KR102427080B1 - Socs6의 폴리 펩타이드 단편을 포함하는 비만의 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents
Socs6의 폴리 펩타이드 단편을 포함하는 비만의 개선 또는 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 SOCS6의 폴리 펩타이드 단편을 포함하는 비만치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 SOCS6의 폴리 펩타이드 단편은 지방분해와 관련된 유전자의 발현을 촉진하고, 지방세포에서 지질의 축적을 억제하며, 중성지방을 분해하는 효과가 우수하므로 비만의 예방 또는 치료용 제제로 유용하게 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 SOCS6의 폴리 펩타이드 단편을 포함하는 비만치료용 조성물에 관한 것이다.
최근 우리나라에서는 경제 성장과 식생활의 서구화로 인하여 음식물에서 얻는 지방분의 섭취량이 크게 증가하였으며, 이에 따라 비만, 당뇨병, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화증 및 지방간과 같은 대사성 질환이 증가되고 있는 추세이다. 특히, 비만은 상술한 대사성 질환과의 관련성이 매우 높아 치료의 대상이 되고 있다.
현재 비만을 치료하는 치료제로는 크게 중추 신경계에 작용하여 식욕에 영향을 주는 약제와 위장관에 작용하여 흡수를 저해하는 약물로 나누어 볼 수 있다. 중추 신경계에 작용하는 약물로는 각각의 기전에 따라 세로토닌 (5-HT) 신경계를 저해하는 펜플루라민, 덱스펜플루라민 등의 약물, 노르아드레날린 신경계를 통한 에페드린 및 카페인 등의 약물 및 최근에는 세로토닌 및 노르아드레날린 신경계에 동시 작용하여 비만을 저해하는 시부트라민 등의 약물들이 시판되고 있다. 이외에도, 위/장관에 작용하여 비만을 저해하는 약물로 장관 리파제를 저해하여 지방의 흡수를 줄여 주는 비만 치료제로 허가된 오를리스타트 등이 대표적인 약물로 사용되고 있다. 그러나 기존에 사용되어온 약물 중 펜플루라민 등의 약물은 부작용으로 원발성 폐고혈압이나 심장 판막병변을 일으켜 최근에 사용이 금지되었으며, 다른 약물들도 혈압감소나 유산산혈증 등의 문제점이 발생하여 심부전, 신장 질환 등의 환자에는 사용하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 안전하면서도 지방의 축적을 저해하거나 이미 축적된 지방을 분해하는 효능이 우수한 대체제로서의 신규 약물 개발이 시급한 실정이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명의 목적은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리 펩타이드 및 이를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방, 개선, 또는 치료용 약제학적 조성물과 식품조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리펩타이드를 인코딩하는 핵산 분자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 핵산 분자를 포함하는 재조합 벡터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 재조합 벡터를 포함하는 숙주세포를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 지방의 축적을 억제하고, 축적된 지방의 분해효과가 우수한 폴리 펩타이드를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, suppressor of cytokine signaling 6 (SOCS6) 단백질로부터 “TRSSREH”의 아미노산 서열을 가진 폴리 펩타이드를 도출하고, 본 폴리 펩타이드의 지방 축적 억제효과 및 지방 분해효과가 우수함을 확인하고 본 발명을 완성하였다. 상기 SOCS6 단백질 및 이를 인코딩하는 mRNA 서열에 관한 정보는 GenBank Access No. NM_004232.4에서 확인할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 폴리 펩타이드를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 폴리 펩타이드는 지방의 축적을 억제하고, 지방분해와 관련된 유전자인 AMPK1alpha, PPAR-gamma, 및 HSL(hormone-sensitive lipase)의 발현을 촉진한다.
