KR20020007382A - Membrane disruptive peptides covalently oligomerized - Google Patents

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로스 오웬 필립스
존 해밀톤 웰시
론다 다르피 후세인
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Abstract

본 발명은 변형된 막 파괴성 펩티드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어진 전달 복합체 및 상기 전달 복합체의 용도에 관한 것이다. 상기 변형된 막 파괴성 펩티드는 공유결합된 다량체를 형성하기 위해 변형된다.The present invention relates to modified membrane disrupting peptides. The invention also relates to a delivery complex consisting of said modified membrane disrupting peptide and to the use of said delivery complex. The modified membrane disrupting peptides are modified to form covalently attached multimers.

Description

공유결합으로 올리고머화된 막 파괴성 펩티드{Membrane disruptive peptides covalently oligomerized}Membrane disruptive peptides covalently oligomerized

유전자 치료법의 분야에서, 효율적으로 세포들을 트랜스펙트하기 위해 사용될 수 있는 단순한 비-바이러스성 유전자 전달제(delivery agents)에 대한 요구가 있다. 양이온성 펩티드들은 정전기적 상호작용에 의해 DNA를 응축시키고, 단순하고 재생할 수 있는 펩티드:DNA 조제물을 제조하는데 사용되어 왔다. 이것들의 제조 및 정제에 대한 방법은 잘 기록되어 있다. 양이온성 펩티드는 세포 외부 위치에서 요구되는 표적 세포의 핵으로 패키지화된(packaged) 유전자의 통과를 돕는 또 다른 펩티드성 또는 비-펩티드성 물질(entities)의 도입을 위한 화학적 고정제(anchor)로서 또한 사용되어 왔다.In the field of gene therapy, there is a need for simple non-viral gene delivery agents that can be used to efficiently transfect cells. Cationic peptides have been used to condense DNA by electrostatic interactions and to prepare simple and reproducible peptide: DNA preparations. Methods for their preparation and purification are well documented. Cationic peptides are also used as chemical anchors for the introduction of another peptidic or non-peptidic entities that aid in the passage of genes packaged into the nucleus of the target cell required at an extracellular location. Has been used.

양이온성 펩티드를 시험관 내에서의 전달제로 사용할 때, 세포 섭취동안 또는 후에 캡슐화하는 세포내 소포(vesicle)들로부터 벗어나도록 운송하는 유전자의 능력을 증가시킨다고 믿어지는 외인성(exogenous) 제제(agent)의 존재 하에서만 트랜스펙션은 최적이라는 것이 증명되어 왔다. 이러한 외인성 제제들의 예로는 클로로킨 또는 막 파괴성 펩티드가 있다. 생물학적 막의 불안정화는 이 제제들의 역할에 중심이 된다. 전달 복합체의 통과에 장벽으로 작용하는 어떤 막의 구조상 파손은 핵으로 접근하는 능력을 증가시킨다고 믿어진다. 그러나, 많은 생체내 적용에서 작은 유기 분자 클로로킨같은 외인성 제제의 사용은 제제화(formulation)를 복잡하게 하는 것은 별도로 하고 다른 생체내 클리어런스(clearance) 메카니즘 및 작은 분자와 거대 분자사이에서 발견되는 확산 속도에 의해서 방해된다고 가정하는 것이 합리적이다. Wagner(Wagner et al., PNAS, 89, 7934-8, 1992) 또는 Smith(국제 특허 출원 WO 97/35070)에 의해 설명된 것들과 같은 푸조제닉(fusogenic) 및 막 파괴성 펩티드는 복합체 형성전의 응축화 구조나 사전에 형성된 펩티드:DNA에 고정될 수 있지만, 이것은 또한 조제물의 제조를 복잡하게 할 것이다. 더욱이, 이런 펩티드들은 유전자 전달을 증진시킬때(Gottshalk et al., Gene Therapy, 3, 448-457, 1996; Wagner et al., PNAS, 89, 7934-8, 1992) 아데노바이러스 입자보다 덜 효율적인 것으로 나타나 왔고, 그래서 더 효과적인 펩티드에 대한 연구가 계속되고 있다.When using cationic peptides as in vitro delivery agents, the presence of exogenous agents believed to increase the ability of the gene to transport away from intracellular vesicles that encapsulate during or after cell uptake. Transfection has proven to be optimal only under Examples of such exogenous agents are chlorokines or membrane disrupting peptides. Destabilization of biological membranes is central to the role of these agents. Structural breakdown of any membrane that acts as a barrier to the passage of the delivery complex is believed to increase the ability to access the nucleus. However, in many in vivo applications, the use of exogenous agents, such as small organic molecules chlorokines, apart from complicating formulations, and by the in vivo clearance mechanisms and diffusion rates found between small and large molecules, It is reasonable to assume that it is disturbed. Fusogenic and membrane disrupting peptides, such as those described by Wagner (Wagner et al., PNAS, 89, 7934-8, 1992) or Smith (international patent application WO 97/35070), can be condensed prior to complex formation. It may be immobilized on structure or preformed peptide: DNA, but this will also complicate preparation of the preparation. Moreover, these peptides appear to be less efficient than adenovirus particles when enhancing gene transfer (Gottshalk et al., Gene Therapy, 3, 448-457, 1996; Wagner et al., PNAS, 89, 7934-8, 1992). It has emerged, and so the search for more effective peptides continues.

DNA를 응축시키고 생물학적 막들을 파괴할 수 있는 펩티드는 제제화를 단순화 할 것이고, 더 효율적인 트랜스펙션을 유도할 수 있다.Peptides that can condense DNA and destroy biological membranes will simplify formulation and may lead to more efficient transfection.

멜리틴(melittin)은 잘 공지된 막 파괴성 펩티드이다; 그러나, 가장 광범위하게 연구된 펩티드 서열중의 하나임에도 불구하고, 유전자 전달에서 그것의 용도에 단지 두 가지 예가 설명되어 왔다. 첫째로, 멜리틴과 연결된(Legendre et al., Bioconjugate Chem., 8, 57-63, 1997) 디올레오일포스파티딜에탄올아민-N-[3-(2-피리딜디티오)프로피오네이트](DOPE 유도체)의 형태로, 그리고 둘째로, 미국 특허 UA-A-5,547,932에서이다. Legendre et al., 에서 지질의 접합은 고비용이고 단계를 복잡하게 하여, 생체내에 DOPE의 사용에 대한 문제점들이 보고되어 왔다. 미국 특허 US-A-5,547,932에, 핵산 결합제에 부착된 엔도소몰리틱(endosomolytic) 제제의 제제화가 기재되어 있다. 언급한 제제화는 가능하게 트랜스펙트되는 세포에 독성인 상대적으로 비효율적인 트랜스펙션 제제화를 형성한다. 사실, 멜리틴의 독성은 왜 성공적인 비-바이러스성 제제화에 단독한 펩티드로서 사용되지 않는지를 설명할 수 있다.Melittin is a well known membrane disrupting peptide; However, despite being one of the most widely studied peptide sequences, only two examples of its use in gene transfer have been described. First, it was associated with melittin (Legendre et al., Bioconjugate Chem., 8, 57-63, 1997) dioleoylphosphatidylethanolamine-N- [3- (2-pyridyldithio) propionate] ( DOPE derivatives) and, secondly, in US Pat. No. UA-A-5,547,932. In Legendre et al., The conjugation of lipids is expensive and complicated to step, and problems have been reported for the use of DOPE in vivo. US Patent US-A-5,547,932 describes the formulation of endosomolytic agents attached to nucleic acid binders. The formulations mentioned form relatively inefficient transfection formulations which are possibly toxic to the transfected cells. In fact, the toxicity of melittin may explain why it is not used as a sole peptide in successful non-viral formulations.

본 발명은 변형된 막 파괴성 펩티드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 변형된 막 파괴성 펩티드를 함유하는 전달 복합체 및 전달 복합체의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to modified membrane disrupting peptides. The invention also relates to delivery complexes and to the use of delivery complexes containing modified membrane disrupting peptides.

도 1은 CP36 이량체(CP36D),CP36 단량체(CP36M) 및 멜리틴(CP1)의 적혈구 용해(lysis) 활성을 나타낸다.1 shows erythrocyte lysis activity of CP36 dimer (CP36D), CP36 monomer (CP36M) and melittin (CP1).

도 2는 CP36 및 CP48의 적혈구 용해 활성을 나타낸다.2 shows the erythrocyte lytic activity of CP36 and CP48.

도 3a 및 도 3b는 DTT의 존재 또는 부재시 및 10%의 태아 송아지 혈청의 존재시에 다양한 하전비(charge ratio)로 복합체화된 CP1 2, 18, 36, 39, 41, 42, 43, 44, 45 및 48로 트랜스펙트될 때, HepG2 세포의 트랜스펙션을 나타낸다.3A and 3B show CP1 2, 18, 36, 39, 41, 42, 43, 44, complexed with various charge ratios in the presence or absence of DTT and in the presence of 10% fetal calf serum. When transfected with 45 and 48, transfection of HepG2 cells is shown.

도 4a 및 도 4b는 DTT의 존재 또는 부재시 및 10%의 태아 송아지 혈청의 존재시에 다양한 하전비로 복합체화된 CP1 2, 18, 36, 39, 41, 42, 43, 44, 45 및 48로 트랜스펙트될 때, HepG2 세포의 단백질 수준을 나타낸다. 감소된 단백질 수준은 세포에 대한 독성 효과를 나타낸다.4A and 4B show trans with CP1 2, 18, 36, 39, 41, 42, 43, 44, 45 and 48 complexed at various charge ratios in the presence or absence of DTT and in the presence of 10% fetal calf serum. When done, the protein levels of HepG2 cells are shown. Reduced protein levels indicate a toxic effect on the cells.

도 5a 및 도 5b는 DTT의 존재 또는 부재시 및 10%의 태아 송아지 혈청의 존재 또는 부재시에 CP36/1(첫째 배치(batch)), CP36/1.2(둘째 배치)로 복합체화된 pCMVβ로 HepG2의 트랜스펙션을 나타낸다. Red는 감소된 형태 즉, 5mM DTT의 부재시를 의미하고; 그리고 NR은 감소되지 않은 형태 즉, DTT가 첨가되지 않음을 의미한다.5A and 5B show trans of HepG2 with pCMVβ complexed with CP36 / 1 (first batch), CP36 / 1.2 (second batch) with or without DTT and with or without 10% fetal calf serum Represents a specification. Red means reduced form, i.e. in the absence of 5 mM DTT; And NR means unreduced form, ie no DTT is added.

도 6은 네 가지 하전비의 CP36 펩티드의 상이한 배치들로부터 CP36 복합체화된-DNA로 트랜스펙트된 HUVEC로부터 루시페라제 발현을 비교하는 실험으로부터의 데이타를 나타낸다. 펩티드의 배치들은 상이한 합성을 의미하고 CP36/1, /3, /4, /5, /6으로 칭해졌다.FIG. 6 shows data from experiments comparing luciferase expression from HUVECs transfected with CP36 complexed-DNA from different batches of four charge ratio CP36 peptides. The batches of peptides meant different synthesis and were called CP36 / 1, / 3, / 4, / 5, / 6.

도 7은 다양한 하전 또는 N:P 비로, CP36 복합체화된-DNA 및 PEI 복합체화된-DNA로 트랜스펙트된 HUVEC로부터 평균 루시페라제 발현을 비교하는 많은 실험(실험의 번호는 괄호로 나타낸다)으로부터 편집물을 나타내고, 사용된 PEI는 22 kDa 선형 PEI (Exgen-500)이었다.FIG. 7 shows a number of experiments (number of experiments are indicated in parentheses) comparing mean luciferase expression from HUVECs transfected with CP36 complexed-DNA and PEI complexed-DNA at various charge or N: P ratios. Compilation was shown and the PEI used was 22 kDa linear PEI (Exgen-500).

도 8은 다양한 하전 또는 N:P 비로, CP36 복합체화된-DNA 및 PEI 복합체화된-DNA로 트랜스펙트된 HUVEC로부터 GFP를 발현하는 평균 % 세포를 비교하는 많은 실험(실험의 번호는 괄호로 나타낸다)으로부터 편집물을 나타내고, 사용된 PEI는 22 kDa 선형 PEI (Exgen-500)이었다.FIG. 8 shows a number of experiments comparing average% cells expressing GFP from HUVECs transfected with CP36 complexed-DNA and PEI complexed-DNA at various charge or N: P ratios (numbers of experiments are shown in parentheses). ), And the PEI used was 22 kDa linear PEI (Exgen-500).

도 9는 많은 조직 내에 다양한 펩티드를 사용하여 75 ㎍ DNA으로 투약 후에 생체 내에서 루시페라제 발현을 나타낸다.9 shows luciferase expression in vivo after dosing with 75 μg DNA using various peptides in many tissues.

도 10은 CP36 이량체로 코팅된 NBC28:DNA 입자로 트랜스펙트된 HUVEC로부터 루시페라제 평균 발현을 나타낸다.10 shows luciferase average expression from HUVEC transfected with NBC28: DNA particles coated with CP36 dimer.

본 발명은 변형된 막 파괴성 펩티드를 제공하는데, 이 막 파괴성 펩티드는 공유결합으로 연결된 다량체(multimer)를 형성하도록 변형된다.The present invention provides modified membrane disrupting peptides, which are modified to form covalently linked multimers.

