KR102595446B1 - 신규한 펩티드핵산을 포함하는 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항균용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규한 펩티드핵산, 상기 펩티드핵산을 포함하는 항균용 조성물, 상기 펩티드핵산을 포함하는 대장균의 항생제 감수성 증가용 조성물, 상기 펩티드핵산과 세포 투과 펩티드가 결합한 펩티드-펩티드핵산 복합체, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 항균용 조성물, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균의 항생제 감수성 증가용 조성물, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균 감염 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 펩티드핵산 및/또는 펩티드-펩티드핵산 복합체는 대장균, 특히 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항균효과가 우수하고, 대장균의 항생제 감수성을 증가시키는 효과가 있어, 의약업계에서 널리 사용될 수 있다.

Description

신규한 펩티드핵산을 포함하는 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항균용 조성물 {antimicrobial composition against Floroquinolone antibiotic-resistant E. coli comprising novel peptide nucleic acid}
본 발명은 신규한 펩티드핵산, 상기 펩티드핵산을 포함하는 항균용 조성물, 상기 펩티드핵산을 포함하는 대장균의 항생제 감수성 증가용 조성물, 상기 펩티드핵산과 세포 투과 펩티드가 결합한 펩티드-펩티드핵산 복합체, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 항균용 조성물, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균의 항생제 감수성 증가용 조성물, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균 감염 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
현대 의학에서 항생제의 발견 및 개발로 인해 얻을 수 있었던 발전은 매우 혁명적인 것이었으나, 계속된 오남용으로 항생제 내성을 가진 세균의 출현을 막을 수 없었다. 이렇게 축적된 항생제 내성 병원성 세균으로 인해 발생한 질병의 경우, 기존에 개발된 항생제를 사용하여 치료할 수 없는 상황에 이르고 있다. 이에 전 세계적으로 기존 항생제의 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 기전의 항-박테리아 또는 항-감염 전략에 대한 연구가 활발하게 진행 중에 있다.
그 중 대표적인 전략으로 인위적으로 합성된 핵산(artificially synthesized nucleic acid)의 일종인 PNA(peptide nucleic acid)가 가지고 있는, 병원성 세균의 특정 유전자의 발현을 억제하는 안티센스 효과를 이용한 방법이 제안되었다.
펩티드핵산(PNA)은 올리뉴클레오티드 및 올리뉴클레오티드 유사체와 유사하고 DNA와 RNA를 모방할 수 있다. 펩티드핵산은 DNA의 데옥시리보스 골격이 슈도 펩타이드 골격 (pseudo-peptide backbone)으로 치환되어 있다 (Nieslsen et al., Science, 1991, 254, 1475). 펩티드핵산에 존재하는 각 서브유니트 또는 단량체는 상기 골격에 부착된 천연 또는 비천연 핵염기 (nucleobase)를 가지고 있다. 하나의 골격은 아미드 결합을 통하여 연결된 N-(2-아미노에틸)글리신의 반복 단위로 구성되어 있다. 펩티드핵산은 왓슨과 크릭 염기쌍을 통하여 상보적 핵산과 혼성화하고 나선체가 형성된다 (Egholm et al., Nature, 1993, 365, 566). 펩티드핵산은 DNA와 RNA 모두에 결합하여 PNA/DNA 또는 PNA/RNA 이중가닥체를 형성한다. 상기 PNA/DNA 또는 PNA/RNA 이중가닥체는 Tms로 결정하였을 때, 대응되는 DNA/DNA 또는 RNA/RNA 이중가닥체에 비하여 큰 친화성으로 결합되어 있다. PNA/DNA 또는 PNA/RNA 이중가닥체의 열적 안정성은 펩티드핵산의 중성 골격에서 전하 반발의 결여 때문일 수 있다. 친화성이 높아질 뿐만 아니라, 펩티드핵산은 DNA/DNA에 비하여, 더 높은 특이성으로 DNA와 혼성화된다.
플로로퀴놀론 계열 항생제는 다제내성균과 관련된 감염치료에 널리 사용되는 광범위항생제이다. 플로로퀴놀론은 균 내 DNA 복제에 관여하는 DNA 자이레이스 및 국소이성질화효소와 결합하여, 병원균의 성장을 억제 및 사멸한다. 그러나 최근 그람 양성 및 음성균 내 플로로퀴놀론 내성이 증가하면서 공중보건학적으로 큰 위협이 되고 있다. 이와 같은 플로로퀴놀론 내성균에 대한 종래 대안으로 새로운 광범위항생물질 개발이 거론되었으나, 새로이 개발된 항생물질에 대한 병원균 내성 발생 가능성 및 체내 유익균 사멸에 따른 부작용이 있다. 따라서 플로로퀴놀론 내성 대장균을 선택적이며 효율적으로 성장 억제 및 사멸하는 항생물질 개발 연구가 필요한 실정이다.
