KR20060017348A - Cell-transducing botoxin fusion protein - Google Patents

Cell-transducing botoxin fusion protein Download PDF

Info

Publication number
KR20060017348A
KR20060017348A KR1020040066003A KR20040066003A KR20060017348A KR 20060017348 A KR20060017348 A KR 20060017348A KR 1020040066003 A KR1020040066003 A KR 1020040066003A KR 20040066003 A KR20040066003 A KR 20040066003A KR 20060017348 A KR20060017348 A KR 20060017348A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
botoxin
fusion protein
cell
protein
pep
Prior art date
Application number
KR1020040066003A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100612673B1 (en
Inventor
최수영
박진서
최진희
정광회
김대원
음원식
Original Assignee
(주)바이오버드
최진희
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)바이오버드, 최진희 filed Critical (주)바이오버드
Priority to KR1020040066003A priority Critical patent/KR100612673B1/en
Publication of KR20060017348A publication Critical patent/KR20060017348A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100612673B1 publication Critical patent/KR100612673B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/33Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Clostridium (G)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/164Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/64Proteins; Peptides; Derivatives or degradation products thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00Preparations for care of the skin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/01Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2510/00Genetically modified cells
    • C12N2510/02Cells for production

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

본 발명은 보톡신과 단백질 수송도메인이 공유결합된 보톡신 융합단백질을 형성함으로써 피부 표면에 적용시킬 때 용이하게 진피 내로 또는 세포 내로 침투(penetrate) 가능한 보톡신 융합단백질에 관한 것으로서, 좀더 자세히는 본 발명의 단백질 수송 도메인은 15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인(hydrophobic domain), 라이신을 다수 포함하는 친수성 도메인(hydrophilic domain) 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서(spacer)로 구성되어 있으며, 대조군 보톡신과 비교할 때 원활히 세포 내로 농도의존적, 시간의존적으로 침투하며, 세포 내에서 36시간 이상 지속되었다.The present invention relates to a botox fusion protein that can be easily penetrated into the dermis or into a cell when applied to the skin surface by forming a covalently bonded botox fusion protein of the botox and a protein transport domain. Protein transport domain of the invention is composed of 15 to 30 amino acids, a hydrophobic domain (hydrophobic domain) containing five or more tryptophan, a hydrophilic domain containing a large number of lysine and a spacer separating the two domains It was composed of a spacer, and compared with the control botoxin, it was smoothly penetrated into cells in a concentration-dependent and time-dependent manner, and lasted more than 36 hours in the cells.

보톡신, 세포도입, 융합단백질, 피부Botoxin, Cell Transduction, Fusion Protein, Skin

Description

세포도입성 보톡신 융합단백질{Cell-transducing botoxin fusion protein} Cell-transducing botoxin fusion protein             

도 1은 PEP-1-보톡신 융합단백질의 발현벡터를 나타낸다. (a) pET-15b벡터에 기반한 PEP-1-보톡신 발현벡터의 구축. 합성 PEP-1 올리고머는 NdeⅠ, XhoⅠ 제한부위 내로 클론된다. 그리고 보톡신 cDNA는 pET-15b의 XhoⅠ, BamHⅠ 제한부위로 클론된다. (b) 발현된 대조군 보톡신과 PEP-1-보톡신 융합단백질의 다이어그램. 보톡신의 코딩프레임은 6His와 PEP-1 펩타이드에 이어 오픈박스로 나타내었다. 그 결과로 얻어진 벡터는 pPEP-1-보톡신(pPEP-1- Botoxin)이라 명명하였다. 발현은 IPTG를 가하여 유도되었다.Figure 1 shows the expression vector of PEP-1-botoxin fusion protein. (a) Construction of PEP-1-botoxin expression vector based on pET-15b vector. Synthetic PEP-1 oligomers are cloned into NdeI , XhoI restriction sites. Botoxin cDNA was cloned into Xho I and Bam HI restriction sites of pET-15b. (b) Diagram of expressed control botoxin and PEP-1-botoxin fusion proteins. The coding frame of botox is shown as an open box following the 6His and PEP-1 peptides. The resulting vector was named pPEP-1- Botoxin. Expression was induced by addition of IPTG.

도 2는 PEP-1-보톡신의 발현, 정제 및 세포 내 분포(localization)에 관한 것이다. 세포의 단백질 추출물과 정제된 융합단백질은 15% SDS-PAGE로 분석되었고(A)(B), 항래빗 폴리히스티딘 항체(anti-rabbit polyhistidine antibody)로 웨스턴블랏 분석되었다(C). A, B와 C의 레인은 각각 다음과 같다: Figure 2 relates to the expression, purification and intracellular localization of PEP-1-botoxins. Protein extracts and purified fusion proteins of cells were analyzed by 15% SDS-PAGE (A) (B) and Western blot analysis with anti-rabbit polyhistidine antibody (C). The lanes of A, B and C are as follows:

레인 1, 유도되지 않은 (non-induced) pPEP-1- 보톡신; Lane 1, non-induced pPEP-1-botoxin;

레인 2, 유도된(induced) pPEP-1-보톡신; Lane 2, induced pPEP-1-botoxin;

레인 3, 정제된 pPEP-1-보톡신. Lane 3, purified pPEP-1-botoxin.

HeLa cells이 파라포름알데히드로 고정되었을 때 세포도입된 PEP-1-보톡신 융합단백질의 면역형광 및 분포(D). HeLa 세포는 2μM PEP-1-보톡신 융합단백질로 30분간 처리되어 항래빗 폴리히스티딘(anti-rabbit polyhistidine)(1:400)과 함께 배양되었고 Cy-3 콘쥬게이션된 항체(1:1000)와 한시간동안 배양되었다. Immunofluorescence and distribution of PEP-1-botoxin fusion proteins introduced when HeLa cells were immobilized with paraformaldehyde (D). HeLa cells were treated with 2μM PEP-1-botoxin fusion protein for 30 minutes, incubated with anti-rabbit polyhistidine (1: 400) and 1 hour with Cy-3 conjugated antibody (1: 1000). Were incubated during.

PEP-1-보톡신이 없는 대조군 세포 자체(C-왼쪽), Control cells themselves (C-left) without PEP-1-botoxin,

PEP-1-보톡신으로 처리된 세포(C-오른쪽). Cells treated with PEP-1-botoxin (C-right).

도 3. PEP-1-보톡신 융합단백질의 배양된 HeLa 세포로의 도입. (a) 0.25-2μM의 PEP-1-보톡신 융합단백질과 대조군 보톡신이 배양배지에 30분간 가해졌다. (b) 2μM의 PEP-1-보톡신과 대조군 보톡신이 각각 10-60분간 배양배지에 가해졌다. 세포내 도입된 PEP-1-보톡신은 웨스턴 블랏팅으로 분석되었다.Incorporation of PEP-1-botoxin fusion protein into cultured HeLa cells. (a) 0.25-2 μM PEP-1-botoxin fusion protein and control botoxin were added to the culture medium for 30 minutes. (b) 2 μM of PEP-1-botoxin and control botoxin were added to the culture medium for 10-60 minutes each. Intracellularly introduced PEP-1-botoxin was analyzed by western blotting.

도 4. 배양된 HeLa 세포 내로 도입된 PEP-1-보톡신 융합단백질의 안정성4. Stability of PEP-1-botoxin fusion protein introduced into cultured HeLa cells

2μM PEP-1-보톡신에 의하여 침투당한 세포가 다양한 시간간격(1-48h)동안 배양되었다. 세포 내로 도입된 PEP-1-보톡신 융합단백질은 웨스턴 블랏팅으로 분석되었다.Cells infiltrated by 2 μM PEP-1-botoxin were incubated for various time intervals (1-48 h). PEP-1-botoxin fusion proteins introduced into cells were analyzed by western blotting.

도 5. PEP-1-보톡신 융합단백질이 도입된 동물피부의 조직화학적 분석.5. Histological analysis of animal skin into which PEP-1-botoxin fusion protein was introduced.

50μg의 PEP-1-보톡신 융합단백질이 마우스 등 피부의 면도한 부위에 60분간 국부적으로 적용되었다. 피부 조직의 냉동한 절편이 래빗 항히스티딘(rabbit anti- histidine) IgG(1:400)로 면역염색되고 바이오틴 결합된 고우트 항래빗 IgG (1:200)로 염색되었다. 절편은 3,3'-다이아미노벤지딘으로 시각화되어 액시오스코프 현미경 하에서 관찰되었다.50 μg of PEP-1-botoxin fusion protein was applied locally to the shaved area of the skin such as a mouse for 60 minutes. Frozen sections of skin tissue were immunostained with rabbit anti-histidine IgG (1: 400) and stained with biotin-coupled goat antirabbit IgG (1: 200). Sections were visualized with 3,3'-diaminobenzidine and observed under an axioscope microscope.

보톨리눔 톡신(Botulinum toxin; 이하 "보톡신" 또는 "BTX"로 혼용함)은 썩은 통조림이나 썩은 고기에서 자라는 세균인 혐기성 박테리아인 클로스트리디움 보톨리눔(Clostridium botulinum))에서 생산되는 신경독으로서 A, B, C1, C2, D, E, F 그리고 G 타입으로 지정된다. 이들 중 A, B, E 타입은 사람의 질병과, C, D 타입은 가축 및 기타 동물의 질병과 연관이 있다. 이들 7개의 항원형은 모두 유사한 구조와 분자량을 갖는다. 분자량이 10만인 헤비체인과 5만인 라이트 체인이 이황화물 결합에 의하여 연결된다. 라이트 체인은 신경단백질을 분리하는 아연 의존성 엔도펩티다제 활성을 가지는 것으로 사료된다.Botulinum rinum toxin (Botulinum toxin; also mixed with the "beam toxin" or "BTX") is a neurotoxin produced by the anaerobic bacterium Clostridium botulinum rinum (Clostridium botulinum) the bacteria that grow in rotten canned or scavengers) A, It is specified as B, C1, C2, D, E, F and G type. Among them, A, B, and E types are associated with human diseases, and C and D types are associated with diseases of domestic animals and other animals. These seven antigenic forms all have similar structure and molecular weight. A heavy chain having a molecular weight of 100,000 and a light chain of 50,000 are connected by disulfide bonds. The light chain is thought to have zinc dependent endopeptidase activity that separates neuroproteins.

또한, 보톡신은 운동신경과 근육이 만나는 곳에서 신경전달물질인 아세틸콜린(acetylcholine)의 분비를 막아 근육을 마비시키며, 시냅스 전달이 보톡신에 의하여 저해된 후 근육은 약해지고 위축된다. 이렇게 영향을 받은 신경말단은 퇴화되지 않고 신경전달 물질의 분비의 방해는 비가역적이다. 그러므로 신경말단의 성장과 새로운 시냅스의 접촉 형성에 의하여 그 기능이 회복된다. 보톡신은 신경근육 접합부위에서 알파 모터 뉴런의 전달을 방해시킴에 의하여 근섬유의 약화를 유도한다. 따라서, 근육의 과활성화 상태에 사용할 수 있다.In addition, botoxine paralyzes muscles by blocking the secretion of the neurotransmitter acetylcholine, where motor and muscle meet, and weakens and contracts muscle after synaptic transmission is inhibited by botoxin. The nerve endings thus affected are not degraded and the disturbance of neurotransmitter secretion is irreversible. Therefore, its function is restored by the growth of nerve endings and the formation of new synaptic contacts. Botoxins induce muscle weakness by disrupting the delivery of alpha motor neurons at neuromuscular junctions. Therefore, it can be used for the overactivation state of muscles.

따라서, 인체에 전혀 영향을 주지 않는 용량 이하를 주사약으로 사용하면 주사 부위의 근육만 부분적으로 마비시킬 수 있는 원리를 이용해 1980년대 초에 미국식품의약국(FDA)으로부터 사람에게 사용해도 좋다는 허가를 받아 신경질환이나 근질환 등의 치료약으로 사용되기 시작하였다. 이후 안면경련·눈꺼풀경련·사경(斜頸:목이 뒤틀려 머리가 한쪽으로 기울어지는 병증) 등 각종 근육질환의 치료법으로 이용되다가, 1990년대 이후부터는 주름살 치료약으로 널리 이용되기 시작하였다. 즉 클로스트리디움 보톨리눔의 독소를 이용해 눈가나 미간·이마 등에 주름살을 만드는 근육을 마비 또는 악화시킴으로써 주름이 펴지게 하는 방법을 이용한 것이다.Therefore, if the dose is used as an injection medicine that does not affect the human body at all, the US Food and Drug Administration (FDA) permits it to be used in humans in the early 1980s, using the principle that it can partially paralyze the muscle of the injection site. It has been used as a therapeutic drug for neurological diseases and muscle diseases. Since then, it has been used as a treatment for various muscle diseases such as facial spasms, eyelid spasms, and deaths (斜頸: head distorted and tilted to one side). Since 1990, it has been widely used as an anti-wrinkle medicine. In other words, by using the toxin of Clostridium botulinum, the wrinkles are stretched by paralyzing or worsening the muscles that make wrinkles on the eyes, the forehead, and the forehead.

