번호 5의 아미노산 서열 또는 이의 일부 서열을 포함할 수 있으며, 상기 SE 도메인은 서열번호 6 또는 서열번호 7의 아미노산 서열 또는 이의 일부 서열을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the RID protein may include a domain for increasing the expression level of the vaccine (hereinafter, EE domain) and a domain for increasing water solubility (hereinafter, SE domain). For example, the EE domain may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 or a partial sequence thereof, and the SE domain may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7 or a partial sequence thereof.

본 발명의 백신 생산용 재조합 발현 벡터에 있어서, 단백질 절단효소는 TEV일 수 있다.In the recombinant expression vector for vaccine production of the present invention, the proteolytic enzyme may be TEV.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 목적 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 RID의 절단을 위해 TEV 단백질을 코딩할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the polynucleotide encoding the target protein may encode the TEV protein for RID cleavage.

본 발명은 또한 상기 발현 벡터로 형질 전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the expression vector.

본 명세서에서 사용된 용어 “형질전환” 또는 “도입”은 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체외 인자로서 또는 염색체 통합 완성에 의해 복제 가능하게 되는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 발현벡터를 형질 전환시키는 방법은 전기천공법(electroporation), 인산칼슘(CaPO4)법, 염화칼슘(CaCl2)법, 미세주입법 (microinjection), 폴리에틸렌글리콜(PEG)법, DEAE-덱스트란법, 양이온 리포좀법 또는 초산 리튬-DMSO법을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As used herein, the term “transformation” or “introduction” refers to the introduction of DNA into a host so that the DNA becomes replicable as an extrachromosomal factor or by chromosomal integration completion. The method for transforming the expression vector according to the present invention is electroporation, calcium phosphate (CaPO4) method, calcium chloride (CaCl2) method, microinjection, polyethylene glycol (PEG) method, DEAE-dextran method. , a cationic liposome method or lithium acetate-DMSO method, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 숙주세포에 있어서, 상기 숙주세포는 DNA의 도입효율이 높고, 도입된 DNA의 발현 효율이 높은 숙주세포가 바람직하며, 원핵 및 진핵을 포함한 모든 미생물이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 숙주세포는 대장균(E. coli)일 수 있다.In the host cell according to the present invention, the host cell is preferably a host cell having high DNA introduction efficiency and high DNA expression efficiency, and all microorganisms including prokaryotic and eukaryotic microorganisms may be used. Preferably, the host cell may be E. coli.

본 발명은 또한, 목적 단백질 및 엔캡슐린 단백질을 포함하는 융합단백질을 제공하며, 상기 융합단백질은 RID(RNA interacting domain) 단백질을 더 포함할 수 있다. The present invention also provides a fusion protein comprising a target protein and an encapsulin protein, and the fusion protein may further include an RNA interacting domain (RID) protein.

본 명세서에서 사용된 용어 “융합 단백질(fusion protein)”은 목적 단백질 서열의 N-말단 또는 C-말단에 다른 단백질이 연결되거나 다른 아미노산 서열이 부가된 단백질을 의미한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 목적 단백질은 엔캡슐린 단백질의 C-말단(C-terminal)에 연결될 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기 융합 단백질은, 본 발명의 재조합 발현 벡터에 의해 생산된 백신일 수 있다. As used herein, the term “fusion protein” refers to a protein in which another protein is linked to the N-terminus or C-terminus of a target protein sequence or a different amino acid sequence is added. According to a preferred embodiment of the present invention, the target protein may be linked to the C-terminal of the encapsulin protein. In addition, in the present invention, the fusion protein may be a vaccine produced by the recombinant expression vector of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재조합 발현 벡터를 이용하여 융합 단백질을 형성할 수 있으며, 상기 융합 단백질은 그 자체로, 또는 임의의 추가 공정을 거쳐 백신으로 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a fusion protein may be formed using the recombinant expression vector, and the fusion protein may be used as a vaccine by itself or through any additional process.

본 발명에 따른 엔캡슐린(encapsulin) 단백질은 목적 단백질의 발현 효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 수용성 증진 단백질로 잘 알려진 RID에 상기 엔캡슐린 단백질을 결합한 융합 단백질은 목적 단백질의 발현 효율뿐만 아니라 수용성을 향상시킴으로써, 융합 단백질의 생산에 유용하게 사용될 수 있다.The encapsulin protein according to the present invention can improve the expression efficiency of the target protein. Also, the fusion protein in which the encapsulin protein is coupled to RID, which is well known as a water-soluble enhancing protein, is not only the expression efficiency of the target protein but also the water-soluble By improving it, it can be usefully used in the production of fusion proteins.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, a) 목적 단백질; 및 엔캡슐린 단백질;을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 바이러스 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 생산하는 단계, b) 상기 발현 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 생산하는 단계 및 c) 상기 형질전환체를 배양하여 재조합 융합 단백질의 발현을 유도하고, 이를 수득하는 단계를 포함하는 백신 생산방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a) a target protein; and encapsulin protein; producing a recombinant expression vector for virus vaccine production comprising a polynucleotide encoding, b) introducing the expression vector into a host cell to produce a transformant, and c) the transformation There is provided a method for producing a vaccine comprising culturing a sieve to induce expression of the recombinant fusion protein, and obtaining the same.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.These examples are only for illustrating the present invention, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

[실시예 1] [Example 1]

엔캡슐린(Encapsulin)을 포함하는 융합 단백질의 제조Preparation of fusion protein containing encapsulin

<실시예 1-1> <Example 1-1>

엔캡슐린(Encapsulin)을 포함하는 융합 단백질의 고효율 생산을 위하여 도 1a의 단백질 구조를 갖는 Thermotoga Maritama 유래 Encapsulin (Thermotoga maritima MSB8 (Sequence ID: NC_000853, Protein ID: WP_004080898.1)) 유전자 서열이 이용되었다 (서열번호 1). 상기 유전자 서열에 기초하여 대장균에서 코돈 최적화 후 합성된 유전자 서열을 제조하였다 (서열번호 1). (실시예 1-1의 상기 유전자 서열은 ㈜바이오닉스에 Encapsulin 유전자 합성 의뢰하여 제조하였다.) 이후, 엔캡슐린(Encapsulin)의 정제 목적으로 서열번호 10과 같은 서열의 연결 부위를 C-말단에 삽입하였다. (아미노산 서열 GGGSGGGSHHHHHHGGGS (서열번호 10), (HHHHHH: 6xHIS tag에 해당하는 아미노산)) 상기 제조된 복합체는 "Enc"로 명명한다. 상기 서열의 유전자는 pET-9a (Novagene, 69431-3CN) (서열번호 4) 발현 벡터의 MCS 내에 존재하는 절단 효소인 NdeI와 BamHI를 사용하여 삽입하였다. Encapsulin (Thermotoga maritima MSB8 (Sequence ID: NC_000853, Protein ID: WP_004080898.1)) gene sequence from Thermotoga Maritama having the protein structure of FIG. 1A was used for high-efficiency production of a fusion protein containing encapsulin. (SEQ ID NO: 1). Based on the above gene sequence, a gene sequence synthesized after codon optimization in E. coli was prepared (SEQ ID NO: 1). (The gene sequence of Example 1-1 was prepared by requesting Bionics to synthesize the Encapsulin gene.) Then, for the purpose of purifying Encapsulin, the linking site of the sequence as shown in SEQ ID NO: 10 was inserted at the C-terminus did. (Amino acid sequence GGGSGGGSHHHHHHGGGS (SEQ ID NO: 10), (HHHHHH: amino acid corresponding to 6xHIS tag)) The prepared complex is named “Enc”. The gene of the above sequence was inserted using NdeI and BamHI, which are cleavage enzymes present in the MCS of the pET-9a (Novagene, 69431-3CN) (SEQ ID NO: 4) expression vector.

<실시예 1-2> <Example 1-2>

상기 실시예 1-1에서 제작된 발현 벡터를 HMS174 competent cell (Novagen (RecA mutation in a K-12 strain, Cat: 69453-3))에 형질 전환하였다. 모든 형질 전환된 대장균은 50 μg/ml 카나마이신 (Kanamycin)이 포함된 3ml의 LB 배지에서 37℃에서 250rpm으로 5-7시간 배양한 후 1ml을 10ml에 옮겨 10배 희석한 후 추가 배양하였다. 약 2-4시간 후 O.D600 0.8~0.9에 도달하였을 때 0.4mM IPTG (Biosesang, Cat#I1006, Lot#LB0C0340, cas#367-93-1)를 첨가한 뒤 16℃에서 17-19시간(최대 21시간) 동안 배양하였다. 배양액은 원심 분리를 통하여 침전된 대장균만을 수득하여 -80℃ 초저온 냉동 보관하였다. 3 ml의 배양 배지에 해당되는 대장균 수확물에 0.3 ml의 용해 완충 용액(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 및 10 mM imidazole)을 넣고 초음파 분쇄 후 전체 용해물(T, Total lysate)을 원심 분리를 통하여 침전물(P, Precipitant)과 상등액 (S, Soluble lysate)으로 분리한 다음 분리된 단백질을 SDS-PAGE로 분석하였다.The expression vector prepared in Example 1-1 was transformed into HMS174 competent cells (Novagen (RecA mutation in a K-12 strain, Cat: 69453-3)). All transformed E. coli were cultured in 3 ml of LB medium containing 50 μg/ml kanamycin at 37° C. at 250 rpm for 5-7 hours, then 1 ml was transferred to 10 ml, diluted 10 times, and further cultured. After about 2-4 hours, when O.D600 0.8~0.9 was reached, 0.4mM IPTG (Biosesang, Cat#I1006, Lot#LB0C0340, cas#367-93-1) was added and 17-19 hours at 16°C ( up to 21 hours). The culture medium obtained only the precipitated E. coli through centrifugation and stored frozen at -80°C cryogenically. 0.3 ml of lysis buffer solution (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 and 10 mM imidazole) was added to the E. coli harvest corresponding to 3 ml of culture medium and sonicated After grinding, the whole lysate (T, Total lysate) was separated into a precipitate (P, Precipitant) and a supernatant (S, Soluble lysate) through centrifugation, and then the separated protein was analyzed by SDS-PAGE.

도 1은 실시예 1-1에 따른 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질 생산용 재조합 발현 벡터의 모식도와 고효율 수용성 단백질의 발현 결과이다. 도 1a는 PDB를 이용하여 엔캡슐린(Encapsulin)의 예측되는 단백질 구조이며, 도 1b는 pET9a-Encapsulin 재조합 발현 벡터의 구조를 나타낸 모식도이다. 도 1c에 나타난 바와 같이 상기 발현 벡터를 이용하여 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 고효율 수용성 발현 여부를 SDS-PAGE로 확인하였다. 실시예 1-1 및 1-2에 따라 발현된 단백질은 32.1kDa의 크기로 대장균에서 수용성 발현이 된 것을 확인할 수 있었다. 1 is a schematic diagram of a recombinant expression vector for producing Encapsulin protein according to Example 1-1 and a result of high-efficiency water-soluble protein expression. 1a is a predicted protein structure of encapsulin using PDB, and FIG. 1b is a schematic diagram showing the structure of a pET9a-Encapsulin recombinant expression vector. As shown in FIG. 1c , it was confirmed by SDS-PAGE whether high-efficiency water-soluble expression of the encapsulin protein was used using the expression vector. The protein expressed according to Examples 1-1 and 1-2 was confirmed to be soluble in E. coli with a size of 32.1 kDa.

<실시예 1-3> <Example 1-3>

실시예 1-2와 동일한 방식의 배양 방법을 이용하여 500 ml의 대장균을 배양 및 발현을 유도하여 수득한 세포를 75ml의 lysis buffer [A 버퍼 [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 및 10 mM imidazole]로 재현탁하였다. 상기 세포 재현탁물을 초음파세포 파쇄기(sonication: pulse 3s/17s, 35% amplitude, 1min 30s, 4times total)를 이용하여 세포를 분쇄시켰다. 상기 용해된 세포를 4℃에서 13500rpm으로 10분동안 원심분리하고, 상층액을 취하여 AKTA(GE healthcare)을 이용하여 Ni+-친화 크로마토그래피를 수행하였다. 먼저, 양이온-교환 수지 컬럼인 HisTrap HP(GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK, 5mL size)컬럼을 완충액 A(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 및 10 mM imidazole)로 평형화시킨 다음, 수용성 단백질을 포함한 수용성 용해액을 1ml/분의 유속으로 상기 평형화된 컬럼에 적재하였다. 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 정제는 완충액 A 및 1M의 이미다졸을 포함한 완충액 B(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 및 1M imidazole)를 이용하여 이미다졸이 10mM 내지 1M 농도 범위에서 선형 농도 구배로 증가 주입되는 형태로 수행되었으며, 이를 통해 각각 2ml씩의 분획들을 수득하였다. Cells obtained by culturing and inducing expression of 500 ml of E. coli using the culture method in the same manner as in Example 1-2 were mixed with 75 ml of lysis buffer [A buffer [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl) , 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 and 10 mM imidazole]. The cell resuspension was disrupted using an ultrasonic cell disrupter (sonication: pulse 3s/17s, 35% amplitude, 1min 30s, 4times total). The lysed cells were centrifuged at 13500 rpm at 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was collected and Ni+-affinity chromatography was performed using AKTA (GE healthcare). First, the cation-exchange resin column HisTrap HP (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK, 5mL size) column was heated with buffer A (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2 % Tween-20 and 10 mM imidazole), and then the aqueous solution containing the water-soluble protein was loaded onto the equilibrated column at a flow rate of 1 ml/min. Purification of encapsulin protein was performed using buffer A and buffer B containing 1M imidazole (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 and 1M imidazole). Imidazole was carried out in the form of increasing injection in a linear concentration gradient in the concentration range of 10mM to 1M using this, and through this, fractions of 2ml each were obtained.

도 2a 및 2b에 나타난 바와 같이 상기 용출물을 SDS-PAGE를 통해 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 분리 양상을 확인 후 해당 분획의 용출물을 투석 버퍼 (50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 10 mM NaCl, 0.2% Tween-20)에 9℃에서 18시간 동안 투석하였다. As shown in Figures 2a and 2b, the eluate was subjected to SDS-PAGE to confirm the separation of encapsulin protein, and then the eluate of the fraction was treated with a dialysis buffer (50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 10 mM NaCl, 0.2% Tween-20) at 9° C. for 18 hours.

1차 정제 및 Dialysis 이후의 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질이 VLP를 형성하는지 여부를 확인하기 위한 생화학적 분석을 수행하였으며, 크로마토그래피 (Ion Exchange Chromatography)를 수행하였다. 상기의 투석에 의해 수득한 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질들은 FPLC 시스템(AKTA, GE healthcare)을 이용하여 이온 교환 수지 크로마토그래피로 정제하였다. 컬럼(HiTrap Q FF, 1mL size (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK)은 완충 용액 A(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20)으로 평형화되었으며, 1ml/분의 유속으로 로딩하였다. 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질은 10mM 내지 1M의 선형 농도 구배를 갖는 NaCl을 주입하여 용출하였으며, 완충 용액 A와 완충 용액 B(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1M NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20)를 통해 선형 농도 구배를 통한 정제를 진행하였으며, 각각 1ml씩의 분획들을 수득하였다.After the first purification and dialysis, a biochemical analysis was performed to determine whether the encapsulin protein forms a VLP, and chromatography (Ion Exchange Chromatography) was performed. Encapsulin proteins obtained by the dialysis were purified by ion exchange resin chromatography using an FPLC system (AKTA, GE healthcare). Column (HiTrap Q FF, 1 mL size (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK)) is buffer A (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20) was equilibrated with and loaded at a flow rate of 1 ml / min Encapsulin protein was eluted by injecting NaCl having a linear concentration gradient of 10 mM to 1 M, buffer solution A and buffer solution B (50 mM Tris-HCl) (pH 7.5), 1M NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20) was purified through a linear concentration gradient, and fractions of 1 ml each were obtained.

