KR102485194B1 - LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드는 전복의 산란율 및 산란양을 증가시키고, 산란 유도 시간을 단축시키는 효과가 우수하므로, 관련 산업에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
Description
본 발명은 LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물에 관한 것이다.
척추동물에서는 성숙 관련 내분비 조절에 대해 많이 알려져 있고, 번식 조절 관련 호르몬과 수용체 신호 전달 체계 또한 상세히 보고되고 있다. 생식 기능은 뇌의 시상하부(hypothalamus)-뇌하수체(pituitary gland)-생식선(gonad)의 HPG축을 따라 분비되는 내분비 호르몬이 성숙 촉진, 배란 유도, 출산 등에 관여함으로써 조절된다. 성숙 과정에 관여하는 대표적인 호르몬과 신경 펩타이드류에는 멜라토닌(melatonin), 키스펩틴(kisspeptin), 뉴로키닌 B(neurokinin B), 생식선자극호르몬-저해호르몬(gonadotropin-inhibitory hormone, GnIH), 생식선자극호르몬-방출호르몬(gonadotropin-releasing hormone, GnRH), 황체형성 호르몬(leteinizing hormone, LH), 난포자극 호르몬(follicle-stimulating hormone, FSH) 및 성장인자 인히빈(inhibin) 등이 있다. 척추동물의 성숙 과정에서 중요한 역할을 하는 펩타이드에는 GnRH 및 지질동원호르몬(adipokinetic hormone, AKH)이 있으며, 복족류의 번식생리학적 성숙 및 신경내분비현상에 관련된 신경펩타이드로 APGWamide, myomodulin, FMRFamide 및 shistomomin에 대해 보고된 바 있으나, 복족류에서의 생체 작용에 대한 연구는 미비한 실정이다.
복족류(Gastropoda)는 연체동물의 한 강으로, 대부분이 볼록한 나선 모양의 껍데기를 가지며 좌우 대칭이다. 머리와 가슴의 구분이 없고 배는 너비가 넓은 발이 되며, 전복, 소라, 고둥, 달팽이, 다슬기 등이 이에 속한다. 복족류 중 전복은 옛날부터 식용으로 소비되어져 왔으며, 1960년대에 국립수산과학원의 수산종묘배양장에서 종묘생산을 시작하였다. 우리나라에서는 한류성인 북방전복(Haliotis discus hannai)과 난류성인 까막전복(Haliotis discus), 말전복(Haliotis gigantea), 왕전복(Haliotis madaka), 오분자기(Haliotis diversicolor diversicolor), 마대오분자기(Haliotis diversicolor supertexta) 등이 알려져 있다.
2014년 기준 우리나라 전복 생산량은 비공식적으로 약 7,000억원 규모지만, 전복의 양식과정에서 치패(어린 개체)의 사망으로 인한 손실액은 약 900~1,000억원에 이르며, 이러한 치패의 사망원인 중 하나는 치패의 낮은 건강도 때문이다. 따라서, 건강한 전복 치패를 생산하기 위해서는 완전히 성숙된 알을 확보해야 한다. 자연에서 전복류의 산란기는 초가을(9월~10월)이지만, 현재 전복 양식현장에서는 히트펌프나 보일러를 이용하여 가온한 후 초봄(3월~4월)에 산란을 시킨다. 이로 인해 산란율이 감소하고, 미성숙 상태로 산란된 알에서 건강하지 못한 치패가 생산되고 있는 실정이다. 또한, 전복 모패는 가온이라는 물리적 스트레스에 의해 산란 후 높은 사망률을 보인다. 따라서, 산란 유도 효과가 우수할 뿐만 아니라 모패의 건강에 영향을 주지 않는 산란 유도제 개발에 대한 연구가 필요하다.
한편, 한국등록특허 제1864704호에는 '북방전복 유래의 GnRH 유전자 및 이의 용도'가 개시되어 있고, 한국등록특허 제1941857호에는 '북방전복의 성숙 발달 정도를 특이적으로 판별하기 위한 키트'가 개시되어 있으나, 본 발명의 'LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물'에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드가 전복의 산란율 및 산란양을 증가시키고, 산란 유도 시간을 단축시키는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 촉진용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 전복에 투여하는 단계를 포함하는 전복의 대량생산 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 촉진용 사료 첨가제 조성물을 제공한다.