보톡신, 특히 보톡신 타입 A는 예컨대 사시(strabismus), 안검경련(blepharospasm), 경부 근긴장 이상증(spasmodictorticollis, cervical dystonia), 인두중앙부 근긴장 이상증(oromandibular dystonia), 경련성 발성장애(spasmodic dysphonia)와 같은 신경근육의 이상증세를 치료하는데 이용되어 오고 있고, 최근에는 다한증(hyperhidrosis), 편두통을 완화시키는 기능도 알려져 있다.Botoxins, particularly botoxin type A, are for example strabismus, blepharospasm, cervical dystonia, oromandibular dystonia, and spasmodic dysphonia. It has been used to treat muscle abnormalities, and recently, the function of relieving hyperhidrosis and migraine headaches is also known.

상기와 같은 작용에 대하여 보톡신 관련 3단계의 메카니즘이 제시되고 있다. 첫째로 헤비체인을 매개로하여 아직 확인되지 않은 세포막 수용체과 BTX의 결합, 둘째로 헤비체인과 라이트 체인의 내부화, 셋째로 라이트 체인의 분리와 아세틸콜린의 분비 저해에 의한 목표단백질의 절단으로 구성된다.Botoxin-related three-step mechanism has been proposed for the above action. First, it consists of the binding of cell membrane receptors and BTX which have not yet been identified through the heavy chain, and second, internalization of the heavy chain and the light chain, and third, cleavage of the target protein by separation of the light chain and inhibition of acetylcholine secretion.

현재 보톡신은 DYSPORT(영국의 Porton Products Ltd.), BOTOX(미국의 Allergan, Inc., Irvine, Calif. ) 등의 상표명으로 시판되고 있다.Botoxin is currently marketed under the trade names DYSPORT (Porton Products Ltd., UK) and BOTOX (Allergan, Inc., Irvine, Calif.).

시판되는 보톡신 제품들은 주사제 제형으로 신경과, 안과, 정형외과 등 전문의의 진단 하에 근육에 주사된다.Commercially available botox products are injected into the muscle under the diagnosis of a neurologist, ophthalmologist, orthopedic surgeon in the form of an injection.

그러나, 주사는 바르는 피부외용제에 비하여 그 사용이 불편하다.However, injection is inconvenient to use compared to topical skin preparations.

본 발명은 보톡신을 단백질 수송도메인에 공유결합시킴으로써 피부 표면에 적용시킬 때 용이하게 진피 내로 또는 세포 내로 침투(penetrate) 가능한 보톡신 융합단백질에 관한 것으로서, 좀더 자세히는 본 발명의 단백질 수송 도메인은 15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인(hydrophobic domain), 라이신을 다수 포함하는 친수성 도메인(hydrophilic domain) 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서(spacer)로 구성되어 있다. 이 단백질 수송 도메인이 세포 내로 운반시키고자 하는 단백질("목표 단백질")의 말단과 공유결합된 형태의 융합단백질을 화학적 방법으로 또는 유전자 차원에서 제조하여 세포 내로 또는 피부 내로 도입시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a botox fusion protein that can be easily penetrated into the dermis or into cells when applied to the skin surface by covalently binding botox to the protein transport domain. It consists of ˜30 amino acids, and consists of a non-hydrophobic domain (hydrophobic domain) containing five or more tryptophan, a hydrophilic domain containing a large number of lysine, and a spacer separating the two domains . Fusion protein in the form covalently bound to the end of the protein ("target protein") that the protein transport domain is intended to transport into the cell is prepared by chemical method or at the genetic level and introduced into the cell or into the skin.

최근, PEP-1 펩타이드가 Tat 단백질처럼 이형 단백질을 자연상태 그대로 세포 내로 이동시키는데 운반체로서 이용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 아직까지 PEP-1 펩타이드를 이용한 실험은 거의 전무한 실정이다.Recently, it has been found that PEP-1 peptides can be used as carriers to transfer heterologous proteins into cells as they are, such as Tat proteins. However, there is almost no experiment using the PEP-1 peptide.

펩타이드, 폴리펩타이드 및 단백질은 다른 화합물에 비하여 특정 생리작용에 대한 선택성 및 효능성이 탁월함에도 불구하고 그 크기나 여러 생화학적 성질로 인 하여 세포막을 통과하기가 매우 힘들어 세포 내부로 직접 전달될 수 없는 약점 때문에 효과적인 치료제 및 기초 연구 수단으로서의 실용화가 현실적으로 어려운 실정이다. 일반적으로 분자량 600 이상의 물질은 세포막을 통과하기가 거의 불가능한 것으로 알려져 있다(Schwartze et al., 1999; Van de Waterbeemd et al., 1998).Peptides, polypeptides and proteins, despite their excellent selectivity and potency for certain physiological functions compared to other compounds, are difficult to pass through the cell membrane due to their size and various biochemical properties, and therefore cannot be delivered directly into the cell. Due to its weakness, practical use as an effective therapeutic agent and basic research means is difficult. In general, substances with molecular weights of 600 or more are known to be almost impossible to cross the cell membrane (Schwartze et al., 1999; Van de Waterbeemd et al., 1998).

단백질, 폴리펩타이드 및 펩타이드를 세포내로 전달하기 위하여 많은 방법이 시도되어 왔다. 이들 방법에는 다음과 같은 방법이 포함된다. 물리적인 처리 방법 (즉, 마이크로인젝션(microinjection), 스크레이프 로딩(scrape loading), 전기천공(electroporation)과 바이오리스틱(biolistics)), 화학적이나 생물학적으로 세포에 포어(pore)를 형성시키는 방법 (디지토닌(digitonin), 포어 형성 단백질(pore-forming proteins)과 ATP 처리), 변형된 단백질이나 단백질 운반체(carriers)를 이용한 방법(지방이 결합된 단백질(lipidated proteins)과 이뮤노톡신 및 관련 바이오콘쥬게이트(immunotoxins/related bioconjugates)) 그리고 입자 흡입이나 융합 방법(리포조옴(liposomes), 세포-세포 융합(cell-cell fusion), 바이러스 유사체(virus mimics)와 유도된 피노사이토시스(induced pinocytosis)) 등이 포함된다(Fernandez and Bayley, 1998). 위에서 언급한 방법들은 다음의 문제점들이 있다. 예를 들어 마이크로인젝션(microinjection)은 하나의 세포나 소수의 세포를 연구할 때에만 효율적이고, 이뮤노톡신(immunotoxins)은 보통 단백질을 높은 농도로 세포에 전달하지 못할 뿐만 아니라, 치명적인 활성을 가진 단백질이 이용될 때 목표세포를 죽이기도 한다. 또한 이 방법들은 단백질의 세포내 전달 효율, 세포의 손상 여부, 목표 단백질의 도달 여부, 재현성의 여부 등의 문제점을 안고 있다.Many methods have been attempted to deliver proteins, polypeptides and peptides intracellularly. These methods include the following methods. Physical treatment methods (ie microinjection, scrape loading, electroporation and bioolistics), chemically or biologically forming pores in cells Digitinin, pore-forming proteins and ATP treatment, methods using modified proteins or protein carriers (lipidated proteins, immunotoxins and related bioconjugates) (immunotoxins / related bioconjugates) and particle inhalation or fusion methods (liposomes, cell-cell fusion, virus mimics and induced pinocytosis). (Fernandez and Bayley, 1998). The above mentioned methods have the following problems. For example, microinjection is efficient only when studying a single cell or a small number of cells, and immunotoxins usually do not deliver proteins at high concentrations to the cell, as well as proteins with lethal activity. It can also kill target cells when used. In addition, these methods have problems such as intracellular delivery efficiency of proteins, damage to cells, arrival of target proteins, and reproducibility.

또한, 유전자 치료는 유전자의 운반방법이 용이하지 않고, 표적세포에서의 발현이 낮고, 세포에서 단백질이 발현되는 기간이 짧고, 표적세포에서 발현되는 단백질의 양을 인위적으로 조절하기가 매우 어려운 점 등 여러 문제점을 갖고 있다(Verma, I.M. and Somia, N. (1997) Nature 389, 239-242).In addition, gene therapy is not easy to transport genes, low expression in target cells, short period of protein expression in the cell, very difficult to artificially control the amount of protein expressed in the target cell, etc. It has several problems (Verma, IM and Somia, N. (1997) Nature 389, 239-242).

사람 면역결핍 바이러스 단백질의 일종인 Tat 단백질의 형질도입 부위 (PTD; protein transduction domain)의 특성으로 효율적으로 세포막을 통과하는 것이 밝혀지면서, 최근 많은 이형단백질을 Tat 단백질과 융합시켜 세포 내로 운반되는 것을 보여주었다(Fawell, S. et al.(1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91, 664-668., Schwartze,S.R. et al.(1999) Science. 285, 1569-1572, Watson, K. and Edward, R.J(1999) Biochem. Pharmacol. 58, 1521-1528). 또한, 본 연구실에서도 Tat 단백질과 융합시킨 구리,아연-슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈와 카탈레이즈가 생물학적인 활성을 지니며 효율적으로 세포 내로 운반되는 것을 보여주었다(Kwon, H.Y.et al. (2000) FEBS Letter. 485, 163-167, Eum, W.S. et al.(2002) Mol. Cells. 13, 334-340, Jin, L.H. et al.(2001) Free Radic. Biol. Med. 31, 1509-1519).The protein transduction domain (PTD) of Tat protein, a human immunodeficiency virus protein, has been shown to efficiently pass through cell membranes. Recently, many heterologous proteins have been fused with Tat protein and transported into cells. (Fawell, S. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91, 664-668., Schwartze, SR et al. (1999) Science. 285, 1569-1572, Watson, K.). and Edward, RJ (1999) Biochem. Pharmacol. 58, 1521-1528). In addition, our laboratory showed that copper, zinc-superoxide dismutase and catalase fused with Tat protein have biological activity and are efficiently transported into cells (Kwon, HY et al. (2000) FEBS Letter) 485, 163-167, Eum, WS et al. (2002) Mol. Cells. 13, 334-340, Jin, LH et al. (2001) Free Radic. Biol. Med. 31, 1509-1519).

그러나, Tat-융합단백질은 자연상태에서는 세포 내로 운반이 되지 않고, 변성상태에서 세포 내로 운반된 다음 세포 내에서 단백질의 재폴딩(refolding)이 일어나 활성을 갖는 것으로 이해되고 있다. 따라서, 이러한 Tat 융합단백질의 안정성 및 세포 내에서의 지속성이 자연상태보다는 효율적으로 나타나지 않는 것으로 사료 된다(Schwartze, S.R. et al. (2000) trends in CELL BIOLOGY. 10, 290-295).However, it is understood that Tat-fusion proteins are not transported into cells in nature, but are transported into cells in a denatured state and then refolded in the cells to have activity. Thus, the stability and persistence of these Tat fusion proteins do not appear to be more efficient than in their natural state (Schwartze, S.R. et al. (2000) trends in CELL BIOLOGY. 10, 290-295).

최근, 단백질의 운반 방법 중 하나로 Tat 단백질보다 더욱 효과적인 방법인 PEP-1 펩타이드를 이용하여 자연상태의 이형단백질을 세포 내로 운반하는 방법이 밝혀졌다(Morris, M.C. et al.(2001) Nat. Biotech. 19, 1173-1176). PEP-1 펩타이드는 21개의 아미노산(KETWWETWWTEWSQPKKKRKV)(서열번호 3)으로 이루어졌고, 3개의 도메인 (hydrophobic, spacer, hydrophilic domain)을 갖고 있다. 지금까지, PEP-1 펩타이드를 이용한 연구에서는 PEP-1 펩타이드와 외부 단백질을 공유결합시키지 않고 동시에 세포에 투여하였을 경우 자연상태로 단백질을 세포 내로 운반할 수 있다는 것만 밝혀져 있다. 또한, PEP-1 펩타이드는 Tat 단백질에 비해 단백질 치료제로서의 여러 가지 장점 즉, 매우 효율적으로 단백질을 세포 내로 투과시키고, 생리학적인 완충액에서 안정하며, 독성이 결여되어 있으며, 혈청에 대한 민감성이 결여되어 있다는 등의 장점을 가지고 있다. 그러나, PEP-1 펩타이드는 외부 단백질 예컨대 녹색형광단백질(green fluorescent protein, GFP) 베타 갈락토시데이즈(β-galactosidase, β-Gal) 등과 일정한 비율(대략 PEP-1과 단백질≒30:1)로 맞추어 투여해야만 세포 내에 효과적으로 단백질이 운반되므로 고가의 PEP-1 펩타이드를 과량 가해주어야 하는 단점이 있었다.Recently, a method of transporting natural heterologous proteins into cells using PEP-1 peptide, which is a more effective method of protein delivery, has been found (Morris, MC et al. (2001) Nat. Biotech. 19, 1173-1176). The PEP-1 peptide consists of 21 amino acids (KETWWETWWTEWSQPKKKRKV) (SEQ ID NO: 3) and has three domains (hydrophobic, spacer, hydrophilic domain). So far, studies using PEP-1 peptides have revealed that the proteins can be naturally transported into cells when administered to cells simultaneously without covalently binding the PEP-1 peptide and foreign proteins. In addition, PEP-1 peptides have several advantages over Tat proteins as protein therapeutics: they efficiently penetrate proteins into cells, are stable in physiological buffers, lack toxicity, and lack serum sensitivity. It has such advantages. However, PEP-1 peptides may be expressed at a constant rate (approximately PEP-1 and protein ≒ 30: 1) with external proteins such as green fluorescent protein (GFP), beta galactosidase (β-Gal), and the like. Since the protein is effectively transported within the cell only by administration, it is necessary to add an expensive PEP-1 peptide.