선형 농도 구배 (linear gradient; 10mM → 1M NaCl)을 통한 이온 교환 수지 크로마토그래피를 통하여 대장균 유래의 다른 단백질 등이 정제된 융합 단백질을 획득하였다 (도 2c 및 도 2d). 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질은 20% 글리세롤(glycerol) 비율을 포함한 상태로 4℃에서 보관하였다.A fusion protein in which other proteins derived from E. coli were purified through ion exchange resin chromatography using a linear gradient (10 mM → 1M NaCl) was obtained ( FIGS. 2C and 2D ). Purified encapsulin (Encapsulin) protein was stored at 4 ℃ in a state containing 20% glycerol (glycerol) ratio.

추가적으로, 크기 배제 크로마토그래피(SEC)를 이용한 정제를 진행하였다. 분석은 FPLC 시스템 (AKTAPurifier, GE Healthcare)를 이용하여 실험을 수행하였다 (도 3a및 도 3b). 상기 준비된 샘플을 투석 용액과 같은 조건의 완충용액 (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol)으로 평형화된 겔-여과 컬럼 (SuperoseTM 6 Increase 10/300 GL (GE Healthcare Life Sciences))에 통과하여 용출시켰다. 크기배제 크로마토그래피의 용출 패턴은 280nm의 파장으로 측정되었으며, Unicorn 프로그램 (GE Healthcare Life Sciences)을 사용하여 수집하였다.Additionally, purification using size exclusion chromatography (SEC) was performed. Analysis was performed using an FPLC system (AKTAPurifier, GE Healthcare) (FIGS. 3a and 3b). The prepared sample was equilibrated with a buffer solution (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol) under the same conditions as the dialysis solution on a gel-filtration column (Superose™ 6 Increase 10/300 GL (GE Healthcare Life) Sciences)) and eluted. The elution pattern of size exclusion chromatography was measured with a wavelength of 280 nm and collected using the Unicorn program (GE Healthcare Life Sciences).

도 3b에 보여지는 바와 같이, 대장균에서 고효율로 수용성 발현된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 최종 정제를 확인하였으며, 최종적으로 정제된 단백질의 농도는 BSA(Amresco, Solon, OH, USA)를 이용하여 정량하였다.As shown in Figure 3b, the final purification of the encapsulin protein expressed in water-soluble high efficiency in E. coli was confirmed, and the concentration of the finally purified protein was BSA (Amresco, Solon, OH, USA) using BSA (Amresco, Solon, OH, USA). quantified.

<실시예 1-4> <Example 1-4>

정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질을 포함하는 융합 단백질(VLP)의 전체적인 직경 분포를 확인하기 위하여 동적광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)을 통하여 분석하였다. 상기 복합체의 분석은 DLS (Particular Systems, Zetasizer Nano Family)를 이용하여 16℃의 온도 조건으로 샘플 1mL을 Cuvette에 넣어 측정하였다. 세포의 동적광산란 분석은 이미지에서 각 영역별 total intensity 및 Mass 등을 이용하여 확인하였다. 도 3c 및 도 3d와 같이 DLS의 Hydrodynamic Radius에서의 직경이 야생형 엔캡슐린(Encapsulin)가 보이는 30~40nm와 비슷한 크기로 나타나는 것을 확인하였다.In order to confirm the overall diameter distribution of the fusion protein (VLP) including the purified encapsulin protein, dynamic light scattering (DLS) was used. Analysis of the complex was measured by putting 1 mL of a sample in a cuvette at a temperature of 16°C using DLS (Particular Systems, Zetasizer Nano Family). Dynamic light scattering analysis of cells was confirmed using the total intensity and mass of each area in the image. As shown in FIGS. 3c and 3d, it was confirmed that the diameter in the Hydrodynamic Radius of DLS appeared to be similar to that of 30-40 nm in which wild-type encapsulin (Encapsulin) appeared.

<실시예 1-5> <Example 1-5>

정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질을 포함하는 융합단백질(VLP)의 외형을 전자 현미경으로 관찰하였다. 정제된 Encapsulin VLP를 먼저 구리 그리드에 1분 간 올린 뒤 2% 아세트산 우라닐(uranyl acetate)를 이용하여 1분 간 염색하였고 10분 간 상온에서 건조한 뒤 투과 전자 현미경(TEM, Transmission electron microscope (120kV); Talos L120C, FEI, Czech)을 이용하여 촬영하였다. 상기 얻어진 결과 도 3e에 나타난 바와 같이, 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질이 VLP를 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 확인된 VLP의 직경은 30~40nm 사이에서 확인되었으며, 이는 야생형 엔캡슐린(Encapsulin)의 직경과 유사함을 확인할 수 있었다.The appearance of the fusion protein (VLP) containing the purified encapsulin protein was observed with an electron microscope. The purified Encapsulin VLPs were first placed on a copper grid for 1 minute, then stained with 2% uranyl acetate for 1 minute, dried at room temperature for 10 minutes, and then under a transmission electron microscope (TEM, Transmission electron microscope (120 kV)). ; Talos L120C, FEI, Czech) was used. As a result of the above results, as shown in Figure 3e, it was confirmed that the purified encapsulin (Encapsulin) protein to form a VLP. The diameter of the confirmed VLP was confirmed between 30 and 40 nm, which was confirmed to be similar to the diameter of the wild-type encapsulin (Encapsulin).

[실시예 2] [Example 2]

고효율 및 수용성 증진을 위한 N-말단의 발현량 및 수용성 증진 파트너를 추가한 엔캡슐린(Encapsulin) 로타 바이러스 항원 복합체의 제조Preparation of encapsulin rotavirus antigen complex with the addition of N-terminal expression level and water solubility enhancing partner for high efficiency and water solubility enhancement

<실시예 2-1> <Example 2-1>

C-말단에 목적 단백질을 부착한 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질 융합 단백질로 구성된 엔캡슐린(Encapsulin) 기반 바이러스 유사 입체를 만들기 위하여 로타 바이러스 항원인 VP8* (VP8 core region)을 삽입하였다. 삽입된 로타 바이러스에는 Rota virus G1P[8] 유래의 VP8 core region (Human rotavirus A strain Wa G1P[8], (NCBI access number: FJ423116) 유전자가 이용되었다 (서열번호 2). 로타 바이러스의 항원인 VP8*은 159개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 단백질의 분자량은 약 18.3kDa에 해당한다. 상기 단백질 서열에 기초하여 대장균에서 코돈 최적화 후 합성된 유전자 서열을 제조하였다 (서열번호 2). (㈜바이오닉스에 엔캡슐린(Encapsulin) 유전자 합성 의뢰)A rotavirus antigen, VP8* (VP8 core region), was inserted to create an encapsulin-based virus-like three-dimensional structure composed of an encapsulin protein fusion protein with a target protein attached to the C-terminus. For the inserted rotavirus, the VP8 core region (Human rotavirus A strain Wa G1P[8], (NCBI access number: FJ423116) gene derived from Rota virus G1P[8] was used (SEQ ID NO: 2). VP8, an antigen of rotavirus) * is composed of 159 amino acids, and the molecular weight of the protein corresponds to about 18.3 kDa Based on the protein sequence, a synthesized gene sequence was prepared after codon optimization in E. coli (SEQ ID NO: 2). Encapsulin gene synthesis request)

도 4a에서는 엔캡슐린(Encapsulin)의 C-말단에 로타 바이러스의 VP8* 항원을 부착한 다음 발현량과 수용성을 확인하였다. 또한, 고효율 및 수용성 증진을 위하여 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질과 VP8* 항원 융합 단백질의 N-말단에 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 RID를 적용하여 융합 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하였다. 상기 목적을 위하여 발현량 증가 및 수용성 증가의 효능이 있는 MSAVKAA (서열번호 5)와 RID 펩타이드 (서열번호 6) 및 50% 이상이 유사한 돌연변이 RID 펩타이드 (서열번호 7)를 N-말단에 갖는 재조합 단백질을 제조하였다. 수용성 증가를 위하여 본 실험의 발현에서 사용된 돌연변이 RID의 경우 야생형 RID의 K32A, K27A, K31A, K23A/K27A, K23A/K31A의 아미노산을 치환하였다. 또한, TEV 절단 부위의 서열인 ENLYFQG/S를 응용하여 최적화된 서열의 연결 부위(Linker)인 (GaSb)n (a>1, b>1, n>1)를 TEV cleavage 서열과 상기 융합 단백질 서열 사이에 넣었다. 본 실시예에서 제작된 융합 단백질 발현 벡터의 모식도는 도 4b와 같다.In Figure 4a, the VP8* antigen of the rotavirus was attached to the C-terminus of the encapsulin, and then the expression level and water solubility were confirmed. In addition, the effect on the expression of the fusion protein was confirmed by applying RID, a fusion partner to enhance the expression level and water solubility, to the N-terminus of the encapsulin protein and the VP8* antigen fusion protein to enhance high efficiency and water solubility. For the above purpose, MSAVKAA (SEQ ID NO: 5) and RID peptide (SEQ ID NO: 6) and mutant RID peptide (SEQ ID NO: 7) having the effect of increasing expression level and water solubility for the above purpose at the N-terminus of the recombinant protein was prepared. For the mutant RID used in the expression of this experiment to increase water solubility, amino acids of K32A, K27A, K31A, K23A/K27A, K23A/K31A of wild-type RID were substituted. In addition, (GaSb)n (a>1, b>1, n>1), which is a linker of the optimized sequence by applying ENLYFQG/S, which is the sequence of the TEV cleavage site, was combined with the TEV cleavage sequence and the fusion protein sequence. put in between A schematic diagram of the fusion protein expression vector constructed in this Example is shown in FIG. 4B.

상기 서열의 유전자는 pET-9a (Novagene, 69431-3CN) (서열번호 4) 발현 벡터를 이용하여 상기예 1에서 제작하였던 재조합 복합체 단백질 발현 벡터인 pET-9a - Encapsulin vector를 기반으로 제작되었다. T7 RNA polymerase가 IPTG에 의하여 발현되며, 이를 통해 DE3 게놈 상에 존재하는 Lac 오페론과 T7 프로모터가 작동하는 pET vector의 MCS(Multiple Cloning Site; 다중 클로닝 부위)에 삽입된 기존의 엔캡슐린(Encapsulin) 복합체 단백질 벡터 서열의 N-말단에 수용성 및 발현률의 증가를 위한 RID 서열을 추가하고 TEV 절단 효율을 증진시키기 위하여 연결 부위 서열을 추가하였다. pET9a vector에 Nde1 및 KpnI와 BamHI 절단 효소를 이용하여 잘라내 서브클로닝하여 재삽입 하였다. MCS 내부에 존재하는 절단 효소 부위 중 NdeI와 KpnI 서열 사이에 본 연구의 RID와 연결부위 (Linker1), 절단 효소 부위 및 TEV 효소의 절단 효율을 높이기 위한 연결 부위 (Linker2)를 삽입하고, KpnI와 BamHI 절단 효소 사이에 엔캡슐린(Encapsulin)과 로타바이러스 항원 단백질이 융합된 형태의 단백질을 갖도록 구상된 DNA 서열들을 각각 삽입하였으며, 각각의 유전자들은 T4 DNA 리가아제 (ligase)를 통해 pET 벡터와 삽입 유전자 서열을 연결시켰으며, 이들의 DNA의 연결 반응으로 인해 발생된 박테리아 클론은 DNA 서열 분석을 통하여 코돈 최적화된 뉴클레오티드의 서열이 삽입됨을 확인하였다.The gene of the above sequence was prepared based on the pET-9a-Encapsulin vector, the recombinant complex protein expression vector prepared in Example 1, using the pET-9a (Novagene, 69431-3CN) (SEQ ID NO: 4) expression vector. T7 RNA polymerase is expressed by IPTG, through which the Lac operon present on the DE3 genome and the existing encapsulin inserted into the MCS (Multiple Cloning Site) of the pET vector in which the T7 promoter operates. A RID sequence for increasing water solubility and expression rate was added to the N-terminus of the complex protein vector sequence, and a linking site sequence was added to enhance TEV cleavage efficiency. The pET9a vector was cut out using Nde1, KpnI, and BamHI cleavage enzymes, subcloned, and reinserted. Among the cleavage enzyme sites present inside the MCS, the RID and linking site (Linker1) of this study, the cleavage enzyme site, and the linking site (Linker2) to increase the cleavage efficiency of the TEV enzyme were inserted between the NdeI and KpnI sequences, and KpnI and BamHI DNA sequences designed to have a protein in the form of a fusion of encapsulin and rotavirus antigen protein were inserted between the cleavage enzymes, and each gene was inserted into the pET vector and the inserted gene through T4 DNA ligase. Sequences were ligated, and it was confirmed that the codon-optimized nucleotide sequence was inserted through DNA sequencing in the bacterial clones generated due to their DNA ligation reaction.

실시예 2-1에서 제조된 재조합 복합체 발현 벡터의 서열은 다음과 같다.The sequence of the recombinant complex expression vector prepared in Example 2-1 is as follows.

ENC-Linker-VP8* [(서열번호1)-(서열번호10)-(서열번호2)]ENC-Linker-VP8* [(SEQ ID NO: 1)-(SEQ ID NO: 10)-(SEQ ID NO: 2)]

:MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS-LDGPYQPTTFTPPTDYWILINSNTNGVVYESTNNSDFWTAVIAVEPHVNPVDRQYNVFGENKQFNVRNDSDKWKFLEMFRGSSQNDFYNRRTLTSDTRLVGILKYGGRIWTFHGETPRATTDSSNTANLNGISITIHSEFYIIPRSQESKCNEYINNGL: MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS-LDGPYQPTTFTPPTDYWILINSNTNGVVYESTNNSDFWTAVIAVEPHVNPVDRQYNVFGENKQFNVRNDSDKWKFLEMFRGSSQNDFYNRRTLTSDTRLVGILKYGGRIWTFHGETPRATTDSSNTANLNGISITIHSEFYIIPRSQESKCNEYINNGL

상기 제조된 복합체는 "ENC-VP8*"로 명명하였다.The prepared complex was named "ENC-VP8*".