또한, 현재까지 플로로퀴놀론 내성 대장균에 대해서 항생, 항균 효과를 갖는 펩티드핵산에 대해서는 연구가 미미한 실정이다.
이에 본 발명자들은 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 존재하는 유전자를 표적으로 하는 신규한 펩티드핵산을 디자인하고, 펩티드핵산을 펩타이드와 융합시킨 펩티드-펩티드핵산 복합체를 제조한 후, 펩티드-펩티드핵산 복합체가 대장균, 특히 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대해 광범위한 항생, 항균 효과를 나타냄을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대해 특이적인 항균효과를 나타내는 펩티드핵산 또는 펩티드-펩티드핵산 복합체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 또는 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 (peptide nucleic acid)을 제공한다.
또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드 핵산 및 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드 핵산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 펩티드핵산을 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드 핵산 및 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드 핵산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 펩티드핵산을 포함하는 대장균의 항생제 감수성 증가용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 하기 식 1로 표시되는 펩티드-펩티드핵산 복합체를 제공한다.
[식 1]
펩티드핵산-L-펩티드
또한, 본 발명은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균의 항생제 감수성 증가용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균 감염 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 펩티드핵산 및/또는 펩티드-펩티드핵산 복합체는 대장균, 특히 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항균효과가 우수하고, 대장균의 항생제 감수성을 증가시키는 효과가 있어, 의약업계에서 널리 사용될 수 있다.
도 1은 FQT-PNA1, FQT-PNA2에 의한 플로로퀴놀론 내성 대장균의 억제를 확인하기 위한 스팟 어세이 실험결과를 나타낸 도이다.
도 2는 FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 펩티드핵산을 조합하는 경우 플로로퀴놀론 내성 대장균에 대한 항균 활성의 효과가 증대되는지 여부, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물의 대장균의 날리딕산 감수성 증가 효과 유무 및 FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물이 플로로퀴놀론 내성 대장균에 특이적으로 성장을 억제하는지 확인하기 위한 스팟 어세이 실험결과를 나타낸 도이다.
본 발명은 서열번호 1 또는 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 (peptide nucleic acid)을 제공한다.
본 발명에서 펩티드핵산은 데옥시리보오스 포스페이트 골격(backbone)이 펩티드 올리고머로 치환된 DNA 유사 화합물이다. 기존에 공지된 일반적인 펩티드핵산의 구조는 N-(2-아미노에틸)글리신 (N-(2-aminoethyl)glycine) 단위가 아마이드 결합에 의해 반복적으로 연결되어 N-(2-아미노에틸)글리신 골격을 형성하고 이 골격에 퓨린(purin: A 및 G)과 피리미딘(pyrimidine: C 및 T) 염기와 같은 핵산 염기가 메틸렌 카르보닐(methylene carbonyl) 결합을 통해 연결되어 있다.
본 발명의 상기 서열번호 1 또는 2의 염기서열로 표시되는 펩티드 핵산은 플로로퀴놀론 내성 대장균의 유전자에 상보적으로 결합하며, 플로로퀴놀론 내성 대장균의 단백질 번역을 물리적으로 방해하는 것 일 수 있으며, 플로로퀴놀론 내성 대장균의 성장을 억제하고 사멸에 이르게 하는 것 일 수 있다.
본 발명의 상기 '서열번호 1 또는 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산'은 서열번호 1 또는 2로 표시되는 염기서열과 80% 이상의 상동성이 있는 염기서열일 수 있으며, 바람직하게는 90% 이상의 상동성을 갖는 염기서열일 수 있다.
본 발명의 상기 플로로퀴놀론 내성 대장균은 플로로퀴놀론 항생제에 지속적으로 노출된 결과, 플로로퀴놀론에 대한 저항성을 나타내는 대장균을 의미한다.
또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 및 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 펩티드핵산을 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 및 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 펩티드핵산을 포함하는 항생제 감수성 증가용 조성물을 제공한다.