바람직하게는, 변형된 막 파괴성 펩티드는 실질적으로 연속적인 α나선을 형성하도록 더 변형된다.Preferably, the modified membrane disrupting peptide is further modified to form a substantially continuous α helix.

다량체를 형성하고, 바람직하게는 실질적으로 연속적인 α나선을 형성하도록 막 파괴성 펩티드를 변형하는 것에 의해, 그 펩티드의 독성이 감소되고, 그리고 핵산을 세포로 전달하는데 사용될 때 펩티트가 증가된 트랜스펙션 수준을 부여하는 것이 발견된다.By modifying the membrane disrupting peptides to form multimers and preferably to form substantially continuous α helices, the peptide's toxicity is reduced and the peptides are increased when used to deliver nucleic acids to cells. It is found to give a specification level.

어떤 한 이론에 얽매이지 않고, 막 파괴성 펩티드는 막으로 삽입하여 여기서 구멍(pore)을 형성하기 위해 응집할 수 있기 위해 단량체의 형태이어야 한다고 제안된다. 구멍의 형성은 수동 이온 투과성을 증진시키기 때문에 세포에 유독하다고생각된다. 펩티드의 다량체화는 단량체의 형성을 방지하여서 구멍의 형성을 방해하고, 그리고 세포 독성을 감소시킨다. 다량체는 널리 퍼진 비-극성 친양쪽성 α나선때문에 여전히 일부 막 파괴성 성질을 보유한다. 실질적으로 연속적인 α나선이 얻어지도록 그 펩티드를 변형시킴에 의해서 실질적으로 연속적인 α나선이 세포막과 상호작용할 수 있으므로 펩티드의 막 파괴성 성질이 증가된다. 이 펩티드의 다량체화는 또한 펩티드가 모든 결합된 핵산으로부터 덜 분리되는 이점을 갖는다.Without being bound by any theory, it is suggested that the membrane disrupting peptides should be in the form of monomers in order to be able to insert into the membrane and aggregate to form pores. The formation of pores is thought to be toxic to cells because it enhances passive ion permeability. Multimerization of the peptide prevents the formation of monomers, impedes the formation of pores, and reduces cytotoxicity. Multimers still retain some membrane destructive properties because of the widespread non-polar amphiphilic α helix. By modifying the peptide to obtain a substantially continuous α helix, the membrane disruptive properties of the peptide are increased because the substantially continuous α helix can interact with the cell membrane. Multimerization of this peptide also has the advantage that the peptide is less separated from all bound nucleic acids.

"막 파괴성 펩티드"라는 용어는 막 불안정화를 증진시키고 분자가 막을 횡단하는데 요구되는 에너지를 낮출 수 있는 펩티드를 의미한다. 적혈구 용해 분석같은 분석이 펩티드가 막 파괴성 펩티드인지 결정하는데 사용될 수 있다; 그러나, 상이한 막 파괴성 펩티드는 상이한 세포 특이성을 갖고, 상이한 세포 유형을 적혈구로 용해할 수도 있다. 따라서, 다른 세포 유형이 용해 분석에서 펩티드가 막 파괴성 펩티드인지 결정하는데 사용되어야 한다. 막 파괴성 펩티드는 바람직하게는 독성 막 파괴성 펩티드이다. 막 파괴성 펩티드는 단량체의 형태로 막에 삽입하는 것에 의해 독성인 것이 또한 바람직하다. 막 파괴성 펩티드는 멜리틴, 세크로핀(cecropin) A, 세크로핀 P1, 세크로핀 D, 매가이닌(magainin) 2, 봄보리틴 (bombolittins) 또는 파르닥신(pardaxin)같은 독성 α나선형 막 파괴성 펩티드인 것이 또한 바람직하다(Saberwal et al., Biochemica et Biophysica Acta, 1197, 109-131, 1994). 막 파괴성 펩티드는 바람직하게는 DNA의 응축을 가능하게 하는 양이온 잔기들이 풍부한 한쪽 면과, 막 지질과 상호 작용할 수 있는 소수성 면을 갖는 친양쪽성 α나선을 형성한다. 막 파괴성 펩티드는 펩티드의 C-말단에서 α나선구역 및 염기 구역으로 이루어져 핵산을 응축할 수 있는 것이 또한 바람직하다. 바람직하게는, 막 파괴성 펩티드는 인간 살세균성/투과성-증가 단백질(BPI)이 아니다(Gray et al., J. Biol. Chem., 264, 9505, 1989 및 미국 특허 US-A-5,856,302). 바람직하게는, 막 파괴성 펩티드는 멜리틴이다.The term "membrane destructive peptide" means a peptide capable of enhancing membrane destabilization and lowering the energy required for molecules to cross the membrane. Assays such as erythrocyte lysis assays can be used to determine if a peptide is a membrane disrupting peptide; However, different membrane disrupting peptides have different cell specificities and may dissolve different cell types into red blood cells. Therefore, other cell types should be used to determine if the peptide is a membrane disrupting peptide in a lysis assay. The membrane disrupting peptide is preferably a toxic membrane disrupting peptide. It is also preferred that the membrane disrupting peptide is toxic by insertion into the membrane in the form of monomers. Membrane destructive peptides are toxic α helical membrane destructive agents such as melittin, cecropin A, cecropin P1, cecropin D, magainin 2, bombolittins or pardaxin. Also preferred are peptides (Saberwal et al., Biochemica et Biophysica Acta, 1197, 109-131, 1994). The membrane disrupting peptide preferably forms an amphiphilic α helix having one side rich in cationic residues that enable condensation of DNA and a hydrophobic side that can interact with membrane lipids. It is also preferred that the membrane disrupting peptide consists of an α-helix region and a base region at the C-terminus of the peptide to condense the nucleic acid. Preferably, the membrane disrupting peptide is not a human bactericidal / permeable-increasing protein (BPI) (Gray et al., J. Biol. Chem., 264, 9505, 1989 and US Patent US-A-5,856,302). Preferably, the membrane disrupting peptide is melittin.

본 발명에서 사용된 "펩티드"라는 용어는 10 내지 150 아미노산의 사슬 길이를 갖는 아미노산의 폴리머를 칭한다. 이 용어는 예를 들면, 글리코실화, 아세틸화, 포스포릴화같은 펩티드의 변형을 칭하거나 제외하지 않는다. 정의 내에서, 펩티드는 하나 이상의 아미노산 유사체(예를 들면 인공 아미노산), 치환된 결합이 있는 펩티드뿐만 아니라, 자연적으로 발생하거나 합성되는 당기술 분야에 공지된 다른 변형을 포함한다.As used herein, the term "peptide" refers to a polymer of amino acids having a chain length of 10 to 150 amino acids. This term does not refer to or exclude modifications of peptides such as, for example, glycosylation, acetylation, phosphorylation. Within the definition, peptides include one or more amino acid analogs (eg, artificial amino acids), peptides with substituted bonds, as well as other modifications known in the art that occur naturally or are synthesized.

"다량체를 형성하도록 변형된"이라는 용어는 막 파괴성 펩티드가 공유결합으로 하나 이상의 다른 막 파괴성 펩티드와 결합되도록 변형되는 것을 의미한다. 바람직하게 다량체는 이량체, 삼량체 또는 사량체이고, 더 바람직하게는 이량체 또는 사량체, 가장 바람직하게는 이량체이다. 다량체를 형성하는 막 파괴성 펩티드는 동일하거나 상이할 수 있다.The term "modified to form a multimer" means that the membrane disrupting peptide is covalently modified to bind one or more other membrane disruptive peptides. Preferably the multimer is a dimer, trimer or tetramer, more preferably a dimer or tetramer, most preferably a dimer. The membrane disrupting peptides that form multimers may be the same or different.

막 파괴성 펩티드는 펩티드의 길이를 따라 어느 지점에서도 서로 결합될 수 있다; 그러나, 각 펩티드의 N-말단 및/또는 C-말단에서 펩티드가 서로 결합하는 것이 바람직하고, 각 펩티드의 N-말단에서 펩티드가 서로 결합하는 것이 가장 바람직하다.Membrane disrupting peptides can be bound to each other at any point along the length of the peptide; However, it is preferred that the peptides bind to each other at the N-terminus and / or C-terminus of each peptide, and most preferably, the peptides bind to each other at the N-terminus of each peptide.

바람직하게는, 디설파이드(disulfide) 결합을 통하여 직접 또는 연결기(linking group)를 통하여 공유결합을 형성하는 아미노산을 갖는 막 파괴성 펩티드의 아미노산을 또 다른 변형된 막 파괴성 펩티드의 아미노산으로 치환함에 의해 막 파괴성 펩티드는 이량체를 형성하도록 변형된다. 다른 방법으로, 디설파이드 결합을 통하여 직접 또는 연결기를 통하여 공유결합을 형성하는 아미노산이 막 파괴성 펩티드에 첨가될 수 있다. 바람직하게는 첨가되는 또는 펩티드의 아미노산을 치환하는 아미노산은 시스테인 아미노산으로, 이것은 또 다른 펩티드의 시스테인 잔기와 디설파이드 결합을 형성할 수 있다. 이량체를 형성하는 막 파괴성 펩티드는 동일해야만 하는 것은 아니나, 이량체를 형성하는 펩티드가 동일한 것이 바람직하다.Preferably, the membrane disrupting peptide is obtained by substituting an amino acid of a membrane disrupting peptide having an amino acid which forms a covalent bond either directly through a disulfide bond or through a linking group with an amino acid of another modified membrane disrupting peptide. Is modified to form a dimer. Alternatively, amino acids that form covalent bonds either directly through disulfide bonds or through linkage groups can be added to the membrane disrupting peptide. Preferably, the amino acid added or substituting the amino acid of the peptide is a cysteine amino acid, which can form a disulfide bond with the cysteine residue of another peptide. The membrane disrupting peptides forming the dimers do not have to be identical, but it is preferred that the peptides forming the dimers are identical.

바람직하게는, 막 파괴성 펩티드는 둘 이상의 아미노산을, 삼량체 또는 사량체를 형성하도록 변형된 다른 막 파괴성 펩티드의 아미노산과 디설파이드 결합을 통하여 직접 또는 연결기를 통하여 공유결합을 형성하는 둘 이상의 아미노산으로 치환함에 의해 삼량체 또는 사량체를 형성하도록 변형된다. 다른 방법으로, 직접 또는 연결기를 통하여 디설파이드 결합을 형성하는 둘 이상의 아미노산이 막 파괴성 펩티드에 첨가될 수 있다. 삼량체 또는 사량체를 형성하는 막 파괴성 펩티드는 동일해야만 하는 것은 아니나, 삼량체 또는 사량체를 형성한 펩티드들은 동일한 것이 바람직하다.Preferably, the membrane disrupting peptide replaces two or more amino acids with two or more amino acids that form a covalent bond either directly or via a linking group via disulfide bonds with amino acids of another membrane disrupting peptide modified to form a trimer or tetramer. To form a trimer or tetramer. Alternatively, two or more amino acids that form disulfide bonds, either directly or through a linking group, can be added to the membrane disrupting peptide. The membrane disrupting peptides that form the trimers or tetramers do not have to be identical, but the peptides that formed the trimers or tetramers are preferably the same.

막 파괴성 펩티드는 비스말레이미드 또는 비스비닐술폰 링커(linker)를 포함하는 상용적으로 얻을 수 있는 링커같은 링커를 통하여 서로 연결될 수 있다.The membrane disrupting peptides can be linked to each other via linkers, such as commercially available linkers, including bismaleimide or bisvinylsulphone linkers.

"실질적으로 연속적인 α나선"이라는 용어는 α나선을 형성하고, α나선의 형성을 파괴하는 하나 이상의 아미노산을 함유하지 않는 막 파괴성 펩티드의 구역을 의미한다. 바람직하게는 실질적으로 연속적인 나선은 길이에서 적어도 10 아미노산이다. 바람직하게는 실질적으로 연속적인 나선은 변형된 막 파괴성 펩티드의 길이의 적어도 5%이고, 더 바람직하게는 막 파괴성 펩티드의 길이의 40 내지 90%이고 가장 바람직하게는 막 파괴성 펩티드의 길이의 약 80%이다. 펩티드 내의 α나선의 존재는 표준 환형 이색성(dichroism) 분석을 사용하여 쉽게 측정될 수 있다.The term “substantially continuous α helix” refers to a region of a membrane disrupting peptide that forms α helix and does not contain one or more amino acids that disrupt the formation of the α helix. Preferably the substantially continuous helix is at least 10 amino acids in length. Preferably the substantially continuous helix is at least 5% of the length of the modified membrane disrupting peptide, more preferably 40 to 90% of the length of the membrane disrupting peptide and most preferably about 80% of the length of the membrane disrupting peptide to be. The presence of α helices in the peptide can be readily determined using standard cyclic dichroism assays.

α나선 형성을 파괴할 수 있는 아미노산에는 프롤린, 글리신, 티로신, 트레오닌 및 세린이 포함된다. 그러나, 기술 분야에 숙련된 당업자가 이해하듯이, 아미노산이 α나선 형성을 파괴하는 능력은 전체적인 펩티드의 서열 및 펩티드가 접혀있는 용액의 pH같은 다른 인자들에 의존한다.Amino acids that can disrupt α helix formation include proline, glycine, tyrosine, threonine and serine. However, as will be appreciated by those skilled in the art, the ability of an amino acid to disrupt α helix formation depends on other factors such as the overall peptide sequence and the pH of the solution in which the peptide is folded.