MSAVKAA-RID-Linker1-TEV-Linker2-ENC-Linker3-VP8* [(서열번호5)-(서열번호7)-(서열번호8)-TEV-(서열번호9)-(서열번호1)-(서열번호10)-(서열번호2)]MSAVKAA-RID-Linker1-TEV-Linker2-ENC-Linker3-VP8* [(SEQ ID NO:5)-(SEQ ID NO:7)-(SEQ ID NO:8)-TEV-(SEQ ID NO:9)-(SEQ ID NO:1)-( SEQ ID NO:10)-(SEQ ID NO:2)]

:MSAVKAA-AAVQAAEVKVDGSEPKLSANELAARLAAEAAVAEAEAAQAELSEKQLSQATAAATNHTTDNGVGPEEESV-GGGSGGGS-ENLYFQ-GSGSGS-MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS-LDGPYQPTTFTPPTDYWILINSNTNGVVYESTNNSDFWTAVIAVEPHVNPVDRQYNVFGENKQFNVRNDSDKWKFLEMFRGSSQNDFYNRRTLTSDTRLVGILKYGGRIWTFHGETPRATTDSSNTANLNGISITIHSEFYIIPRSQESKCNEYINNGL: MSAVKAA-AAVQAAEVKVDGSEPKLSANELAARLAAEAAVAEAEAAQAELSEKQLSQATAAATNHTTDNGVGPEEESV-GGGSGGGS-ENLYFQ-GSGSGS-MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS-LDGPYQPTTFTPPTDYWILINSNTNGVVYESTNNSDFWTAVIAVEPHVNPVDRQYNVFGENKQFNVRNDSDKWKFLEMFRGSSQNDFYNRRTLTSDTRLVGILKYGGRIWTFHGETPRATTDSSNTANLNGISITIHSEFYIIPRSQESKCNEYINNGL

상기 제조된 복합체는 "RID-ENC-VP8*"로 명명하였다.The prepared complex was named "RID-ENC-VP8*".

<실시예 2-2> <Example 2-2>

상기 실시예 2-1에서 제작된 발현 벡터를 HMS174 competent cell (Novagen (RecA mutation in a K-12 strain, Cat: 69453-3))에 형질 전환하였다. 모든 형질 전환된 대장균은 50 μg/ml 카나마이신 (Kanamycin)이 포함된 3ml의 LB 배지에서 37℃에서 250rpm으로 5-7시간 배양한 후 1ml을 10ml에 옮겨 10배 희석한 후 추가 배양하였다. 약 2-4시간 후 O.D600 0.8~0.9에 도달하였을 때 0.4mM IPTG (Biosesang, Cat#I1006, Lot#LB0C0340, cas#367-93-1)를 첨가한 뒤 16℃에서 17-19시간(최대 21시간) 동안 배양하였다. 배양액은 원심 분리를 통하여 침전된 대장균만을 수득하여 -80℃ 초저온 냉동 보관하였다. 3 ml의 배양 배지에 해당되는 대장균 수확물에 0.3 ml의 용해 완충 용액(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 및 10 mM imidazole)을 넣고 초음파 분쇄 후 전체 용해물(T, Total lysate)을 원심 분리를 통하여 침전물(P, Precipitant)과 상등액 (S, Soluble lysate)으로 분리한 다음 SDS-PAGE로 분석하였으며 그 결과는 도 4c에 나타낸 바와 같다. 실시예 2-1에서 제작된 재조합 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질은 대장균에서 고효율 수용성 발현이 된 것을 확인할 수 있었다. Enc-VP8*와 RID-ENC-VP8* 또한 각각의 크기에 해당하는 적절한 위치에서 발현되었음을 확인하였다. 그러나, 엔캡슐린(Encapsulin)에 로타 바이러스 항원이 융합된 단백질은 50.3kDa의 크기로 C-말단에 일정 크기 이상의 펩타이드 또는 단백질을 융합하여 발현시킬 경우 융합 단백질의 수용성이 현저하게 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 외부 항원 단백질을 Thermotoga Maritama 유래의 엔캡슐린(Encapsulin)의 C-말단에 융합 발현을 통해 최종적으로 외부 항원이 표면에 노출된 VLP 중합체를 제조하기 위해서는 먼저, 융합 단백질의 고발현 및 수용성을 현저히 증가시켜주는 수용성 발현 표지 인자 (Soluble Expression Tag) 가 필수적으로 요구된다. 본 발명에서는 높은 발현량과 수용성을 현저히 증가시켜주는 RID(RNA Interaction Domain)을 수용성 발현 표지 인자로서 엔캡슐린(Encapsulin)의 N-말단에 융합하고 그 C-말단에 큰 분자량의 (약 18kDa 이상)의 외부 항원을 융합한 융합단백질의 고효율 수용성 발현을 시도하였다. 그 결과로서, 도면 4c에 보이는 바와 같이 엔캡슐린(Encapsulin) 단일 단백질을 발현한 경우에는 단백질이 높은 수용성을 갖지만, 엔캡슐린(Encapsulin) C-말단에 항원 단백질을 융합한 경우에는 본 실험의 수용성 표지 발현 인자를 N-말단에 추가하여 발현한 경우에만 수용성 이 큰 단백질을 얻음을 확인하였다. 또한, 효소 절단 서열 뒤에 적절한 길이와 서열의 연결 부위 서열을 추가하였을 때 TEV 효소 절단 효율이 90% 이상으로 높게 이루어져서 후속 정제 과정에서 높은 수율의 최종 단백질의 정제가 가능하게 되었다.The expression vector prepared in Example 2-1 was transformed into HMS174 competent cells (Novagen (RecA mutation in a K-12 strain, Cat: 69453-3)). All transformed E. coli were cultured in 3 ml of LB medium containing 50 μg/ml kanamycin at 37° C. at 250 rpm for 5-7 hours, then 1 ml was transferred to 10 ml, diluted 10 times, and further cultured. After about 2-4 hours, when O.D600 0.8~0.9 was reached, 0.4mM IPTG (Biosesang, Cat#I1006, Lot#LB0C0340, cas#367-93-1) was added and 17-19 hours at 16°C ( up to 21 hours). As the culture medium, only the precipitated E. coli was obtained through centrifugation and stored frozen at -80°C. 0.3 ml of lysis buffer solution (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 and 10 mM imidazole) was added to the E. coli harvest corresponding to 3 ml of culture medium and sonicated After grinding, the whole lysate (T, Total lysate) was separated into a precipitate (P, Precipitant) and a supernatant (S, Soluble lysate) through centrifugation, and then analyzed by SDS-PAGE. The results are as shown in FIG. 4C. It was confirmed that the recombinant encapsulin protein prepared in Example 2-1 was highly soluble in water-soluble expression in E. coli. It was confirmed that Enc-VP8* and RID-ENC-VP8* were also expressed at appropriate positions corresponding to their respective sizes. However, the protein in which the rotavirus antigen is fused to encapsulin has a size of 50.3 kDa and when expressed by fusion of a peptide or protein of a certain size or more to the C-terminus, it can be confirmed that the solubility of the fusion protein is significantly reduced. there was. Therefore, in order to prepare a VLP polymer finally exposed to a foreign antigen surface through fusion expression of a foreign antigen protein to the C-terminus of an encapsulin derived from Thermotoga Maritama, first, high expression and water solubility of the fusion protein A water-soluble expression marker that significantly increases the expression tag (Soluble Expression Tag) is essential. In the present invention, RID (RNA Interaction Domain), which significantly increases the high expression level and water solubility, is fused to the N-terminus of encapsulin as a water-soluble expression marker, and a large molecular weight (about 18 kDa or more) is fused to the C-terminus. A high-efficiency water-soluble expression of a fusion protein fused with a foreign antigen of As a result, as shown in FIG. 4c , when expressing a single protein encapsulin, the protein has high water solubility, but when the antigen protein is fused to the C-terminus of the encapsulin, It was confirmed that a protein with high water solubility was obtained only when a water-soluble marker expression factor was added to the N-terminus and expressed. In addition, when a ligation site sequence of an appropriate length and sequence was added after the enzyme cleavage sequence, the TEV enzyme cleavage efficiency was as high as 90% or more, making it possible to purify the final protein in high yield in the subsequent purification process.

<실시예 2-3> <Example 2-3>

고효율 수용성 발현이 확인된 상기 실시예 2-2와 동일한 방식의 배양 방법을 이용하여 500 ml의 대장균을 배양 및 발현을 유도하여 수득한 세포를 75ml의 용해 완충 용액 [A 버퍼 [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 및 10 mM imidazole]로 재현탁 하였다. 상기 세포 재현탁물을 초음파세포 파쇄기(sonication: pulse 3s/17s, 35% amplitude, 1min 30s, 4times total)를 이용하여 세포를 분쇄시켰다. 상기 용해된 세포를 4℃에서 13500rpm으로 10분동안 원심분리하고, 상층액을 취하여 AKTA(GE healthcare)을 이용하여 Ni+-친화 크로마토그래피를 수행하였다. 먼저, 양이온-교환 수지 컬럼인 HisTrap HP(GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK, 5mL size)컬럼을 완충액 A(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 및 10 mM imidazole)로 평형화시킨 다음, 수용성 단백질을 포함한 수용성 용해액을 1ml/분의 유속으로 상기 평형화된 컬럼에 적재하였다. RID-Encapsulin-VP8*단백질의 정제는 완충액 A 및 1M의 이미다졸을 포함한 완충액 B(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 및 1M imidazole)를 이용하여 이미다졸이 10mM 내지 1M 농도 범위에서 선형 농도 구배로 증가 주입되는 형태로 수행되었으며, 이를 통해 각각 2ml씩의 분획들을 수득하였다. Cells obtained by culturing and inducing expression of 500 ml of E. coli using the same culture method as in Example 2-2, in which high-efficiency water-soluble expression was confirmed, were mixed with 75 ml of lysis buffer solution [50 mM Tris-HCl A buffer [50 mM Tris-HCl]. (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 and 10 mM imidazole]. The cell resuspension was disrupted using an ultrasonic cell disrupter (sonication: pulse 3s/17s, 35% amplitude, 1min 30s, 4times total). The lysed cells were centrifuged at 13500 rpm at 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was collected and Ni+-affinity chromatography was performed using AKTA (GE healthcare). First, the cation-exchange resin column HisTrap HP (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK, 5mL size) column was heated with buffer A (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2 % Tween-20 and 10 mM imidazole), and then the aqueous solution containing the water-soluble protein was loaded onto the equilibrated column at a flow rate of 1 ml/min. Purification of RID-Encapsulin-VP8* protein was performed using buffer A and buffer B with 1M imidazole (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 and 1M imidazole). Imidazole was carried out in the form of increasing injection in a linear concentration gradient in the concentration range of 10mM to 1M using this, and through this, fractions of 2ml each were obtained.

상기 용출물을 SDS-PAGE를 통해 목적(타겟) 단백질의 분리 양상을 확인 후 해당 분획의 용출물을 Dialysis 버퍼 ([50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 10 mM NaCl, 0.2% Tween-20])에 9℃에서 12-16시간 동안 투석하였다. 이 때, 4시간 동안 먼저 투석한 후 나머지 8-12시간 동안 TEV 절단 효소를 이용하여 N-말단의 융합파트너인 RID와 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질과 로타 바이러스 항원이 융합된 융합 단백질을 사이를 절단하였다.After confirming the separation pattern of the target (target) protein through SDS-PAGE for the eluate, the eluate of the fraction was treated with Dialysis Buffer ([50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 10 mM NaCl, 0.2% Tween-20] ) was dialyzed at 9°C for 12-16 hours. At this time, after dialyzing first for 4 hours, the fusion protein in which the N-terminal fusion partner RID and the encapsulin protein and the rotavirus antigen are fused using TEV cleavage enzyme for the remaining 8-12 hours cut.

IMAC 및 Dialysis 이후의 ENC-VP8* 단백질이 VLP를 형성하는지 여부를 확인하기 위한 생화학적 분석을 수행하였으며, 후속 정제를 위하여 AKTA FPLC 시스템(GE healthcare)을 이용하여 이온 교환 수지 크로마토그래피 (Ion Exchange Chromatography)를 수행하였다. 상기의 투석에 의해 수득한 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질들은 FPLC 시스템(AKTA, GE healthcare)을 이용하여 이온 교환 수지 크로마토그래피로 정제하였다. 컬럼(HiTrap Q FF, 1mL size (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK)은 완충 용액 A(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20)으로 평형화되었으며, 1ml/분의 유속으로 로딩하였다. ENC-VP8* 단백질은 10mM 내지 1M의 선형 농도 구배를 갖는 NaCl을 주입하여 용출하였으며, 완충 용액 A와 완충 용액 B(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1M NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20)를 통해 선형 농도 구배를 통한 정제를 진행하였으며, 각각 1ml씩의 분획들을 수득하였다. 이를 통하여 대장균 유래의 다른 단백질 등이 정제된 융합 단백질을 획득하였다 (도 4d). 정제된 ENC-VP8* 단백질은 20% 글리세롤(glycerol) 비율을 포함한 상태로 4℃에서 보관하였으며, 최종적으로 정제된 단백질의 농도는 BSA(Amresco, Solon, OH, USA)를 이용하여 정량하였다.Biochemical analysis was performed to determine whether ENC-VP8* protein after IMAC and Dialysis forms VLP, and for subsequent purification, Ion Exchange Chromatography (Ion Exchange Chromatography) was performed using the AKTA FPLC system (GE healthcare). ) was performed. Encapsulin proteins obtained by the dialysis were purified by ion exchange resin chromatography using an FPLC system (AKTA, GE healthcare). Column (HiTrap Q FF, 1 mL size (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK)) is buffer A (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20) was equilibrated with and loaded at a flow rate of 1 ml/min. ENC-VP8* protein was eluted by injection of NaCl having a linear concentration gradient of 10 mM to 1 M, and buffer solution A and buffer solution B (50 mM Tris-HCl (pH) 7.5), 1M NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20) was purified through a linear concentration gradient, and fractions of 1 ml each were obtained.Through this, other proteins derived from E. coli were purified fusion protein. (Fig. 4d) The purified ENC-VP8* protein was stored at 4 ° C with 20% glycerol, and the final concentration of the purified protein was BSA (Amresco, Solon, OH, USA). ) was used for quantification.

<실시예 2-4> <Example 2-4>

실시예 2-3의 ENC-VP8* 융합단백질로 구성된 융합 단백질(VLP)의 전체적인 직경 분포를 확인하기 위하여 동적광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)을 통하여 분석하였다. 상기 복합체의 분석은 DLS (Particular Systems, Zetasizer Nano Family)를 이용하여 16

Figure 112020056330261-pat00001
의 온도 조건으로 샘플 1mL을 Cuvette에 넣어 측정하였다. 세포의 동적광산란 분석은 이미지에서 각 영역별 total intensity 및 Mass 등을 이용하여 확인하였다. 도 5a와 같이 DLS의 Hydrodynamic Radius에서의 직경 30~40nm의 Particle 크기의 분포를 갖는 것을 확인하였다.In order to confirm the overall diameter distribution of the fusion protein (VLP) composed of the ENC-VP8* fusion protein of Example 2-3, dynamic light scattering (DLS) was used. Analysis of the complex was performed using DLS (Particular Systems, Zetasizer Nano Family) 16
Figure 112020056330261-pat00001
1mL of the sample was put into the cuvette under the temperature condition of Dynamic light scattering analysis of cells was confirmed using the total intensity and mass of each area in the image. As shown in Fig. 5a, it was confirmed that the particle size distribution of 30-40 nm in diameter in the Hydrodynamic Radius of DLS was obtained.