본 발명에 있어서, 상기 AMPK는 세포 내의 에너지 항상성 유지에 센서 역할을 하는 효소로서 대사성 스트레스나 운동에 의해 세포 내의 에너지가 감소하는 경우, 활성화되어 ATP를 소비하는 과정(예를 들어, 지방산 합성과 콜레스테롤 합성)을 억제하고 ATP를 생산하는 과정(예를 들어, 지방산 산화와 해당과정)을 촉진한다(Hardie DG: AMP activated/SNF1 protein kinases: conserved guardians of cellular energy. Nat Rev Mol Cell Biol 8:774-785, 2007). AMPK의 활성화에 대한 효과는 에너지 대사 조절과 밀접하게 연관되어 있는 표적장기(간, 근육, 지방, 췌장)에 관여되어 있다(Zhang BB, Zhou G, Li C: AMPK: an emerging drug target for diabetes and the metabolic syndrome. Cell Metab 9:407-416, 2009). 간에서 AMPK가 활성화가 되면 지방산과 콜레스테롤의 합성을 억제하고 지방산의 산화를 촉진한다. 골격근에서 AMPK가 활성화되면 지방산의 산화와 당 흡수를 촉진하며 지방세포에서는 지방분해와 지방생성을 억제한다. 또한 AMPK의 활성화 및 발현 증가는 간 내 당 생성 억제를 통해 혈당저하를 유도한다(Foretz M, et al., Diabetes 54:1331-1339, 2005, Lochhead PA, et al., Diabetes 49:896-903, 2000).
본 명세서에서 사용되는 용어 “폴리 펩타이드”는 펩타이드 결합에 의해 아미노산 잔기들이 서로 결합되어 형성된 선형의 분자를 의미한다. 본 발명의 폴리 펩타이드는 당업계에 공지된 화학적 합성 방법, 특히 고상 합성 기술 (solid-phase synthesis techniques; Merrifield, J. Amer. Chem. Soc. 85:2149-54(1963); Stewart, et al., Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd. ed., Pierce Chem. Co.: Rockford, 111(1984)) 또는 액상 합성 기술(US 등록특허 제5,516,891호)에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 폴리 펩타이드는 아미노산 서열의 일부 부위를 선정하고 그 활성을 증가시키기 위해 N-말단 또는 C-말단에 변형을 유도할 수 있다. 이러한 변형을 통해 본 발명의 폴리 펩타이드는 생체내 투여시의 반감기를 증가시킨 높은 반감기를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 본 발명의 폴리 펩타이드의 C-말단은 히드록시기(-OH), 아미노기(-NH2), 아자이드기(-NHNH2) 등으로 변형될 수 있으며, 폴리 펩타이드의 N-말단은 아세틸기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐기, 포르밀기, 팔미토일기, 미리스틸기, 스테아릴기 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 구성된 군으로부터 선택되는 보호기가 결합될 수 있다.
상술한 아미노산의 변형은 본 발명의 폴리 펩타이드의 안정성을 크게 개선하는 작용을 한다. 본 명세서에서 용어 “안정성”은 인 비보 안정성뿐만 아니라, 저장 안정성(예컨대, 상온 저장 안정성)도 의미한다. 상술한 보호기는 생체 내의 단백질 절단효소의 공격으로부터 본 발명의 폴리 펩타이드를 보호하는 작용을 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열을포함하는 폴리 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 추가적으로 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 폴리 펩타이드의 약제학적 유효량을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 “비만”은 체내에 체지방이 과도하게 축적되는 것 및/또는 체중이 표준보다 과도하게 증가되는 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어 “약제학적 유효량”은 상술한 폴리 펩타이드의 비만의 치료 효능 또는 예방 효능을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.
본 명세서에서 용어, “예방”은 본 발명의 조성물의 투여로 질환 또는 병적 상태의 발병을 억제시키는 모든 행위를 의미한다.
본 명세서에서 용어, “치료”는 질환 또는 병적 상태의 발전의 억제; 질환의 경감; 및 질환의 제거를 의미한다.
