KR102495306B1 - Novel esterase, nucleotides encoding the esterase and microorganism containing the same - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 갖고, 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는, 폴리뉴클레오타이드 및 이의 용도가 제공된다.In the present specification, a polynucleotide having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and encoding an esterase, and uses thereof are provided.

Description

신규 에스터레이즈, 이를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드 및 이를 포함하는 미생물{NOVEL ESTERASE, NUCLEOTIDES ENCODING THE ESTERASE AND MICROORGANISM CONTAINING THE SAME}Novel esterases, polynucleotides encoding them and microorganisms containing them

본 발명은 신규 에스터레이즈 코딩 폴리뉴클레오타이드 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로 트리부티린을 기질로 하여 낙산을 생산하도록 구성된 신규 에스터레이즈를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드와 이에 기초한 약학 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to novel esterase-encoding polynucleotides and uses thereof, and more particularly to novel esterase-encoding polynucleotides configured to produce butyric acid using tributyrin as a substrate and pharmaceutical compositions based thereon.

낙산 (butyric acid) 은 단쇄 지방산의 한 종으로서, 인간이나 동물의 생체내에 장내에서 존재하는 낙산 생산균에 의해 생성될 수 있다. 최근의 연구에 있어서, 낙산은 항 염증 작용이나 대장암 예방 작용 등의 여러 가지 생리 작용을 나타내고, 낙산에 의해 다양한 질환이 예방 또는 개선될 수 있다는 점이 보고되었다. Butyric acid is a type of short-chain fatty acid, and can be produced by butyric acid-producing bacteria present in the intestines of humans or animals. In recent studies, it has been reported that butyric acid exhibits various physiological actions such as anti-inflammatory action and colorectal cancer preventive action, and that various diseases can be prevented or improved by butyric acid.

이러한 이유로, 낙산을 질환의 예방·치료나 건강 증진에 이용하도록 하는 다양한 시도들이 진행되고 있는 실정이다. 한편 낙산은 강렬한 악취를 내뿜는 물질이기 때문에 낙산 자체를 의약품이나 식품에 첨가하는 것은 어려울 수 있다. 이에, 인간이나 동물의 장내에 있어서 낙산의 양을 증가시키는 처치가 다양하게 이루어지고 있다. For this reason, various attempts are being made to use butyric acid for the prevention and treatment of diseases or health promotion. On the other hand, butyric acid is a substance that emits a strong odor, so it can be difficult to add butyric acid itself to medicines or foods. Accordingly, various treatments for increasing the amount of butyric acid in the intestines of humans or animals have been performed.

따라서, 효과적으로 장내 낙산 수준을 증진시키는 새로운 낙산 증진 시스템의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다. Therefore, there is a continuous demand for the development of a new lactic acid enhancement system that effectively increases the level of lactic acid in the intestine.

발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.The background description of the invention has been prepared to facilitate understanding of the present invention. It should not be construed as an admission that matters described in the background art of the invention exist as prior art.

장내 낙산 수준을 증진시키는 방법으로, 대사 중에 낙산을 생산하는 클로스트리듐 부티리쿰 (Clostridium butylicum) 균주를 유효 성분으로하는 장내 낙산 생산균 증진제가 제안되었다.As a method of increasing the level of butyric acid in the intestine, an intestinal butyrate-producing agent containing as an active ingredient a strain of Clostridium butyricum that produces butyric acid during metabolism has been proposed.

이러한, 프로바이오틱스 조성물은, 장내 낙산의 수준을 보다 증진할 수 있으나, 목표로하는 장내 낙산 농도의 설정이 어려울 수 있고, 클로스트리듐 부티리쿰 균주의 장내 정착률이 사람마다 상이할 수 있다. 즉, 낙산 생산균에 기초한 증진에 의한 장내 낙산 생산 효율은, 사람마다 상이할 수 있다. 더욱이, 상기 증진제를 생산하는 것에 있어서 클로스트리듐 부티리쿰 균주는, 대장균과 같은 분열이 빠르거나 통혐기성인 균주에 비하여 배양 조건이 까다로울 수 있다. Such a probiotics composition can further enhance the level of butyric acid in the intestine, but it may be difficult to set a target concentration of butyric acid in the intestine, and the intestinal colonization rate of Clostridium butyricum strains may vary from person to person. That is, the efficiency of butyric acid production in the intestine by lactic acid-producing bacteria-based enhancement may differ from person to person. Moreover, in producing the enhancer, the Clostridium butyricum strain may have more difficult culture conditions than a fast-digesting or anaerobic strain such as Escherichia coli.

본 발명의 발명자들은 전술한 클로스트리듐 부티리쿰에 기초한 장내 낙산 생산균 증진제가 갖는 한계를 극복하기 위한 방안으로, 새로운 장내 낙산 수준 증진 시스템을 개발하고자 하였다. The inventors of the present invention based on the above-mentioned Clostridium butyricum As a way to overcome the limitations of intestinal lactic acid-producing bacteria enhancers, a new system for enhancing intestinal lactate levels was attempted.

그 결과, 본 발명의 발명자들은, 트리부티린 (Tributyrin) 을 기질로 하여 낙산을 생산하는, 새로운 낙산 생산 유전자를 발견하기에 이르렀다.As a result, the inventors of the present invention have discovered a novel butyric acid production gene that produces butyric acid using tributyrin as a substrate.

보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 트리부티린의 에스터결합을 가수분해함으로써 낙산을 생산할 수 있는, 신규 트리부티린 에스터레이즈 (esterase) 및 이를 코딩하는 장내 미생물 유래 신규 폴리뉴클레오타이드를 발견할 수 있었다.More specifically, the inventors of the present invention were able to discover a novel tributyrin esterase capable of producing butyric acid by hydrolyzing the ester bond of tributyrin and a novel polynucleotide derived from intestinal microorganisms encoding the same. .

이때, 본 발명의 발명자들은, 신규 에스터레이즈를 트리부티린과 함께 제공하거나 또는, 이를 생산를 하는 균주를 트리부티린과 함께 프로드러그 (prodrug) 형태로 제공할 경우, 장내 낙산 수준이 증진될 수 있음을 인지할 수 있었다.At this time, the inventors of the present invention provide the novel esterase together with tributyrin, or provide the strain producing it together with tributyrin in the form of a prodrug, the level of butyrate in the intestine can be enhanced was able to recognize

특히, 본 발명의 발명자들은, 신규 트리부티린 에스터레이즈 코딩 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터로 형질 전환된 대장균과 같은 장내 미생물을 트리부티린과 함께 제공할 경우, 클로스트리듐 부티리쿰과 같은 낙산 생산균을 직접적으로 취했을 때 보다 장내 정착률이 높아진다는 것을 기대할 수 있었다.In particular, the inventors of the present invention found that when an intestinal microorganism such as Escherichia coli transformed with a recombinant vector containing a novel tributyrin esterase-encoding polynucleotide is provided together with tributyrin, butyric acid production such as Clostridium butyricum It was expected that the intestinal colonization rate would be higher than when the bacteria were taken directly.

더욱이, 본 발명의 발명자들은, 상기와 같은 새로운 장내 낙산 수준 증진 시스템이, 기질인 트리부티린의 수준을 조절함으로써 목표로하는 장내 낙산 수준의 설정이 용이할 수 있으며, 장내 낙산 생산 효율이 종래의 낙산 생산균보다 증진될 수 있음을 기대할 수 있었다. Furthermore, the inventors of the present invention found that the new system for enhancing intestinal lactate levels can easily set the target lactate level by controlling the level of tributyrin, a substrate, and the efficiency of lactate production in the intestine is higher than that of the prior art. It could be expected that it could be promoted more than lactic acid-producing bacteria.

또한, 본 발명의 발명자들은, 배양 조건이 상대적으로 단순한 대장균에 신규 트리부티린 에스터레이즈 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질 전환할 경우, 다량의 에스터결합을 가수 분해능을 갖고 낙산을 생산하는 균주를 용이하게 획득할 수 있음을 기대할 수 있었다.In addition, the inventors of the present invention, when transforming E. coli under relatively simple culture conditions with a recombinant vector containing a novel tributyrin esterase coding gene, a strain capable of hydrolysing a large amount of ester bonds and producing butyric acid It could be expected that it could be obtained easily.

나아가, 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 새로운 장내 낙산 수준 증진 시스템이, 염증성 장질환 (inflammatory bowel disease), 나아가 클로스트리듐 디피실리 (clostridium difficile) 감염증, 크론병, 과민성 장질환, 궤양성 대장염, 베체트병, 결핵성 장염, 및 허혈성 장질환과 같은 장질환의 치료에 적용될 수 있음을 인지할 수 있었다. Furthermore, the inventors of the present invention found that the novel intestinal lactic acid level enhancing system as described above can be used to treat inflammatory bowel disease, Clostridium difficile infection, Crohn's disease, irritable bowel disease, ulcerative colitis, It can be recognized that it can be applied to the treatment of intestinal diseases such as Behcet's disease, tuberculous enteritis, and ischemic bowel disease.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 장내의 낙산을 효과적으로 증가시킬 수 있는 신규 트리부티린 에스터레이즈를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드, 신규 트리부티린 에스터레이즈, 및 이를 이용한 장질환 치료 및 예방용 조성물을 제공하는 것이다. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a polynucleotide encoding a novel tributyrin esterase capable of effectively increasing butyric acid in the intestine, a novel tributyrin esterase, and a composition for treating and preventing intestinal diseases using the same. is to provide

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 갖고, 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드가 제공된다.In order to solve the above problems, a polynucleotide having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and encoding esterase is provided according to an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 서열번호 2의 아미노산 서열과 80 % 이상의 상동성을 갖는, 에스터레이즈가 제공된다.In order to solve the above problems, an esterase having 80% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 according to another embodiment of the present invention is provided.