바람직하게 α나선 형성을 파괴할 수 있는 아미노산은 프롤린이다.Preferably the amino acid capable of disrupting α helix formation is proline.

바람직하게는, 막 파괴성 펩티드는 α나선 형성을 파괴하는 아미노산을 α나선 형성을 파괴하지 않는 아미노산과 치환함에 의해 실질적으로 연속적인 α나선을 형성하도록 변형된다.Preferably, the membrane disrupting peptide is modified to form a substantially continuous α helix by replacing an amino acid that disrupts α helix formation with an amino acid that does not disrupt α helix formation.

바람직한 구현예에서, 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 CIGAVLKVLTTGLAALISWIKRKRQQ의 아미노산 서열을 갖는다. 변형된 막 파괴성 펩티드가 N-말단 시스테인 아미노산 사이에 직접적인 디설파이드 결합을 형성하는 것이 또한 바람직하다.In a preferred embodiment, the modified membrane disrupting peptides of the invention have the amino acid sequence of CIGAVLKVLTTGLAALISWIKRKRQQ. It is also preferred that the modified membrane disrupting peptide forms a direct disulfide bond between the N-terminal cysteine amino acids.

본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 지질같은 다른 작용기, 항체 또는 항체 단편같은 펩티드가 특정 세포 유형에 표적이 되는 표적 기, 항원성 펩티드, 당류 및 PEG와 PVP같은 중성 친수성 폴리머의 첨가에 의해 더 변형될 수 있다. 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드에 첨가될 수 있는 적합한 작용기는 이런 작용기를 펩티드에 부착하는 방법과 함께 국제 특허 출원 제 WO 96/41606호에 기재되어 있다.Modified membrane disrupting peptides of the invention are further modified by the addition of other functional groups such as lipids, peptides such as antibodies or antibody fragments, targeting groups, antigenic peptides, sugars and neutral hydrophilic polymers such as PEG and PVP. Can be. Suitable functional groups that can be added to the modified membrane disrupting peptides of the present invention are described in International Patent Application WO 96/41606, along with methods of attaching such functional groups to the peptide.

바람직하게는, 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 펩티드의 실질적으로 연속적인 α나선 구역이 되도록 아미노산의 첨가에 의해 더 변형되는데, 여기서 첨가된 아미노산은 실질적으로 연속적인 α나선 구역의 길이를 연장한다. 바람직하게는, 실질적으로 연속적인 α나선 구역은 α나선 구역이 적어도 10, 더 바람직하게는 적어도 길이에서 20 아미노산이도록 연장된다.Preferably, the modified membrane disrupting peptides of the present invention are further modified by the addition of amino acids to be substantially continuous α helix regions of the peptide, wherein the added amino acids extend the length of the substantially continuous α helix region. . Preferably, the substantially continuous α helix region extends so that the α helix region is at least 10, more preferably at least 20 amino acids in length.

바람직하게는, 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 펩티드의 C-말단 구역으로 염기성 아미노산의 첨가에 의해 또한 변형된다.Preferably, the modified membrane disrupting peptides of the invention are also modified by the addition of basic amino acids to the C-terminal region of the peptide.

본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드의 C-말단 구역은 C-말단 아미노산에서 실질적으로 연속적인 α나선 구역을 형성하는 구역까지 연장되는 구역이다.The C-terminal region of the modified membrane disrupting peptide of the present invention is a region extending from the C-terminal amino acid to a region that forms a substantially continuous α-helix region.

염기성 아미노산은 기술 분야의 당업자들에게 잘 공지되어 있고, 그리고 리신, 아르기닌 및 히스티딘을 포함한다. 바람직하게는, C-말단 구역은 1 내지 50 사이의 아미노산, 더 바람직하게는 5 내지 15 사이의 아미노산의 첨가에 의해 변형된다.Basic amino acids are well known to those skilled in the art and include lysine, arginine and histidine. Preferably, the C-terminal region is modified by the addition of between 1 and 50 amino acids, more preferably between 5 and 15 amino acids.

본 발명은 또한 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드의 기능성 동족체를 제공한다.The invention also provides functional homologues of the modified membrane disrupting peptides of the invention.

본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드의 바람직한 기능성 동족체는 활성을 여전히 갖고, 본 발명의 펩티드와 바람직하게는 80%, 더 바람직하게는 90%, 그리고가장 바람직하게는 95%의 상동성을 갖는다. 바람직하게 본 발명의 펩티드의 단편을 포함하는 이런 기능성 동족체는 단지 1 내지 10 아미노산에 의해 차이가 난다. 아미노 변화는 보전적인 것이 또한 바람직하다. 보전적인 변화는 하나의 아미노산을 곁사슬에 관련된 아미노산 과(family)중의 하나로 치환하는 것이다. 예를 들어, 로신을 이소로신 또는 발린, 아스파테이트를 글루타메이트, 트레오닌을 세린으로 분리된 치환 또는 아미노산을 구조적으로 관련한 아미노산으로의 유사한 보전적 치환은 펩티드의 생물학적 활성에 주된 영향을 미치지 않는다고 기대하는 것이 합리적이다.Preferred functional homologues of the modified membrane disrupting peptides of the present invention still have activity, preferably 80%, more preferably 90%, and most preferably 95% homologous to the peptides of the present invention. Such functional homologs, preferably comprising fragments of the peptides of the invention, differ only by 1 to 10 amino acids. It is also preferred that the amino change is conservative. Conservative changes replace one amino acid with one of the amino acid families involved in the side chain. For example, it is expected that the substitution of isosin or valine, aspartate to glutamate, threonine to serine, or similar conservative substitution of amino acids to structurally related amino acids would not have a major effect on the biological activity of the peptide. It is reasonable.

그러나, 펩티드의 생물학적 활성을 변경하기 위해서 아미노산을 변경하는 것이 때로 바람직하다. 예를 들어, 펩티드의 하나 이상의 기능을 없애거나 증진시키는 돌연변이가 특히 유용할 수 있다. 이런 돌연변이는 일반적으로 펩티드의 어떤 보존된 서열을 변화시켜서 만들어질 수 있다. 이런 동족체는 본 발명의 펩티드 또는 그것의 단편과 적어도 80%, 더 바람직하게는 90% 그리고 가장 바람직하게는 95%의 상동성을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 이런 변경된 단백질 또는 그것의 단편은 단지 1 내지 10 아미노산에 의해 차이가 난다.However, it is sometimes desirable to alter amino acids to alter the biological activity of the peptide. For example, mutations that abolish or enhance one or more functions of a peptide may be particularly useful. Such mutations can generally be made by changing any conserved sequence of the peptide. Such homologues preferably have a homology of at least 80%, more preferably 90% and most preferably 95% with the peptides of the invention or fragments thereof. Preferably such altered protein or fragment thereof differs by only 1 to 10 amino acids.

본 발명은 또한 핵산을 세포로 전달하는 전달 복합체에서 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드의 용도를 제공한다.The invention also provides the use of the modified membrane disrupting peptides of the invention in a delivery complex that delivers nucleic acids to cells.

본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 음으로 하전된 폴리머, 바람직하게는 핵산을 어떤 세포 유형으로 전달하는데 사용될 수 있다. 바람직한 세포 유형에는 E.coli같은 원핵 세포 유형 및 HUVEC 및 DC 세포와 같은 생체외 1차 세포를 포함하는 포유류 세포들 및 HeLa, HepG2, CHO 및 골수종 세포주를 포함하는 포유류 세포주같은 진핵 세포 유형, 그리고 효모같은 하등 원핵 세포 유형이 포함된다. 바람직하게는 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 핵산을 포유류 세포에 전달하는데 사용된다.The modified membrane disrupting peptides of the present invention can be used to deliver negatively charged polymers, preferably nucleic acids, to any cell type. Preferred cell types include mammalian cells, including prokaryotic cell types, such as E. coli and in vitro primary cells, such as HUVEC and DC cells, and eukaryotic cell types, such as mammalian cell lines, including HeLa, HepG2, CHO, and myeloma cell lines, and yeast. The same lower prokaryotic cell types are included. Preferably the modified membrane disrupting peptides of the invention are used to deliver nucleic acids to mammalian cells.

본 발명은 또한 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드 및 핵산으로 이루어지는 전달 복합체를 제공한다.The invention also provides a delivery complex consisting of the modified membrane disrupting peptides and nucleic acids of the invention.

바람직하게는, 전달 복합체는 전달될 핵산 및 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어진다.Preferably, the delivery complex consists of the nucleic acid to be delivered and the modified membrane disrupting peptide of the invention.

본 발명의 전달 복합체는 전달될 핵산 및 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어지는 어떠한 전달 복합체일 수도 있다.The delivery complex of the invention may be any delivery complex consisting of the nucleic acid to be delivered and the modified membrane disrupting peptide of the invention.

핵산을 세포로 전달하기 위한 많은 전달 복합체들이 기술 분야의 당업자들에게 잘 공지되어 있다. 바이러스성 엔벨로프 단백질의 아미노산 서열로부터 유도된 펩티드들이 폴리리신 DNA 복합체와 공동-투여될 때 유전자 전달에서 사용되어 왔다는(Plant et al., 1994, J. Biol. Chem., 269: 12918-47; Trubetskoy et al, 1992, Bioconjugate Chem., 3: 323-327; Mark et al, 1994, Am. J. Med. Sci., 307: 138-143)것은 폴리리신 접합체와 양이온성 지질과의 공동-응축은 유전자 전달의 효율에서 발전을 가져올 수 있다고 제시한다. WO 95/02698은 양이온성 지질 유전자 전달의 효율을 증가시키기 위한 바이러스성 성분의 사용을 개시한다.Many delivery complexes for delivering nucleic acids to cells are well known to those skilled in the art. Peptides derived from the amino acid sequence of viral envelope proteins have been used in gene transfer when co-administered with polylysine DNA complexes (Plant et al., 1994, J. Biol. Chem., 269: 12918-47; Trubetskoy et al, 1992, Bioconjugate Chem., 3: 323-327; Mark et al, 1994, Am. J. Med. Sci., 307: 138-143) .Co-condensation of polylysine conjugates with cationic lipids It suggests that progress can be made in the efficiency of gene transfer. WO 95/02698 discloses the use of viral components to increase the efficiency of cationic lipid gene delivery.

바람직한 구현예에서, 본 발명의 전달 복합체는 변형된 막 파괴성 펩티드 및 폴리락티드 글리콜리드 입자와 리포솜 등과 같은 나노- 또는 마이크로-입자내에 캡슐화된 핵산을 포함한다.In a preferred embodiment, the delivery complex of the invention comprises modified membrane disrupting peptides and nucleic acids encapsulated within nano- or micro-particles such as polylactide glycolide particles and liposomes and the like.

또 다른 바람직한 구현예에서, 본 발명의 전달 복합체는 핵산, 핵산 응축화 펩티드 및 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어진다.In another preferred embodiment, the delivery complexes of the invention consist of nucleic acids, nucleic acid condensation peptides and modified membrane disrupting peptides of the invention.

핵산 응축화 펩티드는 폴리리신 및 히스톤에서 유도된 펩티드를 포함하는 핵산을 응축하는 어떤 펩티드도 될 수 있다. 바람직한 핵산 응축화 펩티드는 국제 특허 출원 제 WO 96/41606호 및 제 WO 98/35984호에 기재되어 있다.Nucleic acid condensation peptides can be any peptide that condenses nucleic acids, including peptides derived from polylysine and histones. Preferred nucleic acid condensation peptides are described in international patent applications WO 96/41606 and WO 98/35984.

바람직하게는 전달 복합체는 응축된 핵산 복합체를 형성하도록 핵산 응축화 펩티드로 핵산을 응축시켜서 형성된다. 응축된 핵산 복합체는 그리고 나서 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드로 코팅된다.Preferably, the delivery complex is formed by condensing the nucleic acid with a nucleic acid condensation peptide to form a condensed nucleic acid complex. The condensed nucleic acid complex is then coated with the modified membrane disrupting peptides of the invention.

본 발명은 아래와 같이 이루어진 본 발명에 따라 전달 복합체를 형성하기 위한 방법을 제공한다:The present invention provides a method for forming a delivery complex according to the present invention consisting of:

1. 응축된 핵산 복합체를 형성하도록 핵산 응축화 펩티드로 핵산을 응축하는 단계; 및1. condensing the nucleic acid with a nucleic acid condensation peptide to form a condensed nucleic acid complex; And

2. 본 발명에 따른 변형된 막 파괴성 펩티드로 응축된 핵산 복합체를 코팅하는 단계.2. coating the condensed nucleic acid complexes with the modified membrane disrupting peptides according to the invention.

트랜스펙션 중에 혈청의 존재는 트랜스펙션의 수준을 증가시킨다고 확인되어 왔다. 바람직하게 혈청은 태아 송아지 혈청이다. 사용될 수 있는 다른 적합한 혈청들은 기술 분야의 당업자들에게 잘 공지되어 있고, 일반 인간 혈청 및 일반 마우스 혈청을 포함한다.The presence of serum during transfection has been found to increase the level of transfection. Preferably the serum is fetal calf serum. Other suitable serums that can be used are well known to those skilled in the art and include normal human serum and normal mouse serum.

본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드는 치료학적 핵산을 생체 내, 시험관 내및 생체 외 치료에서 세포로 전달하는데 사용될 수 있다. 다양한 질병에서 핵산의 치료학적 용도는 기술 분야의 당업자들에게 잘 공지되어 있다.The modified membrane disrupting peptides of the invention can be used to deliver therapeutic nucleic acids to cells in vivo, in vitro and ex vivo treatments. Therapeutic uses of nucleic acids in various diseases are well known to those skilled in the art.