본 발명의 상기 항균용 조성물은 병원성 미생물 또는 내성균에 대한 항균용 조성물이며, 바람직하게는 대장균에 대한 항균용 조성물, 보다 바람직하게는 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항균용 조성물이나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 상기 항생제 감수성 증가용 조성물의 항생제는 퀴놀론계 항생제일 수 있고, 상기 퀴놀론계 항생제는 날리딕산, 옥소린산, 피로미드산, 로소사신, 플루메퀸, 피페미드산, 시녹사신, 나디플록사신, 루플록사신, 엔녹사신, 로메플록사신, 페플록사신, 플레록사신, 시프로플록사신, 오플록사신, 노플록사신, 엔로플록사신, 레포플록사신, 스파플록사신, 그레파플록사신, 가티플록사신 및 목시플록사신으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 날리딕산일 수 있다.
본 발명의 상기 항생제 감수성 증가용 조성물은 병원성 미생물 또는 내성균에 대한 항생제 감수성 증가용 조성물이며, 바람직하게는 대장균에 대한 항생제 감수성 증가용 조성물, 보다 바람직하게는 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항생제 감수성 증가용 조성물이나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 상기 항생제 감수성 증가용 조성물은 상기 조성물에 의해 감수성이 증가될 항생제와 병용사용하여, 대상 미생물에 대한 항균효과를 증가시킬 수 있는 것 일 수 있다.
본 발명의 상기 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 또는 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산을 단독으로 포함하는 것 일 수 있으며, 상기 펩티드핵산을 모두 포함하는 것 일 수 있다. 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 및 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산을 모두 포함하는 조성물은 단독으로 포함하는 조성물에 비해 항균효과 또는 항생제 감수성 증가 효과가 더 크게 나타나는 것 일 수 있다.
본 발명의 상기 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 본 발명의 펩티드핵산 뿐만 아니라, 병원성 미생물 또는 내성균에 대한 항균활성을 갖는 공지의 유효성분을 1종 이상 더 함유할 수 있다.
본 발명의 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 "약학적으로 허용가능한 담체"는 상기 조성물이 투여되는 개체에 해로운 항체 생산을 유발하여서는 안되며, 독성이 있어서도 안된다. 적당한 담체는 단백질, 폴리펩타이드, 리포좀, 다당, 폴리락틱산, 폴리글리콜릭산, 중합체성 아미노산, 아미노산 공중합체 및 불활성 바이러스 입자와 같이 크고, 천천히 대사되는 거대분자이다. 예를 들면, 하이드로클로라이드, 하이드로브로마이드, 포스페이트 및 설페이트와 같은 미네랄산 염, 또는 아세테이트, 프로피오네이트, 말로네이트 및 벤조에이트와 같은 유기산의 염과 같은 약제학적으로 허용가능한 염이 사용될 수 있다. 또한, 상기 담체에는 물, 염수, 글리세롤 및 에탄올과 같은 액체를 부가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어, 약학적으로 허용가능한 담체와 혼합된 형태로 약 0.001mg 내지 1000mg이 투여될 수 있다. 본 발명의 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 필요에 따라 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있으며, 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 하기 식 1로 표시되는 펩티드-펩티드핵산 복합체를 제공한다.
[식 1]
펩티드핵산-L-펩티드
상기 식 1에서, 펩티드핵산은 서열번호 1 또는 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산이고,
L은 링커 또는 결합이고,
펩티드는 C-(B-A)n-D로 표시되며, 여기서 A는 1 내지 8개의 전하를 띠지 않은 아미노산 또는 아미노산 유사체이고, B는 1 내지 3개의 양전하를 띤 아미노산 또는 아미노산 유사체이고, C는 0 내지 4개의 전하를 띠지 않은 아미노산 또는 아미노산 유사체이고, D는 0 내지 3개의 양전하를 띤 아미노산 또는 아미노산 유사체이고, n은 1 내지 10의 정수이다.
상기 펩티드는 세포막의 투과성을 높여주기 위한 것으로, 펩티드의 구체적인 예로는 KFFKFFKFFK (서열번호 3), KFFKFFKFF (서열번호 4), KFFKFFKF (서열번호 5), KFFKFFK (서열번호 6), KFFKFF (서열번호 7), KFFKF (서열번호 8), KFFK (서열번호 9), KFF (서열번호 10), FFRFFRFFRRLLR (서열번호 11), LLKKLAKAL (서열번호 12), KRRWPWWPWKK (서열번호 13), KFKVKFVVKK (서열번호 14), LLKLLLKLLLK (서열번호 15) 및 LLKKLAKALK (서열번호 16)가 포함되며, 바람직하게는 KFFKFFKFFK(서열번호 3)이나 이에 제한되지 않는다.