본 발명의 특징에 따르면, 에스터레이즈는 트리부티린 (trybutirin) 을 기질로 하고, 트리부린을 가수분해하여 낙산 (butyrate) 을 생산하도록 구성될 수 있다.According to a feature of the present invention, the esterase can be configured to take tributirin as a substrate and hydrolyze triburin to produce butyrate.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에스터레이즈를 생산하는 대장균 (기탁번호: 기탁번호 KCTC 14204BP) 이 제공된다.In order to solve the above problems, E. coli (accession number: accession number KCTC 14204BP) producing esterases according to another embodiment of the present invention is provided.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 대장균은, 에스터레이즈 활성이 내재적 활성에 비하여 강화된 대장균으로서, 에스터레이즈 활성이 내재적 활성에 비하여 강화되지 않은 대장균에 비하여 트리부티린에 대한 가수 분해 능이 10 배 이상일 수 있다.According to a feature of the present invention, the E. coli is an E. coli whose esterase activity is enhanced compared to the intrinsic activity, and its esterase activity is not enhanced compared to the intrinsic activity. there is.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에스터레이즈 (esterase) 및 트리부티린 (trybutirin) 을 포함하는, 장질환 치료용 또는 예방용 조성물이 제공된다.In order to solve the problems as described above, a composition for treating or preventing intestinal diseases containing esterase and tributirin according to another embodiment of the present invention is provided.

본 발명의 특징에 따르면, 에스터레이즈는, 서열번호 2의 아미노산 서열과 80 % 이상의 상동성을 가질 수 있다.According to a feature of the present invention, the esterase may have 80% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 장질환은 염증성 장질환 (inflammatory bowel disease), 클로스트리듐 디피실리 (clostridium difficile) 감염증, 크론병, 과민성 장질환, 궤양성 대장염, 베체트병, 결핵성 장염, 및 허혈성 장질환 중 적어도 하나일 수 있다.According to another feature of the present invention, the intestinal disease is inflammatory bowel disease, Clostridium difficile infection, Crohn's disease, irritable bowel disease, ulcerative colitis, Behcet's disease, tuberculous enteritis, and ischemic It may be at least one of intestinal disorders.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 에스터레이즈를 생산하는 대장균 (기탁번호: 기탁번호 KCTC 14204BP) 및 및 트리부티린 (trybutirin) 을 포함하는, 장질환 치료용 또는 예방용 프로드러그 (prodrug) 조성물이 제공된다.In order to solve the above problems, according to another embodiment of the present invention, E. coli producing esterase (Accession No.: Accession No. KCTC 14204BP) and tributyrin (trybutirin), including intestinal disease treatment A prodrug composition for use or prevention is provided.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 가지는 염기서열을 포함하는, 재조합 벡터가 제공된다.In order to solve the above problems, according to another embodiment of the present invention, a recombinant vector comprising a nucleotide sequence having 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is provided.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 가지는 염기서열을 포함하는, 재조합 벡터로 형질 전환된 미생물이 제공된다.In order to solve the above problems, according to another embodiment of the present invention, a microorganism transformed with a recombinant vector containing a nucleotide sequence having 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is provided. .

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 가지는 염기서열을 포함하는, 재조합 벡터를 숙주세포로 형질 전환하는 단계, 형질 전환된 숙주세포를 배양하여 에스터레이즈를 수득하는 단계; 및 에스터레이즈를 분리 정제하는 단계를 포함하는, 에스터레이즈 제조 방법이 제공된다.In order to solve the problem as described above, according to another embodiment of the present invention, transforming a recombinant vector containing a nucleotide sequence having 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 into a host cell , culturing the transformed host cell to obtain esterase; and separating and purifying the esterase.

본 발명의 특징에 따르면, 숙주세포는, 락토바실러스 람노서스 (Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 루테리 (Lactobacillus Reuteri) 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 중 적어도 하나일 수 있다. According to the features of the present invention, Host cells are Lactobacillus rhamnosus , Lactobacillus acidophilus , Lactobacillus reuteri And Bacillus subtilis ( Bacillus subtilis ) It may be at least one.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것에 불과하므로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, since these examples are only for illustrative purposes, the scope of the present invention should not be construed as being limited by these examples.

본 발명은, 신규 에스터레이즈를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드에 기초한 장내 낙산 증진 시스템을 제공할 수 있다. The present invention can provide an intestinal butyric acid enhancement system based on polynucleotides encoding novel esterases.

보다 구체적으로 본 발명은, 신규 에스터레이즈를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 제공할 뿐만 아니라, 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 벡터로 형질 전환된 신규 에스터레이즈 생산를 하는 균주를 트리부티린과 함께 프로드러그 (prodrug) 형태로 제공할 수 있어, 장내 낙산 수준을 증진 시킬 수 있다. More specifically, the present invention not only provides a polynucleotide encoding the novel esterase, but also provides a strain producing the novel esterase transformed with a vector containing the polynucleotide in the form of a prodrug together with tributyrin. , which can increase the level of butyric acid in the intestine.

특히, 본 발명은, 신규 트리부티린 에스터레이즈 코딩 폴리뉴클레오타이드를 갖는 재조합 벡터로 형질 전환된 장내 미생물을 트리부티린과 함께 제공함에 따라, 낙산 생산균을 직접 섭취했을 때 보다 장내 정착률이 높을 수 있다.In particular, since the present invention provides an intestinal microorganism transformed with a recombinant vector having a novel tributyrin esterase-encoding polynucleotide together with tributyrin, the colonization rate in the intestine can be higher than when lactic acid-producing bacteria are directly ingested. .

발명은, 신규 에스터레이즈의 기질인 트리부티린의 수준을 조절함으로써 목표로하는 장내 낙산 농도의 설정이 용이할 수 있어, 장내 낙산 생산 효율이 종래의 낙산 생산균보다 증진될 수 있다. According to the present invention, by controlling the level of tributyrin, a substrate for novel esterase, it is possible to easily set a target concentration of butyric acid in the intestine, so that the efficiency of butyric acid production in the intestine can be improved compared to conventional butyrate-producing bacteria.

또한, 본 발명은, 배양 조건이 상대적으로 단순한 대장균에 신규 트리부티린 에스터레이즈 코딩 유전자를 포함하는 벡터로 형질 전환할 수 있어, 다량의 에스터결합을 가수 분해능의 균주를 용이하게 획득할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to transform Escherichia coli under relatively simple culture conditions with a vector containing a novel tributyrin esterase-encoding gene, thereby easily obtaining a strain capable of hydrolysing a large amount of ester bonds.

나아가, 본 발명은, 염증성 장질환 (inflammatory bowel disease), 나아가 클로스트리듐 디피실리 (clostridium difficile) 감염증, 크론병, 과민성 장질환, 궤양성 대장염, 베체트병, 결핵성 장염, 및 허혈성 장질환과 같은 장질환의 치료에 적용될 수 있다. Furthermore, the present invention is directed to treating inflammatory bowel disease, Clostridium difficile infection, Crohn's disease, irritable bowel disease, ulcerative colitis, Behçet's disease, tuberculous enteritis, and ischemic bowel disease. It can be applied to the treatment of intestinal diseases.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 에스터레이즈의 제조 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다
도 2 내지 도 4은 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 에스터레이즈를 생산하는 대장균 (기탁번호: 기탁번호 KCTC 14204BP) 의 트리부티린 가수 분해 활성을 도시한 것이다.
도 5a 및 5b는 내재적 활성에 비하여 활성이 강화된 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는, 폴리뉴클레오타이드의 블라스트 분석 결과를 도시한 것이다.
1 exemplarily illustrates the procedure of a method for preparing an esterase used in various embodiments of the present invention.
2 to 4 show the tributyrin hydrolysis activity of Escherichia coli (Accession Number: Accession Number KCTC 14204BP) producing esterases used in various embodiments of the present invention.
5A and 5B show the results of blast analysis of polynucleotides encoding esterases with enhanced activity compared to intrinsic activity.