세포로 전달되는 치료학적 핵산은 플라스미드, 선형 핵산 분자, 리보자임, 데옥시리보자임 및 에피좀 벡터를 포함하는 어떤 DNA 또는 RNA 벡터의 형태가 될 수 있다. 이질성 유전자의 발현은 근육(Wolff J. A. et al., 1990, Science, 247: 1465-1468; Carson D. A. et al., 미국 특허 제 5,580,859호), 갑상선(Sykes et al., 1994, Human Gene Ther., 5: 837-844), 흑색소 세포종(Vile et al., 1993, Cancer Res., 53: 962-967), 피부(Hengge et al., 1995., Nature Genet., 10: 161-166) 및 간(Hickman et al., 1994, Human Gene Therapy, 5: 1477-1483)에 플라스미드 DNA를 주입 후에, 그리고 공기통로 상피 조직의 노출 후(Meyer et al., 1995, Gene Therapy, 2: 450-460)에 관찰되어 왔다.The therapeutic nucleic acid delivered to the cell can be in the form of any DNA or RNA vector, including plasmids, linear nucleic acid molecules, ribozymes, deoxyribozymes, and episomal vectors. Expression of heterologous genes is characterized by muscle (Wolff JA et al., 1990, Science, 247: 1465-1468; Carson DA et al., US Pat. No. 5,580,859), thyroid gland (Sykes et al., 1994, Human Gene Ther., 5: 837-844), melanoma cells (Vile et al., 1993, Cancer Res., 53: 962-967), skin (Hengge et al., 1995., Nature Genet., 10: 161-166) and After injection of plasmid DNA into the liver (Hickman et al., 1994, Human Gene Therapy, 5: 1477-1483) and after exposure of airway epithelial tissue (Meyer et al., 1995, Gene Therapy, 2: 450-460 ) Has been observed.

유용한 치료학적 핵산 서열은 수용체, 효소, 리간드, 조절 인자 및 구조 단백질을 코드화하는 것들을 포함한다. 치료학적 핵산 서열은 또한 핵 단백질, 세포질 단백질, 미토콘드리아 단백질, 분비된(secreted) 단백질, 원형질막(plasmalema) -관련 단백질, 혈청 단백질, 바이러스성 항원, 세균성 항원, 원생 동물 항원 및 기생 동물 항원을 코드화하는 서열을 포함한다. 본 발명에 따른 유용한 치료학적 핵산 서열은 단백질, 지방 단백질, 당 단백질, 인-단백질 및 핵산들(예를 들어, 리보자임 또는 안티센스 핵산같은 RNA들)을 코드화하는 서열들을 또한 포함한다. 핵산에 의해 코드화되는 단백질 또는 폴리펩티드에는 호르몬, 성장 인자, 신경 전달체(neurotransmitter), 효소, 응고 인자, 아폴리포-단백질(apolipoproteins),수용체, 약제, 종양 유전자, 종양 항원, 종양 억제 인자, 구조 단백질, 바이러스성 항원, 기생 동물 항원 및 세균성 항원이 포함된다. 이 화합물들의 특정한 예에는 프로인슐린, 성장 호르몬, 디스트로핀, 안드로겐 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 I, 인슐린-유사 성장 인자 II, 인슐린-유사 성장 인자 결합 단백질, 표피성 성장 인자 TFG-α, TGF-β, PDGF, 맥관 형성(angiogenesis) 인자(산성 섬유 아세포 성장 인자, 염기성 섬유 아세포 성장 인자 및 안지오제닌), 매트리스 단백질(유형 IV 콜라겐, 유형 VII 콜라겐, 라미닌), 페닐알라닌 히드록실라제, 티로신 히드록실라제, 종양 유전자(ras, fos, myc, erb, src, sis, jun), E6 또는 E7 형질전환 서열, p53 단백질, Rb 유전자 생성물, 사이토킨(예를 들어 IL-1, IL-6, IL-8) 또는 그것의 수용체, 바이러스 캡시드 단백질, 면역학적 반응을 유도하는데 사용될 수 있는 바이러스, 세균 및 기생 유기체에서 유래한 단백질 및 인체에 중요한 유용성을 갖는 다른 단백질들이 포함된다. 혼입될 수 있는 화합물은 단지 혼입될 단백질 또는 폴리펩티드에 대한 핵산 서열의 유용성에 의해서만 제한된다. 기술 분야에 당업자는 더 많은 단백질 및 폴리펩티드가 인식됨에 따라 그것들이 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드를 사용하여 트랜스펙트되고 발현되는 선택 전달 복합체로 통합될 수 있다는 것을 쉽게 인지할 것이다.Useful therapeutic nucleic acid sequences include those encoding receptors, enzymes, ligands, regulatory factors and structural proteins. Therapeutic nucleic acid sequences also encode nuclear proteins, cytoplasmic proteins, mitochondrial proteins, secreted proteins, plasmaal-related proteins, serum proteins, viral antigens, bacterial antigens, protozoan and parasitic antigens. Sequence. Useful therapeutic nucleic acid sequences according to the invention also include sequences encoding proteins, fatty proteins, glycoproteins, phosphorus-proteins and nucleic acids (eg, RNAs such as ribozymes or antisense nucleic acids). Proteins or polypeptides encoded by nucleic acids include hormones, growth factors, neurotransmitters, enzymes, coagulation factors, apolipoproteins, receptors, drugs, tumor genes, tumor antigens, tumor suppressors, structural proteins. , Viral antigens, parasitic animal antigens and bacterial antigens. Specific examples of these compounds include proinsulin, growth hormone, dystrophin, androgen receptor, insulin-like growth factor I, insulin-like growth factor II, insulin-like growth factor binding protein, epidermal growth factor TFG-α, TGF-β , PDGF, angiogenesis factor (acidic fibroblast growth factor, basic fibroblast growth factor and angiogenin), mattress protein (type IV collagen, type VII collagen, laminin), phenylalanine hydroxylase, tyrosine hydroxy Silases, tumor genes (ras, fos, myc, erb, src, sis, jun), E6 or E7 transformation sequences, p53 proteins, Rb gene products, cytokines (e.g. IL-1, IL-6, IL- 8) or its receptors, viral capsid proteins, proteins derived from viruses, bacteria and parasitic organisms that can be used to induce immunological responses, and other proteins of significant utility to the human body. . Compounds that can be incorporated are only limited by the availability of the nucleic acid sequence to the protein or polypeptide to be incorporated. Those skilled in the art will readily recognize that as more proteins and polypeptides are recognized, they can be incorporated into selective delivery complexes that are transfected and expressed using the modified membrane disrupting peptides of the invention.

본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드를 사용하여 전달되는 핵산에는 환자가 결핍되거나 또는 임상적으로 정상 보다 높은 농도에서 효과적인 단백질을 코드화하는 것들뿐만 아니라 원하지 않는 단백질의 번역을 제거하도록 고안된 것들이 포함된다. 해로운 단백질의 제거에 사용되는 핵산들은 안티센스 RNA 및 리보자임뿐만아니라, 그것들을 코드화하는 DNA 발현 구조체이다.Nucleic acids delivered using the modified membrane disrupting peptides of the present invention include those designed to eliminate translation of unwanted proteins as well as those that are deficient or clinically effective at higher than normal concentrations. Nucleic acids used for the removal of harmful proteins are not only antisense RNAs and ribozymes, but also DNA expression constructs encoding them.

귀상어(hammerhead) 종류의 리보자임들은 가장 작다고 알려진 리보자임이고, 시험관 내 합성 및 세포로 전달에 사용된다(Sullivan, 1994, J. Invest. Dermatol., 103: 85S-98S; Usman et al., 1996, Curr. Opin. Struct. Biol., 6:527-533에 의해 요약된).Hammerhead ribozymes are the smallest known ribozymes and are used for in vitro synthesis and delivery to cells (Sullivan, 1994, J. Invest. Dermatol., 103: 85S-98S; Usman et al., 1996 , Summarized by Curr. Opin.Struct. Biol., 6: 527-533).

본 발명은 또한 치료에 사용을 위한 변형된 막 파괴성 펩티드 또는 본 발명의 전달 복합체를 제공한다.The invention also provides a modified membrane disrupting peptide or a delivery complex of the invention for use in therapy.

본 발명은 유전학적 장애의 치료를 위한 조성물의 제조시 막 파괴성 펩티드 또는 본 발명의 전달 복합체의 용도를 또한 제공한다.The invention also provides the use of a membrane disrupting peptide or a delivery complex of the invention in the preparation of a composition for the treatment of a genetic disorder.

유전학적 장애는 유전학적 수준에서, 즉, 그러한 치료가 요구되는 환자에게 핵산을 전달하여 치료될 수 있는 것으로 정의된다. 유전학적 장애에는 한정되는 것은 아니지만, 효소 결핍(예를 들어, 간, 소화 시스템, 피부 및 신경 시스템의 효소 결핍), 내분비선 결핍(예를 들어, 성장 호르몬, 재생 호르몬, 혈관 작용 및 정역학적(hydrostatic) 호르몬의 결핍), 외분비선 결핍(췌장 호르몬 분비의 결핍같은), 신경 퇴행성 장애(알츠하이머 질환, 근위축성 측면 경화증, 헌팅턴 질환, 테이 삭스 질환 등), 암, 근육 위축증 및 색소 결핍증이 포함된다.Genetic disorders are defined as those that can be treated at the genetic level, i.e., by delivering nucleic acids to patients in need of such treatment. Genetic disorders include, but are not limited to, enzyme deficiencies (eg, enzyme deficiencies in the liver, digestive system, skin and nervous system), endocrine gland deficiencies (eg, growth hormone, regenerative hormone, vascular action, and hydrostatic). Hormone deficiency), exocrine gland deficiency (such as deficiency of pancreatic hormone secretion), neurodegenerative disorders (Alzheimer's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, Tay-Sachs disease, etc.), cancer, muscular atrophy and pigment deficiency.

본 발명은 또한 치료학적 핵산 및 본 발명의 변형된 막 파괴성 펩티드를 함유하는 전달 복합체의 유효량을 이런 치료를 필요로 하는 환자에게 투여하는 것으로 이루어진, 유전학적 장애 치료의 방법을 제공한다.The invention also provides a method of treating a genetic disorder, comprising administering to a patient in need thereof an effective amount of a delivery complex containing a therapeutic nucleic acid and a modified membrane disrupting peptide of the invention.

본 발명은 다음의 도면을 참조하여 첨부된 실시예에서 예시된다.The invention is illustrated in the accompanying embodiments with reference to the following figures.

재료 및 방법Materials and methods

펩티드 합성 및 정제Peptide Synthesis and Purification

방법 1: 다중의 펩티드 합성기(Multiple Peptide Synthesiser, MPS)Method 1: Multiple Peptide Synthesiser (MPS)

장치 소프트웨어 작동 버전 1.7인 P.E. Biosystems Pioneer 펩티드 합성기에서 펩티드를 합성하였다. 장치에는 컬럼 위치 2에 부착된 단일 MPS 단위가 설치되었고, 작동 소프트웨어 버전 1.3인 워크스테이션에 의해 조절되었다.Device software operating version 1.7 with P.E. Peptides were synthesized in a Biosystems Pioneer peptide synthesizer. The device was equipped with a single MPS unit attached to column position 2 and controlled by a workstation with operating software version 1.3.

각 합성은 Fmoc-PAL-PEG-PS 수지(P.E. Biosystems)를 사용하여 0.05 mmol의규모로 수행되었다. 합성을 위해, 연장되고 느린 활성화 및 장치가 공급된 커플링 사이클이 사용되었다. DMF내의 20% 피레리딘 용액을 사용하여 탈보호 (deprotection)가 수행되었다. 다음의 아미노산 유도체들이 펩티드에 적절한 것으로 사용되었다; Fmoc-L-Ala-OH, Fmoc-L-Arg(Pbf)-OH, Fmoc-L-Cys(Trt)-OH, Fmoc-L-Gln(Trt)-OH, Fmoc-Gly-OH, Fmoc-L-Ile-OH, Fmoc-L-Leu-OH, Fmoc-L-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Nle-OH, Fmoc-L-Pro-OH, Fmoc-L-Ser(tBu)-OH, Fmoc-L-Thr(tBu)-OH, Fmoc-L-Trp(Boc)-OH, Fmoc-L-Val-OH 및 Fmoc-L-Lys(Fmoc)-OH. 아미노산의 활성화는 TBTU 및 DIPEA를 사용하여 달성되었다. 합성 마지막 단계에서, Fmoc 기는 제거되었고, 디클로로메탄으로 용매의 교환 및 건조 질소 흐름하에 수지의 건조가 뒤따른다. 그리고 나서, 수지를 함유한 칼럼을 택하여 실온에서 2-3 시간동안 진공하에 건조하였다.Each synthesis was performed on a scale of 0.05 mmol using Fmoc-PAL-PEG-PS resin (P.E. Biosystems). For synthesis, extended and slow activation and device-supplied coupling cycles were used. Deprotection was carried out using a 20% pyreridine solution in DMF. The following amino acid derivatives were used as appropriate for the peptides; Fmoc-L-Ala-OH, Fmoc-L-Arg (Pbf) -OH, Fmoc-L-Cys (Trt) -OH, Fmoc-L-Gln (Trt) -OH, Fmoc-Gly-OH, Fmoc-L -Ile-OH, Fmoc-L-Leu-OH, Fmoc-L-Lys (Boc) -OH, Fmoc-Nle-OH, Fmoc-L-Pro-OH, Fmoc-L-Ser (tBu) -OH, Fmoc -L-Thr (tBu) -OH, Fmoc-L-Trp (Boc) -OH, Fmoc-L-Val-OH and Fmoc-L-Lys (Fmoc) -OH. Activation of amino acids was achieved using TBTU and DIPEA. At the end of the synthesis, the Fmoc group was removed, followed by exchange of the solvent with dichloromethane and drying of the resin under a dry nitrogen stream. Then, the column containing the resin was taken and dried under vacuum for 2-3 hours at room temperature.