<실시예 2-5> <Example 2-5>

정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질에 의해 이루어진 바이러스 유사 입체(VLP)의 외형을 전자 현미경으로 관찰하였다. 정제된 Encapsulin VLP를 먼저 구리 그리드에 1분 간 올린 뒤 2% 아세트산 우라닐(uranyl acetate)를 이용하여 1분 간 염색하였고 10분 간 상온에서 건조한 뒤 투과 전자 현미경(TEM, Transmission electron microscope (120kV); Talos L120C, FEI, Czech)을 이용하여 촬영하였다. 도 5b에 나타난 바와 같이, 정제된 ENC-VP8* 단백질이 VLP를 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 확인된 VLP의 직경은 기존의 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 직경인 30~40nm 사이로 보이며, C-말단에 항원단백질이 융합된 융합 단백질의 형태로도 구형의 VLP를 형성함을 확인하였다.The appearance of the virus-like stereotactic (VLP) formed by the purified encapsulin protein was observed with an electron microscope. The purified Encapsulin VLPs were first placed on a copper grid for 1 minute, then stained with 2% uranyl acetate for 1 minute, dried at room temperature for 10 minutes, and then under a transmission electron microscope (TEM, Transmission electron microscope (120 kV)). ; Talos L120C, FEI, Czech) was used. As shown in Figure 5b, it was confirmed that the purified ENC-VP8* protein forms VLP. The diameter of the confirmed VLP appears to be between 30 and 40 nm, which is the diameter of the existing encapsulin protein, and it was confirmed that a spherical VLP was also formed in the form of a fusion protein in which an antigen protein was fused to the C-terminus.

<실시예 2-6> <Example 2-6>

항원 특이적 항체 유도능을 측정하기 위하여 최종적으로 정제된 ENC-VP8* 융합 VLP 단백질을 BSA(Amresco, Solon, OH, USA)를 이용하여 정량한 다음 20%의 글리세롤을 함유한 버퍼로 적정 농도로 희석하였다. 항원과 면역보조제(Alhydrogel®, Invitrogen Cat# vac-alu-250))을 1:1로 syringe를 이용하여 5분 이상 강하게 섞어준 다음 4주령의 BALB/C 마우스 군(6 마우스/군)에 100ul를 근육주사를 통해 접종하였다. 백신은 2주 간격으로 각각 ENC-VP8* VLP 5ug 또는 10ug으로 총 3회 접종 및 면역화 하였으며, 백신 접종 하루 전에 안와 채혈을 통해 혈청을 확보하였다. 각 동물 실험군에서 얻은 혈청의 목적 단백질 특이 항체를 측정하기 위하여 효소 결합 면역 침강 분석법 (ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay))를 진행하였다. 대조군으로서 사용된 로타 바이러스 VP8 항원 단백질(P2-VP8)을 96well plate(High Binding Capacity (HBC) NeutrAvidin plates (Thermo Scientific™))에 각 well당 0.5ug/ml농도로 100ul씩을 넣고 4도에서 18시간 코팅 한 후 3% BSA 용액을 200ul 넣어주고 37도에서 2시간을 반응하여 블로킹하였다. PBST를 이용하여 plate를 세척 후에 면역 혈청을 희석 (1:1000 희석율) 하여 well당 100ul씩 넣어주고 동일하게 37도에서 1시간 30분 반응시켜 주었다. PBST를 이용하여 plate를 세척 후에 P2-VP8*과 결합한 혈청내의 항체를 검출하기 위해 염소 유래 마우스 IgG(southern Biotech 1030-05, Goat-anti mouse IgG HRP) 대한 항체를 37도에서 1시간 처리하였다. 이후 TMB (sigma T0440) 용액을 이용하여 실온에서 10분간 발색 시킨 후 0.5M 황산 용액으로 발색반응을 멈추고 450nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 도 6b에 나타난 바와 같이, 각각 1차,2차 및 3차 채혈 시료에 존재하는 ENC-VP8*의 VP8 특이적인 항체가를 측정하였을 때, 10ug의 Encapsulin_VP8_High 뿐만 아니라 5ug의 Encapsulin_VP8_Low 그룹에서도 높은 수준의 VP8 특이적인 항체가 형성되었음을 확인하였다. 또한, VP8 특이적 항체가가 대조군의 정제된 펩타이드 단백질에서는 3차의 2nd Boost sera pool에서부터 항체 이 확인되는 반면 Encapsulin_VP8_High 및 Encapsulin_VP8_Low에서 모두 2차 채혈 시료인 Boost sera pool에서부터 VP8 특이적 항체의 형성을 확인하였다. In order to measure the antigen-specific antibody inducibility, the finally purified ENC-VP8* fusion VLP protein was quantified using BSA (Amresco, Solon, OH, USA) and then added to an appropriate concentration with a buffer containing 20% glycerol. diluted. Antigen and adjuvant (Alhydrogel®, Invitrogen Cat# vac-alu-250)) were strongly mixed for more than 5 minutes using a syringe in a 1:1 ratio, and then 100ul in a 4-week-old BALB/C mouse group (6 mice/group). was inoculated via intramuscular injection. The vaccine was inoculated and immunized 3 times with 5ug or 10ug of ENC-VP8* VLP, respectively, at 2-week intervals, and serum was obtained through orbital blood sampling the day before vaccination. In order to measure the target protein-specific antibody in the serum obtained from each animal test group, an enzyme-linked immunoprecipitation assay (ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay)) was performed. 100ul of the rotavirus VP8 antigen protein (P2-VP8) used as a control was placed in a 96-well plate (High Binding Capacity (HBC) NeutrAvidin plates (Thermo Scientific™)) at a concentration of 0.5ug/ml per well, 18 hours at 4 degrees After coating, 200ul of 3% BSA solution was added, and blocking was performed at 37°C for 2 hours. After washing the plate using PBST, the immune serum was diluted (1:1000 dilution ratio), 100ul per well, and incubated at 37°C for 1 hour and 30 minutes. After washing the plate using PBST, an antibody against goat-derived mouse IgG (southern Biotech 1030-05, Goat-anti mouse IgG HRP) was treated at 37°C for 1 hour to detect the antibody in the serum bound to P2-VP8*. After color development at room temperature for 10 minutes using TMB (sigma T0440) solution, the color reaction was stopped with 0.5 M sulfuric acid solution and absorbance was measured at 450 nm wavelength. As shown in Figure 6b, when the VP8-specific antibody titer of ENC-VP8* present in the first, second and third blood samples, respectively, was measured, high levels of VP8 in the 10ug Encapsulin_VP8_High as well as in the 5ug Encapsulin_VP8_Low group were measured. It was confirmed that a specific antibody was formed. In addition, in the purified peptide protein of the VP8-specific antibody titer control group, the antibody was confirmed from the tertiary 2nd Boost sera pool, while the formation of VP8-specific antibody was confirmed from the Boost sera pool, the secondary blood sampling sample, in both Encapsulin_VP8_High and Encapsulin_VP8_Low. did.

또한, ENC-VP8이 HBGA에 결합하는지 확인하기 위해 HBGA binding assay를 진행하였다. 6c에 도시된 바와 같이 streptavidin이 코팅된 96 well plate(High Binding Capacity (HBC) NeutrAvidin plates (Thermo Scientific™))에biotin이 붙어있는HBGA를 10ug/ml 농도로 각 well당 100ul씩 넣어주고 상온에서5시간 반응시켰다. PBST를 이용하여 plate를 세척한 후에 ENC-VP8 단백질을 PBS에 희석하여 well당100ul씩 넣어주고 4도에서 18시간 반응시켰다. PBST를 이용하여 plate를 세척 후ENC-VP8를 접종한 마우스 혈청을 1:1000비율로 희석하여 well당 100ul씩 넣어주고 상온에서 1시간 반응시켰다. PBST를 이용하여 세척 후 염소 유래 마우스IgG(Goat-anti mouse IgG HRP) 대한 항체 5가지(H (type 2)-PAA-biotin (01-034), Lea-PAA-biotin (01-035), Led (H type1)-PAA-biotin (01-037), Blood type A (tri)-PAA-biotin (01-032), Blood type B(tri)-PAA-biotin(01-033);(Glycotech))를 상온에서 1시간 처리하였다. 이후 TMB 용액을 이용하여 실온에서 10분간 발색 시킨 후 0.5M 황산 용액으로 발색반응을 멈추고 450nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 도면 6d와 같이, ENC-VP8*를 주사한 그룹에서 얻은 primary sera를 이용하여 HBGA와 VP8 항원 간의 결합을 확인하였으며, 그 결과 ENC-VP8* VLP 융합단백질은 Led(H type1) carbohydrate와 결합함을 확인하였다. In addition, HBGA binding assay was performed to confirm whether ENC-VP8 binds to HBGA. As shown in 6c, in a 96-well plate (High Binding Capacity (HBC) NeutrAvidin plates (Thermo Scientific™)) coated with streptavidin, 100ul of HBGA with biotin at a concentration of 10ug/ml was put into each well and kept at room temperature 5 time was reacted. After washing the plate using PBST, ENC-VP8 protein was diluted in PBS and put into each well by 100ul, and reacted at 4°C for 18 hours. After washing the plate using PBST, mouse serum inoculated with ENC-VP8 was diluted at a ratio of 1:1000, 100ul per well, and reacted at room temperature for 1 hour. After washing with PBST, 5 antibodies against goat-derived mouse IgG (Goat-anti mouse IgG HRP) (H (type 2)-PAA-biotin (01-034), Lea-PAA-biotin (01-035), Led (H type1)-PAA-biotin (01-037), Blood type A (tri)-PAA-biotin (01-032), Blood type B(tri)-PAA-biotin (01-033); (Glycotech)) was treated at room temperature for 1 hour. After color development at room temperature using TMB solution for 10 minutes, the color development reaction was stopped with 0.5 M sulfuric acid solution, and absorbance was measured at 450 nm wavelength. As shown in Figure 6d, binding between HBGA and VP8 antigen was confirmed using primary sera obtained from the group injected with ENC-VP8*. As a result, the ENC-VP8* VLP fusion protein was found to bind to Led (H type 1) carbohydrate. Confirmed.

<실시예 2-7> <Example 2-7>

면역 혈청이 ENC-VP8* 항원과 수용체 간의 결합을 저해하는 정도를 측정하기 위하여 HBGA blocking assay를 진행하였다 (도면 6e). streptavidin이 코팅된 96 well plate에 biotin이 붙어있는 HBGA를 10ug/ml 농도로 각 well당 100ul에 넣어주고 상온에서 5시간 반응시켰다. ENC-VP8*을 1ug/ml의 농도로 희석한 후 면역 혈청과 1:1의 비율로 37도에서 3시간 반응시켰다. 이후 PBST로 세척한 HBGA와 반응한 plate에 well당 100ul씩 혈청과 ENC-VP8* 반응액을 넣어주고 4도에서 18시간 반응시켰다. PBST를 이용하여 plate를 세척 후 ENC-VP8*를 접종한 마우스 혈청을 1:1000비율로 희석하여 well당 100ul씩 넣어주고 상온에서 1시간 반응시켰다. PBST를 이용하여 세척 후 염소 유래 마우스 IgG (Goat-anti mouse IgG HRP) 대한 항체를 상온에서 1시간 처리하였다. 이 후 TMB 용액을 이용하여 실온에서 10분간 발색 시킨 후 0.5M 황산 용액으로 발색반응을 멈추고 450nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 도면 6f와 같이, HBGA Binding Assay에서 ENC-VP8 VLP 항원 단백질이 결합하는 것을 확인한 Led (H type 1)을 plate 에 Led (H type 1)을 코팅한 후 Encapsulin_VP8 VLP를 여러농도로 희석된 immune sera (primary, boost, 2nd boost)와 각각 반응하고, Led 와 결합 여부를 ELISA로 측정한 결과 본 실시예의 ENC-VP8 항원 융합 VLP 단백질의 경우, EncVP8_High와 Low 그룹 모두에서 1차 접종인 primary sera에서부터 면역 혈청의 저해능을 확인하였으며, 3차 접종까지 접종을 반복할수록 면역 혈청의 저해능이 대조군 대비 월등히 증가하였다. 반면, 대조군인 P2 VP8 그룹은 2차 백신 접종 후의 2nd immune sera에서부터 항원-수용체 간의 결합을 면역 혈청이 저해하며 그 효과는 3차 백신 접종 후에도 Enc_VP8 그룹에 비해 방어효능이 낮음이 확인되었다. In order to measure the degree to which immune serum inhibits the binding between the ENC-VP8* antigen and the receptor, HBGA blocking assay was performed (Fig. 6e). In a 96-well plate coated with streptavidin, HBGA with biotin was added to 100ul per well at a concentration of 10ug/ml and reacted at room temperature for 5 hours. ENC-VP8* was diluted to a concentration of 1 ug/ml and then reacted with immune serum at a ratio of 1:1 at 37°C for 3 hours. Then, 100ul of serum and ENC-VP8* reaction solution were added per well to the plate reacted with HBGA washed with PBST, and reacted at 4°C for 18 hours. After washing the plate using PBST, mouse serum inoculated with ENC-VP8* was diluted at a ratio of 1:1000, 100ul per well, and reacted at room temperature for 1 hour. After washing with PBST, an antibody against goat-derived mouse IgG (Goat-anti mouse IgG HRP) was treated at room temperature for 1 hour. After that, the color was developed at room temperature using TMB solution for 10 minutes, the color reaction was stopped with 0.5 M sulfuric acid solution, and the absorbance was measured at a wavelength of 450 nm. As shown in Figure 6f, after coating Led (H type 1) on a plate with Led (H type 1) that confirmed the binding of ENC-VP8 VLP antigen protein in HBGA Binding Assay, Encapsulin_VP8 VLP was diluted with various concentrations of immune sera ( primary, boost, and 2nd boost) and the binding to Led was measured by ELISA. As a result, in the case of the ENC-VP8 antigen fusion VLP protein of this example, in both EncVP8_High and Low groups, the immune serum from the primary sera was confirmed, and as the inoculation was repeated until the third inoculation, the inhibitory ability of immune serum was significantly increased compared to the control group. On the other hand, in the control group, P2 VP8 group, immune sera inhibited antigen-receptor binding from the 2nd immune sera after the second vaccination, and it was confirmed that the protective effect was lower than that of the Enc_VP8 group even after the third vaccination.

상기 실시예2의 결과를 통하여, 목적 단백질만을 투여하였을 때 보다 본 발명에 따른 Encapsulin과 목적 단백질이 융합된 VLP를 투여하였을 때, 보다 조기에 훨씬 더 높은 수준의 목적 단백질 특이 항체가 유도되며 이 항체는 목적 단백질과 그 수용체 간의 결합을 저해하는 성능이 뛰어남을 확인하였다.Through the results of Example 2, when the VLP in which Encapsulin and the target protein according to the present invention were fused, a much higher level of the target protein-specific antibody was induced earlier than when only the target protein was administered. confirmed that the performance of inhibiting the binding between the target protein and its receptor is excellent.