구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.When it is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to a component (e.g., a second component), another component (e.g., a third component) between the certain component and the other component is referred to. It can be understood that does not exist.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~ 를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 디바이스"라는 표현은, 그 디바이스가 다른 디바이스 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된)프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 디바이스에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.As used in this document, the expression "configured to" means "suitable for," "having the capacity to," depending on the circumstances. ," "designed to," "adapted to," "made to," or "capable of." The term "configured (or set) to" may not necessarily mean only "specifically designed to" hardware. Instead, in some contexts, the expression "a device configured to" may mean that the device "is capable of" in conjunction with other devices or components. For example, the phrase "a processor configured (or configured) to perform A, B, and C" may include a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform those operations, or by executing one or more software programs stored on a memory device. , may mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in this document are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meaning as the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this document, an ideal or excessively formal meaning. not be interpreted as In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude the embodiments of this document.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, and as those skilled in the art can fully understand, various interlocking and driving operations are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other. It may be possible to implement together in an association relationship.

이하에서는, 설명의 명확함을 위해 본원 명세서 내에서 사용되는 용어를 설명한다. Hereinafter, terms used within the present specification will be described for clarity of explanation.

본 명세서 내에서 사용되는 용어 "에스터레이즈 (esterase)" 에스터결합을 가수분해하는 효소로서, 에스테라아제, 에스터가수분해효소 등과 상호 교환적으로 이용될 수 있다. 바람직하게, 본원 명세서 내에서 에스터레이즈는, 트리부티린 (tributyrin) 에스터레이즈일 수 있다. 보다 구체적으로, 트리부티린 에스터레이즈는, 트리부티린을 기질로 하여 트리부티린의 에스터 결합을 가수분해하는 효소이고, 가수분해의 산물로 낙산과 글리세롤이 획득될 수 있다. As used herein, the term “esterase” refers to an enzyme that hydrolyzes ester bonds, and may be used interchangeably with esterase, esterase, and the like. Preferably, esterase within the present specification may be tributyrin esterase. More specifically, tributyrin esterase is an enzyme that hydrolyzes the ester bond of tributyrin using tributyrin as a substrate, and butyric acid and glycerol can be obtained as products of the hydrolysis.

본 명세서 내에서 사용되는 용어 "낙산"은, 단쇄 지방산 중 하나로, 뷰티르산, 부티르산과 동일한 의미로 해석될 수 있다. 이때, 낙산은, 탄수화물 (셀룰로스, 헤미셀룰로스, 전분) 이 미생물 발효에 의해 대장이나 반추위에서 주로 생산되는 생체 내 천연 산물일 수 있다. 한편, 낙산은 장내에서 장 내막세포에 중요한 연료로 작용할 수 있어 장 건강에 도움이되며, 장의 염증 낮출 수 있어, 염증성 장질환을 포함하는 다양한 장질환에 대하여 효과적일 수 있다. 나아가, 낙산은 항암 효과, 신경 보호 효과, 면역력 강화 및 항염 효과, 나아가 비만 감소 및 당뇨병 예방에 효과적일 수 있다. As used herein, the term "butyric acid" is one of short-chain fatty acids, and may be interpreted as the same as butyric acid and butyric acid. In this case, lactic acid may be a natural product in vivo in which carbohydrates (cellulose, hemicellulose, starch) are mainly produced in the large intestine or rumen by microbial fermentation. On the other hand, butyric acid can act as an important fuel for intestinal endothelial cells in the intestine, so it is helpful for intestinal health, and can lower inflammation in the intestine, so it can be effective against various intestinal diseases including inflammatory bowel disease. Furthermore, butyric acid may be effective in anticancer effects, neuroprotective effects, immunity enhancement and anti-inflammatory effects, and further reducing obesity and preventing diabetes.

본 명세서에서 사용되는 용어, "내재적 활성"은 미생물이 천연으로 가지고 있는 활성상태를 의미할 수 있다. 이때, "내재적 활성에 비하여 강화된, 대장균"은 대장균이 본래 (originally) 갖고 있는 에스터레이즈 활성과 비교하였을 때, 가수분해 활성이 보다 향상된 대장균을 의미할 수 있다. As used herein, the term "intrinsic activity" may refer to an active state naturally possessed by microorganisms. At this time, "E. coli, enhanced compared to the intrinsic activity" may mean E. coli having more improved hydrolytic activity compared to the esterase activity originally possessed by E. coli.

예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 기탁번호 KCTC 14204BP의 에스터레이즈를 생산하는 대장균은, 트리부티린 에스터레이즈 활성이 내재적 활성에 비하여 강화된 대장균으로서, 그렇지 않은 대장균에 비하여 트리부티린에 대한 가수 분해 능이 높을 수 있다. 즉, 기탁번호 KCTC 14204BP의 에스터레이즈를 생산하는 대장균은, 또한 내재적 활성에 비하여 강화되지 않은 대장균에 비하여 높은 수준으로 낙산을 생산할 수 있다. For example, E. coli producing the esterase of accession number KCTC 14204BP used in various embodiments of the present invention is an E. coli whose tributyrin esterase activity is enhanced compared to the intrinsic activity, and tributyrin The hydrolysis ability for may be high. That is, E. coli producing the esterase of Accession No. KCTC 14204BP can also produce butyric acid at a higher level than E. coli that is not enhanced with respect to its intrinsic activity.

한편, 기탁번호 KCTC 14204BP의 에스터레이즈를 생산하는 대장균은 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 갖고, 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 가질 수 있다. Meanwhile, E. coli producing the esterase of accession number KCTC 14204BP may have a polynucleotide having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and encoding the esterase.

그러나, 이에 제한되지 않고, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 갖고, 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 갖는 재조합 벡터로 형질 전환된 균주는, 에스터레이즈 활성이 내재적 활성에 비하여 강화된 균주일 수 있다. 즉, 상기 형질 전환된 균주는 그렇지 않은 균주에 비하여 트리부티린에 대한 가수 분해 능이 높고, 이에 높은 수준으로 낙산을 생산할 수 있다.However, it is not limited thereto, and a strain transformed with a recombinant vector having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and having a polynucleotide encoding esterase has an esterase activity in intrinsic activity It may be an enhanced strain compared to. That is, the transformed strain has a higher ability to hydrolyze tributyrin than the non-transformed strain, and thus can produce butyric acid at a high level.

이때, 내재적 활성에 비하여 강화된 균주는, 서열번호 2의 아미노산 서열과 80 % 이상의 상동성을 갖는 아미노산 서열로 이루어진 에스터레이즈를 생산할 수 있다. At this time, the strain enhanced compared to the intrinsic activity can produce an esterase consisting of an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

본 명세서에서 사용되는 용어, "상동성"은 본 명세서에 개시된 염기서열 또는 아미노산 서열과의 동일한 정도를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상동성의 비교는 2개 이상의 서열 간의 상동성을 백분율 (%) 로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 상동성의 비교를 통해, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈의 아미노산 서열과 80 % 이상 동일한 아미노산 서열로 이루어진 폴리펩타이드는 상기 에스터레이즈의 생물학적 활성을 실질적으로 보유한 것이라고 볼 수 있다. As used herein, the term "homology" may indicate the same degree as the nucleotide sequence or amino acid sequence disclosed herein. Specifically, the comparison of homology can express the homology between two or more sequences as a percentage (%). For example, through the comparison of the homology, a polypeptide consisting of an amino acid sequence that is 80% or more identical to the amino acid sequence of the esterase according to various embodiments of the present invention can be regarded as substantially retaining the biological activity of the esterase. .

예를 들어, 상동성 비교를 통해 서열번호 1의 에스터레이즈를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드의 염기서열과 80 % 이상 동일한 염기서열로 이루어진 유전자는 실질적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 에스터레이즈의 생물학적 활성과 동일한 활성을 에스터레이즈를 코딩할 수 있는 것으로 볼 수 있다. For example, through homology comparison, a gene consisting of a nucleotide sequence that is 80% or more identical to the nucleotide sequence of the polynucleotide encoding the esterase of SEQ ID NO: 1 is substantially biologically active of the esterase according to an embodiment of the present invention. The same activity as can be seen as being able to encode esterases.

또한, 상기 에스터레이즈는 서열번호 2의 아미노산 서열의 첨가, 결실, 치환, 또는 그 조합으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 서열번호 2의 아미노산 내의 결실 돌연변이, 기능성 서열의 첨가 및 스와핑과 같은 결실 또는 첨가로도 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈와의 생물학적 활성을 실질적으로 보유한 폴리펩타이드라면, 내재적 활성이 강화된 에스터레이즈로 볼 수 있다.In addition, the esterase may be performed by adding, deleting, or replacing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or a combination thereof. Specifically, if the polypeptide substantially retains the biological activity with the esterase according to various embodiments of the present invention even with deletion or addition such as deletion mutation in the amino acid of SEQ ID NO: 2, addition and swapping of functional sequences, the intrinsic activity is It can be seen as an enhanced esterase.

본 명세서에서 사용되는 용어, "벡터"는 숙주 세포에서 단백질의 발현을 조절할 수 있는 조절 서열에 작동 가능하도록 연결된 DNA 서열 및 기타 유전자 조작을 용이하게 하거나 단백질의 발현을 최적화하기 위해 도입되는 서열들을 함유하는 DNA 작제물을 의미한다. 조절 서열은 전사를 조절하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위해 선택적으로 부가된 오퍼레이터 (operator), 적절한 mRNA 리보좀 결합 부위 및 전사와 해독의 종료를 조절하는 서열들이 포함될 수 있다.As used herein, the term "vector" contains DNA sequences operably linked to regulatory sequences capable of controlling expression of a protein in a host cell and other sequences introduced to facilitate genetic manipulation or to optimize expression of a protein. It means a DNA construct that The control sequence may include a promoter for controlling transcription, an operator optionally added to control transcription, an appropriate mRNA ribosome binding site, and sequences for controlling termination of transcription and translation.