따라서, 본 발명의 목적은 보톡신의 세포침투성(cell penatration ability)을 높인 보톡신 융합단백질을 제공하려는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a botox fusion protein with enhanced cell penatration ability of botox.                         

본 발명의 또다른 목적은 주사방법이 아닌 간편하게 바르는 방법으로 보톡신을 이용할 수 있는 제형을 개발하려는 것이다.Another object of the present invention is to develop a formulation that can use botoxin by a simple application method, not by injection method.

또한, 본 발명의 목적은 PEP-1을 포함하여 15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인, 라이신을 다수 포함하는 친수성 도메인 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서로 구성된 단백질 수송 도메인을 보톡신의 적어도 일측 말단과 공유결합시킴으로써 보톡신의 세포침투성 및 피부침투성을 극대화하려는 것이다.
In addition, an object of the present invention is a non-hydrophilic domain consisting of 15 to 30 amino acids, including PEP-1, including at least five tryptophan, a hydrophilic domain including a large number of lysine and a spacer separating the two domains By covalently binding the constructed protein transport domain to at least one end of the botoxin to maximize the cell permeability and skin permeability of the botox.

본 발명자들은 보톡신의 라이트 체인과 헤비 체인 중 보톡신의 기능을 나타내는 부위(catalytic site)가 라이트 체인에 존재함을 밝혀내고, 보톡신 라이트체인의 말단에 단백질 수송도메인 PEP-1을 공유결합시킨 보톡신 융합단백질을 제조하였다. 본 발명자들은 먼저 보톡신 라이트 체인을 코딩하는 유전자에 PEP-1을 코딩하는 유전자와 6His 발현 뉴클레오타이드를 결합시킨 다음 벡터에 넣어 대장균에서 과대발현시켰다. The inventors found that the light chain of the botoxin and heavy chains exhibits a catalytic site in the light chain and covalently binds the protein transport domain PEP-1 to the end of the botox lightchain. Botoxin fusion protein was prepared. The inventors first combined the gene encoding PEP-1 with the 6His expressing nucleotide to the gene encoding the botoxin light chain and overexpressed in E. coli.

본 발명자들은 자연상태의 보톡신 단백질을 세포 내로 운반하는 PEP-1 펩타이드를 보톡신에 융합(공유결합)시켰고, 융합단백질을 대장균에서 과대발현시켰으며, 금속 킬레이팅 친화 크로마토그래피(metal-chelating affinity chromatography)로 쉽고 편리하게 정제하였다. 또한, 정제된 융합단백질이 효과적으로 생물학적인 활성을 지니고 세포 내로 운반되는 것을 배양된 HeLa 세포 및 동 물실험을 통하여 확인하였다.The inventors fused (covalently) fused to the botox PEP-1 peptide, which carries a natural botox protein into the cell, overexpressed the fusion protein in E. coli, and metal-chelating affinity. Purification was easy and convenient by chromatography. In addition, it was confirmed through the experiments of cultured HeLa cells and animals that the purified fusion protein has an effective biological activity and transported into the cells.

본 연구를 하기 위해 먼저, PEP-1-BTX 융합단백질을 과대발현시키고 쉽게 정제할 수 있는 PEP-BTX 발현벡터를 개발하였다. 이 발현벡터는 보톡신 cDNA, PEP 펩타이드 (21 아미노산) 그리고 6개의 히스티딘(histidine)이 연속적으로 연결되어 있다. 이 발현벡터를 이용하여 PEP-BTX 융합단백질을 대장균에서 과대발현시켜 자연상태로 Ni2+-친화 크로마토그래피 컬럼을 이용하여 정제하였다. PEP-BTX의 과대발현은 상당히 높게 나타났으며, 이런 결과로 정제된 단백질의 양도 높게 나타났다. 웨스턴 블랏으로 배양된 HeLa 세포에 정제된 PEP-BTX 융합단백질이 농도 및 시간 의존적으로 세포에 운반되는 것을 확인하였다. 세포 내로 투과된 PEP-BTX는 최소 세포 내에서 36시간 이상 지속적으로 유지되었다. 배양된 세포뿐 아니라, 마우스의 피부조직에도 PEP-BTX는 투과되었다.For this study, we first developed a PEP-BTX expression vector that can overexpress and easily purify the PEP-1-BTX fusion protein. The expression vector is a botox cDNA, PEP peptide (21 amino acids) and six histidines connected in series. Using this expression vector, the PEP-BTX fusion protein was overexpressed in E. coli and purified in a natural state using a Ni 2+ -affinity chromatography column. The overexpression of PEP-BTX was significantly higher, resulting in higher amounts of purified protein. It was confirmed that PEP-BTX fusion protein purified on HeLa cells cultured with Western blot was transported to the cells in a concentration and time-dependent manner. PEP-BTX permeated into cells was maintained for at least 36 hours in minimal cells. PEP-BTX penetrated not only the cultured cells but also the skin tissues of mice.

이러한 결과는 PEP-BTX가 자연상태 그대로 세포 내로 투과가 잘 일어남들 말한다. 따라서, 이러한 PEP-BTX 융합단백질이 효과적으로 세포 내로의 운반 기술 연구 및 보톡신과 관련된 것으로 알려진 근육질환 등의 치료 분야에 다양하게 응용될 가능성을 제시해 준다.These results indicate that PEP-BTX is well permeated into cells. Therefore, this PEP-BTX fusion protein suggests the possibility of various applications in the field of therapeutics, such as the study of the delivery technology into cells and muscle diseases known to be related to botoxins.

PEP-1-보톡신 융합단백질을 유효성분으로 함유하는 약제학적 조성물은 약제학적 분야에서 통상적으로 허용되는 담체와 함께 배합하여 통상적인 방법에 의해 주사형태 또는 도포제로 제형화할 수 있다. 주사용 조성물은 등장성 수용액 또는 현탁액이 바람직하고, 언급한 조성물은 멸균되고/되거나 보조제(예: 방부제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제 용액 촉진제, 삼투압 조절을 위한 염/또는 완충제)를 함유한다. 또한, 이들은 기타 치료적으로 유용한 물질을 함유할 수 있다.Pharmaceutical compositions containing PEP-1-botoxine fusion protein as an active ingredient can be formulated in injection form or coating form by conventional methods in combination with a carrier that is conventionally acceptable in the pharmaceutical art. Injectable compositions are preferably aqueous isotonic solutions or suspensions, and the compositions mentioned are sterile and / or contain auxiliaries (eg, preservatives, stabilizers, wetting or emulsifier solution promoters, salts or buffers for controlling osmotic pressure). In addition, they may contain other therapeutically valuable substances.

이와 같이 제조된 약제학적 제제는 목적하는 바에 따라 비경구 방식 즉, 피하 투여, 근육 투여 또는 국소적용(topical application)할 수 있으며, 용량은 일일 투여량이 0.001㎍~10㎎/㎏의 양을 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 특정 환자에 대한 투여용량 수준은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 투여시간, 투여방법, 질환의 중증도 등에 따라 변화될 수 있다.The pharmaceutical preparations thus prepared may be parenterally, ie, subcutaneously, intramuscularly, or topically, as desired. The dosage may range from 1 mg to 10 mg / kg in a daily dosage of 1 to 10 mg / kg. It can be divided into several doses. Dosage levels for a particular patient may vary depending on the patient's weight, age, sex, health condition, time of administration, method of administration, severity of the disease, and the like.

또한, 본 발명의 보톡신 융합단백질을 유효성분으로 하는 도포제는 통상적인 제조방법에 따라 어떤 형태로든 용이하게 제조할 수 있다. 일례로서 크림형 도포제를 제조함에 있어서는 일반적인 수중유형(O/W) 또는 유중수형(W/O)의 크림 베이스에 본 발명의 PEP-BTX 융합단백질을 함유시키고 여기에 향료, 킬레이트제, 색소, 산화방지제, 방부제 등을 필요에 따라 사용하는 한편, 물성개선을 목적으로 단백질, 미네랄, 비타민 등 합성 또는 천연소재를 병용할 수 있다.In addition, the coating agent using the botoxin fusion protein of the present invention as an active ingredient can be easily prepared in any form according to a conventional manufacturing method. For example, in preparing a cream coating agent, the PEP-BTX fusion protein of the present invention is contained in a general oil-in-water type (O / W) or water-in-oil type (W / O) cream base, and includes perfume, chelating agent, pigment, and oxidation. Anti-preservatives, preservatives and the like may be used as necessary, and synthetic or natural materials such as proteins, minerals and vitamins may be used in combination for the purpose of improving physical properties.

본 발명자들은 PEP-BTX 융합 단백질을 마우스의 피부에 침투실험한 결과 진피층까지 원활하게 침투하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 보톡신 융합 단백질을 약제 조성물 및/또는 도포제(본 명세서에서 "피부외용제"와 동일한 의미로 사용함) 조성물의 주요성분으로 이용할 수 있음을 밝혔다.The present inventors were able to confirm that the PEP-BTX fusion protein penetrates into the skin of the mouse and penetrates smoothly to the dermis layer. Accordingly, it has been found that the botoxin fusion protein can be used as a major component of pharmaceutical compositions and / or coatings (used herein in the same sense as "skin external preparations") compositions.

본 발명은 분자량 5만 Dalton의 보톡신 라이트 체인을 세포 내 또는 피부 내 부로 효율적으로 전달하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 보톡신 단백질 분자의 세포내 전달은 보톡신 단백질에 15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인(hydrophobic domain), 라이신을 4개 이상 다수 포함하는 친수성 도메인(hydrophilic domain) 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서(spacer)로 구성된 수송 도메인이 공유결합된 세포투과성 수송도메인이 공유결합된 형태의 융합단백질을 구성하여 수행된다. 본 발명의 상기 수송도메인의 일례로는 21개의 아미노산으로 구성되고, 서열번호 3과 같은 아미노산 서열로 이루어진 PEP-1 펩타이드를 들 수 있다. 그러나, 본 발명의 단백질 수송 도메인이 서열번호 3의 PEP-1 펩타이드로만 한정되는 것은 아니고, PEP-1의 아미노산 서열 일부 치환이나 부가, 결여로 PEP-1 펩타이드와 유사한 기능을 하는 펩타이드를 제조하는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게는 용이하므로, 15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인(hydrophobic domain), 라이신을 4개 이상 다수 포함하는 친수성 도메인(hydrophilic domain) 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서(spacer)로 구성된 단백질 수송 도메인과 이로부터 아미노산 일부 치환으로 동일·유사한 단백질 수송기능을 수행하는 단백질 수송 도메인을 이용한 융합단백질도 본 발명의 범위에 속함은 자명하다고 할 것이다.The present invention provides a method for efficiently delivering a botoxin light chain having a molecular weight of 50,000 Daltons into cells or into the skin. Intracellular delivery of a botoxin protein molecule according to the present invention comprises 15-30 amino acids in a botoxin protein, a hydrophilic domain comprising five or more tryptophans, and a hydrophilic containing four or more lysines. A transport domain consisting of a hydrophilic domain and a spacer separating the two domains is performed by constructing a covalently bonded fusion protein of a cell-permeable transport domain. An example of the transport domain of the present invention includes a PEP-1 peptide consisting of 21 amino acids and consisting of an amino acid sequence such as SEQ ID NO: 3. However, the protein transport domain of the present invention is not limited only to the PEP-1 peptide of SEQ ID NO: 3, and the production of a peptide having a function similar to that of the PEP-1 peptide by partial replacement, addition or lack of the amino acid sequence of PEP-1 Since it is easy for those skilled in the art to which the present invention pertains, a hydrophilic domain consisting of 15 to 30 amino acids, including 5 or more tryptophans, and a hydrophilic domain including 4 or more of lysine (fusion protein using a protein transport domain consisting of a hydrophilic domain and a spacer separating the two domains and a protein transport domain that performs the same or similar protein transport function by substituting a partial amino acid therefrom are also included in the scope of the present invention. Belonging will be self-evident.