본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 상기 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시 벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경피 투여, 피부 투여, 근육내 투여, 비강내 투여, 점막내 투여, 경막 내 투여, 복강내 투여, 안구내 투여 등으로 투여할 수 있으며, 구체적으로는 경구 투여할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 구체적인 구현예에 따르면, 본 발명의 약제학적 조성물의 1일 투여량은 0.001-100 ㎎/㎏이다. 상기 본 발명의 약제학적 조성물의 1일 투여량은 예컨대 0.1-100 mg/kg, 0.1-90 mg/kg, 0.1-80 mg/kg, 0.1-70 mg/kg, 0.1-60 mg/kg, 0.1-50 mg/kg, 0.1-400 mg/kg, 0.1-30 mg/kg, 0.1-20 mg/kg, 0.1-10 mg/kg, 0.1-50 mg/kg, 0.1-30 mg/kg, 0.1-20 mg/kg, 0.1-10 mg/kg, 0.1-7 mg/kg, 0.1-5 mg/kg 일 수 있고, 1-100 mg/kg, 1-90 mg/kg, 1-80 mg/kg, 1-70 mg/kg, 1-60 mg/kg, 1-50 mg/kg, 1-40 mg/kg, 1-30 mg/kg, 1-20 mg/kg, 1-10 mg/kg, 1-7 mg/kg, 1-5 mg/kg, 1-3 mg/kg, 1-2 mg/kg 일 수 있고, 보다 구체적으로는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 mg/kg 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화 함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 비만의 예방 및 치료의 효과를 가지는 공지의 화합물 또는 약제학적 조성물과 병행하여 투여할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 폴리 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 개선용 식품조성물을 제공한다.
상기 식품 조성물은 건강기능 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가될 수 있다.
본 명세서에서 용어, “개선” 은 본 발명의 조성물의 투여로 질환 또는 병적 상태로의 진행을 지연; 및 질환 또는 병적 상태를 경감시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명은 또한 상기 식품 조성물을 포함하는 건강기능 식품을 제공한다. 상기 건강기능 식품은 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 또는 건강 보조식품류 일 수 있다.
상기 식품 조성물에 함유된 본 발명의 폴리 펩타이드의 함량은 식품의 형태, 소망하는 용도 등에 따라 적절하게 조절될 수 있고 특별한 제한이 없다. 예컨대, 폴리 펩타이드의 함량은 전체 식품 중량의 0.001 내지 30 중량% 또는 0.01 내지 20 중량%일 수 있고, 건강 음료 조성물의 경우 100 ml을 기준으로 0.001 내지 15 g, 0.02 내지 10 g, 또는 0.3 내지 1 g일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 폴리 펩타이드를 포함하는 조성물이 식품 조성물로 제조되는 경우, 유효성분으로서 상기 폴리 펩타이드 뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있다. 상기 첨가 성분은 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)] 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 상기 폴리 펩타이드 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 두충 추출액, 대추 추출액, 감초 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명의 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물은 상술한 “비만의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물”과 동일하게 유효성분으로서 상술한 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 폴리 펩타이드를 포함하기 때문에, 양 발명 간에 공통된 사항은 본 명세서의 과도한 중복성을 피하기 위해 그 기재를 생략한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 폴리 펩타이드를 인코딩하는 핵산 분자를 제공한다.
본 명세서에서 용어 "핵산 분자”는 DNA(gDNA 및 cDNA) 그리고 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 의미를 갖으며, 핵산 분자에서 기본 구성 단위인 뉴클레오타이드는 자연의 뉴클레오타이드뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체(analogue)도 포함한다(Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York(1980); Uhlman 및 Peyman, Chemical Reviews, 90:543-584(1990)).