구체적으로, 상기 벡터는 프로모터가 CAT 프로모터인 벡터로, 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 박테리오파지 벡터, 효모 벡터, 또는 아데노바이러스 벡터, 레트로바이러스 벡터, 아데노-연관 바이러스 벡터 같은 바이러스 벡터를 포함할 수 있다. 상기 벡터는 숙주세포의 게놈 내로 통합되어 있는 형태일 수도 있다. Specifically, the vector is a vector whose promoter is a CAT promoter, and may include a plasmid vector, a cosmid vector, a bacteriophage vector, a yeast vector, or a viral vector such as an adenovirus vector, a retrovirus vector, or an adeno-associated virus vector. The vector may be integrated into the genome of a host cell.

본 명세서에서 사용되는 용어, "재조합"은 유전적 재조합일 수 있는데, 상기 유전적 재조합은 이종생물에서 분리된 유전자 DNA나 합성된 유전자를 이어 붙이는 것을 의미할 수 있다. "재조합 벡터"는, 서열번호 1의 폴리뉴클레오타이드를 포함하도록 재조합된 벡터를 의미할 수 있다. As used herein, the term "recombination" may be genetic recombination, and the genetic recombination may mean the joining of genetic DNA or synthesized genes separated from heterologous organisms. "Recombinant vector" may refer to a vector recombined to include the polynucleotide of SEQ ID NO: 1.

본 명세서에서 사용되는 용어, "형질 전환"은 외부로부터 DNA를 받아들여 생물체의 유전적인 성질이 변하는 것을 의미할 수 있다. 상기 형질 전환 방법으로는 리보솜의 사용, 전기천공, 유리 DNA 업테이크를 증가시키는 화학물질, 숙주세포로 DNA 직접 주입, 입자 총 충격 및 마이크로발사를 이용한 방법이 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않고 더 다양한 방법이 형질 전환 방법으로 이용될 수 있다.As used herein, the term "transformation" may mean that the genetic properties of an organism are changed by accepting DNA from the outside. The transformation method may include, but is not limited to, methods using ribosomes, electroporation, chemicals that increase free DNA uptake, DNA direct injection into host cells, particle gun bombardment, and microfiring. The method can be used as a transformation method.

본 명세서에서 사용되는 용어, "숙주세포"는 바이러스 감염에 사용되는 세포 또는 플라스미드나 파지 DNA 등의 벡터 및 삽입유전자의 증식에 사용되는 세균을 의미할 수 있다. As used herein, the term "host cell" may refer to a cell used for viral infection or a bacterium used for propagation of a vector such as a plasmid or phage DNA and an inserted gene.

예를 들어, 숙주세포는 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 숙주세포일 수 있다. 형질 전환 가능한 숙주세포로는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스 (Streptomyces), 슈도모나스 (Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스 (Proteus mirabilis) 또는 스타필로코쿠스 (Staphylococcus) 와 같은 원핵 숙주 세포가 있으나 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 진균 (예를 들어, 아스페르길러스 (Aspergillus)), 효모 (예를 들어, 피치아 파스토리스 (Pichia pastoris), 사카로마이세스 세르비시애 (Saccharomyces cerevisiae), 쉬조사카로마세스 (Schizosaccharomyces), 뉴로스포라 크라사 (Neurospora crassa)) 등과 같은 하등 진핵 세포를 숙주세포로 사용할 수 있다. For example, the host cell may be a host cell transformed with the recombinant vector. Transformable host cells include prokaryotic host cells such as Bacillus subtilis, Streptomyces, Pseudomonas, Proteus mirabilis or Staphylococcus. but is not limited thereto. In addition, fungi (e.g., Aspergillus), yeast (e.g., Pichia pastoris, Saccharomyces cerevisiae), Shizosaccharomaces ( Schizosaccharomyces), Neurospora crassa), and the like can be used as host cells.

이에, 본원 명세서 내에서, 형질 전환된 숙주 세포는, 형질 전환된 미생물과 상호교환적으로 이용될 수 있다.Thus, within the present specification, transformed host cells may be used interchangeably with transformed microorganisms.

한편, 곤충 세포, 식물 세포, 포유동물 등을 포함하는 고등 진핵생물 유래의 세포를 숙주세포로 사용할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 더 다양한 세포를 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 숙주세포로 이용할 수 있다. Meanwhile, cells derived from higher eukaryotes including insect cells, plant cells, and mammals may be used as host cells. However, it is not limited thereto, and various cells may be used as host cells transformed with the recombinant vector.

바람직하게, 숙주세포는, 락토바실러스 람노서스 (Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 루테리 (Lactobacillus Reuteri) 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 중 적어도 하나의 장내 미생물일 수 있다. 이러한 장내 미생물들은 다른 숙주세포 보다 장내 정착률이 높을 수 있어, 장내 낙산 증진에 보다 효과적일 수 있다. Preferably, the host cell is Lactobacillus rhamnosus , Lactobacillus acidophilus , Lactobacillus reuteri And Bacillus subtilis ( Bacillus subtilis ) It may be at least one intestinal microorganism. These intestinal microorganisms may have a higher colonization rate in the intestine than other host cells, and thus may be more effective in promoting butyric acid in the intestine.

본 명세서에서 사용되는 용어, "발현"은 상기 형질 전환된 숙주세포의 에스터레이즈를 코딩하는 유전자에서 폴리펩타이드가 발현하는 것 또는 생산되는 것을 의미할 수 있다.As used herein, the term "expression" may mean expression or production of a polypeptide from a gene encoding an esterase of the transformed host cell.

분리 및 정제는 폴리펩타이드를 유효성분으로 분리하고 정제하는 것을 의미한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리펩타이드를 분리 및 정제하는 과정은 당업계에 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이온교환 크로마토그래피를 이용할 수 있다. 이때, 폴리펩타이드는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈일 수 있다. Isolation and purification means separating and purifying a polypeptide as an active ingredient. For example, in the process of separating and purifying a polypeptide according to one embodiment of the present invention, methods known in the art may be used without limitation, and ion exchange chromatography may be preferably used. In this case, the polypeptide may be an esterase according to various embodiments of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어, "장질환 치료용 또는 예방용 조성물"은 장질환의 치료 효과를 갖는 약학적 조성물을 의미할 수 있다. As used herein, the term "composition for treating or preventing intestinal disease" may refer to a pharmaceutical composition having a therapeutic effect on intestinal disease.

이때, 약학적 조성물은 액상용액으로 제제화 되는 경우, 약학적으로 허용 가능한 담체에 의해 희석될 수 있다. 보다 구체적으로, 약학적으로 허용 가능한 담체는 생물체를 자극하지 않고 투여 화합물의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 의미할 수 있다. 예를 들어, 액상용액으로 제제화 되는 약학적 조성물에 있어서 허용되는 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상이 혼합된 혼합물일 수 있다. 또한, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제가 첨가될 수 있다. 더 나아가, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제가 부가적으로 첨가되어 장질환 치료용 또는 예방용 조성물은 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화될 수 있다. At this time, when the pharmaceutical composition is formulated as a liquid solution, it may be diluted with a pharmaceutically acceptable carrier. More specifically, a pharmaceutically acceptable carrier may refer to a carrier or diluent that does not stimulate organisms and does not inhibit the biological activity and properties of the administered compound. For example, acceptable pharmaceutical carriers for pharmaceutical compositions formulated as liquid solutions are sterile and biocompatible, and include saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection solution, dextrose solution, and maltodextrin. It may be a solution, glycerol, ethanol, and a mixture in which one or more of these components are mixed. In addition, other conventional additives such as antioxidants, buffers, and bacteriostatic agents may be added as needed. Furthermore, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to treat or prevent intestinal diseases, and may be formulated into injection formulations such as aqueous solutions, suspensions, emulsions, pills, capsules, granules, or tablets. can

장질환 치료용 또는 예방용 조성물은 경구 투여 또는 비경구 투여를 통해 투여될 수 있고, 질환 부위에의 도포 또는 분무하는 방법으로 투여될 수도 있다. 장질환 치료용 또는 예방용 조성물은 또한, 정맥 내 투여, 복강 내 투여, 근육 내 투여, 피하 투여 또는 국부 투여의 비경구로 투여될 수도 있다. The composition for treating or preventing intestinal diseases may be administered through oral administration or parenteral administration, and may be administered by coating or spraying the diseased area. The composition for treating or preventing intestinal disorders may also be parenterally administered by intravenous administration, intraperitoneal administration, intramuscular administration, subcutaneous administration or local administration.