구체적으로, 본 발명은 PEP-1 보톡신 융합단백질, 이 융합단백질을 제조하기 위한 재조합 뉴클레오타이드와 벡터, 융합단백질을 포함하는 치료, 예방 목적의 약학 조성물, 피부 외용제 조성물 등에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to a PEP-1 botoxin fusion protein, a recombinant nucleotide and a vector for producing the fusion protein, a treatment comprising the fusion protein, a pharmaceutical composition for the purpose of prevention, a composition for external application for skin, and the like.

본 발명의 상세한 설명 등에서 사용되는 주요 용어의 정의는 다음과 같다.Definitions of main terms used in the detailed description of the present invention are as follows.

"PEP-1-보톡신 융합단백질"이란 단백질 수송 도메인과 보톡신 라이트 체인 부분을 포함하며, 수송 도메인과 화물 분자의 유전적 융합이나 화학 결합으로 형성된 공유결합 복합체를 의미한다. 본 명세서에서는 "PEP-1-보톡신", "보톡신 융합단백질" 또는 "PEP-BTX"와 혼용하였다."PEP-1-botoxin fusion protein" refers to a covalent complex formed by genetic fusion or chemical bonding of a transport molecule and a cargo molecule, comprising a protein transport domain and a botox light chain moiety. In the present specification, it is mixed with "PEP-1-botoxin", "botoxin fusion protein" or "PEP-BTX".

또한, 상기 "유전적 융합"이란 단백질을 코딩하는 DNA 서열의 유전적 발현을 통해서 형성된 선형, 공유결합으로 이루어진 연결을 의미한다.In addition, the "genetic fusion" means a linear, covalent linkage formed through the genetic expression of the DNA sequence encoding the protein.

또한, "표적 세포"란 수송 도메인에 의해 화물 분자가 전달되는 세포를 의미하는 것으로서 표적 세포는 체내 또는 체외의 세포를 말한다. 즉, 표적 세포는 체내 세포, 다시 말하여 살아있는 동물 또는 인간의 장기 또는 조직을 구성하는 세포 또는 살아있는 동물 또는 인간에서 발견되는 미생물을 포함하는 의미이다. 또한, 표적 세포는 체외 세포, 즉 배양된 동물 세포, 인체 세포 또는 미생물을 포함하는 의미이다.In addition, "target cell" means a cell to which a cargo molecule is delivered by a transport domain, and a target cell refers to a cell in or outside the body. That is, a target cell is meant to include cells in the body, that is, cells constituting organs or tissues of a living animal or human, or microorganisms found in a living animal or human. In addition, target cells are meant to include extracellular cells, ie cultured animal cells, human cells or microorganisms.

본 명세서의 "단백질 수송 도메인"은 펩타이드, 단백질과 공유결합을 이루어 별도의 수용체나 운반체, 에너지를 필요로 하지 않고 상기 펩타이드나 단백질을 세포 내로 도입시킬 수 있는 것을 말하며, 예를 들면 PEP-1 펩타이드(서열번호 3)를 말한다.As used herein, the term "protein transport domain" refers to a covalent bond with a peptide or a protein, which may introduce the peptide or protein into a cell without the need for a separate receptor, carrier, or energy. For example, a PEP-1 peptide (SEQ ID NO: 3).

본 명세서의 "목표 단백질"은 PEP-1 단백질 수송 도메인과 공유결합을 이루어 세포 내로 도입되어 활성을 나타내는 분자를 의미한다. As used herein, “target protein” refers to a molecule that is covalently bound to a PEP-1 protein transport domain and introduced into a cell to exhibit activity.

또한, 본 명세서에서는 단백질 또는 펩타이드를 세포 내로 "도입"시키는 것 에 대하여 "형질도입", "운반", "침투", "수송", "전달", "투과", "통과"한다는 표현들과 혼용하였다.Also used herein are expressions such as "transduction", "transport", "penetration", "transport", "transfer", "transmission", "pass" for "introducing" a protein or peptide into a cell. Mixed.

본 발명은 15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인, 라이신을 다수 포함하는 친수성 도메인 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서로 구성된 단백질 수송 도메인이 보톡신 단백질의 적어도 일측 말단에 공유결합된 세포도입성(cell-transducing) 보톡신 융합단백질에 관한 것이다. 또한, silent change에 따라 서열 내에서 하나 이상의 아미노산이 기능적으로 동등하게 작용하는 유사한 극성의 다른 아미노산(들)로 치환될 수 있다. 서열 내 아미노산 치환은 그 아미노산이 속하는 클래스의 다른 구성원들로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 소수성 아미노산 분류는 알라닌, 발린, 류이신, 이소류이신, 페닐알라닌, 발린, 트립토판, 프롤린 및 메티오닌을 포함한다. 극성 중성 아미노산은 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴 및 글루타민을 포함한다. 양성 염기성 아미노산은 아르기닌, 라이신 및 히스티딘을 포함한다. 음성전하를 띤 산성 아미노산은 아스파르트산 및 글루탐산을 포함한다. 또한, 본 발명의 보톡신 융합단백질과 아미노산 서열간의 일정 범위의 상동성 예컨대 85-100% 범위 내의 동일 유사한 생물학적 활성을 갖는 절편 또는 이들의 유도체들도 본 발명의 권리범위에 포함된다.According to the present invention, a protein transport domain consisting of 15-30 amino acids and comprising a non-hydrophilic domain including 5 or more tryptophan, a hydrophilic domain including a large number of lysines and a spacer separating the two domains comprises at least one of the botoxin proteins. It relates to a cell-transducing botox fusion protein covalently bonded at one end. In addition, silent changes may result in one or more amino acids in the sequence being substituted with other amino acid (s) of similar polarity that function functionally equivalently. Amino acid substitutions in the sequence may be selected from other members of the class to which the amino acid belongs. For example, hydrophobic amino acid classifications include alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, valine, tryptophan, proline and methionine. Polar neutral amino acids include glycine, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine and glutamine. Positive basic amino acids include arginine, lysine and histidine. Negatively charged acidic amino acids include aspartic acid and glutamic acid. Also included within the scope of the invention are fragments or derivatives thereof having the same similar biological activity within a range of homology, such as 85-100%, between the botoxin fusion protein of the invention and the amino acid sequence.

또한, 본 발명은 상기 세포도입성 보톡신 융합단백질이 서열번호 7의 아미노산 서열을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the cell-induced botoxin fusion protein has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7.

또한, 본 발명은 상기 단백질 수송도메인이 보톡신 단백질의 카복시 말단과 아미노 말단의 일측 또는 양측에 공유결합된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the protein transport domain is covalently bonded to one or both sides of the carboxy terminal and the amino terminal of the botoxin protein.

또한, 본 발명은 상기 세포도입성(cell-transducing) 보톡신 융합단백질을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 피부외용제 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to an external composition for skin, comprising the cell-transducing botoxin fusion protein as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 세포도입성 보톡신 융합단백질을 유효성분으로 함유하고 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to a pharmaceutical composition comprising the cell-induced botoxin fusion protein as an active ingredient and comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

또한, 본 발명은 보톡신 cDNA에 단백질 수송도메인 펩타이드 코딩 DNA 서열이 결합되어 상기 세포도입성 보톡신 융합단백질을 코딩하는 서열번호 6번을 비롯한 재조합 폴리뉴클레오타이드에 관한 것이다. 본 발명의 범위는 서열번호 6번의 재조합 폴리뉴클레오타이드뿐만 아니라 유전암호의 codon degeneracy에 의한 서열을 갖는 핵산분자들에도 미친다.In addition, the present invention relates to a recombinant polynucleotide comprising SEQ ID NO: 6, which binds a protein transport domain peptide coding DNA sequence to a botox cDNA and encodes the cell-induced botox fusion protein. The scope of the present invention extends not only to recombinant polynucleotides of SEQ ID NO: 6 but also to nucleic acid molecules having sequences by the codon degeneracy of the genetic code.

뿐만 아니라, 본 발명은 상기 융합단백질을 발현시키기 위하여 상기 재조합 폴리뉴클레오타이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 세포도입성 보톡신 융합단백질을 발현시키는 벡터에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a vector expressing a cell-induced botox fusion protein, characterized in that it comprises the recombinant polynucleotide to express the fusion protein.

아래에서는 본 발명의 구성을 구체적인 실시예를 들어 좀더 자세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 아래의 실시예의 기재에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments. However, the scope of the present invention is not limited by the description of the following examples.

실시예Example 1: PEP-1- 1: PEP-1- 보톡신의Botoxin 발현과 정제 Expression and Purification

보톡신과 융합된 PEP-1(KETWWETWWTEWSQPKKKRKV) 펩타이드를 발현시키기 위하여 PEP-1-보톡신 발현벡터가 제조되었다. A PEP-1-botoxin expression vector was prepared to express PEP-1 (KETWWETWWTEWSQPKKKRKV) peptide fused with botoxin.

첫 번째, 두 개의 올리고뉴클레오타이드 위쪽사슬(top strand) 5'-TATGAAAGAAACCTGGTGGGAAACCTGGTGGACCGAATGGTCTCAGCCGAAAAAAAAACGTAAAGTGC-3'과 아래쪽 사슬(bottom strand) 5'-TCGAGCACTTTACGTTTTTTTTTCGGCTGA-GACCATTCGGTCCACCAGGTTTCCCACCAGGTTTCTTTCC-3'이 합성되어 어닐되어 PEP-1 펩타이드를 코딩하는 이중사슬 올리고뉴클레오타이드를 만들었다. 이중사슬 올리고뉴클레오타이드는 NdeⅠ-XhoⅠ으로 잘린 pET-15b벡터 안으로 직접 연결되었다(ligate).First, two oligonucleotide top strands 5'-TATGAAAGAAACCTGGTGGGAAACCTGGTGGACCGAATGGTCTCAGCCGAAAAAAAAACGTAAAGTGC-3 'and the bottom strand 5'-TCGAGCACTTTACGTTTTTTTTTCGGCTGA-GACCATTCGGTCCACCAGTC-Phase-synthesized Oligonucleotides were made. Double-chain oligonucleotides were directly linked into the pET-15b vector truncated with Nde I- Xho I.

다음으로, 보톡신의 cDNA 서열에 기초하여 두 개의 개시체가 합성되었다. 센스 개시체 5'-ACACTCGAGATGCAATTTGTTAATAAACAATTTAATT-3'는 XhoⅠ제한효소 절단부위를 함유하고, 안티센스 개시체 5'-TGTGGATCCTGACTTATTGTATCCTTTATCTAATGATT-3'는 BamHⅠ제한효소 절단부위를 가진다. 중합효소 체인반응(PCR)이 수행되고 중합효소 체인반응 생성물이 XhoⅠ과 BamHⅠ으로 잘리고, 일류션되고(Invitek, Berlin, German), T4 DNA 리가아제(Takaka, Otsu, Shiga, Japan) 를 이용하여 TA-클로닝 벡터와 pPEP-1 벡터에 연결되고, E. coli DH5 세포에 클론되었다.Next, two initiators were synthesized based on the cDNA sequence of botoxin. Sense initiator 5′-ACACTCGAGATGCAATTTGTTAATAAACAATTTAATT-3 ′ contains the Xho I restriction enzyme cleavage site and antisense initiator 5′-TGTGGATCCTGACTTATTGTATCCTTTATCTAATGATT-3 ′ has the Bam HI restriction enzyme cleavage site. The polymerase chain reaction (PCR) was carried out and the polymerase chain reaction product was cut into Xho I and Bam HI, inducted (Invitek, Berlin, German), using T4 DNA ligase (Takaka, Otsu, Shiga, Japan). Were linked to TA-cloning vector and pPEP-1 vector and cloned into E. coli DH5 cells.