본 발명의 GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드는 전복의 산란율 및 산란양을 증가시키고, 산란 유도 시간을 단축시킴으로써 전복의 대량생산이 가능하게 할 것으로 판단되어, 관련 산업에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 북방전복(Haliotis discus hannai)의 LFRFamide 전구체의 오픈 리딩 프레임(open reading frame, ORF)의 염기서열 및 아미노산 서열을 나타낸 모식도이다. 노란색으로 표시한 아미노산 서열은 시그널 펩타이드(signal peptide)이고, 빨간색으로 표시한 아미노산 서열은 절단부위이고, 파란색으로 표시한 아미노산 서열은 생리활성 펩타이드(bioactive peptide)이며, 초록색으로 표시한 아미노산 서열은 아미드화(amidation)되는 부위를 나타낸 것이다.
도 2는 북방전복(Haliotis discus hannai)에 본 발명의 GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드를 주사로 투여하고 산란을 유도한 후, 산란양을 측정한 결과를 나타낸 것이다. saline은 생리 식염수 투여군이고, AKH는 지질동원호르몬(adipokinetic hormone) 투여군이고, GnRH는 생식선자극호르몬방출호르몬(gonadotropin releasing hormone) 투여군이다. *는 생리 식염수 투여군 대비 GSLFRFamide 펩타이드 투여군의 산란양이 통계적으로 유의미하게 증가했다는 것으로, p<0.05이고, **는 생리 식염수 투여군 대비 GGLFRFamide 펩타이드 투여군의 산란양이 통계적으로 유의미하게 증가했다는 것으로, p<0.01이다.
도 2는 북방전복(Haliotis discus hannai)에 본 발명의 GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드를 주사로 투여하고 산란을 유도한 후, 산란양을 측정한 결과를 나타낸 것이다. saline은 생리 식염수 투여군이고, AKH는 지질동원호르몬(adipokinetic hormone) 투여군이고, GnRH는 생식선자극호르몬방출호르몬(gonadotropin releasing hormone) 투여군이다. *는 생리 식염수 투여군 대비 GSLFRFamide 펩타이드 투여군의 산란양이 통계적으로 유의미하게 증가했다는 것으로, p<0.05이고, **는 생리 식염수 투여군 대비 GGLFRFamide 펩타이드 투여군의 산란양이 통계적으로 유의미하게 증가했다는 것으로, p<0.01이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 촉진용 조성물을 제공한다.
본 발명의 복족류의 산란 촉진용 조성물에 있어서, 상기 복족류는 바람직하게는 전복일 수 있고, 상기 전복은 북방전복, 까막전복, 말전복, 왕전복, 오분자기, 마대오분자기일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
상기 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드는 북방전복(Haliotis discus hannai)의 LFRFamide 전구체에 포함되어 있는 펩타이드로, 당업계에 알려진 통상의 펩타이드 합성 방법에 의해 제조가 가능하며, 제조 방법에 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 복족류의 산란 촉진용 조성물은 복족류의 산란율 및 산란양을 증가시키고, 산란 유도 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 복족류의 산란 촉진용 조성물에 있어서, 상기 조성물의 제형은 바람직하게는 주사제일 수 있으나, 이에 제한하지 않는다.
상기 주사제는 pH 조절제, 등장화제, 계면활성제, 안정화제, 보존제, 킬레이트제 및 완충제로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 첨가제; 및 주사용수를 포함할 수 있다.
상기 pH 조절제는 주사제의 pH를 조절하는 역할을 하며, 산성 물질, 염기성 물질을 모두 포함할 수 있고, 상기 등장화제는 당, 당알코올 및 염류 등을 포함하며, 삼투압을 조절할 수 있는 적합한 양으로 사용될 수 있고, 상기 계면활성제는 이온성, 비이온성, 및/또는 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 예를 들어, 콜레스테롤, β-콜레스테롤, 시스토스테롤, 에르고스테롤, 스티그마스테롤, 스티그마스테롤 아세테이트, 라노스테롤 및 이들의 조합을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 보존제는 제제학 분야에서 통상적으로 사용되는 항균제를 포함하는 것이고, 상기 완충제는 제2인산나트륨(Dibasic sodium phosphate), 시트르산, 시트르산나트륨수화물, 시트르산칼륨, 아세트산, 아세트산나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼슘, 제삼인산칼슘, 젖산칼슘, 글라이신, 말레산, 말산, 글루탐산나트륨, 글루탐산모노나트륨, 젖산나트륨, 인산나트륨 및 이의 혼합물 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 주사용수는 고형주사제의 용해나 수용성 주사제를 희석하기 위하여 만들어진 증류수이다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 전복에 투여하는 단계를 포함하는 전복의 대량생산 방법을 제공한다.
본 발명의 전복의 대량생산 방법에 있어서, 상기 조성물은 복족류의 산란 촉진용 조성물일 수 있으며, 전술한 바와 같다.