시스테인 잔기가 없는 펩티드를 95:2.5:2.5의 트리플루오로아세트산(TFA)/ 물/트리이소프로필실란(TIS)을 사용하여 수지로부터 절단하였고, 그리고 시스테인 잔기를 포함하는 것들은 92.5:2.5:2.5:2.5의 트리풀루오로아세트산(TFA)/물/트리이소프로필실란(TIS)/에탄디티올(EDT)을 사용하여 절단하였다. 비어 있는 5 ㎖ 주사기를 각 칼럼의 한 쪽 말단에 부착하였고, 절단 혼합물을 함유한 2.5 ㎖ 주사기를 다른 쪽 말단에 부착하였다. 절단 혼합물(1 ㎖)을 각 칼럼에 주입하였고, 30분 동안 방치하고, 그리고 나서 1 ㎖를 더 주입하고, 그리고 30분 후에 마지막 0.5 ㎖를 주입하였다. 30분 방치 후에 빈 2.5 ㎖ 주사기를 제거하고, 남아 있는 절단 혼합물은 5 ㎖ 주사기로 뽑아 내었다. 5 ㎖ 주사기로부터 칼럼을 제거하고, 뒤집고 교환하고, 그리고 나서 절단 혼합물을 함유한 새로운 2.5 ㎖ 주사기를 다른 쪽 말단에 부착하고 절단 과정을 반복하였다. 그리고 나서, 5 ㎖ 주사기의 내용물을 디에틸에테르(45㎖)를 함유한 50 ㎖ 원심분리기 관으로 밀어내었다. 생성된 침전을 실온에서 1-2 시간동안 고정시키고, 상징액을 쏟아 내었다. 남아 있는 디에틸에테르를 건조 질소 가스의 흐름하에 송풍시키고 2-3시간 동안 진공하에서 펠렛을 더 건조하였다.Peptides without cysteine residues were cleaved from the resin using 95: 2.5: 2.5 trifluoroacetic acid (TFA) / water / triisopropylsilane (TIS), and those containing cysteine residues were 92.5: 2.5: 2.5: The cleavage was carried out using 2.5 trifluuroacetic acid (TFA) / water / triisopropylsilane (TIS) / ethanedithiol (EDT). An empty 5 ml syringe was attached to one end of each column and a 2.5 ml syringe containing the cleavage mixture was attached to the other end. The cleavage mixture (1 mL) was injected into each column, left for 30 minutes, then 1 mL more, and after the last 0.5 mL. After leaving for 30 minutes, the empty 2.5 ml syringe was removed and the remaining cleavage mixture was drawn out with a 5 ml syringe. The column was removed from the 5 ml syringe, turned over and exchanged, and then a new 2.5 ml syringe containing the cleavage mixture was attached to the other end and the cleavage procedure was repeated. The contents of the 5 ml syringe were then pushed into a 50 ml centrifuge tube containing diethyl ether (45 ml). The resulting precipitate was fixed at room temperature for 1-2 hours and the supernatant was poured out. The remaining diethyl ether was blown under a stream of dry nitrogen gas and the pellet further dried under vacuum for 2-3 hours.

방법 2: 펩티드의 연속 흐름 합성Method 2: Continuous Flow Synthesis of Peptides

작동 소프트웨어 버전 1.3인 워크스테이션에 의해 조절되는 장치 소프트웨어 작동 버전 1.7인 P.E. Biosystems Pioneer 펩티드 합성기에서 펩티드를 합성하였다.P.E with device software operating version 1.7, controlled by the workstation with operating software version 1.3. Peptides were synthesized in a Biosystems Pioneer peptide synthesizer.

각 합성은 Fmoc-PAL-PEG-PS 수지(P.E. Biosystems)를 사용하여 0.2 mmol의 규모로 수행되었다. 시스테인을 제외한 모든 아미노산의 커플링을 위해, 장치가 공급된 연장된 커플링 사이클이 사용되었다. 시스테인의 커를링을 위해 특별한 연장된(1시간의 커플링 시간) 용매 교환 사이클이 1:1의 DMF/DCM내에서 커플링이 발생하도록 사용되었다. DMF내의 20% 피레리딘 용액을 사용하여 탈보호(deprotection)가 수행되었다. 다음의 아미노산 유도체들이 펩티드에 적절한 것으로 사용되었다; Fmoc-L-Ala-OH, Fmoc-L-Arg(Pbf)-OH, Fmoc-L-Cys(Trt)-OH, Fmoc-L-Gln(Trt)-OH, Fmoc-Gly-OH, Fmoc-L-His(Trt)-OH, Fmoc-L-Ile-OH, Fmoc-L-Leu-OH, Fmoc-L-Lys(Boc)-OH, Fmoc-L-Pro-OH, Fmoc-L-Ser(tBu)-OH, Fmoc-L-Thr(tBu)-OH, Fmoc-L-Trp(Boc)-OH, Fmoc-L-Val-OH 및 Fmoc-L-Lys(Fmoc)-OH. 시스테인을 제외한 아미노산의 활성화는 DMF내에서 TBTU 및 DIPEA를 사용하여 달성되었다. 시스테인의 활성화는 DMF내에서 TBTU 및 DCM내에서 Sym-Collidine을 사용하여 달성되었다. 합성 마지막 단계에서 Fmoc 기는 제거되었고, 디클로로메탄으로 용매의 교환 및 건조 질소 흐름하에 수지의 건조가 뒤따른다. 수지를 칼럼 외부에서 몇 분 동안 공기 건조하게 되어 있는 여과 깔때기내로 세척하고, 미리 계량된 플라스크로 이동하고, 그리고 일정한 중량이 달성될 때까지 진공하에서 더 건조하였다.Each synthesis was performed on a scale of 0.2 mmol using Fmoc-PAL-PEG-PS resin (P.E. Biosystems). For the coupling of all amino acids except cysteine, an extended coupling cycle supplied with the device was used. A special extended (1 hour coupling time) solvent exchange cycle for kerning of cysteine was used to allow coupling to occur in 1: 1 DMF / DCM. Deprotection was carried out using a 20% pyreridine solution in DMF. The following amino acid derivatives were used as appropriate for the peptides; Fmoc-L-Ala-OH, Fmoc-L-Arg (Pbf) -OH, Fmoc-L-Cys (Trt) -OH, Fmoc-L-Gln (Trt) -OH, Fmoc-Gly-OH, Fmoc-L -His (Trt) -OH, Fmoc-L-Ile-OH, Fmoc-L-Leu-OH, Fmoc-L-Lys (Boc) -OH, Fmoc-L-Pro-OH, Fmoc-L-Ser (tBu ) -OH, Fmoc-L-Thr (tBu) -OH, Fmoc-L-Trp (Boc) -OH, Fmoc-L-Val-OH and Fmoc-L-Lys (Fmoc) -OH. Activation of amino acids except cysteine was achieved using TBTU and DIPEA in DMF. Activation of cysteine was achieved using Sym-Collidine in TBTU and DCM in DMF. At the end of the synthesis, the Fmoc group was removed, followed by exchange of solvent with dichloromethane and drying of the resin under a dry nitrogen stream. The resin was washed into a filter funnel that was allowed to air dry outside the column for several minutes, transferred to a pre-weighed flask, and further dried under vacuum until constant weight was achieved.

시스테인 잔기가 없는 펩티드를 실온에서 1.5시간 동안 95:2.5:2.5(20 ㎖)의 트리플루오로아세트산(TFA)/물/트리이소프로필실란(TIS)을 사용하여 수지로부터 절단하였고, 그리고 시스테인 잔기를 포함하는 것들은 실온에서 1.5시간 동안 92.5:2.5:2.5:2.5(20 ㎖)의 트리풀루오로아세트산(TFA)/물/트리이소프로필실란(T IS)/에탄디티올(EDT)을 사용하여 절단하였다. 그리고 나서, 각각의 경우에 수지는 여과되었고, 물을 타지 않은 TFA(3x5 ㎖)로 세척하고 그리고 섞여 있는 여과물 및 세척물을 약 3 ㎖의 부피가 되도록 증발시켰다. 잔기는 디에틸에테르(45㎖)를 함유한 50 ㎖ 원심분리기 관으로 이동시켰다. 생성된 침전을 실온에서 1-2 시간동안 고정시키고, 부유물을 쏟아 내었다. 남아 있는 디에틸에테르를 건조 질소 가스의 흐름하에 송풍시키고 2-3시간 동안 진공하에서 펠렛을 더 건조하였다.Peptides without cysteine residues were cleaved from the resin using 95: 2.5: 2.5 (20 mL) trifluoroacetic acid (TFA) / water / triisopropylsilane (TIS) for 1.5 hours at room temperature, and the cysteine residues were Inclusions were cleaved using 92.5: 2.5: 2.5: 2.5 (20 mL) trifluuroacetic acid (TFA) / water / triisopropylsilane (T IS) / ethanedithiol (EDT) for 1.5 hours at room temperature. It was. The resin was then filtered in each case, washed with unburned TFA (3 × 5 mL) and the mixed filtrate and washes evaporated to a volume of about 3 mL. The residue was transferred to a 50 ml centrifuge tube containing diethyl ether (45 ml). The resulting precipitate was fixed at room temperature for 1-2 hours and the suspension was poured out. The remaining diethyl ether was blown under a stream of dry nitrogen gas and the pellet further dried under vacuum for 2-3 hours.

펩티드의 정제Purification of Peptides

펩티드를 역상(reverse phase) h.p.l.c로 정제하였다. 통상적으로 물 속에 10-65%의 아세토니트릴이 있는 물(0.1% TFA) 아세토니트릴(0.1% TFA)의 구배(gradient)를 20분에 걸쳐 24㎖/분의 유속으로 사용하는 Shandon Hypersil SAS칼럼(120Å, 10μ, 150x21.2 mm), 또는 통상적으로 물 속에 30-100%의 아세토니트릴이 있는 물(0.1% TFA) 아세토니트릴(0.1% TFA)의 구배(gradient)를 30분에 걸쳐 6㎖/분의 유속으로 사용하는 Phenomenex Jupiter C4 칼럼(120Å, 5μ, 250x10 mm)상에서 더 많은 극성 펩티드를 정제하였다.Peptides were purified by reverse phase h.p.l.c. Shandon Hypersil SAS columns that typically use a gradient of water (0.1% TFA) acetonitrile (0.1% TFA) with 10-65% acetonitrile in water at a flow rate of 24 ml / min over 20 minutes. 120 μs, 10 μ, 150 × 21.2 mm), or a gradient of water (0.1% TFA) acetonitrile (0.1% TFA), typically with 30-100% acetonitrile in water, over 6 ml / More polar peptides were purified on a Phenomenex Jupiter C4 column (120 μs, 5μ, 250 × 10 mm) using a flow rate of minutes.

관심 있는 펩티드를 포함하는 분획들은, 플라이트(flight) 질량 분석계의 매트리스 보조 레이저 탈착/이온화 시간(MALDI-TOF MS) 및 HPLC 분석에 의해 측정되었듯이, 풀(pool) 되고 동결 건조되었다.Fractions comprising the peptide of interest were pooled and lyophilized, as measured by mattress assisted laser desorption / ionization time (MALDI-TOF MS) and HPLC analysis on a flight mass spectrometer.

펩티드 다량체 형성Peptide Multimer Formation

디설파이드 또는 시스틴 결합을 통한 완전한 이량체화 또는 올리고머화를 위해, 순수한 펩티드를 20mM의 새로운 암모늄 바이카보네이트에 용해시키고, 실온에서 16시간동안 방치하였다. 20% 아세토니트릴이 있는 0.1% TFA를 함유한 물 속에서 0.8 내지 1.0 ㎖/분 사이의 유속으로 작동하는 Pharmacia Superdex Peptide HR 10/30 칼럼을 사용하는 분석적 겔 여과 크로마토그래피로 이량체화를 확인하였다. 이량체화된 펩티드의 용출 시간의 감소는 214nm에서 용출의 흡수를 모니터하여 확인하였다.For complete dimerization or oligomerization via disulfide or cystine bonds, pure peptides were dissolved in 20 mM fresh ammonium bicarbonate and left at room temperature for 16 hours. Dimerization was confirmed by analytical gel filtration chromatography using a Pharmacia Superdex Peptide HR 10/30 column operating at a flow rate between 0.8 and 1.0 ml / min in water containing 0.1% TFA with 20% acetonitrile. Reduction of the elution time of the dimerized peptide was confirmed by monitoring the absorption of the elution at 214 nm.