PEP-1-보톡신 융합단백질을 생산하기 위하여 플라스미드가 E. coli BL21세포 내로 형질전환되었다. 형질전환된 박테리아 세포는 37℃에서 100ml의 LB 배지에서 D 600값이 0.5~1.0가 될 때까지 배양하였고, 30℃에서 0.5mM IPTG를 도입하여 16시간 동안 배양하였다. 하비스트한 세포는 결합완충액(5mM 이미다졸(imidazole), 500mM NaCl, 20mM Tris-HCl, pH 7.9) 내에서 4℃로 초음파를 이용하여 용균하였고 형성된 재조합 PEP-1- 보톡신이 정제되었다. Briefly, 분리된 세포 추출물은 Ni2+-니트릴로아세트산 세파로즈 친화컬럼(nitrilotriacetic acid Sepharose affinity column)(Qiagen, Valencia, CA, USA) 에 변성되지 않은 채로 로딩되었다. 컬럼이 10배의 결합 완충액과 6배의 세척완충액(60mM 이미다졸, 500mM NaCl, 및 20mM Tris-HCl, pH 7.9)으로 세척된 후 융합단백질이 일루션 완충액(1M 이미다졸, 500mM NaCl, 20mM Tris-HCl, pH 7.9)을 이용하여 일루션되었다. 융합단백질을 함유하는 분획들은 모아서 PD-10 컬럼(Amersham, Braunschweig, Germany)을 이용하여 염을 제거하였다. 단백질 농도는 소 혈청 알부민을 스탠다드로 하여 브래드포드법(Bradford procedure)으로 예측하였다.Plasmids were transformed into E. coli BL21 cells to produce PEP-1-botoxin fusion proteins. The transformed bacterial cells were incubated at 37 ° C. in 100 ml of LB medium until the D 600 value was 0.5-1.0, and cultured for 16 hours by introducing 0.5 mM IPTG at 30 ° C. The harvested cells were lysed at 4 ° C. in binding buffer (5 mM imidazole, 500 mM NaCl, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) at 4 ° C. and the recombinant PEP-1-botoxins formed were purified. Briefly, isolated cell extracts were loaded undenatured on a Ni 2+ -nitrilotriacetic acid Sepharose affinity column (Qiagen, Valencia, CA, USA). The column was washed with 10-fold binding buffer and 6-fold wash buffer (60 mM imidazole, 500 mM NaCl, and 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) before the fusion protein was absorbed in Ilution buffer (1 M imidazole, 500 mM NaCl, 20 mM Tris-). HCl, pH 7.9). Fractions containing the fusion protein were collected and salts removed using a PD-10 column (Amersham, Braunschweig, Germany). Protein concentration was predicted by the Bradford procedure using bovine serum albumin as the standard.

실시예Example 2: 포유동물 세포로의 PEP-1- 2: PEP-1- into Mammalian Cells 보톡신Botoxin 융합단백질의 도입 Introduction of fusion proteins

PEP-1-보톡신 융합단백질을 도입하기 위하여 HeLa 세포를 6 웰 플레이트에서 4-6시간동안 배양하였다. 그 후 배양배지를 1ml의 신선한 배지로 교체하였다. HeLa 세포를 다양한 농도의 PEP-1-보톡신으로 30분동안 처리한 후 세포를 트립신-EDTA(Gibco, Grand Island, NY, USA)로 처리하고 인산완충액 함유 생리식염수(PBS)로 세척하였다. 세포는 하비스트하여 웨스턴 블랏 분석(Western blot analysis)을 수행하기 위해 세포 추출물을 제조하였다.HeLa cells were cultured in 6 well plates for 4-6 hours to introduce PEP-1-botoxin fusion proteins. The culture medium was then replaced with 1 ml of fresh medium. HeLa cells were treated with various concentrations of PEP-1-botoxin for 30 minutes and then the cells were treated with trypsin-EDTA (Gibco, Grand Island, NY, USA) and washed with phosphate buffered saline (PBS). The cells were harvested to prepare cell extracts for Western blot analysis.

세포도입된 PEP-1-보톡신 융합단백질의 세포내 안정성은 다음과 같이 확인하였다: HeLa 세포를 2μM의 변성되지 않은(native) PEP-1-보톡신으로 1시간동안 처리한 후 그 세포를 세척하고 신선한 배양배지로 옮겨 세포도입되지 않은 PEP-1- 보톡신을 제거하였다. 그리고 나서 세포는 48시간 더 배양하였고,웨스턴블랏 분석을 위해 세포 추출물을 제조하였다.Intracellular stability of the transduced PEP-1-botoxin fusion protein was confirmed as follows: HeLa cells were treated with 2 μM native PEP-1-botoxin for 1 hour and then washed. The cells were transferred to fresh culture medium to remove unintroduced PEP-1-botoxin. Cells were then incubated for 48 more hours and cell extracts were prepared for Western blot analysis.

실시예Example 3: 면역형광분석 및 형광분석( 3: immunofluorescence and fluorescence analysis ( ImmunofluorescecnceImmunofluorescecnce and fluorescence analysis) and fluorescence analysis)

면역형광분석(Immunofluorescence assay)은 콘쥬게이션된 Cy-3 항체를 이용하여 수행되었다. 간략히 말하면, HeLa 세포는 유리 커버슬립 상에서 배양되어 PEP-1- 보톡신 융합단백질로 처리되었다. 37℃에서 30분동안 배양한 후 세포는 트립신-EDTA와 PBS로 두 번 세척하고, 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde)를 함유한 0.5ml의 PBS로 10분동안 실온에서 고정되었다. 세포는 PBS로 세척된 후 폴리히스티딘 항체(polyhistidine antibody)와 함께 배양하였고, 한시간동안 Cy-3 항체(1:1000)를 함유한 PBS와 인큐베이션하였다. 형광의 분포는 형광 현미경(Carl Zeiss, EL-Einsatz, German)으로 분석하였다.Immunofluorescence assay was performed using conjugated Cy-3 antibodies. In brief, HeLa cells were cultured on glass coverslips and treated with PEP-1-botoxin fusion protein. After incubation at 37 ° C. for 30 minutes, the cells were washed twice with trypsin-EDTA and PBS and fixed at room temperature for 10 minutes with 0.5 ml of PBS containing 4% paraformaldehyde. Cells were washed with PBS and then incubated with polyhistidine antibody and incubated with PBS containing Cy-3 antibody (1: 1000) for one hour. The distribution of fluorescence was analyzed by fluorescence microscopy (Carl Zeiss, EL-Einsatz, German).

실시예Example 4: 마우스 피부에 PEP-1- 4: PEP-1- on Mouse Skin 보톡신Botoxin 융합단백질 도입  Introduction of fusion protein

PEP-1-보톡신 융합단백질의 마우스 피부에의 도입을 연구하기 위하여 웅성(male) ICR 마우스 몸무게 약 30g을 이용하였다. 이 실험에 사용된 동물은 실험동 물 관리준칙(Principles of Laboratory Animal Care)(NIH publication No. 86-23)에 따라 처리되었다. 동물은 3% 이소플루란스(isoflurance)가 함유된 질소와 산소로 마취시키고, 50g의 대조군(control) 보톡신과 PEP-1-보톡신 융합단백질을 다양한 시간 간격으로 동물 피부의 면도한 부위에 적용하였다. 그리고 나서, 얼린 조직 조각이 제조되고 4% 파라포름알데히드로 10분동안 고정시켰다. 비특이적 면역반응을 제거하기 위하여 free-floating sections는 0.3% 트리톤(Triton) X-100과 10% 일반 염소 혈청 함유 PBS로 한시간동안 실온에서 배양하였다. 그리고나서 래빗 항히스티딘 IgG (1:500)로 24시간동안 실온에서 배양하였다. PBS로 10분간 세 번 세척한 후 절편들은 한시간동안 바이오틴 결합된 염소 항래빗 IgG(dilution 1:200; Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA)로 배양하였다. 이후 젤라틴 코팅된 슬라이드 상의 3,3-다이아미노벤지딘(diaminobenzidine)(40mg DAB/0.045% H2O2 in 100ml PBS)로 시각화(visualize)되었다. 면역반응은 액시오스코프 현미경(Axioscope microscope)(Carl Zeiss, Gottingen, Germany) 하에서 관찰되었다.About 30 g of male ICR mouse weight was used to study the introduction of PEP-1-botoxin fusion protein into mouse skin. Animals used in this experiment were treated according to the Principles of Laboratory Animal Care (NIH publication No. 86-23). Animals are anesthetized with nitrogen and oxygen containing 3% isoflurance and 50 g of control botox and PEP-1-botoxine fusion proteins are applied to the shaved area of the animal skin at various time intervals. It was. Frozen tissue pieces were then prepared and fixed for 4 minutes with 4% paraformaldehyde. To eliminate nonspecific immune responses, free-floating sections were incubated for one hour at room temperature with 0.3% Triton X-100 and PBS containing 10% normal goat serum. It was then incubated with rabbit antihistidine IgG (1: 500) for 24 hours at room temperature. After washing three times with PBS for 10 minutes, the sections were incubated with biotin-bound goat antirabbit IgG (dilution 1: 200; Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA) for one hour. It was then visualized with 3,3-diaminobenzidine (40 mg DAB / 0.045% H 2 O 2 in 100 ml PBS) on gelatin coated slides. Immune responses were observed under an Axisoscope microscope (Carl Zeiss, Gottingen, Germany).

결과result

생물학적 활성이 있는 PEP-1-PEP-1- with Biological Activity 보톡신Botoxin 융합단백질 생성 Fusion protein generation

세포 침투성 발현벡터인 PEP-1-보톡신 벡터를 만들기 위하여 보톡신 cDNA가 pET-15b 플라스미드 내로 서브클론되었다. 형성된 PEP-1-보톡신 발현벡터는 보톡신 을 코딩하는 cDNA 서열을 함유하고 있고, PEP-1 단백질(21개의 아미노산)과 아미노 말단에 여섯 개의 히스티딘 잔기를 함유하고 있다. 또한 본 발명자들은 PEP-1 도입 펩타이드가 없는 대조군 보톡신 단백질을 생산하기 위하여 보톡신 발현벡터(p 보톡신)를 구축하였다(도 1).Botoxin cDNA was subcloned into pET-15b plasmid to make PEP-1-botoxin vector, a cell permeable expression vector. The formed PEP-1-botoxin expression vector contains the cDNA sequence encoding botox, and contains the PEP-1 protein (21 amino acids) and six histidine residues at the amino terminus. In addition, the inventors constructed a botoxin expression vector (p botoxin) to produce a control botoxin protein without PEP-1 introducing peptide (FIG. 1).

PEP-1-PEP-1- 보톡신Botoxin 융합단백질의 발현과 정제 Expression and Purification of Fusion Proteins

발현 유도이후 PEP-1-보톡신과 대조군 보톡신 융합단백질이 정제되었다. 즉, 융합단백질이 E. coli에서 발현되고 분리된 세포추출물이 변성되지 않은 조건 하에서 Ni2+-니트릴로아세트산 세파로즈 친화 컬럼 상에 로딩되었다. 융합단백질 함유 분획들은 혼합되어 PD-10 컬럼을 이용하여 염이 제거되었다. E. coli에서 얻은 세포 조추출물(crude cell extracts)과 정제된 PEP-1-보톡신 융합단백질은 15% SDS-PAGE로 전기이동(electrophoresis)되었다. 발현과 정제의 결과는 도 2A와 2B에 나타내었다. 레인 2와 레인 3의 밴드는 단백질이 고도로 발현되었고, 전체 수용성 단백질 중의 주요 요소(major component)임을 보여준다. 뿐만 아니라, 정제된 융합단백질의 회수율(yields)은 약 45mg/L였다. 발현되고 정제된 단백질은 항-래빗 폴리히스티딘 항체(anti-rabbit polyhistidine antibody)를 이용한 웨스턴 블랏 분석으로 확인되었다. PEP-1-보톡신은 도 2C의 해당 밴드에서 확인되었다.After expression induction, PEP-1-botoxin and the control botoxin fusion protein were purified. That is, the fusion protein was expressed on E. coli and the isolated cell extract was loaded on a Ni 2+ -nitriloacetic acid Sepharose affinity column under conditions that were not denatured. The fusion protein containing fractions were mixed to remove salt using PD-10 column. Obtained from E. coli Crude cell extracts and purified PEP-1-botoxin fusion proteins were electrophoresis with 15% SDS-PAGE. The results of expression and purification are shown in Figures 2A and 2B. The bands in lanes 2 and 3 show that the protein is highly expressed and is a major component of the total water soluble protein. In addition, the yields of the purified fusion protein were about 45 mg / L. Expressed and purified proteins were confirmed by Western blot analysis using anti-rabbit polyhistidine antibody. PEP-1-botoxin was identified in the corresponding band of FIG. 2C.