또한, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 촉진용 사료 첨가제 조성물을 제공한다.
상기 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드는 복족류의 산란율 및 산란양을 증가시키고, 산란 유도 시간을 단축시키므로, 복족류의 산란 촉진용 사료 첨가제 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 사료 첨가제에는 아미노산, 무기염류, 비타민, 항생물질, 항균물질, 항산화, 항곰팡이 효소, 다른 생균 형태의 미생물 제제 등과 같은 보조제 성분; 해조류 또는 곡물, 예를 들면 분쇄 또는 파쇄된 미역, 다시마, 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀; 식물성 단백질 사료, 예를 들면 평지, 콩 및 해바라기를 주성분으로 하는 것; 동물성 단백질 사료, 예를 들면 생선분, 혈분, 육분 및 골분; 당분 및 유제품, 예를 들면 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분; 지질, 예를 들면 가열에 의해 임의로 액화시킨 동물성 지방 및 식물성 지방 등과 같은 주성분; 영양보충제, 소화 및 흡수향상제, 성장촉진제, 질병 예방제와 같은 첨가제가 추가로 포함될 수 있다.
상기 사료 첨가제는 복족류에게 단독으로 투여되거나 식용 담체와 같은 다른 사료 첨가제와 조합되어 투여될 수 있다. 또한, 상기 사료 첨가제는 탑 드레싱으로서 또는 이들을 복족류의 사료에 직접 혼합 또는 사료와 별도로 또는 별도의 경구 제형으로, 주사 또는 경피로 또는 다른 성분과 조합하여 쉽게 투여할 수 있다. 통상적으로, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 단독 일일 투여량 또는 분할 일일 투여량을 사용할 수 있다. 상기 사료 첨가제를 복족류의 사료와 별도로 투여할 경우, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 비-독성 제약상 허용 가능한 식용 담체와 조합하여 즉석 방출 또는 서방성 제형으로 제조할 수 있다. 이러한 식용 담체는 고체 또는 액체, 예를 들어 옥수수 전분, 락토스, 수크로스, 콩 플레이크, 땅콩유, 올리브유, 참깨유 및 프로필렌 글리콜일 수 있다. 고체 담체가 사용될 경우, 투여형은 정제, 캡슐제, 산제, 토로키제 또는 함당정제 또는 미분산성 형태의 탑 드레싱일 수 있다. 액체 담체가 사용될 경우, 연 젤라틴 캡슐제, 또는 시럽제 또는 액체 현탁액제, 에멀젼제 또는 용액제의 투여 형태일 수 있다. 또한, 투여 형태는 보조제, 예를 들어 보존제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제, 용액 촉진제 등을 함유할 수 있다. 상기의 사료 첨가제는 침지, 분무 또는 혼합하여 상기 복족류의 사료에 첨가하여 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 전복의 산란 유도용 펩타이드 합성
북방전복(Haliotis discus hannai)의 LFRFamide 전구체의 오픈 리딩 프레임(open reading frame, ORF)의 염기서열은 130개의 아미노산을 암호화하고 있으며, 24개의 아미노산으로 구성된 시그널 펩타이드(signal peptide)와 4개의 생리활성 펩타이드(bioactive peptide)를 포함하고 있다. 각각의 생리활성 펩타이드의 C-말단 부위에는 아르기닌-페닐알라닌(aginine-phenylalanine, R-F) 다음에 하나의 글라이신(glycine, G)이 있어서 페닐알라닌이 단백질로 번역된 후, 아미드화(amidation)될 것으로 예상된다. 또한, 각 펩타이드의 N-말단에 위치한 염기성 잔기는 세포 내 단백 분해 효소에 의해 절단될 것으로 예상된다(도 1).
상기 4개의 생리활성 펩타이드 중 GSLFRFamide(GSLFRF, 서열번호 1) 및 GGLFRFamide(GGLFRF, 서열번호 2)를 애니젠사(광주, 대한민국)에 합성 의뢰하여 이후 실험에 사용하였다.