접합체(CP48)에 연결된 비스비닐술폰의 합성을 위해, 2.0㎎ Biolink 6 (Molecular Biosciences, Colerodo)를 100㎕의 아세토니트릴에 용해시키고, pH7.2인 25mM HEPES를 사용하여 1.0㎖의 부피를 만들었다. 그리고 나서, 이 용액의 200㎕를 800㎕ 완충액에 용해된 15mg의 CP36 단량체(5.2 μmol)에 첨가하였다. MALDI 및 RP-HPLC에 의해 반응을 모니터하고 24℃에서 1시간 후에 완결을 판단하였다.0.1% TFA를 함유한 물 속에 30% 내지 100%의 증가한 아세토니트릴의 구배를 사용하여 Phenomenex Jupiter C4반준비(semipreparative) 칼럼으로 최종 생성물을 분리하였다. 이 최종 생성물의 중량을 MALDI-TOF MS로 확인하였다.For the synthesis of bisvinylsulfone linked to conjugate (CP48), 2.0 mg Biolink 6 (Molecular Biosciences, Colerodo) was dissolved in 100 μl of acetonitrile and a volume of 1.0 ml was made using 25 mM HEPES, pH7.2. 200 μl of this solution was then added to 15 mg of CP36 monomer (5.2 μmol) dissolved in 800 μl buffer. The reaction was monitored by MALDI and RP-HPLC and judged complete after 1 hour at 24 ° C. Phenomenex Jupiter C 4 semiprepared using a gradient of 30% to 100% increased acetonitrile in water containing 0.1% TFA. The final product was separated by a semipreparative column. The weight of this final product was confirmed by MALDI-TOF MS.

적혈구 용해 분석Erythrocyte Lysis Assay

9.0 ㎖의 혈액에 pH5인 110 mM 시트르산 염 1.0 ㎖를 응고를 중지시키기 위해 첨가하였다. 혈액을 5분동안 2000 rpm으로 회전시켰다. 혈장 상징액을 흡인하고 펠렛을 연속적인 혼합, 원심분리, 흡인에 의해 적어도 6번 HBS로 세척하였다. 맑은 상징액을 흡인하고 펠렛은 적절한 완충액: HBS(pH 7.4) 또는 pH 5인 15 mM 아세트산 나트륨, 150mM NaCl로 두 번 세척하였다. 적절한 완충액을 혈액 펠렛에 첨가하여 총 부피가 6 ㎖가 되게 하고, 이것으로부터 1 ㎖를 취해서 완충액으로 15배 희석하여 최종 작업 용액이 되게 하였다. 96-웰(well) 플레이트 3개로 하여, 적절한 완충액에 있는 75 ㎖의 혈액 용액을 상응하는 완충액내에 있는 100 ㎖의 펩티드 용액에 첨가에 의한 연속적인 희석 및 혼합으로 펩티드들을 시험하였다. 혈액은 37℃에서 1시간 동안 펩티드와 함께 인큐베이트하였다. 이 단계에서 1% Triton X-100을 100% 용해를 위한 대조구로 작용하도록 펩티드가 없는 혈액 용액에 첨가하였다. 세포들을 5분 동안 2500rpm으로 회전시키고, 80 ㎖의 상징액을 450 nm에서 분광측정 분석을 위해 채취했다.To 9.0 ml of blood 1.0 ml of 110 mM citrate, pH5, was added to stop coagulation. Blood was spun at 2000 rpm for 5 minutes. The plasma supernatant was aspirated and the pellet was washed at least 6 times with HBS by continuous mixing, centrifugation and aspiration. The clear supernatant was aspirated and the pellet washed twice with appropriate buffer: HBS (pH 7.4) or 15 mM sodium acetate, 150 mM NaCl, pH 5. Appropriate buffer was added to the blood pellet to a total volume of 6 ml, from which 1 ml was taken and diluted 15 times with buffer to the final working solution. With three 96-well plates, peptides were tested by serial dilution and mixing by adding 75 ml of blood solution in appropriate buffer to 100 ml of peptide solution in corresponding buffer. Blood was incubated with peptides at 37 ° C. for 1 hour. In this step, 1% Triton X-100 was added to the blood solution without peptide to serve as a control for 100% dissolution. The cells were spun at 2500 rpm for 5 minutes and 80 ml of supernatant was harvested for spectrometric analysis at 450 nm.

복합체의 제조Preparation of the complex

pH 7.4인 HBS(HEPES 완충된 살린)내에 40㎍/㎖인 플라스미드 DNA를 HBS내의동일 부피의 적절한 농도인 트랜스펙션 제제로 신속하게 혼합하고, 실온에서 1시간까지 인큐베이트하였다. 트랜스펙션 제제의 농도를 최종적인 요구되는 하전비에 의한 펩티드에 대해, 또는 최종적인 질소(PEI에서 유래한):인산염(DNA에서 유래한)의 비에 의한 PEI(Exgen-500, Euromedex, France)에 대해 결정하였다. 하전비를 Felgner et al(1997)에 의한 정의에 따라 계산하였다(Nomenclature for synthetic gene delivery systems. Gene Therapy, (1997) 8: 511-512).40 μg / ml of plasmid DNA in HBS (HEPES buffered saline), pH 7.4, was quickly mixed with a transfection formulation of the same concentration in HBS and incubated for 1 hour at room temperature. Concentration of the transfection agent was determined by PEI (Exgen-500, Euromedex, France) with respect to the peptide by the final required charge ratio or by the final ratio of nitrogen (derived from PEI): phosphate (derived from DNA). ). The charge ratio was calculated according to the definition by Felgner et al (1997) (Nomenclature for synthetic gene delivery systems. Gene Therapy, (1997) 8: 511-512).

HepG2 트랜스펙션 분석HepG2 Transfection Analysis

1. β-Gal 트랜스펙션 프로토콜1.β-Gal Transfection Protocol

5 x 104세포/웰으로 트랜스펙션하기 하루 전에 DMEM + 10% FCS(항생 물질이 있는)이 있는 96-웰 플래이트내에 HepG2를 플레이트하고 37℃에서 인큐베이트하였다. 다음 날 세포들을 100㎕/웰 PBS로 세척하였다. 90㎕ HEPES를 10% FCS를 함유한 RPMI로 완충시키고 항생 물질을 세포에 첨가하고, 상기 설명된 바와 같이 제조된 플라스미드 pCMVβ 리포터 플라스미드(β-갈락토시다제에 대해 코드화하는 플라스미드)를 포함하는 트랜스펙션 복합체 10㎕를 이어서 첨가하였다. 모든 펩티드 디설파이드 결합을 감소시키기 위해서 5 mM DDT의 존재 또는 부재하에서 복합체를 제제화하였다. 적절한 대조구를 사용하여, 제제화시 DDT의 존재는 트랜스펙션에 주목할만한 영향을 주지 않는 것을 확인하였다. 각각의 복합체로 세포를 삼중으로 트랜스펙트하였다. 세포를 1100rpm에서 원심분리하고, 5시간 동안 37℃인 비-가스처리된 인큐베이터내에서 습기찬 조건하에 인큐베이트하였다. 5시간 후, 트랜스펙션 배지를 제거하고 CO2-가스처리된 인큐베이터 내에서 19-20 시간동안 DMEM/10% FCS(항생 물질이 있는) 배지내의 인큐베이션 전에 세포들을 100㎕/웰 PBS로 세척하였다. 마지막으로, 세포들을 PBS로 두 번 세척하고, 30㎖ 0.1% Triton, pH 8인 250mM Tris로 용해하고 그리고 β-gal 분석 전에 -20℃에서 동결시켰다.One day prior to transfection with 5 × 10 4 cells / well, HepG2 was plated in 96-well plates with DMEM + 10% FCS (with antibiotics) and incubated at 37 ° C. The next day the cells were washed with 100 μl / well PBS. Tran containing a plasmid pCMVβ reporter plasmid (plasmid encoding for β-galactosidase) prepared by buffering 90 μl HEPES with RPMI containing 10% FCS and adding antibiotics to the cells and prepared as described above. 10 μl of the specification complex was then added. Complexes were formulated with or without 5 mM DDT to reduce all peptide disulfide bonds. Using the appropriate controls, it was confirmed that the presence of DDT in the formulation did not have a noticeable effect on transfection. Cells were transfected in triplicate with each complex. Cells were centrifuged at 1100 rpm and incubated under damp conditions in a non-gas treated incubator at 37 ° C. for 5 hours. After 5 hours, transfection medium was removed and cells were washed with 100 μl / well PBS before incubation in DMEM / 10% FCS (with antibiotics) medium for 19-20 hours in CO 2 -gassed incubator. . Finally, cells were washed twice with PBS, lysed with 30 ml 0.1% Triton, 250 mM Tris, pH 8 and frozen at −20 ° C. prior to β-gal analysis.

2. β-Gal 분석2. β-Gal Analysis

동결된 용해 세포들을 실온에서 녹이고, 각각의 웰로부터 10㎕를 단백질 분석을 위하여 제거하였다. 남아 있는 세포 용해물을 Galacton-Sstar β-gal 분석(TROPLX)을 이용하여 β-gal 리포터에 대해 분석하고, SPC 모드에서 작동하는 96 웰 TopCount 섬광 계수기를 사용하여 발광을 측정하였다. 총 단백질 양에 대한 용해물을 분석하기 위해 DC 단백질 분석 키트(BioRad)를 사용하였다. 트랜스펙션 계수는 동일한 96-웰 플레이트 상의 트랜스펙트되지 않은 세포들로부터 세포 용해물내에서 만들어진 β-gal 표준 곡선을 사용하여 pg β-gal/ng 총 단백질로 보고되었다.Frozen lysed cells were thawed at room temperature and 10 μl from each well was removed for protein analysis. The remaining cell lysates were analyzed for β-gal reporters using Galacton-Sstar β-gal assay (TROPLX) and luminescence was measured using a 96 well TopCount scintillation counter operating in SPC mode. DC Protein Assay Kit (BioRad) was used to analyze lysates for total protein amount. Transfection counts were reported as pg β-gal / ng total protein using a β-gal standard curve made in cell lysates from untransfected cells on the same 96-well plate.

HUVEC 트랜스펙션 분석HUVEC Transfection Analysis

루시페라제 트랜스펙션 분석Luciferase Transfection Assay

1 x 104세포/웰으로 트랜스펙션하기 하루 전에 0.1% 젤라틴으로 코팅된 96-웰 플래이트내의 보충물이 있는 내피 성장 배지(EGMS)(Promocell, Germany)에서 1차 HUVEC(Promocell, Germany)를 플레이트하고, CO2-가스처리된 인큐베이터 내에서 37℃에서 인큐베이트 하였다. 다음 날 세포들을 PBS로 세척하였다. 10% FCS 및 항생 물질을 함유한 웰 배지 당 90㎕인 M199(Sigma)를 세포에 첨가하고 pCMVLuc 리포터 플라스미드(반딧불 루시페라제를 코드화하는 플라스미드)로 제조된 트랜스펙션 복합체를 웰 당 10㎕로 첨가하였다. 각각의 복합체에 대해 세포들을 삼중으로 트랜스펙트하였다. 세포를 1100rpm에서 5분 동안 원심분리하고, 1시간 동안 37℃에서 CO2-가스처리된 인큐베이터내에서 인큐베이트하였다. 1시간 후, 트랜스펙션 배지를 제거하고, CO2-가스처리된 인큐베이터 내에서 20-24 시간 동안 37℃에서 100㎕/웰 EGMS 내의 인큐베이션 전에, 세포들을 100㎕/웰 PBS로 세척하였다.Primary HUVEC (Promocell, Germany) was taken in endothelial growth medium (EGMS) (Promocell, Germany) with a supplement in a 96-well plate coated with 0.1% gelatin one day before transfection with 1 x 10 4 cells / well. Plates were incubated at 37 ° C. in a CO 2 -gassed incubator. The next day the cells were washed with PBS. 10 μl of M199 (Sigma) per well medium containing 10% FCS and antibiotics was added to the cells and the transfection complex prepared with the pCMVLuc reporter plasmid (plasmid encoding firefly luciferase) at 10 μl per well. Added. Cells were transfected in triplicate for each complex. Cells were centrifuged at 1100 rpm for 5 minutes and incubated in a CO 2 -gassed incubator at 37 ° C. for 1 hour. After 1 hour, the transfection medium was removed and cells were washed with 100 μl / well PBS before incubation in 100 μl / well EGMS at 37 ° C. for 20-24 hours in a CO 2 -gassed incubator.

루시페라제 분석Luciferase Analysis

20-24시간 후에 SPC 모드에서 작동하는 96 웰 TopCount 섬광 계수기 (Packard)를 사용하여 측정된 발광으로 LucScreen 분석(TROPIX)을 이용하여 루시페라제 발현을 결정하였다.Luciferase expression was determined using LucScreen Assay (TROPIX) with luminescence measured using a 96 well TopCount scintillation counter (Packard) operating in SPC mode after 20-24 hours.