본 발명의 상기 폴리 펩타이드를 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열은 상기 폴리 펩타이드를 구성하는 아미노산 서열을 인코딩하는 뉴클레오타이드 서열인 것으로 족하며, 어느 특정 뉴클레오타이드 서열에 한정되지 않는다는 것은 당업자에게 자명하다. 이는 뉴클레오티드 서열의 변이가 발생하더라도 변이된 뉴클레오타이드 서열을 단백질로 발현하면 단백질 서열에서 변화를 가져오지 않는 경우도 있기 때문이다. 이를 코돈의 축퇴성이라고 한다. 따라서 상기 뉴클레오타이드 서열은 기능적으로 균등한 코돈 또는 동일한 아미노산을 코딩하는 코돈 (예를 들어, 코돈의 축퇴성에 의해, 아르기닌 또는 세린에 대한 코돈은 여섯 개이다), 또는 생물학적으로 균등한 아미노산을 코딩하는 코돈을 포함하는 뉴클레오타이드 서열을 포함한다.
상기 폴리 펩타이드를 인코딩하는 본 발명의 핵산 분자는 상기한 뉴클레오타이드 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 뉴클레오타이드 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기한 본 발명의 뉴클레오타이드 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 보다 바람직하게는 최소 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 최소 95%, 97%, 98%, 또는 99%의 상동성을 나타내는 뉴클레오타이드 서열을 의미한다.
상술한 생물학적 균등 활성을 갖는 변이를 고려한다면, 본 발명의 폴리 펩타이드를 인코딩하는 핵산 분자는 서열목록에 기재된 서열과 실질적인 동일성(substantial identity)을 나타내는 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기한 본 발명의 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 61%의 상동성, 보다 바람직하게는 70%의 상동성, 보다 더 바람직하게는 80%의 상동성, 가장 바람직하게는 90%의 상동성을 나타내는 서열을 의미한다. 서열비교를 위한 얼라인먼트 방법은 당업계에 공지되어 있다. 얼라인먼트에 대한 다양한 방법 및 알고리즘은 Smith and Waterman, Adv . Appl . Math. 2:482(1981); Needleman and Wunsch, J. Mol . Bio. 48:443(1970); Pearson and Lipman, Methods in Mol . Biol . 24: 307-31(1988); Higgins and Sharp, Gene 73:237-44(1988); Higgins and Sharp, CABIOS 5:151-3(1989); Corpet et al., Nuc . Acids Res. 16:10881-90(1988); Huang et al., Comp. Appl . BioSci . 8:155-65(1992) and Pearson et al., Meth . Mol . Biol . 24:307-31(1994)에 개시되어 있다. NCBI Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschul et al., J. Mol . Biol . 215:403-10(1990))은 NBCI(National Center for Biological Information) 등에서 접근 가능하며, 인터넷 상에서 blastp, blastn, blastx, tblastn 및 tblastx와 같은 서열 분석 프로그램과 연동되어 이용할 수 있다. BLAST는 ncbi 웹사이트의 BLAST 페이지를 통하여 접속 가능하다. 이 프로그램을 이용한 서열 상동성 비교 방법은 ncbi 웹사이트의 BLAST help 페이지에서 확인할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 폴리 펩타이드를 인코딩하는 핵산 분자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 발현 벡터는 상기 폴리 펩타이드를 인코딩하는 핵산 분자가 삽입된 벡터로서, 상기 핵산 분자의 뉴클레오티드 서열에 작동적으로 결합(operatively linked)되어 있고 숙주세포에서 RNA 분자를 형성시키는 프로모터 및 숙주세포에서 작용하여 RNA 분자의 3'-말단의 폴리아데닐화를 야기시키는 폴리 A 시그널 서열을 포함하는 숙주세포 발현용 재조합 벡터이다.
본 명세서에서 용어 "작동적으로 결합(operatively linked)"은 핵산 발현 조절 서열(예: 프로모터, 시그널 서열, 또는 전사조절인자 결합 위치의 어레이)과 다른 핵산 서열사이의 기능적인 결합을 의미하며, 이에 의해 상기 조절 서열은 상기 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 해독(translation)을 조절하게 된다.
본 발명의 벡터 시스템은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.
본 발명의 벡터는 전형적으로 클로닝을 위한 벡터 또는 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 또한, 본 발명의 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터(예컨대, pLλ 프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, T7 프로모터, tac 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 라이보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다.