[실시예 3] [Example 3]

고효율 및 수용성 증진을 위한 N-말단의 펩타이드를 추가한 엔캡슐린(Encapsulin) 인유두종 항원 복합체의 제조Preparation of encapsulin human papilloma antigen complex with N-terminal peptide added for high efficiency and water solubility enhancement

<실시예 3-1> <Example 3-1>

C-말단에 159개의 아미노산으로 이루어진 크기 약 18.3kDa의 로타 바이러스 VP8* 항원보다 작은 단백질을 삽입하였을 때 융합 단백질 엔캡슐린(Encapsulin) 기반 바이러스 유사 입체로 구성된 VLP 형성 가능 여부를 알아보기 위하여 인유두종 바이러스(HPV) 항원을 이용하였다. 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질로 인유두종 바이러스 항원인 E7 LP를 삽입하였으며, 인유두종 바이러스 HPV 16 유래의 E7 core region (E7 protein, partial [Human papillomavirus type 16] Sequence ID: ABL96584.1) 유전자가 이용되었다 (서열번호 3). 인유두종 바이러스의 항원인 E7 LP(Long peptide)는 35개의 아미노산으로 이루어져 있으며, 약 4kDa의 크기를 갖는다. 상기 단백질 서열에 기초하여 대장균에서 코돈 최적화 후 합성된 유전자 서열을 제조하였다 (서열번호 3). In order to examine whether it is possible to form a VLP composed of a virus-like stereotype based on the fusion protein encapsulin when a protein smaller than the rotavirus VP8* antigen of about 18.3 kDa in size consisting of 159 amino acids is inserted at the C-terminus. (HPV) antigen was used. E7 LP, a human papillomavirus antigen, was inserted as an encapsulin protein, and the E7 core region (E7 protein, partial [Human papillomavirus type 16] Sequence ID: ABL96584.1) gene derived from human papillomavirus HPV 16 was used ( SEQ ID NO: 3). The antigen of human papillomavirus, E7 LP (Long peptide), consists of 35 amino acids and has a size of about 4 kDa. Based on the protein sequence, a gene sequence synthesized after codon optimization in E. coli was prepared (SEQ ID NO: 3).

(㈜바이오닉스에 엔캡슐린(Encapsulin) 유전자 합성 의뢰):(Request for Encapsulin gene synthesis to Bionics Co., Ltd.):

엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 C-말단에 인유두종 바이러스의 E7 LP를 삽입하였다. 또한, 도면 8a에 보이는 바와 같이 고효율 및 수용성 증진을 위하여 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 N-말단에 발현량 및 수용성 증진 융합파트너인 RID를 적용하여 융합 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하였다. 이에 따라 발현량 증가 및 수용성 증가를 위하여 각각 MSAVKAA (서열번호 5)와 RID 펩타이드 (서열번호 6) 및 50% 이상이 유사한 돌연변이 RID 펩타이드 (서열번호 7)를 N-말단에 갖는 재조합 단백질을 제조하였다. 수용성 증가를 위하여 본 실험의 발현에서 사용된 돌연변이 RID의 경우 야생형 RID의 K32A, K27A, K31A, K23A/K27A, K23A/K31A의 아미노산을 치환하였다. 또한, TEV 절단 부위의 서열인 ENLYFQG/S를 응용하여 최적화된 서열의 연결 부위(Linker)인 (GaSb)n (a>1, b>1, n>1)를 TEV cleavage 서열과 상기 융합 단백질 서열 사이에 넣었다. 본 실시예에서 제작된 융합 단백질 발현 벡터는 도 7b와 같다.Human papillomavirus E7 LP was inserted at the C-terminus of the encapsulin protein. In addition, as shown in FIG. 8a , the effect on the expression of the fusion protein was confirmed by applying RID, a fusion partner to enhance the expression level and water solubility, to the N-terminus of the encapsulin protein to enhance high efficiency and water solubility. Accordingly, MSAVKAA (SEQ ID NO: 5) and RID peptide (SEQ ID NO: 6) and a mutant RID peptide (SEQ ID NO: 7) having at least 50% similarity at the N-terminus were prepared for increased expression and water solubility. . For the mutant RID used in the expression of this experiment to increase water solubility, amino acids of K32A, K27A, K31A, K23A/K27A, K23A/K31A of wild-type RID were substituted. In addition, (GaSb)n (a>1, b>1, n>1), which is a linker of the optimized sequence by applying ENLYFQG/S, which is the sequence of the TEV cleavage site, was combined with the TEV cleavage sequence and the fusion protein sequence. put in between The fusion protein expression vector constructed in this Example is shown in FIG. 7B.

상기 서열의 유전자는 pET-9a (Novagene, 69431-3CN) (서열번호 4) 발현 벡터를 이용하여 상기예 2에서 제작하였던 재조합 복합체 단백질 발현 벡터인 pET9a-Encapsulin-VP8* vector 및 pET9a-MSAVKAA-RID-Linker-Enc-Linker-VP8* Vector를 기반으로 제작되었으며, NcoI와 BamHI 절단 효소를 이용하여 Enc의 C-말단의 로타바이러스 항원 단백질을 인유두종 바이러스의 항원으로 대체하여 삽입하였다. The gene of the above sequence was pET9a-Encapsulin-VP8* vector and pET9a-MSAVKAA-RID, the recombinant complex protein expression vector prepared in Example 2 using the pET-9a (Novagene, 69431-3CN) (SEQ ID NO: 4) expression vector. -Linker-Enc-Linker-VP8* Vector was created based on the vector, and the rotavirus antigen protein at the C-terminus of Enc was replaced with a human papillomavirus antigen using NcoI and BamHI cleavage enzymes and inserted.

실시예 3-1에서 제조된 재조합 복합체 발현 벡터의 서열은 다음과 같다.The sequence of the recombinant complex expression vector prepared in Example 3-1 is as follows.

ENC-Linker-E7 LP[(서열번호1)-(서열번호10)-(서열번호3)]ENC-Linker-E7 LP[(SEQ ID NO: 1)-(SEQ ID NO: 10)-(SEQ ID NO: 3)]

MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS- GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIRMEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS- GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR

[Encapsulin-Linker-HPV E7] [(서열번호 1)- (서열번호 10)-(서열번호 3)] [Encapsulin-Linker-HPV E7] [(SEQ ID NO: 1)- (SEQ ID NO: 10)-(SEQ ID NO: 3)]

상기 제조된 복합체는 "Enc-E7 LP"로 명명하였다.The prepared complex was named "Enc-E7 LP".

MSAVKAA-RID-Linker1-TEV-Linker2-ENC-Linker-E7 LPMSAVKAA-RID-Linker1-TEV-Linker2-ENC-Linker-E7 LP

[(서열번호5)-(서열번호6)-(서열번호8)-TEV-(서열번호9)-(서열번호1)-(서열번호10)-(서열번호3)] [(SEQ ID NO: 5)-(SEQ ID NO: 6)-(SEQ ID NO: 8)-TEV-(SEQ ID NO: 9)-(SEQ ID NO: 1)-(SEQ ID NO: 10)-(SEQ ID NO: 3)]

:MSAVKAA-AAVQAAEVKVDGSEPKLSKNELKRRLKAEKKVAEKEAKQKELSEKQLSQATAAATNHTTDNGVGPEEESV:MSAVKAA-AAVQAAEVKVDGSEPKLSKNELKRRLKAEKKVAEKEAKQKELSEKQLSQATAAATNHTTDNGVGPEEESV

-ENLYFQ-GSGSGS-MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS- GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR-ENLYFQ-GSGSGS-MEFLKRSFAPLTEKQWQEIDNRAREIFKTQLYGRKFVDVEGPYGWEYAAHPLGEVEVLSDENEVVKWGLRKSLPLIELRATFTLDLWELDNLERGKPNVDLSSLEETVRKVAEFEDEVIFRGCEKSGVKGLLSFEERKIECGSTPKDLLEAIVRALSIFSKDGIEGPYTLVINTDRWINFLKEEAGHYPLEKRVEECLRGGKIITTPRIEDALVVSERGGDFKLILGQDLSIGYEDREKDAVRLFITETFTFQVVNPEALILLKF-GGGSGGGSHHHHHHGGGS- GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR

상기 제조된 복합체는 "RID-ENC-E7 LP"로 명명하였다. (LP는 Long Peptide의 약어이다.)The prepared complex was named "RID-ENC-E7 LP". (LP stands for Long Peptide.)

<실시예 3-2> <Example 3-2>

상기 실시예 3-1에서 제작된 발현 벡터를 HMS174 competent cell (Novagen (RecA mutation in a K-12 strain, Cat: 69453-3))에 형질 전환하였다. 모든 형질 전환된 대장균은 50 μg/ml 카나마이신 (Kanamycin)이 포함된 3ml의 LB 배지에서 37℃에서 250rpm으로 5-7시간 배양한 후 1ml을 10ml에 옮겨 10배 희석한 후 약 추가 배양하였다. 약 2-4시간 후 O.D600 0.8~0.9에 도달하였을 때 0.4mM IPTG (Biosesang, Cat#I1006, Lot#LB0C0340, cas#367-93-1)를 첨가한 뒤 16℃에서 17-19시간(최대 21시간) 동안 배양하였다. 배양액은 원심 분리를 통하여 침전된 대장균만을 수득하여 -80℃ 초저온 냉동 보관하였다. 3 ml의 배양 배지에 해당되는 대장균 수확물에 0.3 ml의 용해 완충 용액(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 및 10 mM imidazole)을 넣고 초음파 분쇄 후 전체 용해물(T, Total lysate)을 원심 분리를 통하여 침전물(P, Precipitant)과 상등액 (S, Soluble lysate)으로 분리한 다음 SDS-PAGE로 분석하였다. 그 결과, 도 7c 및 7d에 나타낸 바와 같이 각각의 크기에 해당하는 ENC- E7 LP와 RID-ENC-E7 LP를 발현시켜 확인한 결과 각각 36.1kDa과 45.7kDa의 단백질이 적절한 위치에서 발현되었음을 확인하였다. 그러나, 엔캡슐린(Encapsulin)의 C-말단에 18kDa의 로타 바이러스 보다 35 아미노산의 4kDa 정도의 작은 크기의 인유두종 바이러스를 융합한 경우에도 융합 단백질 수용성이 현저하게 감소되는 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 짧은 서열의 펩타이드나 작은 크기의 단백질부터 큰 크기의 단백질까지 모두 엔캡슐린(Encapsulin) 복합체로서 대장균에서 발현되기 위해서는 고효율 및 수용성 증진 융합파트너인 RID가 필요함을 확인하였다. 따라서, 실시예 2번의 결과와 마찬가지로 외부 항원 단백질을 엔캡슐린(Encapsulin)의 C-말단에 융합 발현을 통해 최종적으로 외부 항원이 표면에 노출된 VLP 중합체를 제조하기 위해서는 본 발명의 수용성 발현 표지 인자가 필수적으로 요구됨을 재확인하였으며, 본 발명에서의 높은 발현량과 수용성을 현저히 증가시켜주는 RID(RNA Interaction Domain) 및 수용성 발현 표지 인자의 대장균 발현 시스템에서의 필요성을 입증하였다. The expression vector prepared in Example 3-1 was transformed into HMS174 competent cells (Novagen (RecA mutation in a K-12 strain, Cat: 69453-3)). All transformed E. coli were incubated in 3 ml of LB medium containing 50 μg/ml kanamycin at 37 ° C. at 250 rpm for 5-7 hours, then 1 ml was transferred to 10 ml, diluted 10 times, and then further cultured. After about 2-4 hours, when O.D600 0.8~0.9 was reached, 0.4mM IPTG (Biosesang, Cat#I1006, Lot#LB0C0340, cas#367-93-1) was added and 17-19 hours at 16°C ( up to 21 hours). The culture medium obtained only the precipitated E. coli through centrifugation and stored frozen at -80 ° C. 0.3 ml of lysis buffer solution (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 and 10 mM imidazole) was added to the E. coli harvest corresponding to 3 ml of culture medium and sonicated After grinding, the total lysate (T, Total lysate) was separated into a precipitate (P, Precipitant) and a supernatant (S, Soluble lysate) through centrifugation, and then analyzed by SDS-PAGE. As a result, as shown in FIGS. 7c and 7d , it was confirmed that ENC-E7 LP and RID-ENC-E7 LP corresponding to each size were expressed and confirmed that 36.1 kDa and 45.7 kDa proteins were expressed at appropriate positions. However, it was confirmed that the solubility of the fusion protein was remarkably reduced even when the human papillomavirus of 35 amino acids and 4kDa smaller than the 18kDa rotavirus was fused to the C-terminus of the encapsulin. It was confirmed that RID, a high-efficiency and water-soluble enhancing fusion partner, is required to be expressed in E. coli as an encapsulin complex, ranging from peptides of sequence or small-sized to large-sized proteins. Therefore, as in Example 2, in order to prepare a VLP polymer finally exposed to the surface of the foreign antigen through fusion expression of the foreign antigen protein to the C-terminus of the encapsulin, the water-soluble expression marker of the present invention It was reconfirmed that is essential, and the need in the E. coli expression system of RID (RNA Interaction Domain) and water-soluble expression markers, which significantly increases the high expression level and water solubility in the present invention, was demonstrated.

<실시예 3-3> <Example 3-3>

수용성이 확인된 상기 실시예 3-2와 동일한 배양 방법을 이용하여 제조된 RID-ENC-E7 LP 복합체 단백질은 니켈(Ni) 친화성 크로마토그래피를 통하여 정제되었다. 동일한 방식의 배양 방법을 이용하여 500 ml의 대장균을 배양 및 발현을 유도하여 수득한 세포를 75ml의 용해 완충 용액 [A 버퍼 [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 및 10 mM imidazole]로 재현탁 하였다. 상기 세포 재현탁물을 초음파세포 파쇄기(sonication: pulse 3s/17s, 35% amplitude, 1min 30s, 4times total)를 이용하여 세포를 분쇄시켰다. 상기 용해된 세포를 4℃에서 13500rpm으로 10분동안 원심분리하고, 상층액을 취하여 AKTA(GE healthcare)을 이용하여 Ni+-친화 크로마토그래피를 수행하였다. 먼저, 양이온-교환 수지 컬럼인 HisTrap HP(GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK, 5mL size)컬럼을 완충액 A(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 및 10 mM imidazole)로 평형화시킨 다음, 수용성 단백질을 포함한 수용성 용해액을 1ml/분의 유속으로 상기 평형화된 컬럼에 적재하였다. RID-Encapsulin-VP8*단백질의 정제는 완충액 A 및 1M의 이미다졸을 포함한 완충액 B(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 및 1M imidazole)를 이용하여 이미다졸이 10mM 내지 1M 농도 범위에서 선형 농도 구배로 증가 주입되는 형태로 수행되었으며, 이를 통해 각각 2ml씩의 분획들을 수득하였다. The RID-ENC-E7 LP complex protein prepared using the same culture method as in Example 3-2, whose water solubility was confirmed, was purified through nickel (Ni) affinity chromatography. Cells obtained by culturing and inducing expression of 500 ml of E. coli using the same culture method were treated with 75 ml of lysis buffer [A buffer [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.1% Triton X-100 and 10 mM imidazole]. The cell resuspension was disrupted using an ultrasonic cell disrupter (sonication: pulse 3s/17s, 35% amplitude, 1min 30s, 4times total). The lysed cells were centrifuged at 13500 rpm at 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was collected and Ni+-affinity chromatography was performed using AKTA (GE healthcare). First, the cation-exchange resin column HisTrap HP (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK, 5mL size) column was heated with buffer A (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2 % Tween-20 and 10 mM imidazole), and then the aqueous solution containing the water-soluble protein was loaded onto the equilibrated column at a flow rate of 1 ml/min. Purification of RID-Encapsulin-VP8* protein was performed using buffer A and buffer B with 1M imidazole (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20 and 1M imidazole). Imidazole was carried out in the form of increasing injection in a linear concentration gradient in the concentration range of 10mM to 1M using this, and through this, fractions of 2ml each were obtained.