상기 L은 링커 또는 결합으로, 세포막의 투과성을 높여주기 위한 것으로 공지된 임의의 링커 모이어티일 수 있다. 바람직하게는 류신(L) 또는 글라이신(G)이며, 보다 바람직하게는 류신(L)이다.
본 발명의 펩티드-펩티드핵산 복합체는 바람직하게는 (KFF)3K(서열번호 3)-L-tataaaccgcca(서열번호 1) 또는 (KFF)3K(서열번호 3)-L-gcgatatcgc(서열번호 2)일 수 있고, 이 때, 링커 서열은 바람직하게는 류신(L)일 수 있다.
본 발명에 따른 펩티드-펩티드핵산 복합체는 당업계에 알려진 임의의 방법에 의하여 제조될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 신규한 펩티드-펩티드핵산 복합체는 대장균, 특히 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대해 우수한 항생, 항균 활성을 가지고 있어, 항균용 조성물 및 박테리아 감염 질환의 치료제로 유용하게 이용될 수 있다. 또한, 박테리아의 항생제 감수성을 증가시키는 효과가 있어, 항생제의 항균효과를 효과적으로 증진시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 항생제 감수성 증가용 조성물을 제공한다.
본 발명의 상기 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 제한없이 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 (KFF)3K(서열번호 3)-L-tataaaccgcca(서열번호 1) 또는 (KFF)3K(서열번호 3)-L-gcgatatcgc(서열번호 2)인 펩티드-펩티드핵산 복합체를 단독으로 포함하는 것 일 수 있으며, 모두 포함하는 것 일 수 있다. 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산 및 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 펩티드핵산을 모두 포함하는 조성물은 단독으로 포함하는 조성물에 비해 항균효과 또는 항생제 감수성 증가 효과가 더 크게 나타나는 것 일 수 있다.
본 발명의 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물과 본 발명의 상기 펩티드핵산을 포함하는 항균용 조성물 또는 항생제 감수성 증가용 조성물은 중복되는 내용에 대하여 본 명세서의 복잡성을 고려하여 생략한다.
또한, 본 발명은 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 대장균 감염 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에서, "예방"이란, 조성물의 투여에 의해 상기 박테리아(병원성 미생물 또는 내성균)에 의한 감염 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미하며, "치료"란 조성물의 투여에 의해 박테리아(병원성 미생물 또는 내성균)에 의한 감염 질환에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에 있어서, 대장균 감염 질환은 대장균 감염에 의하여 유발되는 임의의 질환을 제한없이 포함하는 것 일 수 있으며, 피부감염, 식중독, 중이염, 방광염, 복막염, 요로감염, 유방염, 폐렴, 심내막염, 결막염, 관절염, 자궁내막염, 선역, 패혈증 및 여드름 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 달리 정의되지 않은 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 실험 재료 및 방법
박테리아 균주 및 배양조건
본 발명 실시예에서는 닭 분변에서 분리한 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균인 FRE-1를 사용하였다.
달리 언급되지 않는 한, 박테리아 세포는 Luria-Bertani (LB; BD Difco, Sparks, MD, USA) 또는 Mueller Hinton (MH; BD Difco)에서 37℃, 230 rpm에서 통기상태로 유지하였다. 박테리아 스톡을 40 % (v / v) 글리세롤을 함유하는 신선 LB 배지로 제조하고, -80℃에서 보관하였다. 실험에 사용한 날리딕 산(NAL)은 12-4096 μg/ml 의 농도로 사용하였다.
실시예 2. 플로로퀴놀론 내성 대장균에 결합하는 펩티드 핵산의 설계 및 합성
플로로퀴놀론 내성 대장균의 플로로퀴놀론 내성과 관련된 유전자 영역에 특이적으로 결합하는 2종의 펩티드핵산(서열번호 1, 서열번호 2)을 설계하였으며, 이를 표 1에 나타내었다.
서열번호 5' to 3' sequence
서열번호 1 tataaaccgcca
서열번호 2 gcgatatcgc
그 후, 대장균 세포 내로 상기 펩티드핵산이 효과적으로 전달되도록, 상기 펩티드 핵산에 (KFF)3K-L 투과 펩티드를 접합하여 펩티드-펩티드핵산을 제조하였다. 상기 L은 링커로써 류신(L)을 사용하였다. 상기 제조한 펩티드-펩티드핵산을 각각 FQT-PNA1, FQT-PNA2로 명명하고, 표 2에 나타내었다.