숙주 세포로서 E. coli가 이용되는 경우, E. coli 트립토판 생합성 경로의 프로모터 및 오퍼레이터 부위(Yanofsky, C., J. Bacteriol., 158:1018-1024(1984)) 그리고 파아지 λ의 좌향 프로모터(pLλ 프로모터, Herskowitz, I. and Hagen, D., Ann. Rev. Genet., 14:399-445(1980))가 조절 부위로서 이용될 수 있다.
한편, 본 발명에 이용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드(예: pSK349, pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파지(예: λgt·λ4B, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스(예: SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.
본 발명의 벡터는 그로부터 발현되는 폴리펩티드의 정제를 용이하게 하기 위하여, 다른 서열과 융합될 수도 있다. 융합되는 서열은 예컨대, 글루타티온 S-트랜스퍼라제(Pharmacia, USA), 말토스 결합 단백질(NEB, USA), FLAG(IBI, USA) 및 6x His(hexahistidine; Quiagen, USA) 등이 있다. 상기 정제를 위한 추가적인 서열 때문에, 숙주에서 발현된 단백질은 친화성 크로마토그래피를 통하여 신속하고, 용이하게 정제된다.
본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자가 있다.
한편, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 진핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 포유동물 세포의 지놈으로부터 유래된 프로모터(예: 메탈로티오닌 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터(예: 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스 프로모터 및 HSV의 tk 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 갖는다. 선택적으로, 상기 벡터는 리포터 분자(예: 루시퍼라아제 및 -글루쿠로니다아제)를 코딩하는 유전자를 추가적으로 운반할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.
본 발명의 벡터를 안정하게 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주 세포는 당업계에 공지되어 있는 어떠한 숙주 세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli Origami2, E. coli JM109, E. coli BL21(DE3), E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110와 같은 E. coli 균주, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다.
또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주 세포로서, 이스트(Saccharomyce cerevisiae), 곤충 세포 및 동물 세포(예컨대, CHO 세포주(Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 벡터를 숙주 세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법(Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법(Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973); 및 Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기 천공 방법(Dower, W.J. et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145(1988)) 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주세포가 진핵 세포인 경우에는, 미세 주입법(Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘 포스페이트 침전법(Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기 천공법(Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법(Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법(Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트(Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 숙주 세포 내로 주입할 수 있다.
본 발명에서 숙주세포 내로 주입된 재조합 벡터는 숙주 세포 내에서 재조합된 상기의 폴리 펩타이드를 발현할 수 있으며, 이러한 경우에는 다량의 폴리 펩타이드를 얻게 된다. 예를 들어, 상기 발현 벡터가 lac 프로모터를 포함하는 경우에는 숙주 세포에 IPTG를 처리하여 유전자 발현을 유도할 수 있다.
형질전환된 숙주세포의 배양은 공지된 숙주세포 배양 방법 또는 이를 변형한 방법으로 행할 수 있다. 예를 들어, 숙주세포가 대장균(E. coli)인 경우 형질전환 숙주세포의 배양을 위한 배지는 대장균이 효율적으로 이용할 수 있는 탄소원, 질소원, 무기염 등을 포함한다면 천연 배지 또는 합성 배지를 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 탄소원은 글루코오스, 프럭토오스, 수크로오스와 같은 탄수화물; 녹말, 녹말의 가수분해물; 아세트산 및 프로피온산과 같은 유기산; 에탄올, 프로판올, 글리세롤과 같은 알코올 등을 포함한다. 질소원은 암모니아; 염화암모늄, 암모늄설페이트, 암모늄아세테이트 및 암모늄포스페이트와 같은 무기산 또는 유기산의 암모늄염; 펩톤, 고기추출물(meat extract), 이스트추출물, 옥수수 침지액, 카제인 가수분해물, 대두추출물, 대두가수분해물; 다양한 발효된 세포 및 이들의 분해물 등을 포함한다. 무기염은 포타슘디하이드로젠 포스페이트, 다이포타슘하이드로젠 포스페이트, 마그네슘 포스페이트, 마그네슘 설페이트, 소디엄 클로라이드, 망간 설페이트, 구리 설페이트, 칼슘 카보네이트 등을 포함한다.