실시예 2. 전복의 산란 유도 효과 분석
전중량 84.9 g 내외의 성숙한 암컷 북방전복(Haliotis discus hannai) 50개체를 이용하여 GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드의 산란 유도 효과를 분석하였다. 북방전복은 실험 개시 전, 수온 23℃의 100 ℓ 해수 탱크에서 다시마를 공급하며 1주 동안 순치시켰다. 1개의 대조구와 5개의 실험구(GSLFRFamide, GGLFRFamide, RFamide, AKH 및 GnRH)로 3마리씩 임의 배분하였다. AKH는 지질동원호르몬(adipokinetic hormone) 펩타이드 투여군이며, GnRH는 생식선자극호르몬-방출호르몬(gonadotropin -releasing hormone) 펩타이드 투여군이다. 대조구는 생리 식염수 100 ㎕를 발 중심 혈림프동에 주사하였고, 실험구는 125 ㎍의 펩타이드를 100 ㎕의 식염수(mollusc physiological saline)에 희석하여 동일한 위치에 주사하였다. 주사 실험은 3회에 걸쳐 독립적으로 수행되었다. 각 처리구에 따른 펩타이드가 투여된 전복은 2 ℓ 플라스틱 수조에 한 마리씩 넣은 후, 2시간 동안 암소에서 산란을 유도하였다.
(1) 산란율 및 산란 시간 측정
전복의 산란율 및 산란 시간을 확인하기 위해 육안 관찰과 비디오 촬영을 동시에 실시하였다.
그 결과, GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드가 성숙한 암컷 전복에서 가장 효과적인 산란 유도 활성을 나타내는 것을 확인하였다. GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드는 100%의 산란율을 보였으며, 산란 유도 시간은 각각 8~26분및 1~13분으로, 비교 실험구(RFamide, AKH 및 GnRH 투여군)보다 짧은 시간 내에 산란이 유도되는 것을 확인하였다(표 1).
| 처리구 | 펩타이드 서열 | 산란율(%) | 산란 시간(분) | |
| 대조구 | 생리 식염수 | - | 54.5 | 3~10 |
| 실험구 | GSLFRFamide | GSLFRF (서열번호 1) | 100 | 8~26 |
| GGLFRFamide | GGLFRF (서열번호 2) | 100 | 1~13 | |
| RFamide | RF | 88.9 | 7~90 | |
| AKH | QISFSPNWGT (서열번호 3) | 100 | 51 | |
| GnRH | QNYHFSNGWHA (서열번호 4) | 83.3 | 60 | |
(2) 산란양 측정
주사 투여 후 2시간이 경과하였을 때, 뮐러 가제 거름망을 이용하여 산란된 알을 회수하여 30 ㎖ 해수로 현탁한 후 실체 현미경을 이용하여 회수된 알의 수를 측정하였고, 희석배수를 곱하여 산란양을 계산하였다.
그 결과, GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드 투여군은 생리 식염수 주사군에 비해 산란된 알 수가 3배 이상 증가한 것을 확인하였고, 척추동물의 성숙 과정에서 중요한 역할을 하는 AKH 및 GnRH 펩타이드 투여군보다 우수한 산란 유도 활성을 가지는 것을 확인하였다. 특히, GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드 투여군의 산란 유도는 RFamide 펩타이드 투여군보다 현저한 효과를 가지는 것을 확인하였다. 또한, 북방전복의 LFRFamide 전구체의 오픈 리딩 프레임(ORF)에 포함된 4개의 생리 활성 펩타이드 중, GTLFRFamide(GTLFRF, 서열번호 5) 및 GSTLFRFamide(GSTLFRF, 서열번호 6) 펩타이드는 산란 유도 활성이 거의 없는 것을 확인하였다. 따라서, GSLFRFamide 및 GGLFRFamide 펩타이드의 산란 유도 활성은 펩타이드를 구성하는 아미노산 서열 의존적으로 나타나는 결과임을 알 수 있었다(도 2).
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- 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 촉진용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 복족류는 전복인 것을 특징으로 하는 복족류의 산란 촉진용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 복족류의 산란 촉진용 조성물은 산란율 및 산란양을 증가시키고, 산란 유도 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 복족류의 산란 촉진용 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 조성물을 전복에 투여하는 단계를 포함하는 전복의 대량생산 방법.
- 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 촉진용 사료 첨가제 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200175853A KR102485194B1 (ko) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200175853A KR102485194B1 (ko) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220085633A KR20220085633A (ko) | 2022-06-22 |
| KR102485194B1 true KR102485194B1 (ko) | 2023-01-06 |
Family
ID=82216434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200175853A KR102485194B1 (ko) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | LFRFamide 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 복족류의 산란 유도용 조성물 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR102485194B1 (ko) |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
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-
2020
- 2020-12-15 KR KR1020200175853A patent/KR102485194B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Bose, U. 등, Peptides. 2017 Dec;98:3-14. |
| Fumihiro Morishita 등, Canadian Journal of Zoology 24 August 2010, Volume 88(9), Pages 825-845 |
| Laetitia Bigot 등, The Journal of Experimental Biology August 2014, Volume 217, Pages 2974-2982 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220085633A (ko) | 2022-06-22 |
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