도 8a 및 도 8b에 나타난 바와 같이 상기 용출물을 SDS-PAGE를 통해 목적(타겟) 단백질의 분리 양상을 확인 후 해당 분획의 용출물을 Dialysis 버퍼 ([50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 10 mM NaCl, 0.2% Tween-20])에 9℃에서 12-16시간 동안 투석하였다. 이 때, 4시간 동안 먼저 투석한 후 나머지 8-12시간 동안 TEV 절단 효소를 이용하여 N 말단의 융합파트너인 RID와 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질과 인유두종 바이러스 항원이 융합된 융합 단백질을 사이를 절단하였다.As shown in FIGS. 8a and 8b, after confirming the separation pattern of the target (target) protein through SDS-PAGE for the eluate, the eluate of the fraction was treated with a Dialysis buffer ([50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 10 mM NaCl, 0.2% Tween-20]) at 9° C. for 12-16 hours. At this time, after dialyzing first for 4 hours, the fusion protein in which the N-terminal fusion partner RID and the encapsulin protein and the human papillomavirus antigen are fused is cut using a TEV cleaving enzyme for the remaining 8-12 hours. did.

IMAC 및 Dialysis 이후의 ENC-E7 LP 단백질이 VLP를 형성하는지 여부를 확인하기 위한 생화학적 분석을 수행하였으며, 후속 정제를 위하여 AKTA FPLC 시스템(GE healthcare)을 이용하여 이온 교환 수지 크로마토그래피 (Ion Exchange Chromatography)를 수행하였다. 상기의 투석에 의해 수득한 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질들은 FPLC 시스템(AKTA, GE healthcare)을 이용하여 이온 교환 수지 크로마토그래피로 정제하였다. 컬럼(HiTrap Q FF, 1mL size (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK)은 완충 용액 A(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20)으로 평형화되었으며, 1ml/분의 유속으로 로딩하였다. Encapsulin-E7 LP 단백질은 10mM 내지 1M의 선형 농도 구배를 갖는 NaCl을 주입하여 용출하였으며, 완충 용액 A와 완충 용액 B(50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1M NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20)를 통해 선형 농도 구배를 통한 정제를 진행하였으며, 각각 1ml씩의 분획들을 수득하였다. 이를 통하여 대장균 유래의 다른 단백질 등이 정제된 융합 단백질을 획득하였다 (도 8d). 정제된 ENC-E7 LP 단백질은 20% 글리세롤(glycerol) 비율을 포함한 상태로 4

Figure 112020056330261-pat00002
에서 보관하였으며, 최종적으로 정제된 단백질의 농도는 BSA(Amresco, Solon, OH, USA)를 이용하여 정량 하였다. 도 9a에 보여지는 바와 같이, 본 발명의 RID 및 수용성을 위한 추가 표지 인자가 단백질 발현부터 TEV 효소 처리 및 이온 교환 수지 크로마토그래피에 이르기까지의 정제 과정에서의 융합 단백질의 정제 양상 및 순도를 확인하였으며, 인유두종 바이러스의 항원의 경우에도 단백질을 안정적으로 획득하는 데 필수임을 확인하였다.Biochemical analysis was performed to determine whether the ENC-E7 LP protein after IMAC and Dialysis forms VLP, and for subsequent purification, Ion Exchange Chromatography (Ion Exchange Chromatography) was performed using the AKTA FPLC system (GE healthcare). ) was performed. Encapsulin proteins obtained by the above dialysis were purified by ion exchange resin chromatography using an FPLC system (AKTA, GE healthcare). Column (HiTrap Q FF, 1 mL size (GE Healthcare Life Sciences, Little Chalfont, Buckinghamshire, UK)) is buffer A (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20) was equilibrated with and loaded at a flow rate of 1 ml/min Encapsulin-E7 LP protein was eluted by injecting NaCl having a linear concentration gradient of 10 mM to 1 M, and buffer solution A and buffer solution B (50 mM Tris-HCl (pH) 7.5), 1M NaCl, 5% glycerol, 0.2% Tween-20) was purified through a linear concentration gradient, and fractions of 1 ml each were obtained.Through this, other proteins derived from E. coli were purified fusion protein. (Fig. 8d) Purified ENC-E7 LP protein was 4 in a state containing 20% glycerol
Figure 112020056330261-pat00002
, and finally the purified protein concentration was quantified using BSA (Amresco, Solon, OH, USA). As shown in Figure 9a, additional markers for RID and water solubility of the present invention confirmed the purification aspect and purity of the fusion protein in the purification process from protein expression to TEV enzyme treatment and ion exchange resin chromatography. , it was confirmed that even in the case of an antigen of human papillomavirus, it is essential for stably acquiring the protein.

<실시예 3-4> <Example 3-4>

실시예 3-3의 ENC-E7 LP 복합체의 정제된 바이러스 유사 입자(VLP)의 전체적인 직경을 확인하기 위하여 동적광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)을 통하여 분석하였다. 상기 복합체의 분석은 DLS (Particular Systems, Zetasizer Nano Family)를 이용하여 16℃의 온도 조건으로 샘플 1mL을 Cuvette에 넣어 측정하였다. 세포의 동적광산란 분석은 이미지에서 각 영역별 total intensity 및 Mass 등을 이용하여 확인하였다. 도 9b와 같이 DLS의 Hydrodynamic Radius에서의 직경이 야생형 엔캡슐린(Encapsulin)가 보이는 30~40nm와 비슷한 크기의 분포를 갖는 것을 확인하였다.In order to confirm the overall diameter of the purified virus-like particles (VLPs) of the ENC-E7 LP complex of Example 3-3, dynamic light scattering (DLS) was used. Analysis of the complex was measured by putting 1 mL of a sample in a cuvette at a temperature of 16°C using DLS (Particular Systems, Zetasizer Nano Family). Dynamic light scattering analysis of cells was confirmed using the total intensity and mass of each area in the image. As shown in FIG. 9b, it was confirmed that the diameter in the Hydrodynamic Radius of DLS had a distribution of a size similar to that of 30-40 nm that wild-type encapsulin was seen.

<실시예 3-5> <Example 3-5>

정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질에 의해 이루어진 바이러스 유사 입체(VLP)의 외형을 전자 현미경으로 관찰하였다. 정제된 Encapsulin VLP를 먼저 구리 그리드에 1분 간 올린 뒤 2% 아세트산 우라닐(uranyl acetate)를 이용하여 1분 간 염색하였고 10분 간 상온에서 건조한 뒤 투과 전자 현미경(TEM, Transmission electron microscope (120kV); Talos L120C, FEI, Czech)을 이용하여 촬영하였다. 도 9c에 나타난 바와 같이, 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질이 VLP를 형성하는 것을 확인할 수 있었다. The appearance of the virus-like stereotactic (VLP) formed by the purified encapsulin protein was observed with an electron microscope. The purified Encapsulin VLPs were first placed on a copper grid for 1 minute, then stained with 2% uranyl acetate for 1 minute, dried at room temperature for 10 minutes, and then under a transmission electron microscope (TEM, Transmission electron microscope (120 kV)). ; Talos L120C, FEI, Czech) was used. As shown in Figure 9c, it was confirmed that the purified encapsulin (Encapsulin) protein to form a VLP.

상기 얻어진 결과 도 9c에 나타난 바와 같이, 정제된 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질이 VLP를 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 확인된 VLP의 직경은 기존의 엔캡슐린(Encapsulin) 단백질의 직경인 30~40nm 사이로 보이며, C-말단에 항원단백질이 융합된 융합 단백질의 형태로도 구형의 VLP를 형성함을 확인하였다. 실시예 3의 결과에서도 실시예 2의 결과와 마찬가지로 본 발명을 이용한 엔캡슐린(Encapsulin)의 대장균에서의 고효율 단백질 생산 및 VLP 형성을 모두 확인하였으며, 이는 본 실험의 고효율 및 수용성 증진 융합 파트너인 RID가 엔캡슐린(Encapsulin)의 C-말단에 항원 등의 단백질을 삽입한 융합 단백질 기반의 플랫폼을 형성하는데 필수적임을 나타낸다.As a result of the above obtained results, as shown in Figure 9c, it was confirmed that the purified encapsulin (Encapsulin) protein to form a VLP. The diameter of the confirmed VLP appears to be between 30 and 40 nm, which is the diameter of the existing encapsulin protein, and it was confirmed that a spherical VLP was also formed in the form of a fusion protein in which an antigen protein was fused to the C-terminus. In the results of Example 3, as in the results of Example 2, both high-efficiency protein production and VLP formation in E. coli of Encapsulin using the present invention were confirmed, which is RID, a high-efficiency and water-soluble enhancement fusion partner of this experiment. indicates that it is essential to form a fusion protein-based platform in which a protein such as an antigen is inserted at the C-terminus of the encapsulin.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