상기 배양은 통상적으로 진탕배양 또는 회전기에 의한 회전에 의한 것과 같은 호기성 조건하에서 행한다. 배양 온도는 바람직하게는 10 내지 40℃의 범위에서 행하고, 배양시간은 일반적으로 5 시간 내지 7 일간 행한다. 배지의 pH는 배양 중에서 바람직하게는 3.0 내지 9.0의 범위를 유지한다. 배지의 pH는 무기 또는 유기산, 알칼리 용액, 우레아, 칼슘 카보네이트, 암모니아 등으로 조절할 수 있다. 배양 중에는 필요한 경우 재조합 벡터의 유지 및 발현을 위해 암피실린, 스트렙토마이신, 클로람페니콜, 카나마이신 및 테트라사이클린과 같은 항생제를 첨가할 수 있다. 유도(induction) 가능한 프로모터를 갖는 재조합 발현 벡터로 형질전환된 숙주세포를 배양하는 경우 필요하다면 배지에 적합한 유도제(inducer)를 첨가할 수 있다. 예를 들어, 발현 벡터가 lac 프로모터를 함유하는 경우 IPTG (isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside)를 첨가하고, trp 프로모터를 포함하는 경우 인돌아크릴산(indoleacrylic acid)을 배지에 첨가할 수 있다.
본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 SOCS6의 폴리 펩타이드 및 이를 포함하는 비만의 예방, 개선, 또는 치료용 조성물을 제공한다. 본 발명의 SOCS6의 폴리 펩타이드 단편은 지방분해와 관련된 유전자의 발현을 촉진하고, 지방세포에서 지질의 축적을 억제하며, 중성지방을 분해하는 효과가 우수하므로 비만의 예방 또는 치료용 제제로 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 세포독성 시험 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명지의 폴리 펩타이드 단편의 지방분해 인자의 발현에 미치는 영향을 RT-PCR 결과를 통해 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 지방 축적 억제 효과를 지방 조직에 대한 H&E 염색 결과를 통해 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명지의 폴리 펩타이드 단편의 지방분해 인자의 발현에 미치는 영향을 RT-PCR 결과를 통해 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 지방 축적 억제 효과를 지방 조직에 대한 H&E 염색 결과를 통해 나타낸 도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.
제조예
1: 본 발명의
폴리
펩타이드
단편의 제작
서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 본 발명의 비만 개선 또는 치료용 폴리 펩타이드 단편을 제조하였다. 본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 아미노산 서열은 “TRSSREH”로 이루어진다. 상기 본 발명의 폴리 펩타이드는 ASP48S (Peptron, Inc., Korea)를 사용하여 Fmoc SPPS (solid phase peptide synthesis)방법으로 합성하였고 Vydac Everest C18 column (250 mm × 22 mm, 10 μm, USA)을 사용하는 고성능 역상 HPLC (Shimadzu Prominence HPLC, Japan)를 이용하여 분리하였다. 0.1%(v/v) Trifluoroacetic acid를 포함하는 Water-Acetonitrile linear gradient(Acetonitrile 농도: 10~75%(v/v)) 방법으로 분리하고, 정제된 폴리 펩타이드의 분자량은 LC/MS (Shimadzu LC/MS-2020 series, Japan)를 사용하여 확인하였다. 동결 건조는 FDT-12012 (Operon, Korea)를 사용하였다. 상기와 같이 제조된 본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 분자량(MW)은 871.43 Da 이었으며, 순도(Purity)는 99%였다. 상기 폴리 펩타이드 단편을 AM-LIPOCUT-02 로 명명하고 이하의 실험에 사용하였다.