HeLaHeLa 세포로의 PEP-1- PEP-1- into Cells 보톡신Botoxin 융합단백질의 도입( Introduction of fusion proteins transductiontransduction ) )

PEP-1- 보톡신 융합단백질이 세포 내로 도입되는 능력을 연구하기 위하여 PEP-1- 보톡신 융합단백질을 Cy-3 플루오레신(1:1000)과 콘쥬게이션시키고 면역형광 현미경법(immunofluorescence microscopy)으로 분석하였다(도 2D). 도 2D에서 나타나는 바와 같이, 변성되지 않은(native) PEP-1-보톡신 융합단백질은 성공적으로 세포 내로 도입되었고, 반면 대조군 보톡신은 세포 내로 도입되지 않았다. 이러한 결과는 PEP-1 펩타이드가 HIV-1 Tat 단백질, 안테나피디아의 호메오도메인(homeodomain of Antennapedia), 허피스 심플렉스 바이러스 VP22 단백질(herpes simplex virus VP22 protein)과 유사한 기능과 메커니즘을 가짐을 나타낸다.To study the ability of PEP-1-botoxin fusion proteins to be introduced into cells, PEP-1-botoxin fusion proteins were conjugated with Cy-3 fluorescein (1: 1000) and immunofluorescence microscopy. (FIG. 2D). As shown in FIG. 2D, the native PEP-1-botoxin fusion protein was successfully introduced into the cell, whereas the control botoxin was not introduced into the cell. These results indicate that the PEP-1 peptide has similar functions and mechanisms to the HIV-1 Tat protein, homeodomain of Antennapedia, and the herpes simplex virus VP22 protein.

PEP-1-보톡신 융합단백질의 세포도입능을 측정하기 위하여 양의 변화에 따른 PEP-1-보톡신 융합단백질 세포도입을 분석하였다. 다양한 농도(0.25-2μM)의 PEP-1-보톡신 융합단백질을 배양배지 내의 HeLa세포에 가하여 30분간 방치하였고, 세포도입된 단백질의 양을 웨스턴 블랏팅으로 측정하였다(도 3A). HeLa 세포 내로 도입된 단백질의 양은 배양배지 내의 융합단백질의 양이 증가됨에 따라 농도의존적으로(concentration- dependently) 증가하였다. 변성되지 않은 상태에서 정제된 PEP-1-보톡신 융합단백질의 세포도입은 2μM 농도로 다양한 시간동안(10-60 min) HeLa 배양배지에 융합단백질을 가하여 실시하였고, 웨스턴 블랏팅으로 세포도입된 단백질 수준을 분석하였다. 세포 내로 도입된 PEP-1-보톡신의 세포내 농도는 10분 이내에 확인되었고 60분까지 점차 증가하였다(도 3B).In order to measure the cell transduction ability of PEP-1-botoxin fusion protein, PEP-1-botoxin fusion protein cell transduction was analyzed according to the amount change. PEP-1-botoxin fusion proteins of various concentrations (0.25-2 μM) were added to HeLa cells in culture medium and left for 30 minutes, and the amount of the introduced protein was measured by Western blotting (FIG. 3A). The amount of protein introduced into HeLa cells increased in concentration-dependently as the amount of fusion protein in the culture medium increased. Cell introduction of purified PEP-1-botoxin fusion protein in the undenatured state was performed by adding the fusion protein to HeLa culture medium for various time (10-60 min) at 2 μM concentration, and the protein introduced by Western blotting. The levels were analyzed. Intracellular concentrations of PEP-1-botoxin introduced into cells were identified within 10 minutes and gradually increased up to 60 minutes (FIG. 3B).

HeLa 세포 내로 도입된 PEP-1-보톡신 융합단백질의 세포내 안정성은 도 4에 나타내었다. PEP-1-보톡신 융합단백질은 HeLa 세포 배양배지에 2μM 농도로 다양한 시간동안 가하여 세포도입된 단백질의 수준은 웨스턴 블랏팅으로 분석되었다. 도 4에 나타난 바와 같이 세포 내로 도입된 PEP-1-보톡신 융합단백질의 세포내 수준은 한시간후 처음 탐지되어 그 후 관찰기간동안 계속하여 감소하였다. 그러나, 세포도입된 보톡신은 HELa 세포에서 현저한 수준으로 36시간동안 유지되었다.Intracellular stability of the PEP-1-botoxin fusion protein introduced into HeLa cells is shown in FIG. 4. PEP-1-botoxin fusion protein was added to HeLa cell culture medium at various concentrations of 2 μM for various times, and the level of the protein introduced was analyzed by Western blotting. As shown in FIG. 4, intracellular levels of PEP-1-botoxin fusion protein introduced into cells were first detected after one hour and then decreased continuously during the observation period. However, the transduced botoxin was maintained at marked levels in HELa cells for 36 hours.

마우스 피부로의 PEP-1-PEP-1- to Mouse Skin 보톡신Botoxin 융합단백질의 침투(Penetration of PEP-1-Botoxin fusion protein into mice skin) Penetration of PEP-1-Botoxin fusion protein into mice skin

본 발명자들은 PEP-1-보톡신 융합단백질이 마우스 피부로 세포도입되는 능력을 평가하였다. 융합단백질은 한시간동안 마우스 피부 상에 스프레이 도포되었고, 융합단백질의 침투정도는 면역조직화학적 방법으로 분석되었다. 도 5에 나타난 바와 같이, 세포도입 신호는 PEP-1-보톡신 융합단백질로 처리된 피부의 진피(dermis)에서 현저하게 탐지되었다. PEP-1-보톡신 융합단백질과는 달리 대조군 보톡신은 피부 내로 도입될 수 없었다. 이러한 결과는 PEP-1-보톡신 융합단백질이 배양세포 내로 도입될 뿐만 아니라 살아 있는 동물 피부에도 침투(penetrate)할 수 있음을 말해준다.We assessed the ability of PEP-1-botoxin fusion proteins to introduce cells into mouse skin. The fusion protein was sprayed onto mouse skin for one hour, and the penetration of the fusion protein was analyzed by immunohistochemical method. As shown in FIG. 5, the cell transduction signal was remarkably detected in the dermis of the skin treated with PEP-1-botoxin fusion protein. Unlike the PEP-1-botoxin fusion protein, the control botoxin could not be introduced into the skin. These results indicate that PEP-1-botoxin fusion protein can not only be introduced into cultured cells but also penetrate into live animal skin.

본 발명은 주사제 제형으로만 사용되던 보톡신을 피부도포형으로 사용 가능하도록 하였다. The present invention has made it possible to use botoxin, which was used only as an injection formulation, as a skin coating form.

또한, 본 발명은 보톡신을 자연형태(native form)로 단백질 수송도메인과 공 유결합하여 세포 및 피부세포 내로 원활히 형질도입되도록 하였다.In addition, the present invention is to be smoothly transduced into cells and skin cells by co-combining botoxin with the protein transport domain in a native form (native form).

또한, 본 발명의 보톡신 융합단백질은 배양세포 뿐만 아니라 살아있는 동물의 피부세포 내로도 원활히 침투 가능하여 피부외용제로서 적용이 가능하다.In addition, the botoxin fusion protein of the present invention can be easily penetrated into not only cultured cells but also skin cells of living animals, and thus can be applied as a skin external preparation.