장질환 치료용 또는 예방용 조성물의 적합한 도포, 분무 및 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 대상이 되는 동물 및 환자의 연령, 체중, 성, 질병 증상의 정도, 음식, 투여시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감도와 같은 요인들에 의해 다양할 수 있다. 또한, 숙련된 의사나 수의사는 목적하는 치료에 효과적인 장질환 치료용 또는 예방용 조성물의 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다.Appropriate application, spraying, and dosage of the composition for treating or preventing intestinal disorders include formulation method, administration method, age, weight, sex, severity of disease symptoms, food, administration time, administration route, and excretion of target animals and patients. It can vary by factors such as speed and response sensitivity. In addition, a skilled doctor or veterinarian can easily determine and prescribe the dosage of the composition for treating or preventing intestinal diseases that is effective for the desired treatment.

장질환 치료용 또는 예방용 조성물을 유효성분으로 포함하는 경구 투여용 제형은, 정제, 트로키제, 로렌지, 수용성 또는 유성현탁액, 조제분말 또는 과립, 에멀젼, 하드 또는 소프트 캡슐, 시럽 또는 엘릭시르제일 수 있다. 이때, 정제 및 캡슐 등의 제형으로 제제화하기 위해, 락토오스, 사카로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아밀로펙틴, 셀룰로오스 또는 젤라틴과 같은 결합제, 디칼슘 포스페이트와 같은 부형제, 옥수수 전분 또는 고구마 전분과 같은 붕괴제, 스테아르산 마그네슘, 스테아르산 칼슘, 스테아릴푸마르산 나트륨 또는 폴리에틸렌글리콜 왁스와 같은 윤활유가 포함될 수 있으며, 캡슐 제형의 경우 상기 언급한 물질 외에도 지방유와 같은 액체 담체가 더 함유될 수 있다.Formulations for oral administration containing a composition for treating or preventing intestinal disorders as an active ingredient may be tablets, troches, lozenges, aqueous or oily suspensions, prepared powders or granules, emulsions, hard or soft capsules, syrups or elixirs. there is. At this time, in order to formulate formulations such as tablets and capsules, binders such as lactose, saccharose, sorbitol, mannitol, starch, amylopectin, cellulose or gelatin, excipients such as dicalcium phosphate, disintegrants such as corn starch or sweet potato starch, stearate A lubricating oil such as magnesium acid, calcium stearate, sodium stearyl fumarate, or polyethylene glycol wax may be included, and in the case of a capsule formulation, a liquid carrier such as fatty oil may be further included in addition to the above-mentioned materials.

본 명세서에서 사용되는 용어, "장질환"은 염증성 장질환 (inflammatory bowel disease), 클로스트리듐 디피실리 (clostridium difficile) 감염증, 크론병, 과민성 장질환, 궤양성 대장염, 베체트병, 결핵성 장염, 및 허혈성 장질환 중 적어도 하나일 수 있다. 바람직하게, 본원 명세서 내에서 장질환은, 염증성 장질환일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As used herein, the term "bowel disease" refers to inflammatory bowel disease, Clostridium difficile infection, Crohn's disease, irritable bowel disease, ulcerative colitis, Behçet's disease, tuberculous enteritis, and at least one of ischemic bowel disease. Preferably, bowel disease within the present specification may be inflammatory bowel disease, but is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어, "프로드러그 (prodrugs)"는, 어떤 약물을 화학적으로 변화시켜 물리·화학적 성질을 조절한 약물을 의미하며, 그 자체는 생리 활성을 나타내지 않지만 투여 후 체내에서 화학적으로, 혹은 효소의 작용에 의하여 원래의 약물로 바뀌어 약효를 발휘할 수 있다.As used herein, the term "prodrugs" refers to a drug whose physical and chemical properties are controlled by chemically changing a drug, and does not itself exhibit physiological activity, but chemically in the body after administration, Or, by the action of an enzyme, it can be changed into the original drug and exert its medicinal effect.

예를 들어, 기탁번호: 기탁번호 KCTC 14204BP의 에스터레이즈를 생산하는 대장균 및 트리부티린 (trybutirin) 을 포함하는, 장질환 치료용 또는 예방용 프로드러그 조성물은, 경구 투여될 경우, 장내에 도달할 수 있다. 이때, 장내에 정착된 대장균의 대사에 의해 생성된 에스터레이즈는, 트리부티린을 가수분해함으로써, 장내 낙산의 수준을 증진시킬 수 있다. 이때, 달성하고자 하는 장내 낙산 수준은, 프로드러그 내에서 트리부티린의 수준을 조절함으로써 용이하게 설정될 수 있다. For example, a prodrug composition for treating or preventing intestinal diseases, including E. coli producing an esterase of Accession No. KCTC 14204BP and trybutirin, can reach the intestine when administered orally. can At this time, esterase produced by metabolism of Escherichia coli settled in the intestine can increase the level of butyrate in the intestine by hydrolyzing tributyrin. At this time, the level of lactic acid in the intestine to be achieved can be easily set by adjusting the level of tributyrin in the prodrug.

한편, 상기 대장균 및 트리부티린으로 이루어진 프로드러그는, 액체 및 고체 약학 조제물, 예컨대 주사가능한 용액, 현탁액, 유화액, 정제, 코팅된 정제, 코팅된 정제 코어, 캡슐, 용액, 트로키제, 분산액, 펠렛, 과립, 좌약, 경질 또는 연질 젤라틴 캡슐 등으로 제형화 될 수 있다. On the other hand, the prodrug consisting of Escherichia coli and tributyrin is liquid and solid pharmaceutical preparations, such as injectable solutions, suspensions, emulsions, tablets, coated tablets, coated tablet cores, capsules, solutions, troches, dispersions, It can be formulated as pellets, granules, suppositories, hard or soft gelatin capsules, and the like.

본 발명의 특징에 따르면, 장질환 치료용 또는 예방용 프로드러그 조성물은, 장내에 도달하여 트리부티린을 가수분해 하고, 낙산 수준을 증진시키는 한, 다양한 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 장질환 치료용 또는 예방용 프로드러그 조성물은, 서열번호 2의 아미노산 서열과 80 % 이상의 상동성을 갖는 에스터레이즈, 및 트리부티린으로 이루어질 수도 있다. 또는, 장질환 치료용 또는 예방용 프로드러그 조성물은, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 갖는 에스터레이즈를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터로 형질 전환된 균주 및 트리부티린으로 이루어질 수도 있다. 이때, 프로드러그는 장내에 도달할 때까지 위산, 항생제, 담즙산, 소화효소 등에 의해 분해되지 않도록 캡슐화 될 수 있다. 나아가, 형질 전환된 균주는 그 자체로 아포 (spore) 를 생성하여 장내 발아될 수 있는 균일 수도 있다. According to the features of the present invention, the prodrug composition for treating or preventing intestinal disease may have various compositions as long as it reaches the intestine and hydrolyzes tributyrin and increases the level of butyric acid. For example, a prodrug composition for treating or preventing intestinal disorders may consist of esterase having 80% or more homology to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and tributyrin. Alternatively, the prodrug composition for treating or preventing intestinal diseases is a strain transformed with a recombinant vector containing a polynucleotide encoding an esterase having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and tributyrin. may be done At this time, the prodrug may be encapsulated so as not to be decomposed by gastric acid, antibiotics, bile acids, digestive enzymes, etc. until it reaches the intestine. Furthermore, the transformed strain may itself be homogenous, capable of generating spores and germination in the intestine.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 에스터레이즈 생산 절차에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, an esterase production procedure according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 에스터레이즈의 제조 방법의 절차를 예시적으로 도시한 것이다1 exemplarily illustrates the procedure of a method for preparing an esterase used in various embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저 에스터레이즈의 제조를 위해, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 가지는 염기서열을 포함하는, 재조합 벡터가 숙주세포로 형질 전환된다 (S110). 그 다음, 형질 전환된 숙주세포를 배양하여 에스터레이즈가 획득된다 (S120). 마지막으로, 에스터레이즈가 분리 정제된다 (S130)Referring to FIG. 1, first, a recombinant vector containing a nucleotide sequence having 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is transformed into a host cell for the production of esterase (S110). Then, the esterase is obtained by culturing the transformed host cell (S120). Finally, the esterase is separated and purified (S130)

보다 구체적으로, 재조합 벡터가 숙주세포로 형질 전환되는 단계 (S110) 에서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상 상동성을 갖고, 에스터레이즈를 코딩하도록 구성된 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터가 준비된다. 이때, 벡터는 pBAD24일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 그 다음, 상기 재조합 벡터는, 대장균, 나아가 락토바실러스 람노서스 (Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 루테리 (Lactobacillus Reuteri) 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 중 적어도 하나를 포함하는 장내 균주를 숙주세포로 하여 형질 전환될 수 있다. More specifically, in the step of transforming the recombinant vector into a host cell (S110), a polynucleotide having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 according to various embodiments of the present invention and configured to encode an esterase A recombinant vector containing is prepared. In this case, the vector may be pBAD24, but is not limited thereto. Then, the recombinant vector is Escherichia coli, and further Lactobacillus rhamnosus ( Lactobacillus rhamnosus ), Lactobacillus acidophilus ( Lactobacillus acidophilus ), Lactobacillus reuteri ( Lactobacillus Reuteri ) And Bacillus subtilis ( Bacillus subtilis ) It can be transformed by using an intestinal strain containing at least one of the host cells.