실험예
1: 본 발명의
폴리
펩타이드
단편의 세포독성 시험
본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 세포독성을 확인하고자 다음과 같은 시험을 수행하였다.
3T3-L1 세포주를 96 well plate에 1×104 세포수로 10% bovine calf serum (BCS), 1% penicillin streptomycin이 함유된 Dulbecco's modified Eagle's media (DMEM)를 사용하여 37℃, 5% CO2 조건의 incubator에서 배양하였다. 12시간 배양한 뒤 시료를 1, 5, 10 ug/ml으로 처리한 후 배양 24시간 뒤 각 well에 EZ-Cytox (DoGen, Korea, Cat. No. EZ-1000) 10 ㎕를 각 well에 첨가하였다. 약 0.5 내지 4 시간 동안 incubator에서 반응을 시켰다. 각 시료의 흡광도를 측정하기 전 1분 정도 부드럽게 shaking 한 후 spectrophotometer를 이용하여 450nm에서 흡광도를 측정하였다.
결과는 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 폴리 펩타이드 단편(AM-LIPOCUT-02)을 0, 1, 5, 10 ug/ml의 농도로 처리한 결과, 모든 농도에서 80% 이상의 세포 생존율을 나타내었다. 상기 결과로부터, 본 발명의 폴리 펩타이드 단편은 폴리 펩타이드 물질 자체의 독성은 없는 것으로 판단되었으며, 다만 상기 세포 생존율의 감소는 본 발명의 폴리 펩타이드 단편이 지방세포 분화를 억제하거나 세포의 사멸을 유도하기 때문인 것으로 판단되었다.
실험예
2: 본 발명의
폴리
펩타이드
단편의 지방분해 인자의 발현
본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 지방분해 인자 발현에 미치는 영향을 확인하고자 본 발명의 폴리 펩타이드 단편을 각각 1, 5, 10 ug/ml로 처리한 후의 지방세포에서 RNA를 추출하고 지방분해와 관련된 인자(ATGL, PPAR-gamma, AMPK1a, 및 HSL)의 발현 정도를 다음과 같이 측정하였다. 양성대조군으로는 50 uM/ml의 TNF-alpha를 사용하였다.
먼저, Qiagen RNeasy kit를 사용해 지방세포에서 전체 RNA를 추출하였다. RNA로부터 단일가닥 DNA를 합성하기 위해서 3 mg RNA, 랜덤 헥사머 2 mg과 DEPC를 처리한 물을 가하고 65℃에서 5분간 반응시켰다. 5 x first strand buffer, 0.1M DTT, 10 mM dNTP, 역전사효소를 넣어 총 20 ml가 되게 하고 42℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 다시 95℃에서 5분간 가열한 후 증류수 20 ml을 가하여 최종 40 ml의 cDNA를 만들었다. PCR은 3 ml cDNA, 각 지방분해와 관련된 유전자(ATGL, PPAR-gamma, AMPK1a, 및 HSL)에 특이적인 10 pmole의 프라이머, 10x Tag 버퍼, 10 mM dNTP 그리고 i-Tag DNA 합성효소를 혼합하여 시행하였다. PCR 조건은 95℃에서 30초, 55-59℃에서 30초, 72℃에서 30초로 반응시켰다. 유전자들은 PCR 결과가 지수적으로 증폭할 수 있는 조건에서 분석하였다. PCR 산물의 5-10 ul을 얻어 1% 아가로스 겔에 전기영동하고 에티듐 브로마이드로 염색하여 확인하였다. 결과는 도 2에 나타내었다.