GFP 트랜스펙션 프로토콜GFP Transfection Protocol

6웰 플레이트에서, 2 ㎖의 EGMS내의 트랜스펙션하기 하루 전에, 1.5 x 105세포/웰로 1차 HUVEC를 접종하였다. 다음 날, 웰 당 2㎖ PBS로 두 번 세척하고, 10% FCS 및 항생 물질을 함유한 900㎕ M119와 혼합된 pCMVEGEP 리포터 플라스미드(녹색 형광 단백질을 코드화하는 플라스미드)로 제조된 100㎕ 트랜스펙션 복합체로 이루어진 트랜스펙션 용액을 웰 당 1㎖로 첨가하였다. 각각의 복합체에 대해 세포들을 이중으로 트랜스펙트하였다. 세포들을 CO2-가스처리된 인큐베이터 내에서 2 시간 동안 37℃에서 인큐베이트 하고, 그리고 나서 웰 당 2㎖인 EGMS로 배지를 변화시켰다. 세포들을 다시 CO2-가스처리된 인큐베이터 내에서 24 시간 동안 37℃에서 인큐베이트하였다.In 6-well plates, one day prior to transfection in 2 ml EGMS, primary HUVECs were inoculated at 1.5 × 10 5 cells / well. The following day, 100 μl transfection complex prepared twice with pCMVEGEP reporter plasmid (plasmid encoding green fluorescent protein) mixed with 2 mL PBS per well and mixed with 900 μl M119 containing 10% FCS and antibiotics. A transfection solution consisting of was added at 1 ml per well. Cells were transfected in duplicate for each complex. The cells were incubated for 2 hours at 37 ° C. in a CO 2 -gassed incubator and then the medium was changed to EGMS at 2 ml per well. Cells were again incubated for 24 hours at 37 ° C. in a CO 2 -gassed incubator.

GFP 분석Gfp Analytics

24시간 후에, 세포들을 웰 당 2㎖인 PBS로 두 번 세척하고, 트립신 처리하고 M119 배지 + 10% FCS에 재현탁하였다. 트랜스펙트된 세포의 %는 FACS 분석에 의해 결정되었다.After 24 hours, cells were washed twice with 2 ml PBS per well, trypsinized and resuspended in M119 medium + 10% FCS. The percentage of transfected cells was determined by FACS analysis.

펩티드를 사용한 pCMVLuc의 생체내 전달In vivo Delivery of pCMVLuc Using Peptides

HBS내의 500㎍/㎖인 pCMVLuc를 동일 부피(통상적으로 500㎕)의 펩티드 또는 폴리리신(127머)(Sigma)과 적절한 농도로 혼합하여 요구되는 하전비를 부여하였다. 하전비는 Felgner et al(Hum. Gene Ther., 8(5), 511-2,1997)에 의해 정의된 바와 같았다. 펩티드 또는 폴리리신을 800rpm에서 볼텍스 혼합기에서 혼합하면서 3-4초에 걸쳐서 DNA에 첨가하였다. 복합체를 실온에서 1시간 동안 인큐베이트하였다. 300 ㎕의 복합체를 CD-1 마우스의 꼬리 혈관으로 주입하였다. 20시간 후에, 마우스를 희생시키고 각 기관을 80-200㎎씩 제거하고, 잉여 유체를 제거하기 위해 간단히 닦아 내고, 그리고 액체 질소 내에서 동결시키고 -80℃에서 보관하였다. 동결된 조직을 중량을 달고, 그리고 나서 용해 완충액(10 mM 인산나트륨으로 1 mM EDTA, 1% Triton X-100, 15% 글리세롤, 8 mM MgCl2, 0.5 mM PMSF 및 1 mM DTT를 함유하는)내에서 녹이고, 그리고 Mini 비드(bead) 혼합기-8(Stratech Ltd) 및 1mm 유리 비드를 사용하여 균질화하였다. 균질화물을 제거하고 유리 비드를 용해 완충액으로 세척하고 그리고 세척액을 균질화물과 섞었다. 원심분리에 의해 5분 동안 13000rpm에서 입자들을 제거하고, 그리고 80㎕를 0.1 mM 루시페린, 0.44 mM ATP 및 4초 획득 시간을 사용하여 Berthold LB593 루미노미터에서 루시페라제 활성에 대하여 분석하였다. 결과는 각 조직의 mg 중량으로 수정된 RLU로 표현되었다.PCMVLuc at 500 μg / ml in HBS was mixed with the same volume (typically 500 μl) of peptide or polylysine (127 mer) (Sigma) at the appropriate concentration to give the required charge ratio. The charge ratio was as defined by Felgner et al (Hum. Gene Ther., 8 (5), 511-2,1997). Peptide or polylysine was added to the DNA over 3-4 seconds while mixing in a vortex mixer at 800 rpm. The complex was incubated for 1 hour at room temperature. 300 μl of the complex was injected into the tail vein of CD-1 mice. After 20 hours, mice were sacrificed and each organ removed 80-200 mg, simply wiped to remove excess fluid, and frozen in liquid nitrogen and stored at -80 ° C. The frozen tissue is weighed and then in lysis buffer (containing 1 mM EDTA, 1% Triton X-100, 15% glycerol, 8 mM MgCl 2 , 0.5 mM PMSF and 1 mM DTT with 10 mM sodium phosphate). And homogenized using Mini bead mixer-8 (Stratech Ltd) and 1 mm glass beads. The homogenate was removed and the glass beads were washed with lysis buffer and the wash was mixed with the homogenate. Particles were removed at 13000 rpm for 5 minutes by centrifugation, and 80 μl was analyzed for luciferase activity on Berthold LB593 luminometer using 0.1 mM luciferin, 0.44 mM ATP and 4 sec acquisition time. Results were expressed in RLU modified with mg weight of each tissue.

다음의 펩티드들은 상기 기재된 방법을 사용하여 단량체로서 또는 이량체 또는 다른 다량체로서 가능한 곳에 사용되었다.The following peptides were used where possible as monomers or as dimers or other multimers using the methods described above.

CP1은 멜리틴으로 벌 독의 주요 독성 성분이다.CP1 is melittin and is the main toxic component of bee venom.

CP2는 CP1이다(G1에서 C). 이 펩티드는 N-말단 시스테인 연결된 CP1 이량체를 형성하도록 설계되었다.CP2 is CP1 (G1 to C). This peptide was designed to form an N-terminal cysteine linked CP1 dimer.

CP18은 CP1이다(P14 에서 A). 이 펩티드는 실질적으로 연속적인 나선을 형성하도록 변형되었다.CP18 is CP1 (A in P14). This peptide was modified to form a substantially continuous helix.

CP36은 CP1이다(G1 에서 C; P14에서 A). 이 펩티드는 이량체를 형성하고 실질적으로 연속적인 나선을 갖도록 변형되었다.CP36 is CP1 (G1 to C; A at P14). This peptide was modified to form a dimer and have a substantially continuous helix.

CP39는 CP36이다(C1 에서 Norleucine). N-말단에서 소수성을 증가시키기 위해 변형이 도입되었다.CP39 is CP36 (Norleucine at C1). Modifications were introduced to increase hydrophobicity at the N-terminus.

펩티드 CP41 내지 CP45는 CP36 활성에 대한 보존된 아미노산 변화의 효과를 연구하기 위해 설계되었다.Peptides CP41 to CP45 were designed to study the effect of conserved amino acid changes on CP36 activity.

CP37은 CP18이고(I20 에서 L) 모든 리신들은 글루타메이트로 치환된다.CP37 is CP18 (L at I20) and all lysines are substituted with glutamate.

CP41은 CP36이다(I20 에서 L).CP41 is CP36 (L in I20).

CP42는 CP36이다(I17 에서 L; I20 에서 L).CP42 is CP36 (L at I17; L at I20).

CP43은 CP36이다(A14 에서 W; I20 에서 L).CP43 is CP36 (A14 to W; I20 to L).

CP44는 CP36이다(A15 에서 W; I20 에서 L).CP44 is CP36 (A15 to W; I20 to L).

CP45는 CP36이다(T11 에서 W; I20 에서 L).CP45 is CP36 (W in T11; L in I20).

CP46은 보존된 아미노산 변화를 포함하는 멜리틴의 기능성 동족체이고, DeGrado et al., (1981), J. Am. Chem. Soc., 103, 679-681에 의해 기재된 서열에 바탕을 두고 있다.CP46 is a functional homologue of melittin, including conserved amino acid changes, DeGrado et al., (1981), J. Am. Chem. Based on the sequence described by Soc., 103, 679-681.

CP47은 이량체 형성을 위해 첨가된 N-말단 시스테인이 있는 CP46이다.CP47 is CP46 with N-terminal cysteine added for dimer formation.

CP49는 다량체 형성을 위해 첨가된 C-말단 시스테인이 있는 CP36이다.CP49 is CP36 with C-terminal cysteine added for multimer formation.

CP50은 다량체 형성을 위해 첨가된 C-말단 시스테인이 있는 CP18이다.CP50 is CP18 with C-terminal cysteine added for multimer formation.

CP51은 모든 리신 잔기가 글루타메이트에 의해 치환된 CP41이다.CP51 is CP41 with all lysine residues substituted by glutamate.

CP52는 부가적인 C-말단 리신의 비스-아민 변형에 의해 형성된 CP36의 이량체이다.CP52 is a dimer of CP36 formed by the bis-amine modification of an additional C-terminal lysine.

CP53은 첨가된 C-말단 리신이 있고 시스테인 잔기가 CP36에 연결된 CP36의이량체이다.CP53 is a dimer of CP36 with an added C-terminal lysine and a cysteine residue linked to CP36.

CP54는 α나선의 길이를 증가시키기 위해 위치 20에서 삽입된 LAALISW가 있는 CP36이다.CP54 is CP36 with LAALISW inserted at position 20 to increase the length of the α helix.

CP55는 CP36 및 CP51의 이형이량체(heterodimer)이다.CP55 is a heterodimer of CP36 and CP51.

CP56은 CP52 및 2개의 CP36 펩티드로 이루어진 사량체이다.CP56 is a tetramer consisting of CP52 and two CP36 peptides.

CP57은 CP1이다(K23 에서 C).CP57 is CP1 (K23 to C).

CP58은 CP36 및 CP50의 이형이량체이다.CP58 is a heterodimer of CP36 and CP50.

CP59는 2개의 CP37 펩티드에 연결된 CP52의 이량체로 이루어진 사량체이다.CP59 is a tetramer consisting of a dimer of CP52 linked to two CP37 peptides.

CP60은 CP53의 이량체로 이루어진 사량체이다.CP60 is a tetramer consisting of a dimer of CP53.

CP61은 CP36 및 CP51로 이루어진 이량체로, 여기서 디설파이드 결합은 N-말단 시스테인 사이에서 형성되어 있다.CP61 is a dimer consisting of CP36 and CP51, wherein disulfide bonds are formed between N-terminal cysteines.

멜리틴(CP1)이 효과적으로 DNA에 결합될 수 있더라도, 아가로스 겔상에서 플라스미드 지연에 의해 결정되듯이, 멜리틴:DNA 복합체는 HepG2 세포의 트랜스펙션은 거의 전달하지 않았거나 전달하지 않았음이 관찰되었고, 그리고 멜리틴은 세포에 유독하다고 관찰되었다. 이러한 복합체와 함께 세포의 인큐베이션 후에, 세포 당 총 단백질 양은 DNA에 대한 멜리틴 비의 증가에 따라 감소되었다(도 4). 이것은 생물학적 막을 교란하는 수많은 구조를 형성하는 멜리틴의 능력에 의해 초래되는 독성 효과를 의미했다. 멜리틴의 메카니즘에 관한 문헌은 펩티드가 고농도 및/또는 고 이온 강도로 용액에서 사량체로 존재하더라도, 막으로 삽입할 수 있기 위해 단량체의 형태로 분리될 수 있어야 하며, 여기서 구멍-형성 사량체내로 응집할 수 있다는 것을 나타낸다. 멜리틴의 구멍 형성 사량체는 수동 이온 투과성을 증진시키는 것으로 생각되고, 그리고 세포에 유독한 것으로 간주된다. 멜리틴의 이량체화 또는 사량체화는 세포에 덜 유독하고, 이량체화 또는 사량체화는 구멍-형성 사량체 형성의 개시를 효과적으로 막는 이량체화 또는 사량체화, 구조체를 초래할 것이라고 제안되어왔다. 멜리틴 이량체 또는 사량체는 지배적인 비-극성 친양쪽성 나선때문에 그럼에도 불구하고 막 파괴성 성질을 보유한다. 멜리틴의 위치 14에서, 나선 구조에서 결함을 발생시키는 Pro 잔기를 나선이 연속되게 하는 잔기로 치환하므로써 멜리틴의 친양쪽성 나선과 막 표면 사이의 상호작용을 최적화하도록 결정되었다.Although melittin (CP1) can be effectively bound to DNA, it was observed that melittin: DNA complex delivered little or no transfection of HepG2 cells, as determined by plasmid delay on agarose gels. And melittin was observed to be toxic to cells. After incubation of the cells with this complex, the total protein amount per cell decreased with increasing melittin ratio to DNA (FIG. 4). This meant a toxic effect caused by melittin's ability to form numerous structures that disturb biological membranes. The literature on the mechanism of melittin states that even if the peptide is present as a tetramer in solution at high concentrations and / or high ionic strength, it must be able to separate in the form of monomers for insertion into the membrane, where it aggregates into pore-forming tetramers. It can be done. The pore forming tetramer of melittin is thought to enhance passive ion permeability and is considered toxic to cells. Dimerization or tetramerization of melittin has been suggested to be less toxic to cells, and dimerization or tetramerization will result in dimerization or tetramerization, constructs that effectively prevent the onset of pore-forming tetramer formation. Melitin dimers or tetramers nevertheless retain membrane destructive properties because of the dominant non-polar amphiphilic helix. At position 14 of the melittin, it was determined to optimize the interaction between the amphipathic helix of the melittin and the membrane surface by substituting the pro moiety for the defect causing the defect in the helix structure.