그 다음, 에스터레이즈가 획득되는 단계 (S120) 에서, 형질 전환된 숙주세포의 배양에 의해, 에스터레이즈가 생성될 수 있다. 이때, 에스터레이즈는 서열번호 2의 아미노산 서열과 80 % 이상의 상동성을 가질 수 있고, 트리부티린을 기질로 하여 낙산을 생산하는 트리부티린 에스터레이즈일 수 있다. Then, in the step of obtaining the esterase (S120), the esterase may be produced by culturing the transformed host cell. In this case, the esterase may have 80% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and may be tributyrin esterase that produces butyric acid using tributyrin as a substrate.

마지막으로, 에스터레이즈가 분리 정제되는 단계 (S130) 에서, 다양한 필터링 작업을 거쳐, 트리부티린 에스터레이즈가 정제될 수 있다.Finally, in the step of separating and purifying the esterase (S130), the tributyrin esterase can be purified through various filtering operations.

이상의 절차에 따른, 본 발명의 일 실시예에 따른 에스터레이즈 제조 방법에 의해, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 트리부티린 에스터레이즈가 높은 효율로 생산될 수 있다. Tributyrin esterase used in various embodiments of the present invention can be produced with high efficiency by the esterase production method according to an embodiment of the present invention according to the above procedure.

평가 1: 본 발명의 다양한 실시예에 따른 대장균의 에스터레이즈 활성Evaluation 1: Esterase activity of E. coli according to various embodiments of the present invention

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 대장균의 에스터레이즈 활성 평가결과에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the evaluation results of the esterase activity of E. coli according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

본 평가에서는, 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 재조합 벡터로 형질 전환된, 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균을 실험군으로, 그렇지 않은 대장균을 대조군으로 설정하였다. In this evaluation, Escherichia coli transformed with the recombinant vector containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, Accession No. KCTC 14204BP, was set as an experimental group, and E. coli without it was set as a control group.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 에스터레이즈를 생산하는 대장균 (기탁번호: 기탁번호 KCTC 14204BP) 의 트리부티린 가수 분해 활성을 도시한 것이다.2 to 4 show the tributyrin hydrolysis activity of Escherichia coli (Accession Number: Accession Number KCTC 14204BP) producing esterases used in various embodiments of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, 트리부티린을 함유하는 영양 아가 배지 (Nutrition agar+Tributyrin 0.8%) 상에 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균 및 대조군의 대장균을 접종한 결과가 도시된다.First, referring to FIG. 2, the result of inoculating Escherichia coli of Accession No. KCTC 14204BP and E. coli of the control group on a nutrient agar medium containing tributyrin (Nutrition agar+Tributyrin 0.8%) is shown.

보다 구체적으로, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균이 접종되었을 때, 트리부티린의 분해에 따른 투명한 환이 생성된 것으로 나타난다. 이때, 환의 직경은 대조군보다 큰 것으로 나타난다.More specifically, when Escherichia coli of accession number KCTC 14204BP used in various embodiments of the present invention is inoculated, it appears that a transparent ring is generated according to the decomposition of tributyrin. At this time, the diameter of the ring appears larger than that of the control group.

이러한 결과는, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균이 대조군의 대장균과 다르게, 트리부티린을 가수 분해하고 이로 인해 낙산이 생성되었다는 결과를 의미할 수 있다. These results may mean that the Escherichia coli of accession number KCTC 14204BP used in various embodiments of the present invention hydrolyzes tributyrin and produces butyric acid, unlike the control Escherichia coli.

다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 5mM의 트리부티린과 0.02 %의 TritonX100을 함유하는 NB (펩톤 (peptone) 2.5g + 효모 (yeast extract) 1.5g + NaCl 1.5g/500ml) 배지에 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균과 대조군의 대장균 각각을 24 시간 동안 배양한 후, 상등액을 취하여 필터링 후 HPLC 분석을 통해 낙산의 농도를 분석한 결과가 도시된다. 이때, 낙산 농도의 분석은 3 반복 수행되었다. Next, referring to FIGS. 3 and 4, NB (peptone 2.5g + yeast extract 1.5g + NaCl 1.5g / 500ml) medium containing 5mM tributyrin and 0.02% TritonX100 After culturing E. coli of accession number KCTC 14204BP and E. coli of the control group for 24 hours, the supernatant was taken and filtered, and the concentration of butyric acid was analyzed through HPLC analysis. The result is shown. At this time, the analysis of lactic acid concentration was performed three times.

보다 구체적으로, 대조군의 경우, 배양 동안 트리부티린의 가수분해에 따른 산물인 낙산의 수준이 평균 81.57333 ㎍/ml로 나타난다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균에 의한 낙산의 수준은 평균 1314.787 ㎍/ml인 것으로 나타난다.More specifically, in the case of the control group, the average level of lactate, a product of tributyrin hydrolysis, was 81.57333 μg/ml during cultivation. However, the level of butyric acid by Escherichia coli of accession number KCTC 14204BP used in various examples of the present invention appears to be 1314.787 μg/ml on average.

이러한 결과는, 본 발명의 다양한 실시예에 이용되는 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균의 낙산 생산량이 일반 대장균보다 약 16배 높은 것을 의미하며, 대조군의 대장균에 비하여 트리부티린에 대한 가수 분해 능이 10 배 이상인 것을 의미할 수 있다. These results mean that the butyric acid production of Escherichia coli of accession number KCTC 14204BP used in various embodiments of the present invention is about 16 times higher than that of general Escherichia coli, and the hydrolysis ability for tributyrin is 10 times higher than that of the control Escherichia coli. that can mean

이상의 평가 1의 결과로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 서열번호 1의 염기서열을 포함하는 재조합 벡터로 형질 전환된, 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균은, 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 에스터레이즈를 생산하여 트리부티린을 가수 분해하고, 장내 낙산의 수준을 증진시킬 수 있다. 이에, 상기 대장균과 트리부티린을 포함하는 프로드러그 조성물, 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 에스터레이즈와 트리부티린을 포함하는 약학 조성물은, 장내 낙산 수준을 증진시켜, 장 건강을 증진하고, 장의 염증 낮출 수 있다. 이에, 상기 조성물들은 염증성 장질환을 포함하는 다양한 장질환에 대하여 효과적일 수 있다. 나아가, 상기 조성물들은 항암 효과, 신경 보호 효과, 면역력 강화 및 항염 효과, 나아가 비만 감소 및 당뇨병 예방에 효과적일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 조성물들은 염증성 장질환 (inflammatory bowel disease), 나아가 클로스트리듐 디피실리 (clostridium difficile) 감염증, 크론병, 과민성 장질환, 궤양성 대장염, 베체트병, 결핵성 장염, 및 허혈성 장질환과 같은 장질환의 치료에 적용될 수 있다. As a result of the above evaluation 1, E. coli of Accession No. KCTC 14204BP, transformed with the recombinant vector containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 according to various embodiments of the present invention, esterase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 It can be produced to hydrolyze tributyrin and increase the level of butyric acid in the intestine. Accordingly, the prodrug composition containing Escherichia coli and tributyrin, or the pharmaceutical composition containing tributyrin and esterase consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, promotes intestinal health by increasing the level of butyric acid in the intestine, May reduce intestinal inflammation. Accordingly, the compositions may be effective against various intestinal diseases including inflammatory bowel disease. Furthermore, the compositions may be effective for anti-cancer effects, neuroprotective effects, immunity enhancement and anti-inflammatory effects, and further reducing obesity and preventing diabetes. More specifically, the compositions are useful for treating inflammatory bowel disease, Clostridium difficile infection, Crohn's disease, irritable bowel disease, ulcerative colitis, Behçet's disease, tuberculous enteritis, and ischemic bowel disease. It can be applied to the treatment of the same intestinal disease.

한편, 본 발명의 효과는 이에 제한되는 것이 아니다. On the other hand, the effect of the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 가지는 염기서열을 포함하는 재조합 벡터로 형질 전환된 균주는, 기탁번호 KCTC 14204BP의 대장균과 동일한 활성을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 형질 전환된 균주는 트리부티린을 가수분해하여 장내 낙산 수준을 증진시키는 에스터레이즈를 생산하고, 이에 의해 낙산 수준을 증진하는 것에 기여할 수 있다. For example, a strain transformed with a recombinant vector containing a nucleotide sequence having 80% or more homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 may have the same activity as Escherichia coli of Accession No. KCTC 14204BP. More specifically, the transformed strain hydrolyzes tributyrin to produce an esterase that enhances the level of butyric acid in the intestine, thereby contributing to increasing the level of butyric acid.

특히, 본 발명은, 신규 트리부티린 에스터레이즈 코딩 폴리뉴클레오타이드로 형질 전환된 대장균과 같은 장내 미생물을 트리부티린과 함께 제공함에 따라, 낙산 생산균을 직접 섭취했을 때 보다 장내 정착률이 높을 수 있다.In particular, since the present invention provides an intestinal microorganism such as Escherichia coli transformed with a novel tributyrin esterase-encoded polynucleotide together with tributyrin, the colonization rate in the intestine may be higher than when the lactic acid-producing bacteria are directly ingested.