<110> InThera Inc. <120> RECOMBINANT EXPRESSION VECTOR FOR PRODUCTION OF ENCAPSULIN-BASED VACCINE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME <130> 1067575 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 265 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ENCAPSULIN <400> 1 Met Glu Phe Leu Lys Arg Ser Phe Ala Pro Leu Thr Glu Lys Gln Trp 1 5 10 15 Gln Glu Ile Asp Asn Arg Ala Arg Glu Ile Phe Lys Thr Gln Leu Tyr 20 25 30 Gly Arg Lys Phe Val Asp Val Glu Gly Pro Tyr Gly Trp Glu Tyr Ala 35 40 45 Ala His Pro Leu Gly Glu Val Glu Val Leu Ser Asp Glu Asn Glu Val 50 55 60 Val Lys Trp Gly Leu Arg Lys Ser Leu Pro Leu Ile Glu Leu Arg Ala 65 70 75 80 Thr Phe Thr Leu Asp Leu Trp Glu Leu Asp Asn Leu Glu Arg Gly Lys 85 90 95 Pro Asn Val Asp Leu Ser Ser Leu Glu Glu Thr Val Arg Lys Val Ala 100 105 110 Glu Phe Glu Asp Glu Val Ile Phe Arg Gly Cys Glu Lys Ser Gly Val 115 120 125 Lys Gly Leu Leu Ser Phe Glu Glu Arg Lys Ile Glu Cys Gly Ser Thr 130 135 140 Pro Lys Asp Leu Leu Glu Ala Ile Val Arg Ala Leu Ser Ile Phe Ser 145 150 155 160 Lys Asp Gly Ile Glu Gly Pro Tyr Thr Leu Val Ile Asn Thr Asp Arg 165 170 175 Trp Ile Asn Phe Leu Lys Glu Glu Ala Gly His Tyr Pro Leu Glu Lys 180 185 190 Arg Val Glu Glu Cys Leu Arg Gly Gly Lys Ile Ile Thr Thr Pro Arg 195 200 205 Ile Glu Asp Ala Leu Val Val Ser Glu Arg Gly Gly Asp Phe Lys Leu 210 215 220 Ile Leu Gly Gln Asp Leu Ser Ile Gly Tyr Glu Asp Arg Glu Lys Asp 225 230 235 240 Ala Val Arg Leu Phe Ile Thr Glu Thr Phe Thr Phe Gln Val Val Asn 245 250 255 Pro Glu Ala Leu Ile Leu Leu Lys Phe 260 265 <210> 2 <211> 159 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Rotavirus G1P[8] VP8* <400> 2 Leu Asp Gly Pro Tyr Gln Pro Thr Thr Phe Thr Pro Pro Thr Asp Tyr 1 5 10 15 Trp Ile Leu Ile Asn Ser Asn Thr Asn Gly Val Val Tyr Glu Ser Thr 20 25 30 Asn Asn Ser Asp Phe Trp Thr Ala Val Ile Ala Val Glu Pro His Val 35 40 45 Asn Pro Val Asp Arg Gln Tyr Asn Val Phe Gly Glu Asn Lys Gln Phe 50 55 60 Asn Val Arg Asn Asp Ser Asp Lys Trp Lys Phe Leu Glu Met Phe Arg 65 70 75 80 Gly Ser Ser Gln Asn Asp Phe Tyr Asn Arg Arg Thr Leu Thr Ser Asp 85 90 95 Thr Arg Leu Val Gly Ile Leu Lys Tyr Gly Gly Arg Ile Trp Thr Phe 100 105 110 His Gly Glu Thr Pro Arg Ala Thr Thr Asp Ser Ser Asn Thr Ala Asn 115 120 125 Leu Asn Gly Ile Ser Ile Thr Ile His Ser Glu Phe Tyr Ile Ile Pro 130 135 140 Arg Ser Gln Glu Ser Lys Cys Asn Glu Tyr Ile Asn Asn Gly Leu 145 150 155 <210> 3 <211> 35 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> HPV E7 <400> 3 Gly Gln Ala Glu Pro Asp Arg Ala His Tyr Asn Ile Val Thr Phe Cys 1 5 10 15 Cys Lys Cys Asp Ser Thr Leu Arg Leu Cys Val Gln Ser Thr His Val 20 25 30 Asp Ile Arg 35 <210> 4 <211> 4341 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Vector Map (pET-9a) <400> 4 ttctcatgtt tgacagctta tcatcgataa gctttaatgc ggtagtttat cacagttaaa 60 ttgctaacgc agtcaggcac cgtgtatgaa atctaacaat gcgctcatcg tcatcctcgg 120 caccgtcacc ctggatgctg taggcatagg cttggttatg ccggtactgc cgggcctctt 180 gcgggatatc gtccattccg acagcatcgc cagtcactat ggcgtgctgc tagcgctata 240 tgcgttgatg caatttctat gcgcacccgt tctcggagca ctgtccgacc gctttggccg 300 ccgcccagtc ctgctcgctt cgctacttgg agccactatc gactacgcga tcatggcgac 360 cacacccgtc ctgtggatat ccggatatag ttcctccttt cagcaaaaaa cccctcaaga 420 cccgtttaga ggccccaagg ggttatgcta gttattgctc agcggtggca gcagccaact 480 cagcttcctt tcgggctttg ttagcagccg gatccgcgac ccatttgctg tccaccagtc 540 atgctagcca tatgtatatc tccttcttaa agttaaacaa aattatttct agagggaaac 600 cgttgtggtc tccctatagt gagtcgtatt aatttcgcgg gatcgagatc tcgatcctct 660 acgccggacg catcgtggcc ggcatcaccg gcgccacagg tgcggttgct ggcgcctata 720 tcgccgacat caccgatggg gaagatcggg ctcgccactt cgggctcatg agcgcttgtt 780 tcggcgtggg tatggtggca ggccccgtgg ccgggggact gttgggcgcc atctccttgc 840 atgcaccatt ccttgcggcg gcggtgctca acggcctcaa cctactactg ggctgcttcc 900 taatgcagga gtcgcataag ggagagcgtc gaccgatgcc cttgagagcc ttcaacccag 960 tcagctcctt ccggtgggcg cggggcatga ctatcgtcgc cgcacttatg actgtcttct 1020 ttatcatgca actcgtagga caggtgccgg cagcgctctg ggtcattttc ggcgaggacc 1080 gctttcgctg gagcgcgacg atgatcggcc tgtcgcttgc ggtattcgga atcttgcacg 1140 ccctcgctca agccttcgtc actggtcccg ccaccaaacg tttcggcgag aagcaggcca 1200 ttatcgccgg catggcggcc gacgcgctgg gctacgtctt gctggcgttc gcgacgcgag 1260 gctggatggc cttccccatt atgattcttc tcgcttccgg cggcatcggg atgcccgcgt 1320 tgcaggccat gctgtccagg caggtagatg acgaccatca gggacagctt caaggatcgc 1380 tcgcggctct taccagccta acttcgatca ctggaccgct gatcgtcacg gcgatttatg 1440 ccgcctcggc gagcacatgg aacgggttgg catggattgt aggcgccgcc ctataccttg 1500 tctgcctccc cgcgttgcgt cgcggtgcat ggagccgggc cacctcgacc tgaatggaag 1560 ccggcggcac ctcgctaacg gattcaccac tccaagaatt ggagccaatc aattcttgcg 1620 gagaactgtg aatgcgcaaa ccaacccttg gcagaacata tccatcgcgt ccgccatctc 1680 cagcagccgc acgcggcgca tctcgggcag cgttgggtcc tggccacggg tgcgcatgat 1740 cgtgctcctg tcgttgagga cccggctagg ctggcggggt tgccttactg gttagcagaa 1800 tgaatcaccg atacgcgagc gaacgtgaag cgactgctgc tgcaaaacgt ctgcgacctg 1860 agcaacaaca tgaatggtct tcggtttccg tgtttcgtaa agtctggaaa cgcggaagtc 1920 agcgccctgc accattatgt tccggatctg catcgcagga tgctgctggc taccctgtgg 1980 aacacctaca tctgtattaa cgaagcgctg gcattgaccc tgagtgattt ttctctggtc 2040 ccgccgcatc cataccgcca gttgtttacc ctcacaacgt tccagtaacc gggcatgttc 2100 atcatcagta acccgtatcg tgagcatcct ctctcgtttc atcggtatca ttacccccat 2160 gaacagaaat cccccttaca cggaggcatc agtgaccaaa caggaaaaaa ccgcccttaa 2220 catggcccgc tttatcagaa gccagacatt aacgcttctg gagaaactca acgagctgga 2280 cgcggatgaa caggcagaca tctgtgaatc gcttcacgac cacgctgatg agctttaccg 2340 cagctgcctc gcgcgtttcg gtgatgacgg tgaaaacctc tgacacatgc agctcccgga 2400 gacggtcaca gcttgtctgt aagcggatgc cgggagcaga caagcccgtc agggcgcgtc 2460 agcgggtgtt ggcgggtgtc ggggcgcagc catgacccag tcacgtagcg atagcggagt 2520 gtatactggc ttaactatgc ggcatcagag cagattgtac tgagagtgca ccatatatgc 2580 ggtgtgaaat accgcacaga tgcgtaagga gaaaataccg catcaggcgc tcttccgctt 2640 cctcgctcac tgactcgctg cgctcggtcg ttcggctgcg gcgagcggta tcagctcact 2700 caaaggcggt aatacggtta tccacagaat caggggataa cgcaggaaag aacatgtgag 2760 caaaaggcca gcaaaaggcc aggaaccgta aaaaggccgc gttgctggcg tttttccata 2820 ggctccgccc ccctgacgag catcacaaaa atcgacgctc aagtcagagg tggcgaaacc 2880 cgacaggact ataaagatac caggcgtttc cccctggaag ctccctcgtg cgctctcctg 2940 ttccgaccct gccgcttacc ggatacctgt ccgcctttct cccttcggga agcgtggcgc 3000 tttctcatag ctcacgctgt aggtatctca gttcggtgta ggtcgttcgc tccaagctgg 3060 gctgtgtgca cgaacccccc gttcagcccg accgctgcgc cttatccggt aactatcgtc 3120 ttgagtccaa cccggtaaga cacgacttat cgccactggc agcagccact ggtaacagga 3180 ttagcagagc gaggtatgta ggcggtgcta cagagttctt gaagtggtgg cctaactacg 3240 gctacactag aaggacagta tttggtatct gcgctctgct gaagccagtt accttcggaa 3300 aaagagttgg tagctcttga tccggcaaac aaaccaccgc tggtagcggt ggtttttttg 3360 tttgcaagca gcagattacg cgcagaaaaa aaggatctca agaagatcct ttgatctttt 3420 ctacggggtc tgacgctcag tggaacgaaa actcacgtta agggattttg gtcatgaaca 3480 ataaaactgt ctgcttacat aaacagtaat acaaggggtg ttatgagcca tattcaacgg 3540 gaaacgtctt gctcgaggcc gcgattaaat tccaacatgg atgctgattt atatgggtat 3600 aaatgggctc gcgataatgt cgggcaatca ggtgcgacaa tctatcgatt gtatgggaag 3660 cccgatgcgc cagagttgtt tctgaaacat ggcaaaggta gcgttgccaa tgatgttaca 3720 gatgagatgg tcagactaaa ctggctgacg gaatttatgc ctcttccgac catcaagcat 3780 tttatccgta ctcctgatga tgcatggtta ctcaccactg cgatccccgg gaaaacagca 3840 ttccaggtat tagaagaata tcctgattca ggtgaaaata ttgttgatgc gctggcagtg 3900 ttcctgcgcc ggttgcattc gattcctgtt tgtaattgtc cttttaacag cgatcgcgta 3960 tttcgtctcg ctcaggcgca atcacgaatg aataacggtt tggttgatgc gagtgatttt 4020 gatgacgagc gtaatggctg gcctgttgaa caagtctgga aagaaatgca taagcttttg 4080 ccattctcac cggattcagt cgtcactcat ggtgatttct cacttgataa ccttattttt 4140 gacgagggga aattaatagg ttgtattgat gttggacgag tcggaatcgc agaccgatac 4200 caggatcttg ccatcctatg gaactgcctc ggtgagtttt ctccttcatt acagaaacgg 4260 ctttttcaaa aatatggtat tgataatcct gatatgaata aattgcagtt tcatttgatg 4320 ctcgatgagt ttttctaaga a 4341 <210> 5 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> MSAVKAA <400> 5 Met Ser Ala Val Lys Ala Ala 1 5 <210> 6 <211> 70 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ARSNTD <400> 6 Ala Ala Val Gln Ala Ala Glu Val Lys Val Asp Gly Ser Glu Pro Lys 1 5 10 15 Leu Ser Lys Asn Glu Leu Lys Arg Arg Leu Lys Ala Glu Lys Lys Val 20 25 30 Ala Glu Lys Glu Ala Lys Gln Lys Glu Leu Ser Glu Lys Gln Leu Ser 35 40 45 Gln Ala Thr Ala Ala Ala Thr Asn His Thr Thr Asp Asn Gly Val Gly 50 55 60 Pro Glu Glu Glu Ser Val 65 70 <210> 7 <211> 70 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> MARSNTD(9) <400> 7 Ala Ala Val Gln Ala Ala Glu Val Lys Val Asp Gly Ser Glu Pro Lys 1 5 10 15 Leu Ser Ala Asn Glu Leu Ala Ala Arg Leu Ala Ala Glu Ala Ala Val 20 25 30 Ala Glu Ala Glu Ala Ala Gln Ala Glu Leu Ser Glu Lys Gln Leu Ser 35 40 45 Gln Ala Thr Ala Ala Ala Thr Asn His Thr Thr Asp Asn Gly Val Gly 50 55 60 Pro Glu Glu Glu Ser Val 65 70 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LINKER1 <400> 8 ggcggtggct ctggcggtgg ctct 24 <210> 9 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LINKER2 <400> 9 ggttctggtt ctggttct 18 <210> 10 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LINKER <400> 10 ggcggtggct ctggcggtgg ctctcaccat caccatcacc atggcggtgg ctct 54 <110> InThera Inc. <120> RECOMBINANT EXPRESSION VECTOR FOR PRODUCTION OF ENCAPSULIN-BASED VACCINE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME <130> 1067575 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 265 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ENCAPSULIN <400> 1 Met Glu Phe Leu Lys Arg Ser Phe Ala Pro Leu Thr Glu Lys Gln Trp 1 5 10 15 Gln Glu Ile Asp Asn Arg Ala Arg Glu Ile Phe Lys Thr Gln Leu Tyr 20 25 30 Gly Arg Lys Phe Val Asp Val Glu Gly Pro Tyr Gly Trp Glu Tyr Ala 35 40 45 Ala His Pro Leu Gly Glu Val Glu Val Leu Ser Asp Glu Asn Glu Val 50 55 60 Val Lys Trp Gly Leu Arg Lys Ser Leu Pro Leu Ile Glu Leu Arg Ala 65 70 75 80 Thr Phe Thr Leu Asp Leu Trp Glu Leu Asp Asn Leu Glu Arg Gly Lys 85 90 95 Pro Asn Val Asp Leu Ser Ser Leu Glu Thr Val Arg Lys Val Ala 100 105 110 Glu Phe Glu Asp Glu Val Ile Phe Arg Gly Cys Glu Lys Ser Gly Val 115 120 125 Lys Gly Leu Leu Ser Phe Glu Glu Arg Lys Ile Glu Cys Gly Ser Thr 130 135 140 Pro Lys Asp Leu Leu Glu Ala Ile Val Arg Ala Leu Ser Ile Phe Ser 145 150 155 160 Lys Asp Gly Ile Glu Gly Pro Tyr Thr Leu Val Ile Asn Thr Asp Arg 165 170 175 Trp Ile Asn Phe Leu Lys Glu Glu Ala Gly His Tyr Pro Leu Glu Lys 180 185 190 Arg Val Glu Glu Cys Leu Arg Gly Gly Lys Ile Ile Thr Thr Pro Arg 195 200 205 Ile Glu Asp Ala Leu Val Val Ser Glu Arg Gly Gly Asp Phe Lys Leu 210 215 220 Ile Leu Gly Gln Asp Leu Ser Ile Gly Tyr Glu Asp Arg Glu Lys Asp 225 230 235 240 Ala Val Arg Leu Phe Ile Thr Glu Thr Phe Thr Phe Gln Val Val Asn 245 250 255 Pro Glu Ala Leu Ile Leu Leu Lys Phe 260 265 <210> 2 <211> 159 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Rotavirus G1P[8] VP8* <400> 2 Leu Asp Gly Pro Tyr Gln Pro Thr Thr Phe Thr Pro Pro Thr Asp Tyr 1 5 10 15 Trp Ile Leu Ile Asn Ser Asn Thr Asn Gly Val Val Tyr Glu Ser Thr 20 25 30 Asn Asn Ser Asp Phe Trp Thr Ala Val Ile Ala Val Glu Pro His Val 35 40 45 Asn Pro Val Asp Arg Gln Tyr Asn Val Phe Gly Glu Asn Lys Gln Phe 50 55 60 Asn Val Arg Asn Asp Ser Asp Lys Trp Lys Phe Leu Glu Met Phe Arg 65 70 75 80 Gly Ser Ser Gln Asn Asp Phe Tyr Asn Arg Arg Thr Leu Thr Ser Asp 85 90 95 Thr Arg Leu Val Gly Ile Leu Lys Tyr Gly Gly Arg Ile Trp Thr Phe 100 105 110 His Gly Glu Thr Pro Arg Ala Thr Thr Asp Ser Ser Asn Thr Ala Asn 115 120 125 Leu Asn Gly Ile Ser Ile Thr Ile His Ser Glu Phe Tyr Ile Ile Pro 130 135 140 Arg Ser Gln Glu Ser Lys Cys Asn Glu Tyr Ile Asn Asn Gly Leu 145 150 155 <210> 3 <211> 35 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> HPV E7 <400> 3 Gly Gln Ala Glu Pro Asp Arg Ala His Tyr Asn Ile Val Thr Phe Cys 1 5 10 15 Cys Lys Cys Asp Ser Thr Leu Arg Leu Cys Val Gln Ser Thr His Val 20 25 30 Asp Ile Arg 35 <210> 4 <211> 4341 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Vector Map (pET-9a) <400> 4 ttctcatgtt tgacagctta tcatcgataa gctttaatgc ggtagtttat cacagttaaa 60 ttgctaacgc agtcaggcac cgtgtatgaa atctaacaat gcgctcatcg tcatcctcgg 120 caccgtcacc ctggatgctg taggcatagg cttggttatg ccggtactgc cgggcctctt 180 gcgggatatc gtccattccg acagcatcgc cagtcactat ggcgtgctgc tagcgctata 240 tgcgttgatg caatttctat gcgcacccgt tctcggagca ctgtccgacc gctttggccg 300 ccgcccagtc ctgctcgctt cgctacttgg agccactatc gactacgcga tcatggcgac 360 cacacccgtc ctgtggatat ccggatatag ttcctccttt cagcaaaaaa cccctcaaga 420 cccgtttaga ggccccaagg ggttatgcta gttattgctc agcggtggca gcagccaact 480 cagcttcctt tcgggctttg ttagcagccg gatccgcgac ccatttgctg tccaccagtc 540 atgctagcca tatgtatatc tccttcttaa agttaaacaa aattatttct agagggaaac 600 cgttgtggtc tccctatagt gagtcgtatt aatttcgcgg gatcgagatc tcgatcctct 660 acgccggacg catcgtggcc ggcatcaccg gcgccacagg tgcggttgct ggcgcctata 720 tcgccgacat caccgatggg gaagatcggg ctcgccactt cgggctcatg agcgcttgtt 780 tcggcgtggg tatggtggca ggccccgtgg ccgggggact gttgggcgcc atctccttgc 840 atgcaccatt ccttgcggcg gcggtgctca acggcctcaa cctactactg ggctgcttcc 900 taatgcagga gtcgcataag ggagagcgtc gaccgatgcc cttgagagcc ttcaacccag 960 tcagctcctt ccggtgggcg cggggcatga ctatcgtcgc cgcacttatg actgtcttct 1020 ttatcatgca actcgtagga caggtgccgg cagcgctctg ggtcatttt ggcgaggacc 1080 gctttcgctg gagcgcgacg atgatcggcc tgtcgcttgc ggtattcgga atcttgcacg 1140 ccctcgctca agccttcgtc actggtcccg ccaccaaacg tttcggcgag aagcaggcca 1200 ttatcgccgg catggcggcc gacgcgctgg gctacgtctt gctggcgttc gcgacgcgag 1260 gctggatggc cttccccatt atgattcttc tcgcttccgg cggcatcggg atgcccgcgt 1320 tgcaggccat gctgtccagg caggtagatg acgaccatca gggacagctt caaggatcgc 1380 tcgcggctct taccagccta acttcgatca ctggaccgct gatcgtcacg gcgatttatg 1440 ccgcctcggc gagcacatgg aacgggttgg catggattgt aggcgccgcc ctataccttg 1500 tctgcctccc cgcgttgcgt cgcggtgcat ggagccgggc cacctcgacc tgaatggaag 1560 ccggcggcac ctcgctaacg gattcaccac tccaagaatt ggagccaatc aattcttgcg 1620 gagaactgtg aatgcgcaaa ccaacccttg gcagaacata tccatcgcgt ccgccatctc 1680 cagcagccgc acgcggcgca tctcgggcag cgttgggtcc tggccacggg tgcgcatgat 1740 cgtgctcctg tcgttgagga cccggctagg ctggcggggt tgccttactg gttagcagaa 1800 tgaatcaccg atacgcgagc gaacgtgaag cgactgctgc tgcaaaacgt ctgcgacctg 1860 agcaacaaca tgaatggtct tcggtttccg tgtttcgtaa agtctggaaa cgcggaagtc 1920 agcgccctgc accattatgt tccggatctg catcgcagga tgctgctggc taccctgtgg 1980 aacacctaca tctgtattata cgaagcgctg gcattgaccc tgagtgattt ttctctggtc 2040 ccgccgcatc cataccgcca gttgtttacc ctcacaacgt tccagtaacc gggcatgttc 2100 atcatcagta acccgtatcg tgagcatcct ctctcgtttc atcggtatca ttacccccat 2160 gaacagaaat cccccttaca cggaggcatc agtgaccaaa caggaaaaaa ccgcccttaa 2220 catggcccgc tttatcagaa gccagacatt aacgcttctg gagaaactca acgagctgga 2280 cgcggatgaa caggcagaca tctgtgaatc gcttcacgac cacgctgatg agctttaccg 2340 cagctgcctc gcgcgtttcg gtgatgacgg tgaaaacctc tgacacatgc agctcccgga 2400 gacggtcaca gcttgtctgt aagcggatgc cgggagcaga caagcccgtc agggcgcgtc 2460 agcgggtgtt ggcgggtgtc ggggcgcagc catgacccag tcacgtagcg atagcggagt 2520 gtatactggc ttaactatgc ggcatcagag cagattgtac tgagagtgca ccatatatgc 2580 ggtgtgaaat accgcacaga tgcgtaagga gaaaataccg catcaggcgc tcttccgctt 2640 cctcgctcac tgactcgctg cgctcggtcg ttcggctgcg gcgagcggta tcagctcact 2700 caaaggcggt aatacggtta tccacagaat caggggataa cgcaggaaag aacatgtgag 2760 caaaaggcca gcaaaaggcc aggaaccgta aaaaggccgc gttgctggcg tttttccata 2820 ggctccgccc ccctgacgag catcacaaaa atcgacgctc aagtcagagg tggcgaaacc 2880 cgacaggact ataaagatac caggcgtttc cccctggaag ctccctcgtg cgctctcctg 2940 ttccgaccct gccgcttacc ggatacctgt ccgcctttct cccttcggga agcgtggcgc 3000 tttctcatag ctcacgctgt aggtatctca gttcggtgta ggtcgttcgc tccaagctgg 3060 gctgtgtgca cgaacccccc gttcagcccg accgctgcgc cttatccggt aactatcgtc 3120 ttgagtccaa cccggtaaga cacgacttat cgccactggc agcagccact ggtaacagga 3180 ttagcagagc gaggtatgta ggcggtgcta cagagttctt gaagtggtgg cctaactacg 3240 gctacactag aaggacagta tttggtatct gcgctctgct gaagccagtt accttcggaa 3300 aaagagttgg tagctcttga tccggcaaac aaaccaccgc tggtagcggt ggtttttttg 3360 tttgcaagca gcagattacg cgcagaaaaa aaggatctca agaagatcct ttgatctttt 3420 ctacggggtc tgacgctcag tggaacgaaa actcacgtta agggattttg gtcatgaaca 3480 ataaaactgt ctgcttacat aaacagtaat acaaggggtg ttatgagcca tattcaacgg 3540 gaaacgtctt gctcgaggcc gcgattaaat tccaacatgg atgctgattt atatgggtat 3600 aaatgggctc gcgataatgt cgggcaatca ggtgcgacaa tctatcgatt gtatgggaag 3660 cccgatgcgc cagagttgtt tctgaaacat ggcaaaggta gcgttgccaa tgatgttaca 3720 gatgagatgg tcagactaaa ctggctgacg gaatttatgc ctcttccgac catcaagcat 3780 tttatccgta ctcctgatga tgcatggtta ctcaccactg cgatccccgg gaaaacagca 3840 ttccaggtat tagaagaata tcctgattca ggtgaaaata ttgttgatgc gctggcagtg 3900 ttcctgcgcc ggttgcattc gattcctgtt tgtaattgtc cttttaacag cgatcgcgta 3960 tttcgtctcg ctcaggcgca atcacgaatg aataacggtt tggttgatgc gagtgatttt 4020 gatgacgagc gtaatggctg gcctgttgaa caagtctgga aagaaatgca taagcttttg 4080 ccattctcac cggattcagt cgtcactcat ggtgatttct cacttgataa ccttattttt 4140 gacgagggga aattaatagg ttgtattgat gttggacgag tcggaatcgc agaccgatac 4200 caggatcttg ccatcctatg gaactgcctc ggtgagtttt ctccttcatt acagaaacgg 4260 ctttttcaaa aatatggtat tgataatcct gatatgaata aattgcagtt tcatttgatg 4320 ctcgatgagt ttttctaaga a 4341 <210> 5 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> MSAVKAA <400> 5 Met Ser Ala Val Lys Ala Ala 1 5 <210> 6 <211> 70 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> ARSNTD <400> 6 Ala Ala Val Gln Ala Ala Glu Val Lys Val Asp Gly Ser Glu Pro Lys 1 5 10 15 Leu Ser Lys Asn Glu Leu Lys Arg Arg Leu Lys Ala Glu Lys Lys Val 20 25 30 Ala Glu Lys Glu Ala Lys Gln Lys Glu Leu Ser Glu Lys Gln Leu Ser 35 40 45 Gln Ala Thr Ala Ala Ala Thr Asn His Thr Thr Asp Asn Gly Val Gly 50 55 60 Pro Glu Glu Glu Ser Val 65 70 <210> 7 <211> 70 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> MARSNTD(9) <400> 7 Ala Ala Val Gln Ala Ala Glu Val Lys Val Asp Gly Ser Glu Pro Lys 1 5 10 15 Leu Ser Ala Asn Glu Leu Ala Ala Arg Leu Ala Ala Glu Ala Ala Val 20 25 30 Ala Glu Ala Glu Ala Ala Gln Ala Glu Leu Ser Glu Lys Gln Leu Ser 35 40 45 Gln Ala Thr Ala Ala Ala Thr Asn His Thr Thr Asp Asn Gly Val Gly 50 55 60 Pro Glu Glu Glu Ser Val 65 70 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LINKER1 <400> 8 ggcggtggct ctggcggtgg ctct 24 <210> 9 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LINKER2 <400> 9 ggttctggtt ctggttct 18 <210> 10 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LINKER <400> 10 ggcggtggct ctggcggtgg ctctcaccat caccatcacc atggcggtgg ctct 54