상기한 바와 같이, 이량체는 구성되었고 그것들의 막 파괴 활성은 적혈구 용해 분석에 의해 측정되었다. 놀랍게도, 이량체의 용해 활성이 pH 7 및 5에서 멜리틴보다 큼에도 불구하고(도 1 및 2를 참조하시오), 이량체는 포유류 세포계에 덜 유독하게 보였다(도 4 참조). 따라서, 구멍 형성은 유독하지만 다른 막 파괴/불안정화 메카니즘은 유독하지 않다고 제안되었다.As mentioned above, dimers were constructed and their membrane breaking activity was measured by erythrocyte lysis assay. Surprisingly, even though the lytic activity of dimers was greater than melittin at pH 7 and 5 (see FIGS. 1 and 2), dimers appeared less toxic to mammalian cell lines (see FIG. 4). Thus, it is proposed that pore formation is toxic but other membrane destruction / stabilization mechanisms are not.

나선 연장부(elongation)를 갖는 멜리틴의 이량체화는, 설명한 바와 같이, DNA를 결합할 수 있는 구조체를 초래했다; 생성되는 DNA 복합체는 단백질 함량 결정에 의해 결정되듯이(도 4 참조), HepG2 세포에 상당히 덜 유해하고 그리고 외인성 제제의 부재하에서 여러 세포 유형의 효율적인 트랜스펙션을 전달했다(도 3 및 도 5를 참조하시오). 트랜스펙션 중 태아 송아지 혈청의 존재는 향상된 트랜스펙션 수준을 부여한다는 것이 또한 발견되었다(도 5 참조).Dimerization of melittin with spiral elongation, as described, resulted in a structure capable of binding DNA; The resulting DNA complexes delivered significantly less harmful to HepG2 cells and efficient transfection of various cell types in the absence of exogenous agents, as determined by protein content determination (see FIG. 4). See). It was also found that the presence of fetal calf serum during transfection confers enhanced transfection levels (see FIG. 5).

도 9는 본 발명의 펩티드 CP36 및 CP61이 생체내의 수많은 조직으로 DNA의트랜스펙션을 증가시키는데 효과적인 것을 나타낸다.9 shows that peptides CP36 and CP61 of the present invention are effective in increasing the transfection of DNA into numerous tissues in vivo.

CP36 이량체로 코팅된 전달 복합체Delivery Complex Coated with CP36 Dimer

전달 복합체는 다음과 같이 제조되었다.The delivery complex was prepared as follows.

1. 하전비 ±4 및 25㎍의 DNA 농도로 NBC28:DNA 제조:1.Preparation of NBC28: DNA at DNA concentrations of charge ratio ± 4 and 25 μg:

92.6㎍/㎖의 NBC28 및 50㎍/㎖인 pCMVluc DNA의 용액들을 pH 7.4인 10mM HEPES내에서 제조하였다. 펩티드 용액을 1:1(부피/부피)의 비로 DNA에 첨가하고 실온에서 1시간 동안 방치하였다. NBC28은 아미노산 서열:TKKKKKKKKKKKKKKKKKKYCG을 갖는 핵산 응축화 펩티드이다.Solutions of 92.6 μg / ml NBC28 and 50 μg / ml pCMVluc DNA were prepared in 10 mM HEPES at pH 7.4. The peptide solution was added to the DNA in a ratio of 1: 1 (volume / volume) and left at room temperature for 1 hour. NBC28 is a nucleic acid condensation peptide having the amino acid sequence: TKKKKKKKKKKKKKKKKKKYCG.

2. 복합체의 코팅:2. Coating of the composite:

코팅한 펩티드를 복합체에 첨가하고 나서 약간의 10 mM HEPES 완충액으로 요구되는 최종 부피의 97%까지 만들었다. 생성되는 복합체를 10초 동안 와동(vortex)시키고 4℃에서 밤새 보관하였다.The coated peptide was added to the complex and made up to 97% of the final volume required with some 10 mM HEPES buffer. The resulting complex was vortexed for 10 seconds and stored at 4 ° C. overnight.

3. 염 스파이크(spike):3. Salt spikes:

다음날 아침(약 18시간 후) 5M 염(150 mM 염이 되기 위한 최종 부피의 3%)을 복합체에 첨가하고, 그리고 나서 10초 동안 와동시키고 실온에서 몇 시간 동안 방치하였다.The next morning (after about 18 hours) 5M salt (3% of final volume to become 150 mM salt) was added to the complex, then vortexed for 10 seconds and left for several hours at room temperature.

4. 복합체의 재구성:4. Reconstitution of the Complex:

1.5 ㎖ 에펜도르프내의 복합체를 MSE Microcentaur 원심분리기에서 30분동안 1300rpm으로 회전시켰다. 상징액(75%)을 제거하고 등량의 새로운 HBS를 30초 동안완만하게 와동시키면서 그리고 Gilson 피펫으로 위아래로 빨아들이면서 첨가하였다.The complex in 1.5 mL Eppendorf was spun at 1300 rpm for 30 minutes in a MSE Microcentaur centrifuge. Supernatant (75%) was removed and an equal amount of fresh HBS was added while gently vortexing for 30 seconds and sucking up and down with a Gilson pipette.

5. 복합체의 초음파 처리5. Ultrasonic Treatment of Complexes

1.5 ㎖ 에펜도르프 튜브내의 복합체를 트랜스펙션 전에 초음파 처리조에서 30초 동안 초음파 처리하였다.The complex in a 1.5 ml Eppendorf tube was sonicated for 30 seconds in an ultrasonic bath prior to transfection.

그리고 나서, 상기 설명한 방법에 따라 복합체를 HUVEC 세포로 트랜스펙트하였다.The complex was then transfected into HUVEC cells according to the method described above.

도 10은 CP36으로 코팅된 복합체가 HUVEC 세포의 우수한 트랜스펙션을 부여하는 것을 나타낸다. 특히, 트랜스펙션의 정도가 CP36 또는 NBC28 단독으로 얻어진 것보다 더 크다.10 shows that the complex coated with CP36 confers good transfection of HUVEC cells. In particular, the degree of transfection is greater than that obtained with CP36 or NBC28 alone.

Claims (28)

변형된 막 파괴성 펩티드로, 상기 막 파괴성 펩티드는 공유결합으로 연결된 다량체를 형성하도록 변형되어 있는 변형된 막 파괴성 펩티드.A modified membrane disrupting peptide, wherein the membrane disrupting peptide is modified to form a covalently linked multimer. 제 1항에 있어서, 실질적으로 연속적인 α나선을 형성하도록 더 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide of claim 1, further modified to form a substantially continuous α helix. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 α나선 막 파괴성 펩티드이고 그리고 세포들에 독성이 있는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.3. A modified membrane disrupting peptide according to claim 1 or 2, wherein the membrane disrupting peptide is an α helix membrane disrupting peptide and is toxic to cells. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 멜리틴인 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide of any one of the preceding claims, wherein the membrane disrupting peptide is melittin. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 α나선 형성을 파괴하는 아미노산을 α나선 형성을 파괴하지 않는 아미노산으로의 치환함에 의해 실질적으로 연속적인 α나선을 형성하도록 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The method of claim 2, wherein the membrane disrupting peptide is modified to form a substantially continuous α helix by replacing an amino acid that disrupts α helix formation with an amino acid that does not disrupt α helix formation. Modified membrane disrupting peptides. 제 5항에 있어서, 멜리틴 펩티드의 위치 14의 프롤린이 알라닌 또는 트립토판으로 치환되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.6. The modified membrane disrupting peptide according to claim 5, wherein the proline at position 14 of the melittin peptide is substituted with alanine or tryptophan. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 α나선 형성을 중지시키는 아미노산을 제거함에 의하여 실질적으로 연속적인 α나선을 형성하도록 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 2 to 4, wherein the membrane disrupting peptide is modified to form a substantially continuous α helix by removing an amino acid that stops α helix formation. . 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 이량체를 형성하도록 변형된 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide according to any one of the preceding claims, which is modified to form a dimer. 제 8항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 디설파이드 결합 또는 연결기를 통하여 직접 공유결합을 형성하는 아미노산이 있는 상기 막 파괴성 펩티드의 아미노산을 또 다른 변형된 막 파괴성 펩티드의 아미노산으로 치환함에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.9. The membrane-breaking peptide according to claim 8, wherein the membrane-breaking peptide is modified by replacing the amino acid of the membrane-breaking peptide with an amino acid that forms a covalent bond directly via a disulfide bond or a linking group with an amino acid of another modified membrane-breaking peptide. Modified membrane disrupting peptides. 제 8항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 디설파이드 결합 또는 연결기를 통하여 직접 공유결합을 형성할 수 있는 아미노산을 또 다른 변형된 막 파괴된 펩티드의 아미노산과 함께 첨가함에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.10. The modified method of claim 8, wherein the membrane disrupting peptide is modified by adding an amino acid capable of forming a covalent bond directly via a disulfide bond or linking group together with an amino acid of another modified membrane disrupted peptide. Membrane destructive peptides. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 삼량체를 형성하도록 변형된 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.8. The modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is modified to form trimers. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 사량체를 형성하도록 변형된 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.8. The modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it has been modified to form tetramers. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 삼량체 또는 사량체를 형성하도록, 직접 또는 연결기를 통하여 디설파이드 결합을 형성하는 둘 이상의 아미노산을 갖는 둘 이상의 아미노산을 다른 변형된 막 파괴성 펩티드들의 아미노산으로 치환함에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.13. The method of claim 11 or 12, wherein the membrane disrupting peptide comprises two or more amino acids having two or more amino acids that form disulfide bonds, either directly or through a linking group, to form a trimer or tetramer. Modified membrane disrupting peptides, characterized by modification by substitution with amino acids. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드는 삼량체 또는 사량체를 형성하도록, 디설파이드 결합 또는 연결기를 통하여 직접 공유결합을 형성하는 둘 이상의 아미노산을 다른 변형된 막 파괴성 펩티드들의 아미노산과 함께 첨가함에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.13. The method of claim 11 or 12, wherein the membrane disrupting peptide is combined with amino acids of other modified membrane disrupting peptides to form two or more amino acids which form a covalent bond directly via a disulfide bond or linker to form a trimer or tetramer. Modified membrane disrupting peptides, characterized by modification by addition. 다음의 아미노산 서열을 갖는 변형된 막 파괴성 펩티드: CIGAVLKVLTTGLAALISWIKRKRQQ.Modified membrane disrupting peptides having the following amino acid sequences: CIGAVLKVLTTGLAALISWIKRKRQQ. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 지질을 포함하는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide of any one of the preceding claims, comprising a lipid. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 연장된 α나선을 갖는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide according to any one of the preceding claims, having an extended α helix. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 파괴성 펩티드의 C-말단에 첨가된 염기성 아미노산 잔기들을 갖는 것을 특징으로 하는 변형된 막 파괴성 펩티드.The modified membrane disrupting peptide according to any one of the preceding claims, having basic amino acid residues added to the C-terminus of the membrane disrupting peptide. 상기 항들 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드의 기능성 동족체.Functional homolog of the modified membrane disrupting peptide according to any one of the preceding claims. 음으로 하전된 폴리머를 세포로 전달하는 전달 복합체에서의 상기 항들 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드의 용도.Use of said modified membrane disrupting peptide according to any one of the preceding claims in a delivery complex for delivering a negatively charged polymer to a cell. 제 20항에 있어서, 상기 음으로 하전된 폴리머는 핵산인 것을 특징으로 하는 용도.21. The use of claim 20, wherein said negatively charged polymer is a nucleic acid. 음으로 하전된 폴리머 및 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어지는 세포로 핵산을 전달하기 위한 전달 복합체.20. A delivery complex for delivering nucleic acid to a cell consisting of a negatively charged polymer and said modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 19. 제 22항에 있어서, 상기 음으로 하전된 폴리머는 핵산인 것을 특징으로 하는 전달 복합체.23. The delivery complex of claim 22, wherein said negatively charged polymer is a nucleic acid. 핵산, 핵산 응축화 펩티드 및 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어진 전달 복합체.A delivery complex consisting of a nucleic acid, a nucleic acid condensation peptide and said modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 19. 제 24항에 따른 전달 복합체를 형성하기 위한 방법으로:A method for forming a delivery complex according to claim 24: 1. 응축된 핵산 복합체를 형성하도록 핵산 응축화 펩티드로 핵산을 응축하고; 그리고1. condensing the nucleic acid with a nucleic acid condensation peptide to form a condensed nucleic acid complex; And 2. 상기 응축된 핵산 복합체를 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드로 코팅하는 것으로 이루어진 방법.2. A method comprising coating the condensed nucleic acid complex with the modified membrane disrupting peptide according to any one of items 1 to 19. 치료학적 용도를 위한 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 따른 변형된 막 파괴성 펩티드.20. A modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 19 for therapeutic use. 유전학적 장애의 치료를 위한 조성물의 제조에의 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드의 용도.Use of said modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 19 in the preparation of a composition for the treatment of a genetic disorder. 유전학적 장애를 치료하는 방법으로 치료학적 핵산 및 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 따른 상기 변형된 막 파괴성 펩티드로 이루어진 전달 복합체의 유효량을 그러한 치료를 필요로 하는 환자에게 투여하는 것으로 이루어진 방법.20. A method for treating a genetic disorder comprising administering to a patient in need thereof an effective amount of a therapeutic nucleic acid and a delivery complex consisting of said modified membrane disrupting peptide according to any one of claims 1 to 19. Way.
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