Name Target region 5' to 3' sequence
FQT-PNA1 CDS (KFF)3K-L-tataaaccgcca
FQT-PNA2 CDS (KFF)3K-L-gcgatatcgc
실시예 3. FQT-PNA1 또는 FQT-PNA2의 플로로퀴놀론 내성 대장균 억제능 확인
FQT-PNA1, FQT-PNA2에 의한 플로로퀴놀론 내성 대장균의 억제를 확인하기 위한 스팟 어세이 실험을 실시하였다. 실험군으로 플로로퀴놀론 내성 대장균인 FRE-1을 사용하였으며, 대조군으로 공생 대장균주인 MG1655를 사용하였다. 대장균을 37℃에서 19시간 동안 MH 배지에서 미리 배양하고 신선한 MH 배지로 희석하여 5.0 x 104 CFU / ml 농도의 박테리아 희석액을 얻었다. 이어서, 0, 10, 20 또는 40μM 농도의 FQT-PNA1 또는 FQT-PNA2를 박테리아 희석액에 첨가하고 통기없이 37℃에서 추가로 배양하였다. 4 시간 동안 배양한 후, 박테리아 배양액을 얼음에 넣어 성장을 멈추고 신선 MH배지로 10배씩 연속 희석하였다. 스팟 분석을 위해, 연속 희석된 각각의 박테리아 희석액을 MH 아가 플레이트에 5㎕씩 떨어뜨리고, 37℃에서 19 시간 동안 배양하였으며, 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 플로로퀴놀론 내성 대장균은 펩티드 핵산 농도 의존적(dose-dependent)으로 억제되는 것을 확인하였다. 또한, MG1655에 대한 실험에서 고농도의 FQT-PNA1 또는 FQT-PNA2 펩티드핵산 처리시, MG1655가 약간 억제되기는 하였으나, FRE-1에 펩티드핵산 처리시 나타나는 FRE-1의 억제율과 비교하여 확연히 낮은 억제율을 나타내어, 본 발명의 FQT-PNA1, FQT-PNA2 펩티드핵산은 플로로퀴놀론 내성 대장균을 특이적으로 억제하는 것을 확인하였다.
실시예 4. FQT-PNA1 및 FQT-PNA2의 조합에 의한 플로로퀴놀론 내성 대장균 억제능 확인
FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 펩티드핵산을 조합하는 경우 플로로퀴놀론 내성 대장균에 대한 항균 활성의 효과가 증대되는지 여부를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 구체적으로, 다양한 농도의 FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물을 제조하고 플로로퀴놀론 내성 대장균 FRE-1에 처리하여, 실시예 3과 동일한 스팟 어세이를 실시하였다.
또한, 날리딕 산 첨가에 따른 효과를 확인하기 위하여, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물에 512 또는 128μg / ml 농도의 날리딕 산을 추가로 처리하고, 실시예 3과 동일한 스팟 어세이를 실시하였다.
또한, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물이 플로로퀴놀론 내성 대장균에 특이적으로 성장을 억제하는지 확인을 위해, 공생 균주 MG1655에 대하여 실시예 3과 동일한 스팟 어세이를 실시하였다.
상기 실시한 스팟 어세이 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물을 플로로퀴놀론 내성 대장균에 처리한 결과, 용량 의존적으로 대장균의 성장을 억제하는 것을 확인하였다. 특히, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2의 농도를 모두 증가시키는 경우, 특정 어느 하나의 펩티드 핵산 농도를 증가시키는 것과 비교하여 더 큰 항균활성을 나타나는 것을 확인하였다.
또한, 플로로퀴놀론 내성 대장균이 날리딕 산에 저항성을 나타내는 농도(tolerance concentration)인 128μg / ml 로 처리한 군에서, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물의 첨가에 의해 FRE-1이 추가적으로 억제되는 것을 확인하였다. 이는 플로로퀴놀론 내성 대장균의 항생제 감수성이 FQT-PNA1 및/또는 FQT-PNA2 처리에 의해 증가하는 것임을 의미한다.