또한, 발명은, 신규 에스터레이즈의 기질인 트리부티린의 수준을 조절함으로써 목표로하는 장내 낙산 농도의 설정이 용이할 수 있어, 장내 낙산 생산 효율이 종래의 낙산 생산균보다 증진될 수 있다. In addition, according to the present invention, by controlling the level of tributyrin, which is a substrate for novel esterase, it is possible to easily set a target concentration of butyric acid in the intestine, so that the efficiency of butyric acid production in the intestine can be improved compared to conventional butyrate-producing bacteria.

또한, 본 발명은, 배양 조건이 상대적으로 단순한 대장균에 신규 트리부티린 에스터레이즈 코딩 유전자를 포함하는 벡터로 형질 전환할 수 있어, 다량의 에스터결합을 가수 분해능의 균주를 용이하게 획득할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to transform Escherichia coli under relatively simple culture conditions with a vector containing a novel tributyrin esterase-encoding gene, thereby easily obtaining a strain capable of hydrolysing a large amount of ester bonds.

평가 2: 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈 코딩 유전자 및 에스터레이즈의 동정Evaluation 2: Identification of esterase coding genes and esterases according to various embodiments of the present invention

이하에서는, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈 코딩 유전자 및 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈의 동정 결과를 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5 , results of identification of esterase coding genes according to various embodiments of the present invention and esterases according to various embodiments of the present invention will be described.

도 5a 및 5b는 내재적 활성에 비하여 활성이 강화된 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드의 블라스트 분석 결과를 도시한 것이다.5A and 5B show the results of blast analysis of polynucleotides encoding esterases with enhanced activity compared to intrinsic activity.

먼저, 도 5a를 참조하면, 서열번호 1의 염기서열을 갖고, 내재적 활성에 비하여 활성이 강화된 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드에 대한 블라스트 n 분석 결과가 도시된다. 이때, 대상 유전체들은 E 값 (E valude) 에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드와의 유사도가 높은 순서대로 나열된다.First, referring to FIG. 5A , the result of blast n analysis for a polynucleotide encoding an esterase having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and having an enhanced activity compared to the endogenous activity is shown. At this time, the target genomes are listed in the order of high similarity to the polynucleotide according to various embodiments of the present invention according to E value (E valude).

보다 구체적으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드와의 유사도가 가장 높은 것으로 분석된, 클로스트리듐 렌토셀륨 (Clostridium lentocellum) DSM 5427의 완전 유전체 (complete genome) 는, 오직 72 %에 해당하는 영역이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드와 67.41 % 상동성을 갖는 것으로 나탄나다. More specifically, the complete genome of Clostridium lentocellum DSM 5427, which was analyzed to have the highest similarity with the polynucleotide according to various embodiments of the present invention, corresponds to only 72% The region appears to have 67.41% homology with polynucleotides according to various embodiments of the present invention.

나아가, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드와의 유사도가 두 번째로 높은 것으로 분석된, 허비닉스 (Herbinix) 종, SD1D 유전체, 염색체: I은, 오직 71 %에 해당하는 영역이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드와 67.9 % 상동성을 갖는 것으로 나탄나다.Furthermore, in the herbinix species, SD1D genome, chromosome: I, which was analyzed to have the second highest degree of similarity with the polynucleotide according to various embodiments of the present invention, only 71% of the region corresponds to that of the present invention. It is shown to have 67.9% homology with polynucleotides according to various examples.

이러한 분석 결과는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드가 종래에 알려진 유전체들과 상이한 유전체임을 의미할 수 있다.Such an analysis result may mean that the polynucleotide according to various embodiments of the present invention is a genome different from conventionally known genomes.

관련하여, 도 5b를 더욱 참조하면, 서열번호 1의 염기서열을 갖고, 내재적 활성에 비하여 활성이 강화된 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 아미노산화하여 분석한 블라스트 x 결과가 도시된다. 이때, 대상 단백질들은 E 값 (E valude) 에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드와의 유사도가 높은 순서대로 나열된다.In this regard, further referring to FIG. 5B , a blast x result obtained by aminolating and analyzing a polynucleotide encoding an esterase having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and having enhanced activity compared to intrinsic activity is shown. At this time, the target proteins are listed in order of high similarity to the polynucleotide according to various embodiments of the present invention according to E value (E valude).

보다 구체적으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드에 기초한 단백질과의 유사도가 가장 높은 것으로 분석된, 클로스트리듐 렌토셀륨 유래의 알파/베타 하이드롤레이즈 폴드 도메인-함유 단백질 (alpha/beta hydrolase fold domain-containing protein) 은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드에 기초한 단백질과 오직 60.46 %의 상동성을 갖는 것으로 나탄나다. More specifically, the alpha / beta hydrolase fold domain-containing protein (alpha / beta hydrolase fold domain-containing protein) is shown to have only 60.46% homology with proteins based on polynucleotides according to various embodiments of the present invention.

나아가, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드에 기초한 단백질과의 유사도가 세 번째로 높은 것으로 분석된, 허비닉스 종 유래 가설 단백질 (hypothetical protein) 은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폴리뉴클레오타이드에 기초한 단백질과 오직 59.09 %의 상동성을 갖는 것으로 나탄나다. Furthermore, the hypothetical protein derived from Herbinix species, which was analyzed to have the third highest similarity with the protein based on the polynucleotide according to various embodiments of the present invention, is a polynucleotide according to various embodiments of the present invention It appears to have only 59.09% homology with the based protein.

이러한 분석 결과는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 서열번호 1의 폴리뉴클레오타이드가 종래에 공지된 유전체들과 상이한 신규 유전체이고, 서열번호 2의 에스터레이즈가 종래에 알려진 단백질과 상이한 신규한 단백질임을 의미할 수 있다. These analysis results indicate that the polynucleotide of SEQ ID NO: 1 according to various embodiments of the present invention is a novel genome different from previously known genomes, and the esterase of SEQ ID NO: 2 is a novel protein different from previously known proteins. can do.

또한, 이러한 유전적 상이함은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 에스터레이즈의 내재적 활성 강화에 기여한다는 것을 시사할 수도 있다. In addition, it may be suggested that such genetic differences contribute to enhancing the intrinsic activity of esterases according to various embodiments of the present invention.

이에, 서열번호 1의 염기서열과 80 % 이상의 상동성을 갖는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 균주, 또는 서열번호 2의 아미노산 서열과 80 % 이상의 상동성을 갖는 아미노산 서열로 이루어진 에스터레이즈는 장 건강 증진을 위한 다양한 조성물로서 제공될 수 있다. Accordingly, a strain transformed with a recombinant vector containing a polynucleotide having 80% or more homology to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or an esterase consisting of an amino acid sequence having 80% or more homology to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 can be provided as a variety of compositions for promoting intestinal health.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실 시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, and as a person skilled in the art can fully understand, various interlocking and driving operations are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other. and may be implemented together in a related relationship.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명 의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범 위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified and implemented without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