| 유전자명 | F/R | 서열 (5' to 3') | 서열번호 |
| ATGL | Forward | CAACGCCACTCACATCTACG | 2 |
| Reverse | GAGGGTAGGAGGAATGAGGC | 3 | |
| AMPK1a | Forward | CTCAACCGGCAGAAGATTCG | 4 |
| Reverse | GCCTGCGTACAATCTTCCTG | 5 | |
| PPAR-gamma | Forward | AACTCCCTCATGGCCATTGA | 6 |
| Reverse | TTTCCTGTCAAGATCGCCCT | 7 | |
| HSL | Forward | CAGCATGGATTTACGCACGA | 8 |
| Reverse | GCGTGACATACTCTTGCAGG | 9 | |
| GAPDH | Forward | GGCATCTTGGGCTACACTGAG | 10 |
| Reverse | GGAAGAGTGGGAGTTGCTGTTG | 11 |
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 폴리 펩타이드 단편(AM-LIPOCUT-02)은 지방분해 인자인 HSL 및 AMPK1-alpha 발현을 농도의존적으로 증가시켜 이미 축적된 지방을 분해함으로써 우수한 항비만 효과를 나타낼 수 있다.
실험예
3: 본 발명의
폴리
펩타이드
단편의 지방 축적 억제 효과
본 발명의 폴리 펩타이드 단편의 지방 축적 억제효과를 측정하기 위하여 3T3-L1 세포를 2x104 세포/웰로 24웰 플레이트에 시딩하여 배양한 후, 10 μg/ml 인슐린, 0.1 μM 덱사메타손 및 0.5 μM IBMX가 포함된 분화배지로 교환하고 농도별(1, 5, 10 ug/ml)로 폴리 펩타이드를 처리하였다. 그 후 매 2일마다 10 μg/ml 인슐린이 포함된 배지로 교환하였으며, 분화유도 9일째 H&E염색을 수행하였다. 염색 방법은 실험군별 처리가 완료된 3T3-L1 세포를 PBS로 세척한 후 4% 파라포름알데히드를 10분간 처리하여 고정해주고, 증류수로 세척한 후 60% 이소프로파놀로 5-10분간 배양하였다. 염색된 세포들은 광학 현미경으로 관찰하였다. 결과는 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 폴리 펩타이드를 처리하였을 때 농도 의존적으로 세포내 지방 축적 정도가 감소하는 것을 H&E 염색을 통해 확인할 수 있었다
상기 결과로부터 본 발명의 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리 펩타이드 단편은 중성지방을 분해시키는 효과가 우수함을 확인하였다.
<110> AMMEDICS Co., Ltd.
<120> Composition for alleviating or treating obesity comprising
peptide fragment of SOCS6
<130> AM2-1020200043
<160> 11
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 7
<212> PRT
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> AM-LIPOCUT-02
<400> 1
Thr Arg Ser Ser Arg Glu His
1 5
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> ATGL Forward primer
<400> 2
caacgccact cacatctacg 20
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> ATGL Reverse primer
<400> 3
gagggtagga ggaatgaggc 20
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> AMPK1alpha Forward primer
<400> 4
ctcaaccggc agaagattcg 20
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> AMPK1alpha Reverse primer
<400> 5
gcctgcgtac aatcttcctg 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PPAR-gamma Forward primer
<400> 6
aactccctca tggccattga 20
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PPAR-gamma Reverse primer
<400> 7
tttcctgtca agatcgccct 20
<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HSL Forward primer
<400> 8
cagcatggat ttacgcacga 20
<210> 9
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HSL Reverse primer
<400> 9
gcgtgacata ctcttgcagg 20
<210> 10
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH Forward primer
<400> 10
ggcatcttgg gctacactga g 21
<210> 11
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH Reverse primer
<400> 11
ggaagagtgg gagttgctgt tg 22
Claims (5)
- 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 폴리 펩타이드.
- 제1항의 폴리 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물.
- 제1항의 폴리 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 개선용 식품조성물.
- 제1항의 폴리 펩타이드를 인코딩하는 핵산 분자.
- 제4항의 핵산 분자를 포함하는 재조합 벡터.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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| US20140178950A1 (en) | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Solazyme, Inc. | Genetically engineered microbial strains including chlorella protothecoides lipid pathway genes |
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Patent Citations (2)
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