<110> CHOI, JIN HEE BIOBUD Co., Ltd. <120> Cell transducing botoxin fusion protein <130> wjtj-0408-pepp-btx <160> 7 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 68 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> top strand oligonucleotide coding PEP-1 <400> 1 tatgaaagaa acctggtggg aaacctggtg gaccgaatgg tctcagccga aaaaaaaacg 60 taaagtgc 68 <210> 2 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> bottom strand oligonucleotide coding PEP-1 <400> 2 tcgagcactt tacgtttttt tttcggctga gaccattcgg tccaccaggt ttcccaccag 60 gtttctttcc 70 <210> 3 <211> 21 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> protein transducing domain called PEP-1 <400> 3 Lys Glu Thr Trp Trp Glu Thr Trp Trp Thr Glu Trp Ser Gln Pro Lys 1 5 10 15 Lys Lys Arg Lys Val 20 <210> 4 <211> 37 <212> DNA <213> Clostridium botulinum <400> 4 acactcgaga tgcaatttgt taataaacaa tttaatt 37 <210> 5 <211> 38 <212> DNA <213> Clostridium botulinum <400> 5 tgtggatcct gacttattgt atcctttatc taatgatt 38 <210> 6 <211> 1365 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant polynucleotide coding PEP-1-botoxin fusion protein <220> <221> CDS <222> (10)..(1353) <400> 6 acactcgag atg ccc ttt gtt aat aaa caa ttt aat tat aaa gat cct gta 51 Met Pro Phe Val Asn Lys Gln Phe Asn Tyr Lys Asp Pro Val 1 5 10 aat ggt gtt gat att gct tat ata aaa att cca aat gca gga caa atg 99 Asn Gly Val Asp Ile Ala Tyr Ile Lys Ile Pro Asn Ala Gly Gln Met 15 20 25 30 caa gta aaa gct ttt aaa att cat aat aaa ata tgg gtt att cca gaa 147 Gln Val Lys Ala Phe Lys Ile His Asn Lys Ile Trp Val Ile Pro Glu 35 40 45 aga gat aca ttt aca aat cct gaa gaa gga gat tta aat cca cca cca 195 Arg Asp Thr Phe Thr Asn Pro Glu Glu Gly Asp Leu Asn Pro Pro Pro 50 55 60 gaa gca aaa caa gtt cca gtt tca tat tat gat tca aca tat tta agt 243 Glu Ala Lys Gln Val Pro Val Ser Tyr Tyr Asp Ser Thr Tyr Leu Ser 65 70 75 acc gat aat gaa aaa gat aat tat tta aag gga gtt acc aaa tta ttt 291 Thr Asp Asn Glu Lys Asp Asn Tyr Leu Lys Gly Val Thr Lys Leu Phe 80 85 90 gag aga att tat tca act gat ctt gga aga atg ttg tta aca tca ata 339 Glu Arg Ile Tyr Ser Thr Asp Leu Gly Arg Met Leu Leu Thr Ser Ile 95 100 105 110 gta agg gga ata cca ttt tgg ggt gga agt aca ata gat aca gaa tta 387 Val Arg Gly Ile Pro Phe Trp Gly Gly Ser Thr Ile Asp Thr Glu Leu 115 120 125 aaa gtt att gat act aat tgt att aat gtg ata caa cca gat ggt agt 435 Lys Val Ile Asp Thr Asn Cys Ile Asn Val Ile Gln Pro Asp Gly Ser 130 135 140 tat aga tca gaa gaa ctt aat cta gta ata ata gga ccc tca gct gat 483 Tyr Arg Ser Glu Glu Leu Asn Leu Val Ile Ile Gly Pro Ser Ala Asp 145 150 155 att ata cag ttt gaa tgt aaa agc ttt gga cat gaa gtt ttg aat ctt 531 Ile Ile Gln Phe Glu Cys Lys Ser Phe Gly His Glu Val Leu Asn Leu 160 165 170 acg cga aat ggt tat ggc tct act caa tac att aga ttt agc cca gat 579 Thr Arg Asn Gly Tyr Gly Ser Thr Gln Tyr Ile Arg Phe Ser Pro Asp 175 180 185 190 ttt aca ttt ggt ttt gag gag tca ctt gaa gtt gat aca aat cct ctt 627 Phe Thr Phe Gly Phe Glu Glu Ser Leu Glu Val Asp Thr Asn Pro Leu 195 200 205 tta ggt gca ggc aaa ttt gct aca gat cca gca gta aca tta gca cat 675 Leu Gly Ala Gly Lys Phe Ala Thr Asp Pro Ala Val Thr Leu Ala His 210 215 220 gaa ctt ata cat gct gga cat aga tta tat gga ata gca att aat cca 723 Glu Leu Ile His Ala Gly His Arg Leu Tyr Gly Ile Ala Ile Asn Pro 225 230 235 aat agg gtt ttt aaa gta aat act aat gcc tat tat gaa atg agt ggg 771 Asn Arg Val Phe Lys Val Asn Thr Asn Ala Tyr Tyr Glu Met Ser Gly 240 245 250 tta gaa gta agc ttt gag gaa ctt aga aca ttt ggg gga cat gat gca 819 Leu Glu Val Ser Phe Glu Glu Leu Arg Thr Phe Gly Gly His Asp Ala 255 260 265 270 aag ttt ata gat agt tta cag gaa aac gaa ttt cgt cta tat tat tat 867 Lys Phe Ile Asp Ser Leu Gln Glu Asn Glu Phe Arg Leu Tyr Tyr Tyr 275 280 285 aat aag ttt aaa gat ata gca agt aca ctt aat aaa gct aaa tca ata 915 Asn Lys Phe Lys Asp Ile Ala Ser Thr Leu Asn Lys Ala Lys Ser Ile 290 295 300 gta ggt act act gct tca tta cag tat atg aaa aat gtt ttt aaa gag 963 Val Gly Thr Thr Ala Ser Leu Gln Tyr Met Lys Asn Val Phe Lys Glu 305 310 315 aaa tat ctc cta tct gaa gat aca tct gga aaa ttt tcg gta gat aaa 1011 Lys Tyr Leu Leu Ser Glu Asp Thr Ser Gly Lys Phe Ser Val Asp Lys 320 325 330 tta aaa ttt gat aag tta tac aaa atg aaa aca gag att tac aca gag 1059 Leu Lys Phe Asp Lys Leu Tyr Lys Met Lys Thr Glu Ile Tyr Thr Glu 335 340 345 350 gat gat aat ttt gtt aag ttt ttt aaa gta ctt aac aga aaa aca tat 1107 Asp Asp Asn Phe Val Lys Phe Phe Lys Val Leu Asn Arg Lys Thr Tyr 355 360 365 ttg aat ttt gat aaa gcc gta ttt aag ata aat ata gta cct aag gta 1155 Leu Asn Phe Asp Lys Ala Val Phe Lys Ile Asn Ile Val Pro Lys Val 370 375 380 aat tac aca ata tat gat gga ttt aat tta aga aat aca aat tta gca 1203 Asn Tyr Thr Ile Tyr Asp Gly Phe Asn Leu Arg Asn Thr Asn Leu Ala 385 390 395 gca aac ttt aat ggt caa aat aca gaa att aat aat atg aat ttt act 1251 Ala Asn Phe Asn Gly Gln Asn Thr Glu Ile Asn Asn Met Asn Phe Thr 400 405 410 aaa cta aaa aat ttt act gga ttg ttt gaa ttt tat aag ttg cta tgt 1299 Lys Leu Lys Asn Phe Thr Gly Leu Phe Glu Phe Tyr Lys Leu Leu Cys 415 420 425 430 gta aga ggg ata ata act tct aaa act aaa tca tta gat gaa gga tac 1347 Val Arg Gly Ile Ile Thr Ser Lys Thr Lys Ser Leu Asp Glu Gly Tyr 435 440 445 aat aag tcaggat ccaca 1365 Asn Lys <210> 7 <211> 448 <212> PRT <213> Artificial Sequence <400> 7 Met Pro Phe Val Asn Lys Gln Phe Asn Tyr Lys Asp Pro Val Asn Gly 1 5 10 15 Val Asp Ile Ala Tyr Ile Lys Ile Pro Asn Ala Gly Gln Met Gln Val 20 25 30 Lys Ala Phe Lys Ile His Asn Lys Ile Trp Val Ile Pro Glu Arg Asp 35 40 45 Thr Phe Thr Asn Pro Glu Glu Gly Asp Leu Asn Pro Pro Pro Glu Ala 50 55 60 Lys Gln Val Pro Val Ser Tyr Tyr Asp Ser Thr Tyr Leu Ser Thr Asp 65 70 75 80 Asn Glu Lys Asp Asn Tyr Leu Lys Gly Val Thr Lys Leu Phe Glu Arg 85 90 95 Ile Tyr Ser Thr Asp Leu Gly Arg Met Leu Leu Thr Ser Ile Val Arg 100 105 110 Gly Ile Pro Phe Trp Gly Gly Ser Thr Ile Asp Thr Glu Leu Lys Val 115 120 125 Ile Asp Thr Asn Cys Ile Asn Val Ile Gln Pro Asp Gly Ser Tyr Arg 130 135 140 Ser Glu Glu Leu Asn Leu Val Ile Ile Gly Pro Ser Ala Asp Ile Ile 145 150 155 160 Gln Phe Glu Cys Lys Ser Phe Gly His Glu Val Leu Asn Leu Thr Arg 165 170 175 Asn Gly Tyr Gly Ser Thr Gln Tyr Ile Arg Phe Ser Pro Asp Phe Thr 180 185 190 Phe Gly Phe Glu Glu Ser Leu Glu Val Asp Thr Asn Pro Leu Leu Gly 195 200 205 Ala Gly Lys Phe Ala Thr Asp Pro Ala Val Thr Leu Ala His Glu Leu 210 215 220 Ile His Ala Gly His Arg Leu Tyr Gly Ile Ala Ile Asn Pro Asn Arg 225 230 235 240 Val Phe Lys Val Asn Thr Asn Ala Tyr Tyr Glu Met Ser Gly Leu Glu 245 250 255 Val Ser Phe Glu Glu Leu Arg Thr Phe Gly Gly His Asp Ala Lys Phe 260 265 270 Ile Asp Ser Leu Gln Glu Asn Glu Phe Arg Leu Tyr Tyr Tyr Asn Lys 275 280 285 Phe Lys Asp Ile Ala Ser Thr Leu Asn Lys Ala Lys Ser Ile Val Gly 290 295 300 Thr Thr Ala Ser Leu Gln Tyr Met Lys Asn Val Phe Lys Glu Lys Tyr 305 310 315 320 Leu Leu Ser Glu Asp Thr Ser Gly Lys Phe Ser Val Asp Lys Leu Lys 325 330 335 Phe Asp Lys Leu Tyr Lys Met Lys Thr Glu Ile Tyr Thr Glu Asp Asp 340 345 350 Asn Phe Val Lys Phe Phe Lys Val Leu Asn Arg Lys Thr Tyr Leu Asn 355 360 365 Phe Asp Lys Ala Val Phe Lys Ile Asn Ile Val Pro Lys Val Asn Tyr 370 375 380 Thr Ile Tyr Asp Gly Phe Asn Leu Arg Asn Thr Asn Leu Ala Ala Asn 385 390 395 400 Phe Asn Gly Gln Asn Thr Glu Ile Asn Asn Met Asn Phe Thr Lys Leu 405 410 415 Lys Asn Phe Thr Gly Leu Phe Glu Phe Tyr Lys Leu Leu Cys Val Arg 420 425 430 Gly Ile Ile Thr Ser Lys Thr Lys Ser Leu Asp Glu Gly Tyr Asn Lys 435 440 445 <110> CHOI, JIN HEE          BIOBUD Co., Ltd. <120> Cell transducing botoxin fusion protein <130> wjtj-0408-pepp-btx <160> 7 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 68 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> top strand oligonucleotide coding PEP-1 <400> 1 tatgaaagaa acctggtggg aaacctggtg gaccgaatgg tctcagccga aaaaaaaacg 60 taaagtgc 68 <210> 2 <211> 70 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> bottom strand oligonucleotide coding PEP-1 <400> 2 tcgagcactt tacgtttttt tttcggctga gaccattcgg tccaccaggt ttcccaccag 60 gtttctttcc 70 <210> 3 <211> 21 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> protein transducing domain called PEP-1 <400> 3 Lys Glu Thr Trp Trp Glu Thr Trp Trp Thr Glu Trp Ser Gln Pro Lys   1 5 10 15 Lys Lys Arg Lys Val              20 <210> 4 <211> 37 <212> DNA <213> Clostridium botulinum <400> 4 acactcgaga tgcaatttgt taataaacaa tttaatt 37 <210> 5 <211> 38 <212> DNA <213> Clostridium botulinum <400> 5 tgtggatcct gacttattgt atcctttatc taatgatt 38 <210> 6 <211> 1365 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant polynucleotide coding PEP-1-botoxin fusion protein <220> <221> CDS (222) (10) .. (1353) <400> 6 acactcgag atg ccc ttt gtt aat aaa caa ttt aat tat aaa gat cct gta 51            Met Pro Phe Val Asn Lys Gln Phe Asn Tyr Lys Asp Pro Val              1 5 10 aat ggt gtt gat att gct tat ata aaa att cca aat gca gga caa atg 99 Asn Gly Val Asp Ile Ala Tyr Ile Lys Ile Pro Asn Ala Gly Gln Met  15 20 25 30 caa gta aaa gct ttt aaa att cat aat aaa ata tgg gtt att cca gaa 147 Gln Val Lys Ala Phe Lys Ile His Asn Lys Ile Trp Val Ile Pro Glu                  35 40 45 aga gat aca ttt aca aat cct gaa gaa gga gat tta aat cca cca cca 195 Arg Asp Thr Phe Thr Asn Pro Glu Glu Gly Asp Leu Asn Pro Pro Pro              50 55 60 gaa gca aaa caa gtt cca gtt tca tat tat gat tca aca tat tta agt 243 Glu Ala Lys Gln Val Pro Val Ser Tyr Tyr Asp Ser Thr Tyr Leu Ser          65 70 75 acc gat aat gaa aaa gat aat tat tta aag gga gtt acc aaa tta ttt 291 Thr Asp Asn Glu Lys Asp Asn Tyr Leu Lys Gly Val Thr Lys Leu Phe      80 85 90 gag aga att tat tca act gat ctt gga aga atg ttg tta aca tca ata 339 Glu Arg Ile Tyr Ser Thr Asp Leu Gly Arg Met Leu Leu Thr Ser Ile  95 100 105 110 gta agg gga ata cca ttt tgg ggt gga agt aca ata gat aca gaa tta 387 Val Arg Gly Ile Pro Phe Trp Gly Gly Ser Thr Ile Asp Thr Glu Leu                 115 120 125 aaa gtt att gat act aat tgt att aat gtg ata caa cca gat ggt agt 435 Lys Val Ile Asp Thr Asn Cys Ile Asn Val Ile Gln Pro Asp Gly Ser             130 135 140 tat aga tca gaa gaa ctt aat cta gta ata ata gga ccc tca gct gat 483 Tyr Arg Ser Glu Glu Leu Asn Leu Val Ile Ile Gly Pro Ser Ala Asp         145 150 155 att ata cag ttt gaa tgt aaa agc ttt gga cat gaa gtt ttg aat ctt 531 Ile Ile Gln Phe Glu Cys Lys Ser Phe Gly His Glu Val Leu Asn Leu     160 165 170 acg cga aat ggt tat ggc tct act caa tac att aga ttt agc cca gat 579 Thr Arg Asn Gly Tyr Gly Ser Thr Gln Tyr Ile Arg Phe Ser Pro Asp 175 180 185 190 ttt aca ttt ggt ttt gag gag tca ctt gaa gtt gat aca aat cct ctt 627 Phe Thr Phe Gly Phe Glu Glu Ser Leu Glu Val Asp Thr Asn Pro Leu                 195 200 205 tta ggt gca ggc aaa ttt gct aca gat cca gca gta aca tta gca cat 675 Leu Gly Ala Gly Lys Phe Ala Thr Asp Pro Ala Val Thr Leu Ala His             210 215 220 gaa ctt ata cat gct gga cat aga tta tat gga ata gca att aat cca 723 Glu Leu Ile His Ala Gly His Arg Leu Tyr Gly Ile Ala Ile Asn Pro         225 230 235 aat agg gtt ttt aaa gta aat act aat gcc tat tat gaa atg agt ggg 771 Asn Arg Val Phe Lys Val Asn Thr Asn Ala Tyr Tyr Glu Met Ser Gly     240 245 250 tta gaa gta agc ttt gag gaa ctt aga aca ttt ggg gga cat gat gca 819 Leu Glu Val Ser Phe Glu Glu Leu Arg Thr Phe Gly Gly His Asp Ala 255 260 265 270 aag ttt ata gat agt tta cag gaa aac gaa ttt cgt cta tat tat tat 867 Lys Phe Ile Asp Ser Leu Gln Glu Asn Glu Phe Arg Leu Tyr Tyr Tyr                 275 280 285 aat aag ttt aaa gat ata gca agt aca ctt aat aaa gct aaa tca ata 915 Asn Lys Phe Lys Asp Ile Ala Ser Thr Leu Asn Lys Ala Lys Ser Ile             290 295 300 gta ggt act act gct tca tta cag tat atg aaa aat gtt ttt aaa gag 963 Val Gly Thr Thr Ala Ser Leu Gln Tyr Met Lys Asn Val Phe Lys Glu         305 310 315 aaa tat ctc cta tct gaa gat aca tct gga aaa ttt tcg gta gat aaa 1011 Lys Tyr Leu Leu Ser Glu Asp Thr Ser Gly Lys Phe Ser Val Asp Lys     320 325 330 tta aaa ttt gat aag tta tac aaa atg aaa aca gag att tac aca gag 1059 Leu Lys Phe Asp Lys Leu Tyr Lys Met Lys Thr Glu Ile Tyr Thr Glu 335 340 345 350 gat gat aat ttt gtt aag ttt ttt aaa gta ctt aac aga aaa aca tat 1107 Asp Asp Asn Phe Val Lys Phe Phe Lys Val Leu Asn Arg Lys Thr Tyr                 355 360 365 ttg aat ttt gat aaa gcc gta ttt aag ata aat ata gta cct aag gta 1155 Leu Asn Phe Asp Lys Ala Val Phe Lys Ile Asn Ile Val Pro Lys Val             370 375 380 aat tac aca ata tat gat gga ttt aat tta aga aat aca aat tta gca 1203 Asn Tyr Thr Ile Tyr Asp Gly Phe Asn Leu Arg Asn Thr Asn Leu Ala         385 390 395 gca aac ttt aat ggt caa aat aca gaa att aat aat atg aat ttt act 1251 Ala Asn Phe Asn Gly Gln Asn Thr Glu Ile Asn Asn Met Asn Phe Thr     400 405 410 aaa cta aaa aat ttt act gga ttg ttt gaa ttt tat aag ttg cta tgt 1299 Lys Leu Lys Asn Phe Thr Gly Leu Phe Glu Phe Tyr Lys Leu Leu Cys 415 420 425 430 gta aga ggg ata ata act tct aaa act aaa tca tta gat gaa gga tac 1347 Val Arg Gly Ile Ile Thr Ser Lys Thr Lys Ser Leu Asp Glu Gly Tyr                 435 440 445 aat aag tcaggat ccaca 1365 Asn lys <210> 7 <211> 448 <212> PRT <213> Artificial Sequence <400> 7 Met Pro Phe Val Asn Lys Gln Phe Asn Tyr Lys Asp Pro Val Asn Gly   1 5 10 15 Val Asp Ile Ala Tyr Ile Lys Ile Pro Asn Ala Gly Gln Met Gln Val              20 25 30 Lys Ala Phe Lys Ile His Asn Lys Ile Trp Val Ile Pro Glu Arg Asp          35 40 45 Thr Phe Thr Asn Pro Glu Glu Gly Asp Leu Asn Pro Pro Pro Glu Ala      50 55 60 Lys Gln Val Pro Val Ser Tyr Tyr Asp Ser Thr Tyr Leu Ser Thr Asp  65 70 75 80 Asn Glu Lys Asp Asn Tyr Leu Lys Gly Val Thr Lys Leu Phe Glu Arg                  85 90 95 Ile Tyr Ser Thr Asp Leu Gly Arg Met Leu Leu Thr Ser Ile Val Arg             100 105 110 Gly Ile Pro Phe Trp Gly Gly Ser Thr Ile Asp Thr Glu Leu Lys Val         115 120 125 Ile Asp Thr Asn Cys Ile Asn Val Ile Gln Pro Asp Gly Ser Tyr Arg     130 135 140 Ser Glu Glu Leu Asn Leu Val Ile Gly Pro Ser Ala Asp Ile Ile 145 150 155 160 Gln Phe Glu Cys Lys Ser Phe Gly His Glu Val Leu Asn Leu Thr Arg                 165 170 175 Asn Gly Tyr Gly Ser Thr Gln Tyr Ile Arg Phe Ser Pro Asp Phe Thr             180 185 190 Phe Gly Phe Glu Glu Ser Leu Glu Val Asp Thr Asn Pro Leu Leu Gly         195 200 205 Ala Gly Lys Phe Ala Thr Asp Pro Ala Val Thr Leu Ala His Glu Leu     210 215 220 Ile His Ala Gly His Arg Leu Tyr Gly Ile Ala Ile Asn Pro Asn Arg 225 230 235 240 Val Phe Lys Val Asn Thr Asn Ala Tyr Tyr Glu Met Ser Gly Leu Glu                 245 250 255 Val Ser Phe Glu Glu Leu Arg Thr Phe Gly Gly His Asp Ala Lys Phe             260 265 270 Ile Asp Ser Leu Gln Glu Asn Glu Phe Arg Leu Tyr Tyr Tyr Asn Lys         275 280 285 Phe Lys Asp Ile Ala Ser Thr Leu Asn Lys Ala Lys Ser Ile Val Gly     290 295 300 Thr Thr Ala Ser Leu Gln Tyr Met Lys Asn Val Phe Lys Glu Lys Tyr 305 310 315 320 Leu Leu Ser Glu Asp Thr Ser Gly Lys Phe Ser Val Asp Lys Leu Lys                 325 330 335 Phe Asp Lys Leu Tyr Lys Met Lys Thr Glu Ile Tyr Thr Glu Asp Asp             340 345 350 Asn Phe Val Lys Phe Phe Lys Val Leu Asn Arg Lys Thr Tyr Leu Asn         355 360 365 Phe Asp Lys Ala Val Phe Lys Ile Asn Ile Val Pro Lys Val Asn Tyr     370 375 380 Thr Ile Tyr Asp Gly Phe Asn Leu Arg Asn Thr Asn Leu Ala Ala Asn 385 390 395 400 Phe Asn Gly Gln Asn Thr Glu Ile Asn Asn Met Asn Phe Thr Lys Leu                 405 410 415 Lys Asn Phe Thr Gly Leu Phe Glu Phe Tyr Lys Leu Leu Cys Val Arg             420 425 430 Gly Ile Ile Thr Ser Lys Thr Lys Ser Leu Asp Glu Gly Tyr Asn Lys         435 440 445  