또한, 대조군인 공생 균주인 MG1655에 대한 스팟 어세이 실험결과, FQT-PNA1 및 FQT-PNA2 혼합물 처리 후, MG1655의 미세한 성장 억제가 확인되었으나, FRE-1의 급격한 성장 억제와 비교할 때 이는 현저히 낮은 효과임을 확인하였다.
종합적으로, FQT-PNA1 또는 FQT-PNA2는 플로로퀴놀론 내성 대장균에 대한 용량-의존적이고 선택적 항균 활성을 나타내며, 병용 사용시, 플로로퀴놀론 내성 대장균에 대한 퀴놀론계 항생제의 항균 효과를 크게 향상시키는 것을 확인하였다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
<110> KNU-Industry Cooperation Founda REPUBLIC OF KOREA(Animal and Plant Quarantine Agency) <120> antimicrobial composition against Floroquinolone antibiotic-resistant E. coli comprising novel peptide nucleic acid <130> kangwondae1-39P <160> 16 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PNA1 <400> 1 tataaaccgc ca 12 <210> 2 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PNA2 <400> 2 gcgatatcgc 10 <210> 3 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 1 <400> 3 Lys Phe Phe Lys Phe Phe Lys Phe Phe Lys 1 5 10 <210> 4 <211> 9 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 2 <400> 4 Lys Phe Phe Lys Phe Phe Lys Phe Phe 1 5 <210> 5 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 3 <400> 5 Lys Phe Phe Lys Phe Phe Lys Phe 1 5 <210> 6 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 4 <400> 6 Lys Phe Phe Lys Phe Phe Lys 1 5 <210> 7 <211> 6 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 5 <400> 7 Lys Phe Phe Lys Phe Phe 1 5 <210> 8 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 6 <400> 8 Lys Phe Phe Lys Phe 1 5 <210> 9 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 7 <400> 9 Lys Phe Phe Lys 1 <210> 10 <211> 3 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 8 <400> 10 Lys Phe Phe 1 <210> 11 <211> 13 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 9 <400> 11 Phe Phe Arg Phe Phe Arg Phe Phe Arg Arg Leu Leu Arg 1 5 10 <210> 12 <211> 9 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 10 <400> 12 Leu Leu Lys Lys Leu Ala Lys Ala Leu 1 5 <210> 13 <211> 11 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 11 <400> 13 Lys Arg Arg Trp Pro Trp Trp Pro Trp Lys Lys 1 5 10 <210> 14 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 12 <400> 14 Lys Phe Lys Val Lys Phe Val Val Lys Lys 1 5 10 <210> 15 <211> 11 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 13 <400> 15 Leu Leu Lys Leu Leu Leu Lys Leu Leu Leu Lys 1 5 10 <210> 16 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide 14 <400> 16 Leu Leu Lys Lys Leu Ala Lys Ala Leu Lys 1 5 10

Claims (23)

  1. 서열번호 1의 염기서열로 표시되며, 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균의 유전자에 상보적으로 결합하는 펩티드핵산(peptide nucleic acid).
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  10. 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균의 유전자에 상보적으로 결합하며, (KFF)3K(서열번호 3)-L-tataaaccgcca(서열번호 1)로 표시되는 펩티드-펩티드핵산 복합체로서,
    상기 L은 류신(L) 또는 글라이신(G)인 것을 특징으로 하는, 펩티드-펩티드핵산 복합체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 펩티드-펩티드핵산 복합체는 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균의 단백질 번역의 방해, 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균의 성장 억제 및 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균의 사멸 유도로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 효과를 야기하는 것을 특징으로 하는, 펩티드-펩티드핵산 복합체.
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  13. 제10항에 따른 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균(E.coli)에 대한 항균용 조성물.
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  17. 제10항에 따른 펩티드-펩티드핵산 복합체를 포함하는, 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균(E.coli)의 항생제에 대한 감수성 증가용 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 항생제는 퀴놀론계 항생제인, 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균(E.coli)의 항생제에 대한 감수성 증가용 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 퀴놀론계 항생제는 날리딕산인, 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균(E.coli)의 항생제에 대한 감수성 증가용 조성물.
  20. 제17항에 있어서, 상기 조성물은 플로로퀴놀론계 항생제 내성 대장균에 대한 항생제의 성장 억제 효과를 증가시키는 것인, 항생제 감수성 증가용 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019204780A1 (en) * 2018-04-19 2019-10-24 The Regents Of The University Of Colorado Antisense antibiotics and bacterial secretion based delivery system to eliminate drug-resistant bacteria

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