<110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION, YONSEI UNIVERSITY <120> NOVEL NUCLEOTIDES ENCODING ESTERASE AND USE THEREOF <130> 20PD5341KR <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 795 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DNA sequence for novel esterase encoding gene <400> 1 atggcattat taacacttca atattacagt acggccttat gcaggcccac cagagtacaa 60 ttgcttctgc cgaatgatgt ccaggagatg gctgtgcagg acaacgaaaa ttataataga 120 ccgatgaaga cgcttgtctt gctgcatggc tacagcggca gctgtgacga ctggctgact 180 ggcagcagag tccaggaaat atcgggtatg tataacctgg caattgcaat gccgtcaggg 240 gaaaacagtt tttacctgga tcagaaggga accggaaggg catatgccac atttgtgggt 300 aaggagctta ttgcgtatct gcaaaagact ttcggcattg ccatgaaggc tgaggatacc 360 ttcatagggg gcttatccat gggaggattt ggcgccctgc acacggggct tttgtatccg 420 gagaattact caaagattgc tgctctttcg tccgcactga tcgtgcatga ggttatggaa 480 atgaaagaag gcatcggcaa tgctgtggct gactatgatt actataaagc cacattcgga 540 gagccgaaag agctggcaat gagcaaaaat aatccggaat atattatcag acagcgcaga 600 gagaggggag agtccattca gcctgttttt atggcctgtg gaactgagga ctttttactg 660 gaaaataacc ggagctttta tgagttcctg aaaaaggagg gcatagaggt agattatcac 720 gaaagtccgg gaactcatga ctggaaattc tggaatgaat atctggaacc ggcagttaaa 780 tggatgctgc aatga 795 <210> 2 <211> 264 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Protein sequence for novel esterase <400> 2 Met Ala Leu Leu Thr Leu Gln Tyr Tyr Ser Thr Ala Leu Cys Arg Pro 1 5 10 15 Thr Arg Val Gln Leu Leu Leu Pro Asn Asp Val Gln Glu Met Ala Val 20 25 30 Gln Asp Asn Glu Asn Tyr Asn Arg Pro Met Lys Thr Leu Val Leu Leu 35 40 45 His Gly Tyr Ser Gly Ser Cys Asp Asp Trp Leu Thr Gly Ser Arg Val 50 55 60 Gln Glu Ile Ser Gly Met Tyr Asn Leu Ala Ile Ala Met Pro Ser Gly 65 70 75 80 Glu Asn Ser Phe Tyr Leu Asp Gln Lys Gly Thr Gly Arg Ala Tyr Ala 85 90 95 Thr Phe Val Gly Lys Glu Leu Ile Ala Tyr Leu Gln Lys Thr Phe Gly 100 105 110 Ile Ala Met Lys Ala Glu Asp Thr Phe Ile Gly Gly Leu Ser Met Gly 115 120 125 Gly Phe Gly Ala Leu His Thr Gly Leu Leu Tyr Pro Glu Asn Tyr Ser 130 135 140 Lys Ile Ala Ala Leu Ser Ser Ala Leu Ile Val His Glu Val Met Glu 145 150 155 160 Met Lys Glu Gly Ile Gly Asn Ala Val Ala Asp Tyr Asp Tyr Tyr Lys 165 170 175 Ala Thr Phe Gly Glu Pro Lys Glu Leu Ala Met Ser Lys Asn Asn Pro 180 185 190 Glu Tyr Ile Ile Arg Gln Arg Arg Glu Arg Gly Glu Ser Ile Gln Pro 195 200 205 Val Phe Met Ala Cys Gly Thr Glu Asp Phe Leu Leu Glu Asn Asn Arg 210 215 220 Ser Phe Tyr Glu Phe Leu Lys Lys Glu Gly Ile Glu Val Asp Tyr His 225 230 235 240 Glu Ser Pro Gly Thr His Asp Trp Lys Phe Trp Asn Glu Tyr Leu Glu 245 250 255 Pro Ala Val Lys Trp Met Leu Gln 260 <110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION, YONSEI UNIVERSITY <120> NOVEL NUCLEOTIDES ENCODING ESTERASE AND USE THEREOF <130> 20PD5341EN <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 795 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> DNA sequence for novel esterase encoding gene <400> 1 atggcattat taacacttca atattacagt acggccttat gcaggcccac cagagtacaa 60 ttgcttctgc cgaatgatgt ccaggagatg gctgtgcagg acaacgaaaa ttataataga 120 ccgatgaaga cgcttgtctt gctgcatggc tacagcggca gctgtgacga ctggctgact 180 ggcagcagag tccaggaaat atcgggtatg tataacctgg caattgcaat gccgtcaggg 240 gaaaacagtt tttacctgga tcagaaggga accggaaggg catatgccac atttgtgggt 300 aaggagctta ttgcgtatct gcaaaagact ttcggcattg ccatgaaggc tgaggatacc 360 ttcatagggg gcttatccat gggaggattt ggcgccctgc acacggggct tttgtatccg 420 gagaattact caaagattgc tgctctttcg tccgcactga tcgtgcatga ggttatgggaa 480 atgaaagaag gcatcggcaa tgctgtggct gactatgatt actataaagc cacattcgga 540 gagccgaaag agctggcaat gagcaaaaat aatccggaat atattatcag acagcgcaga 600 gagaggggag agtccattca gcctgttttt atggcctgtg gaactgagga ctttttactg 660 gaaaataacc ggagctttta tgagttcctg aaaaaggagg gcatagaggt agattatcac 720 gaaagtccgg gaactcatga ctggaaattc tggaatgaat atctggaacc ggcagttaaa 780 tggatgctgc aatga 795 <210> 2 <211> 264 <212> PRT <213> artificial sequence <220> <223> Protein sequence for novel esterase <400> 2 Met Ala Leu Leu Thr Leu Gln Tyr Tyr Ser Thr Ala Leu Cys Arg Pro 1 5 10 15 Thr Arg Val Gln Leu Leu Leu Pro Asn Asp Val Gln Glu Met Ala Val 20 25 30 Gln Asp Asn Glu Asn Tyr Asn Arg Pro Met Lys Thr Leu Val Leu Leu 35 40 45 His Gly Tyr Ser Gly Ser Cys Asp Asp Trp Leu Thr Gly Ser Arg Val 50 55 60 Gln Glu Ile Ser Gly Met Tyr Asn Leu Ala Ile Ala Met Pro Ser Gly 65 70 75 80 Glu Asn Ser Phe Tyr Leu Asp Gln Lys Gly Thr Gly Arg Ala Tyr Ala 85 90 95 Thr Phe Val Gly Lys Glu Leu Ile Ala Tyr Leu Gln Lys Thr Phe Gly 100 105 110 Ile Ala Met Lys Ala Glu Asp Thr Phe Ile Gly Gly Leu Ser Met Gly 115 120 125 Gly Phe Gly Ala Leu His Thr Gly Leu Leu Tyr Pro Glu Asn Tyr Ser 130 135 140 Lys Ile Ala Ala Leu Ser Ser Ala Leu Ile Val His Glu Val Met Glu 145 150 155 160 Met Lys Glu Gly Ile Gly Asn Ala Val Ala Asp Tyr Asp Tyr Tyr Lys 165 170 175 Ala Thr Phe Gly Glu Pro Lys Glu Leu Ala Met Ser Lys Asn Asn Pro 180 185 190 Glu Tyr Ile Ile Arg Gln Arg Arg Glu Arg Gly Glu Ser Ile Gln Pro 195 200 205 Val Phe Met Ala Cys Gly Thr Glu Asp Phe Leu Leu Glu Asn Asn Arg 210 215 220 Ser Phe Tyr Glu Phe Leu Lys Lys Glu Gly Ile Glu Val Asp Tyr His 225 230 235 240 Glu Ser Pro Gly Thr His Asp Trp Lys Phe Trp Asn Glu Tyr Leu Glu 245 250 255 Pro Ala Val Lys Trp Met Leu Gln 260

Claims (13)

서열번호 1의 염기서열을 갖고, 에스터레이즈 (esterase) 를 코딩하는, 폴리뉴클레오타이드.A polynucleotide having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and encoding esterase. 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는, 에스터레이즈.Esterase having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. 제2항에 있어서,
상기 에스터레이즈는,
트리부티린 (trybutirin) 을 기질로 하고,
상기 트리부티린을 가수분해하여 낙산 (butyrate) 을 생산하도록 구성된, 에스터레이즈.
According to claim 2,
The esterase,
Tributirin as a substrate,
Esterase, configured to hydrolyze the tributyrin to produce butyrate.
서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 에스터레이즈를 생산하는 대장균 (기탁번호: KCTC 14204BP).E. coli producing an esterase having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 (Accession Number: KCTC 14204BP). 제4항에 있어서,
상기 대장균은,
에스터레이즈 활성이 내재적 활성에 비하여 강화된 대장균으로서,
에스터레이즈 활성이 내재적 활성에 비하여 강화되지 않은 대장균에 비하여 트리부티린에 대한 가수 분해 능이 10 배 이상인, 대장균.
According to claim 4,
The Escherichia coli,
E. coli with enhanced esterase activity compared to intrinsic activity,
Escherichia coli having a hydrolysis capacity for tributyrin that is 10 times higher than that of E. coli in which the esterase activity is not enhanced relative to the intrinsic activity.
서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 에스터레이즈, 및 트리부티린을 포함하는, 염증성 장질환 치료용 또는 예방용 조성물.A composition for treating or preventing inflammatory bowel disease, comprising esterase having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and tributyrin. 삭제delete 삭제delete 청구항 4항에 기재된 대장균 및 및 트리부티린 (trybutirin) 을 포함하는, 염증성 장질환 치료용 또는 예방용 프로드러그 (prodrug) 조성물.A prodrug composition for treating or preventing inflammatory bowel disease, comprising E. coli according to claim 4 and tributirin. 서열번호 1의 염기서열을 포함하는, 재조합 벡터.A recombinant vector comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 청구항 10항에 기재된 재조합 벡터로 형질 전환된 미생물.A microorganism transformed with the recombinant vector according to claim 10. 청구항 10항에 기재된 재조합 벡터를, 숙주세포로 형질 전환하는 단계;
형질 전환된 상기 숙주세포를 배양하여 에스터레이즈를 수득하는 단계; 및
상기 에스터레이즈를 분리 정제하는 단계를 포함하는, 에스터레이즈 제조 방법.
Transforming the recombinant vector according to claim 10 into a host cell;
culturing the transformed host cell to obtain esterase; and
Esterase production method comprising the step of separating and purifying the esterase.
제 12항에 있어서,
상기 숙주세포는, 락토바실러스 람노서스 (Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 엑시도필러스 (Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 루테리 (Lactobacillus Reuteri) 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 중 적어도 하나인, 에스터레이즈 제조 방법.
According to claim 12,
The host cell is Lactobacillus rhamnosus , Lactobacillus acidophilus , Lactobacillus reuteri And Bacillus subtilis ( Bacillus subtilis ) At least one, the esterase production method.
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