Claims (8)

15∼30개의 아미노산으로 구성되고, 5개 이상의 트립토판을 포함하는 비친수성 도메인, 라이신을 다수 포함하는 친수성 도메인 및 상기 두 도메인을 분리시켜 주는 스페이서로 구성된 단백질 수송 도메인이 보톡신 단백질의 적어도 일측 말단에 공유결합된 세포도입성(cell-transducing) 보톡신 융합단백질.A protein transport domain consisting of 15-30 amino acids and comprising a non-hydrophilic domain containing 5 or more tryptophan, a hydrophilic domain containing a large number of lysines, and a spacer separating the two domains is provided at least at one end of the botoxin protein. Covalently bound cell-transducing botox fusion protein. 제1항에 있어서, 세포도입성 보톡신 융합단백질은 서열번호 7의 아미노산 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 세포도입성 보톡신 융합단백질.The cell-induced botox fusion protein according to claim 1, wherein the cell-induced botox fusion protein has an amino acid sequence represented by SEQ ID NO. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보톡신 단백질의 카복시 말단과 아미노 말단의 일측 또는 양측에 단백질 수송도메인이 공유결합된 것을 특징으로 하는 세포도입성 보톡신 융합단백질.[Claim 3] The cell-inducible botoxin fusion protein according to claim 1 or 2, wherein a protein transport domain is covalently bonded to one or both sides of the carboxy terminal and the amino terminal of the botoxin protein. 제1항 또는 제2항의 세포도입성(cell-transducing) 보톡신 융합단백질을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 피부외용제 조성물.An external composition for skin, comprising the cell-transducing botoxin fusion protein of claim 1 or 2 as an active ingredient. 제1항 또는 제2항의 세포도입성 보톡신 융합단백질을 유효성분으로 함유하고 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.A pharmaceutical composition comprising the cell-induced botoxin fusion protein of claim 1 or 2 as an active ingredient and a pharmaceutically acceptable carrier. 보톡신 cDNA에 단백질 수송도메인 펩타이드 코딩 DNA 서열이 결합되어 상기 제1항 또는 제2항의 세포도입성 보톡신 융합단백질을 코딩하는 재조합 폴리뉴클레오타이드.A recombinant polynucleotide encoding a protein transport domain peptide coding DNA sequence to a botox cDNA encoding the cell-induced botox fusion protein of claim 1. 제6항에 있어서 상기 재조합 폴리뉴클레오타이드는 서열번호 6번의 뉴클레오타이드 서열을 갖는 것을 특징으로 하는 세포도입성 보톡신 융합단백질을 코딩하는 재조합 폴리뉴클레오타이드.The recombinant polynucleotide of claim 6, wherein the recombinant polynucleotide has a nucleotide sequence of SEQ ID NO. 6. 상기 제1항 또는 제2항의 융합단백질을 발현시키기 위하여 상기 제6항의 재조합 폴리뉴클레오타이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 세포도입성 보톡신 융합단백질을 발현시키는 벡터.A vector expressing a cell-introducing botox fusion protein, comprising the recombinant polynucleotide of claim 6 to express the fusion protein of claim 1.
KR1020040066003A 2004-08-20 2004-08-20 Cell-transducing botoxin fusion protein KR100612673B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040066003A KR100612673B1 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Cell-transducing botoxin fusion protein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040066003A KR100612673B1 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Cell-transducing botoxin fusion protein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060017348A true KR20060017348A (en) 2006-02-23
KR100612673B1 KR100612673B1 (en) 2006-08-14

Family

ID=37125442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040066003A KR100612673B1 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Cell-transducing botoxin fusion protein

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100612673B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108595A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Hallym University Cell-transducing fusion protein which comprising fk506 binding protein and protein transducing domain
KR100802480B1 (en) * 2006-03-27 2008-02-12 학교법인 한림대학교 Growth receptor factor bound protein 7 fusion protein
KR100835880B1 (en) * 2006-12-13 2008-06-09 학교법인 한림대학교 27 Cell-transducing heat shock protein 27 fusion protein
KR20170002475A (en) * 2014-05-29 2017-01-06 주식회사 프로셀테라퓨틱스 Novel cell penetrating peptide, conjugate thereof with botulinum toxin, and use thereof
KR102234446B1 (en) * 2020-07-30 2021-04-01 주식회사 바이오셀트란 Soluble micro-niddle patch with skin penetrating recombinant neuropeptide complex

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387700B1 (en) 1996-11-04 2002-05-14 The Reagents Of The University Of Michigan Cationic peptides, Cys-Trp-(LYS)n, for gene delivery
KR100495139B1 (en) * 2001-03-19 2005-06-14 학교법인 한림대학교 Cell-transducible catalase fusion protein and the use thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108595A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Hallym University Cell-transducing fusion protein which comprising fk506 binding protein and protein transducing domain
KR100787393B1 (en) * 2006-03-23 2007-12-21 학교법인 한림대학교 506 Cell-transducing fusion protein which comprising FK506 binding protein and protein transducing domain
US7902346B2 (en) 2006-03-23 2011-03-08 Industry Academic Cooperation Foundation, Hallym University Fusion protein comprising FK506 binding protein and DNA encoding the same
KR100802480B1 (en) * 2006-03-27 2008-02-12 학교법인 한림대학교 Growth receptor factor bound protein 7 fusion protein
KR100835880B1 (en) * 2006-12-13 2008-06-09 학교법인 한림대학교 27 Cell-transducing heat shock protein 27 fusion protein
KR20170002475A (en) * 2014-05-29 2017-01-06 주식회사 프로셀테라퓨틱스 Novel cell penetrating peptide, conjugate thereof with botulinum toxin, and use thereof
KR102234446B1 (en) * 2020-07-30 2021-04-01 주식회사 바이오셀트란 Soluble micro-niddle patch with skin penetrating recombinant neuropeptide complex

Also Published As

Publication number Publication date
KR100612673B1 (en) 2006-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7902346B2 (en) Fusion protein comprising FK506 binding protein and DNA encoding the same
KR20120034927A (en) Skin-transducing human epidermal growth factor and a producing method therof
US7306944B2 (en) Advanced cell-transducing transport domain-target protein-transport domain fusion protein and uses thereof
US11547649B2 (en) Fusion protein bound to cell-permeable peptide, and composition comprising fusion protein or cell-permeable peptide and epithelial cell growth factor as active ingredients
KR100495140B1 (en) Cell-transducing transport domain fusion protein and use thereof
KR100612673B1 (en) Cell-transducing botoxin fusion protein
KR20090016890A (en) New cell penetrating peptides and method for delivery of biologically active agents using thereof
CN101157730A (en) Fusion protein penetrating blood-brain barrier with nerve nourishment gene and encoding gene and uses thereof
KR100490362B1 (en) Oligolysine transducing domain, oligolysine-cargo molecule complex and uses thereof
KR101254004B1 (en) A composition containing cell-transducing sulfiredoxin fusion protein for preventing and treating inflammatory disorders
KR101841241B1 (en) fusion peptides associated with inflammatory skin disease and phamaceutical composition comprising the same
KR101567329B1 (en) Pharmaceutical composition for autosomal dominant polycystic kidney disease containing FK506 binding protein fusion protein
KR20090026382A (en) Cell-transducing pten fusion protein
US20110092427A1 (en) Polypeptide and pharmaceutical composition containing the polypeptide
KR20020067108A (en) Transducing domain, transducing domain-cargo molecule complex and uses thereof
KR100835880B1 (en) 27 Cell-transducing heat shock protein 27 fusion protein
KR101218067B1 (en) Cell transducing glyoxalase fusion protein and pharmaceutical composition containing thereof
KR100773274B1 (en) Cell-transducing Fusion Protein of Cyclophilin A
KR100998498B1 (en) Cell-transducing creatine kinase fusion protein
KR100802480B1 (en) Growth receptor factor bound protein 7 fusion protein
KR20120035566A (en) A pharmaceutical composition containing cell-transducing rps3 fusion protein for preventing and treating neurological disorders
KR20240006722A (en) Cargo Molecule Transducing Domain SY1, Fusion Compound containing thereof, and Pharmaceutical Composition containing the Fusion Compound
KR100877152B1 (en) Cell permeable p66shc fusion protein having anti-cancer activity
CN101104856B (en) Series of non-viral vectors and pharmaceutical composition containing the same
KR20050029879A (en) Hiv-2 tat transducing domain, transducing domain-cargo molecule fusion protein and uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130703

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140710

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160803

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190725

Year of fee payment: 14