Claims (24)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 목적 단백질;
엔캡슐린 단백질; 및
RID(RNA interacting domain) 단백질;을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하고,
상기 목적 단백질은 로타바이러스(Rotavirus) 항원 단백질 또는 자궁경부암 바이러스 항원 단백질인, 백신 생산용 재조합 발현 벡터.
target protein;
encapsulin protein; and
Contains a polynucleotide encoding an RNA interacting domain (RID) protein;
The target protein is a rotavirus antigen protein or a cervical cancer virus antigen protein, a recombinant expression vector for vaccine production.
제7 항에 있어서,
상기 엔캡슐린 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 백신 생산용 재조합 발현 벡터.
8. The method of claim 7,
The encapsulin protein is a recombinant expression vector for vaccine production, characterized in that it comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
제7 항에 있어서,
상기 RID 단백질은 상기 백신의 발현량 또는 수용성을 증가시키기 위한 융합파트너인 것을 특징으로 하는 백신 생산용 재조합 발현 벡터.
8. The method of claim 7,
The RID protein is a recombinant expression vector for vaccine production, characterized in that it is a fusion partner for increasing the expression level or water solubility of the vaccine.
제7 항에 있어서,
상기 RID 단백질은 서열번호 5, 서열번호 6 또는 서열번호 7의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 백신 생산용 재조합 발현 벡터.
8. The method of claim 7,
The RID protein is a recombinant expression vector for vaccine production, characterized in that it comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7.
제7 항에 있어서,
상기 폴리뉴클레오타이드는 RID 단백질의 절단을 위하여 TEV 단백질을 코딩하는, 백신 생산용 재조합 발현 벡터.
8. The method of claim 7,
The polynucleotide encodes a TEV protein for cleavage of the RID protein, a recombinant expression vector for vaccine production.
삭제delete 삭제delete 제7 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 발현 벡터로 형질 전환된 숙주세포.A host cell transformed with the expression vector according to any one of claims 7 to 11. 제14 항에 있어서,
상기 숙주세포는 대장균(E. coli)인 것을 특징으로 하는 형질 전환된 숙주세포.
15. The method of claim 14,
The host cell is a transformed host cell, characterized in that E. coli (E. coli).
목적 단백질; 엔캡슐린 단백질; 및 RID(RNA interacting domain) 단백질;을 포함하고,
상기 목적 단백질은 로타바이러스(Rotavirus) 항원 단백질 또는 자궁경부암 바이러스 항원 단백질인, 융합단백질.
target protein; encapsulin protein; and an RNA interacting domain (RID) protein;
The target protein is a rotavirus antigen protein or a cervical cancer virus antigen protein, a fusion protein.
제16 항에 있어서,
상기 목적 단백질은 엔캡슐린 단백질의 C-말단에 연결되는 것을 특징으로 하는 융합단백질.
17. The method of claim 16,
The target protein is a fusion protein, characterized in that linked to the C-terminus of the encapsulin protein.
a) 목적 단백질; 엔캡슐린 단백질; 및 RID 단백질;을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 백신 생산용 재조합 발현 벡터를 생산하는 단계;
b) 상기 발현 벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 생산하는 단계; 및
c) 상기 형질전환체를 배양하여 재조합 융합 단백질의 발현을 유도하고, 이를 수득하는 단계;를 포함하며,
상기 목적 단백질은 로타바이러스(Rotavirus) 항원 단백질 또는 자궁경부암 바이러스 항원 단백질인, 백신 생산방법.
a) the protein of interest; encapsulin protein; And RID protein; producing a recombinant expression vector for vaccine production comprising a polynucleotide encoding the;
b) introducing the expression vector into a host cell to produce a transformant; and
c) inducing expression of the recombinant fusion protein by culturing the transformant, and obtaining it;
The target protein is a rotavirus antigen protein or a cervical cancer virus antigen protein, a vaccine production method.
제18 항에 있어서,
상기 RID 단백질은 상기 백신의 발현량 또는 수용성을 증가시키기 위한 융합파트너인 것을 특징으로 하는 백신 생산방법.
19. The method of claim 18,
The RID protein is a vaccine production method, characterized in that the fusion partner for increasing the expression level or water solubility of the vaccine.
제18 항에 있어서,
상기 RID 단백질은 서열번호 5, 서열번호 6 또는 서열번호 7의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 백신 생산방법.
19. The method of claim 18,
The RID protein is a vaccine production method, characterized in that it comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7.
제18 항에 있어서,
상기 숙주세포는 대장균(E. coli)인 것을 특징으로 하는 백신 생산방법.
19. The method of claim 18,
The host cell is Escherichia coli ( E. coli ) Vaccine production method, characterized in that.
제18 항에 있어서,
상기 엔캡슐린 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 백신 생산방법.
19. The method of claim 18,
The encapsulin protein is a vaccine production method, characterized in that it comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
삭제delete 삭제delete
KR1020200066119A 2020-06-01 2020-06-01 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same KR102264535B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200066119A KR102264535B1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same
CA3183499A CA3183499A1 (en) 2020-06-01 2021-05-31 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccin e and method for manufacturing the same
US18/000,381 US20240084310A1 (en) 2020-06-01 2021-05-31 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same
JP2022573711A JP2023527886A (en) 2020-06-01 2021-05-31 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for producing the same
PCT/KR2021/006758 WO2021246740A1 (en) 2020-06-01 2021-05-31 Recombinant expression vector for producing encapsulin-based vaccine, and preparation method therefor
AU2021282837A AU2021282837A1 (en) 2020-06-01 2021-05-31 Recombinant expression vector for producing encapsulin-based vaccine, and preparation method therefor
EP21817428.2A EP4159864A1 (en) 2020-06-01 2021-05-31 Recombinant expression vector for producing encapsulin-based vaccine, and preparation method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200066119A KR102264535B1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102264535B1 true KR102264535B1 (en) 2021-06-14

Family

ID=76417291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200066119A KR102264535B1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102264535B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023229329A1 (en) * 2022-05-23 2023-11-30 주식회사 백스다임 Crystalline-protein-based platform using viral nucleocapsid for producing target-protein-fused self-assembled nanoparticles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170108879A (en) * 2016-03-18 2017-09-27 연세대학교 산학협력단 Recombinant Expression Vectors for Producing Norovirus Vaccine
US20190125856A1 (en) * 2016-06-07 2019-05-02 Deutsches Krebsforschungszentrum Improvement of L2 Peptide Immunogenicity
KR20190060024A (en) * 2017-11-23 2019-06-03 (주)인테라 Novel peptide for enhancing expression efficiency and fusion protein including the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170108879A (en) * 2016-03-18 2017-09-27 연세대학교 산학협력단 Recombinant Expression Vectors for Producing Norovirus Vaccine
US20190125856A1 (en) * 2016-06-07 2019-05-02 Deutsches Krebsforschungszentrum Improvement of L2 Peptide Immunogenicity
KR20190060024A (en) * 2017-11-23 2019-06-03 (주)인테라 Novel peptide for enhancing expression efficiency and fusion protein including the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023229329A1 (en) * 2022-05-23 2023-11-30 주식회사 백스다임 Crystalline-protein-based platform using viral nucleocapsid for producing target-protein-fused self-assembled nanoparticles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU657560B2 (en) Capsid forming and cystein modified chimaeric MS2-coat protein
KR102264535B1 (en) Recombinant expression vector for production of encapsulin-based vaccine and method for manufacturing the same
CN106222189B (en) A method of based on class elastin laminin label preparation and reorganization N- akrencephalon pro-BNP
CN112778404B (en) Self-assembled nano-particles containing EB virus gHgL protein and preparation method and application thereof
CN108623696B (en) Method for immobilizing CBD-EndoS fusion enzyme by using cellulose
CN105671068B (en) A method of plasma pro-brain natriuretic peptide levels antigen substitute is prepared based on source of people skelemin Fn3
KR20230117543A (en) Recombinant expression vector for production of encapsulin-based dengue virus or corona virus vaccine and method for preparing the same
KR20050044857A (en) Immunogenic mimetics of multimer proteins with promiscuous t cell epitope inserts
KR101964155B1 (en) A fusion protein comprising virus coat protein and silica forming peptide and its use
CN107058277B (en) Application of soybean protein, preparation method of soybean protein, expression vector and primer
CN115960259B (en) Preparation method and application of modularized assembled bi-component nano particles
CN111040981A (en) Recombinant Escherichia coli Nissle1917 for expressing recombinant IL-2 and function verification method thereof
CN111139209B (en) Recombinant escherichia coli Nissle1917 for expressing HER2 single-chain antibody and functional verification method thereof
EP4159864A1 (en) Recombinant expression vector for producing encapsulin-based vaccine, and preparation method therefor
CN115521938A (en) Coxsackie virus 10 type recombinant virus-like particle expression system, virus-like particles prepared by expression system and hand-foot-and-mouth disease vaccine
CN113832168B (en) mRNA vaccine and preparation method and application thereof
KR102660479B1 (en) Vaccine composition for chicken pox or herpes zoster and method using the same
CN107354189A (en) Method for purifying proteins based on alpha-hydroxy acid
CN109821014B (en) Multi-antigen bionic influenza vaccine and preparation method and application thereof
US20240050559A1 (en) Method of making virus-like particle
KR890005071B1 (en) Method for producing of fusion enzyme by recombinant dna techniques
CN106488983A (en) Obtain the method for multi-epitope albumen and the DNA vector for embodying the method
KR20220034667A (en) Vaccine composition for chicken pox or herpes zoster and method using the same
US9512181B2 (en) Fusion proteins of ciliate granule lattice proteins, granular protein particles thereof, and uses therefor
KR20230010036A (en) Modified mini-nucleosome core proteins and their use in nucleic acid delivery

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant