KR20090091501A - Method of purifying botulinum toxin from clostridium botulinum - Google Patents

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Abstract

A method for isolating botulinum toxin from Clostridium botulinum is provided to massively produce the botulinum toxin in a short time and improve the efficiency of botulinum toxin. A method for isolating botulinum toxin from Clostridium botulinum comprises: a first step of culturing the Clostridium botulinum; a second step of precipitating Clostridium botulinum and adding acid to precipitate again; and a step of performing liquid chlomatography of the precipitate and purifying the botulinum toxin.

Description

클로스트리디움 보툴리눔으로부터 보툴리눔 독소를 정제하는 방법{Method of purifying botulinum toxin from Clostridium botulinum}Method of purifying botulinum toxin from Clostridium botulinum}

본 발명은 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum)에서 보툴리눔 독소(botulinum toxin)를 정제하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 상기 클로스트리디움 보툴리눔을 배양하는 제1단계, 상기 배양된 상기 클로스트리디움 보툴리눔을 1차 산침전시키고 아세테이트로 추출한 뒤 산을 첨가하여 2차 산침전시키는 것을 포함하는 제2단계 및 상기 제2단계에 의한 상기 보툴리눔 독소가 포함된 침전물을 크로마토그래피를 이용하여 보툴리눔 독소를 정제하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 보툴리눔 독소의 정제 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying botulinum toxin from Clostridium botulinum , and more particularly, the first step of culturing the Clostridium botulinum, and the cultured Clostridium botulinum. Purification of the botulinum toxin by chromatography of the second and second precipitates comprising botulinum tonic acid precipitation and extraction with acetate followed by addition of acid to secondary acid precipitation. It relates to a method for purifying the botulinum toxin, characterized in that comprises a third step.

신경독성을 지닌 독소를 분비하는 클로스트리디움 균주들이 1890년대에서부 터 지금까지 발견되었으며, 지난 70년간 이들 균주들이 분비하는 독소에 대한 특성 규명이 연구되어 왔다(Schant, E. J. 등, Microbiol. Rev. 56; 80; 1992).Clostridium strains that secrete neurotoxic toxins have been discovered since the 1890s and have been studied for toxins secreted by these strains for the past 70 years (Schant, EJ et al., Microbiol. Rev. 56; 80; 1992).

상기 보툴리눔 독소(botulinum toxin)는 그 혈청학적 특징에 따라 A 내지 G형의 7가지 형으로 나뉘어진다. 각 독소는 약 150KDa 정도의 독소 단백질을 가지고 있는데, 자연적으로는 여러 비독성 단백질들과 결합되어 있는 복합체로 이루어져 있다. 중간(Medium) 복합체(300kDa)는 독소 단백질과 비독성-비헤마글루티닌 단백질로 이루어져 있고, 큰(Large; 450kDa) 복합체 및 거대(Large-Large; 900kDa) 복합체는 중간 복합체가 헤마글루티닌과 결합되어 있는 형태를 띠고 있다(Sugiyama, H., Microbiol. Rev. , 44, 419; 1980). 이러한 비독성 비헤마글루티닌 단백질들은 장내에서 낮은 pH와 각종 단백질 가수분해 효소로부터 독소를 보호하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다(Sugiyama, H., Microbiol. Rev. ,44, 419; 1980).The botulinum toxin is divided into seven types, type A to G, depending on its serological characteristics. Each toxin has a toxin protein of about 150 KDa, which naturally consists of a complex of several non-toxic proteins. Medium complex (300kDa) consists of toxin protein and non-toxic-non-hemagglutinin protein.Large (450kDa) complex and Large-Large (900kDa) complex are intermediate complexes with hemagglutinin. It is in a combined form (Sugiyama, H., Microbiol. Rev., 44, 419; 1980). These non-toxic non-hemagglutinin proteins are known to function to protect toxins from low pH and various proteolytic enzymes in the intestine (Sugiyama, H., Microbiol. Rev., 44, 419; 1980).

상기 독소는 세포 내에서 분자량이 약 150kDa인 하나의 폴리펩티드로 합성된 후, 세포내 단백질 분해 효소의 작용이나 트립신과 같은 인위적인 효소 처리에 의하여 N말단으로부터 1/3되는 위치에서 절단되어 2개의 단위체인 경쇄(L: light chain)(분자량; 50 kDa)와 중쇄(H: heavy chain)(분자량; 100kDa)로 나뉘어진다.The toxin is synthesized into one polypeptide having a molecular weight of about 150 kDa in the cell, and then cleaved at a position one third from the N terminal by the action of intracellular proteolytic enzymes or by an artificial enzymatic treatment such as trypsin. It is divided into light chain (L) (molecular weight; 50 kDa) and heavy chain (H: heavy chain) (molecular weight; 100 kDa).

이렇게 나뉘어진 독소는 단일 폴리펩티드일 때에 비해 그 독성이 크게 증가한다. 두 단위체는 이황화결합에 의해 서로 연결되어 있으며, 각각은 다른 기능을 갖는다. 중쇄는 목표물(target)이 되는 세포의 수용체(receptor)와 결합하고(Park. M.K., 등, FEMS Microbiol. Lett. 72, 243; 1990), 낮은 pH(pH4)에서 생체막과 반응하여 채널(channel)을 형성하는 기능을 가지며(Mantecucco, C. 등, TIBS 18, 324; 1993), 경쇄는 약리활성를 가지고 있어 세제(detergent)를 사용하여 세포에 투과성을 부여하거나, 전기천공(electroporation) 등으로 세포내 투입되었을 때 신경전달물질의 분비를 방해한다(Poulain, B. 등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85, 4090 ; 1988).The divided toxins are greatly increased in toxicity compared to single polypeptides. The two units are connected to each other by disulfide bonds, each having a different function. The heavy chain binds to the receptor of the target cell (Park. MK, et al., FEMS Microbiol. Lett. 72, 243; 1990) and reacts with the biofilm at low pH (pH4) to channel. (Mantecucco, C. et al., TIBS 18, 324; 1993), the light chain has pharmacological activity to impart permeability to cells using detergent or intracellular by electroporation or the like. Interferes with the secretion of neurotransmitters when injected (Poulain, B. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85, 4090; 1988).

상기 독소는 신경근육종말(neuromuscular junction)의 콜린성 전시냅스(cholinergic presynapse)에서 아세틸콜린의 엑소시토시스(exocytosis)를 저해하여 전신 무력증을 일으킨다. 극미량의 독소를 처리해도 독성이 나타나는 것으로 보아 이 독소는 어떤 효소 활성을 가질 것으로 생각되어져 왔다(Simpson, L. L. 등, Ann. Rev. Pharmaeol. Toxicol. 26, 427; 1986). The toxin inhibits exocytosis of acetylcholine at cholinergic presynapse of neuromuscular junctions, causing systemic asthenia. Treatment with trace amounts of toxins has been thought to be toxic, suggesting that these toxins may have some enzymatic activity (Simpson, L. L. et al., Ann. Rev. Pharmaeol. Toxicol. 26, 427; 1986).

최근에 밝혀진 바에 의하면, 독소는 메탈로펩티다제 활성(metallopeptidase activity)을 갖고 있으며 그 기질은 엑소시토시스 장치 복합체(exocytosis machinary complex)를 이루는 단위 단백질들인 시냅토브레빈(Synaptobrevin), 신택신(Syntaxin), 25KDa의 시냅토좀 연계 단백질(Synaptosomal associated protein of 25KDa) (SNAP25) 등이다. 각 형의 독소는 이 세가지 단백질들 중 하나를 기질로 삼고 있는데, B, D, F 및 G형은 시냅토브레빈을, A와 E형은 SNAP25를, C형은 신택신을 특정 부위에서 절단하는 것으로 알려져 있다(Binz, T. 등, J. Biol. Chem. 265, 9153; 1994).Recently discovered, the toxin has metallopeptidase activity and its substrate is synaptobrevin, syntaxin, which is a unit protein of the exocytosis machinary complex. ), Synaptomal associated protein of 25KDa (SNAP25). Each type of toxin uses one of these three proteins as substrates, with types B, D, F, and G being synaptobrevin, types A and E cutting SNAP25, and type C syntaxin cutting at specific sites. Known (Binz, T. et al., J. Biol. Chem. 265, 9153; 1994).

상기 보툴리눔 독소는 소량으로 인체에 치명적이고 대량생산이 용이하므로 탄저균(Bacillus anthracis), 페스트(Yersinia pestis), 천연두(smallpox virus)와 더불어 4대 생물테러 무기로 사용될 수 있는 독소이다. 그러나, 상기 보툴리눔 독소(botulinum toxin) 중 A형 독소의 경우에는 전신적으로는 인체에 영향을 미치지 않는 용량 이하로 주사하면 상기 주사 부위의 국소 근육을 마비시킬 수 있다. 상기와 같이 근육을 국소로 마비시킬 수 있어 주름살 제거제, 경직성 편마비 및 놔성마비의 치료제 등으로 광범위하게 사용할 수 있으므로 매우 유용한 독소이다. The botulinum toxin is a toxin that can be used as four major bioterrorism weapons together with anthracis (Bacillus anthracis), pest (Yersinia pestis), smallpox virus because it is lethal to mass and easy to mass production. However, in the case of the A-type toxin of the botulinum toxin, when injected at a dose that does not affect the human body systemically, the local muscle of the injection site may be paralyzed. As described above, the muscles can be paralyzed locally, so it can be widely used as an anti-wrinkle remover, stiff hemiplegia and subparesis, and is a very useful toxin.

상기와 같은 이유로 상기 보툴리눔 독소는 수요가 급증하고 있으며 상기 수요에 발맞추어 보툴리눔 독소의 정제방법에 대한 연구가 시작되었다. 상기 종래 보툴리눔 독소의 정제 방법으로 이온교환 크로마토그래피법을 사용하였는데 장기간 (약 10일 내지 14일)이 소요되어 산업적으로 적용하기가 매우 곤란하다는 문제점이 있었다. 또한, 상기 클로스트리디움 보툴리눔은 혐기성 세균이므로 상기 고정시에 혐기성 시설 내에서 하여야 한다는 문제점이 있어서 대량생산이 어려웠다. 게다가 상기 정제방법에 의하여 정제된 유효성분인 상기 보툴리눔 독소가 명확하게 분리 동정이 되지 않아 불순물이 포함되는 문제점이 있었다.For the same reason, the demand for botulinum toxin is rapidly increasing, and in accordance with the demand, studies on the purification method of botulinum toxin have begun. In the conventional method of purifying botulinum toxin, ion exchange chromatography was used, and thus, a long time (about 10 to 14 days) was used, and thus, it was very difficult to apply industrially. In addition, since Clostridium botulinum is an anaerobic bacterium, it is difficult to mass-produce because there is a problem that the clostridial botulinum should be in an anaerobic facility at the time of fixation. In addition, the botulinum toxin, which is an active ingredient purified by the purification method, was not clearly identified and had a problem of including impurities.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 상기 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum)의 배양단계, 상기 배양된 상기 클로스트리디움 보툴리눔을 1차 산침전시키고 아세테이트로 추출한 후 산을 첨가하여 2차 산침전시키는 것을 포함하는, 보툴리눔 독소의 산침전단계 및 상기 산침전단계에 의한 상기 보툴리눔 독소가 포함된 침전물을 크로마토그래피를 이용하여 상기 보툴리눔 독소를 정제하는 단계를 포함하여 혐기 시설 없이 보툴리눔 독소만 대량생산 할 수 있는 정제 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the Clostridium botulinum ( Clostridium botulinum ) culturing step, and the acid-precipitating step of the botulinum toxin, comprising the first acidic precipitation of the incubated Clostridium botulinum and extracted with acetate, followed by a second acidic precipitation of the botulinum toxin It is an object of the present invention to provide a purification method capable of mass production of botulinum toxin only without an anaerobic facility, including purifying the botulinum toxin by chromatography of the precipitate containing the botulinum toxin.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 클로스트리디움 보툴리눔에서 보툴리눔 독소를 정제하는 방법은 클로스트리디움 보툴리눔을 배양하는 제1단계, 상기 배양된 상기 클로스트리디움 보툴리눔을 1차 산침전시키고 아세테이트로 추출한 뒤 산을 첨가하여 2차 산침전시키는 것을 포함하는 제2단계 및 상기 제2단계에 의한 상기 보툴리눔 독소가 포함된 침전물을 크로마토그래피를 이용하여 보툴리눔 독소를 정제하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method for purifying botulinum toxin from Clostridium botulinum according to the present invention for achieving the above object is a first step of culturing Clostridium botulinum, the first acid precipitation of the cultured Clostridium botulinum and acetate And a third step of purifying the botulinum toxin by chromatography using a second step including extracting the acid and adding an acid to precipitate the second acid, and depositing the botulinum toxin according to the second step. It is characterized by.

바람직하게는, 상기 배양단계의 배지는 펩톤, 효모추출물, 글루코오스 및 브레인 하트 인퓨전을 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the culture medium is characterized in that it comprises peptone, yeast extract, glucose and brain heart infusion.

바람직하게는, 상기 배양배지는 효모추출물의 농도가 0.3 내지 0.5 % 이며, 상기 글루코오스의 농도가 0.5 내지 1 % 인 것을 특징으로 한다.Preferably, the culture medium is characterized in that the concentration of yeast extract is 0.3 to 0.5%, the concentration of glucose is 0.5 to 1%.

바람직하게는, 상기 배양단계의 배지에 3 내지 5일 동안 배양하고 발효기(fermentor)에 의한 배양하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the culture in the culture step of 3 to 5 days and characterized in that the culture by a fermenter (fermentor).

바람직하게는, 상기 산침전단계는 황산(H2SO4)으로 클로스트리디움 보툴리눔의 단백질을 황산에 의하여 침전시키는 단계; 상기 황산에 침전된 단백질침전물에서 보툴리눔 독소를 아세테이트(acetate)로 추출하는 단계; 상기 아세테이트추출액을 염산을 사용하여 보툴리눔 독소를 침전시키는 단계;를 거친 후에, 상기 염산침전단계에 의한 침전물에 DNase, RNase를 처리하고, 에탄올(ethanol)에 침전시키는 단계; 및 상기 에탄올에 의한 침전물을 황산암모늄((NH4)2SO4)에 침전시켜 결정화를 유도하는 황산암모늄침전단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the acid precipitation step comprises the steps of precipitating the protein of Clostridium botulinum with sulfuric acid (H 2 SO 4 ); Extracting botulinum toxin from the protein precipitate precipitated in sulfuric acid with acetate; Precipitating the botulinum toxin using hydrochloric acid; and then, treating the precipitate by the hydrochloric acid precipitation step with DNase and RNase, and precipitating it with ethanol; And ammonium sulfate precipitation step of inducing crystallization by precipitating the precipitate by ethanol in ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ).

바람직하게는, 상기 황산침전단계의 황산의 pH 농도는 3.0 내지 3.9 인 것을 특징으로 한다. Preferably, the pH concentration of sulfuric acid in the sulfuric acid precipitation step is characterized in that 3.0 to 3.9.

바람직하게는, 상기 아세테이트추출단계의 아세테이트는 0.04 내지 0.09 몰농도(M)이고, 상기 아세테이트의 pH 농도는 6.3 내지 6.5 이며, 상기 추출시간은 1.5 내지 2.5 시간인 것을 특징으로 한다.Preferably, the acetate extraction step of the acetate is 0.04 to 0.09 molar concentration (M), the pH of the acetate is 6.3 to 6.5, the extraction time is characterized in that 1.5 to 2.5 hours.

바람직하게는, 상기 염산침전단계의 염산은 pH가 3.5 내지 3.8이고, 상기 염산은 상기 아세테이트추출액의 pH가 5.0 내지 6.5인 경우에서는 0.1N의 염산을 첨가하고, 상기 아세테이트추출액의 pH가 5.0 내지 3.7에서는 1N의 염산을 첨가하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the hydrochloric acid in the hydrochloric acid precipitation step has a pH of 3.5 to 3.8, the hydrochloric acid is added 0.1N hydrochloric acid when the pH of the acetate extract is 5.0 to 6.5, the pH of the acetate extract is 5.0 to 3.7 Is characterized by adding 1N hydrochloric acid.

바람직하게는, 상기 에탄올침전단계의 DNase, RNase는 처리시간이 1.5 내지 3 시간인 것을 특징으로 한다.Preferably, DNase, RNase of the ethanol precipitation step is characterized in that the treatment time is 1.5 to 3 hours.

더 바람직하게는, 상기 에탄올침전단계의 에탄올은 농도가 15 내지 18% 이고, 상기 에탄올의 처리시간은 1 내지 24시간인 것을 특징으로 한다. More preferably, the ethanol concentration of the ethanol precipitation step is 15 to 18%, characterized in that the treatment time of the ethanol is 1 to 24 hours.

바람직하게는, 상기 정제단계 완충용액으로 트리스(tris), 인산칼륨(K3HPO4), 인산나트륨(Na2PO4), 아세트산나트륨(CH3COONa)을 사용할 수 있다. 아세트산나트륨을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. Preferably, tris, potassium phosphate (K3HPO4), sodium phosphate (Na2PO4), sodium acetate (CH3COONa) may be used as the purification step buffer. More preferably, sodium acetate is used.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 클로스트리디움 보툴리눔에서 보툴리눔 독소를 정제하는 방법에 있어서, 상기 클로스트리디움 보툴리눔의 배양단계, 상기 배양된 상기 클로스트리디움 보툴리눔을 1차 산침전시키고 아세테이트로 추출한 후 산을 첨가하여 2차 산침전시키는 것을 포함하는, 보툴리눔 독소의 산침전단계 및 상기 산침전단계에 의한 상기 보툴리눔 독소가 포함된 침전물을 액체크로마토그래피를 이용하여 보툴리눔 독소를 정제하는 단계를 포함하여 이루어진다. The present invention provides a method for purifying botulinum toxin from Clostridium botulinum, the step of culturing the Clostridium botulinum, the first acid precipitation of the cultured Clostridium botulinum and extraction with acetate followed by the addition of acid Purifying the botulinum toxin, including acid precipitation, clarification of the botulinum toxin and the precipitate containing the botulinum toxin by the acid precipitation step using liquid chromatography.

상기 배양배지는 펩톤, 효모추출물, 글루코오스 및 브레인 하트 인퓨젼을 포함한다. 호기성과 통성 혐기성 세균 배양용 배지는 영양성분이 강화된 액체 배지로 트립틱소이(Tryptic(Trypticase)soy), 부유성 펩톤(supplemented peptone), 브레인 하트 인퓨전, 콜롬비아(Columbia), 부르셀라(Brucella) 배지가 있는데, 혐기성 세균에는 티오글리콜레이트(thioglycollate), 티올(Thiol), 혐기성 브레인 하트 인퓨젼 배지 등이 권장된다. The culture medium includes peptone, yeast extract, glucose and brain heart infusion. Aerobic and breathable anaerobic bacterial culture medium is a nutrient-enhanced liquid medium that is tryptic (Trypticase) soy, supplemented peptone, brain heart infusion, Columbia, Brucella There is a medium. For anaerobic bacteria, thioglycollate, thiol, anaerobic brain heart infusion medium and the like are recommended.

상기 배양 배지는 효모추출물의 농도가 0.3 내지 0.5 % 이며, 상기 글루코오스의 농도가 0.5 내지 1 % 이다. 상기 글루코오스의 농도는 상기 농도 범위 이내여야 하는데 상기 농도범위 이하인 경우에는 원할하게 상기 클로스트리디움 보툴리눔에 영양공급이 안 되므로 균이 잘 배양되지 않는다. 또한, 상기 농도 범위 이상으로 되는 경우 배지의 농도가 상승하여 상기 클로스트리디움 보툴리눔이 용혈현상이 일어나고 글루코오스에 의하여 육안으로 관찰이 어려우므로 상기 범위 내에서 행하여짐이 바람직하다. The culture medium is a yeast extract concentration of 0.3 to 0.5%, the concentration of glucose is 0.5 to 1%. The concentration of glucose should be within the concentration range, but if it is below the concentration range, the bacteria are not cultivated because it is not nourishment to the Clostridium botulinum. In addition, when the concentration is greater than or equal to the concentration range, it is preferable that the concentration of the medium is increased so that Clostridium botulinum may be hemolytic and it is difficult to visually observe by glucose.

상기 배양배지에 3 내지 5일 동안 배양하고 발효기에 배양한다. 상기 3일 이하로 배양하는 경우 충분히 상기 클로스트리디움 보툴리눔이 배양되지 않으며, 5일 이상으로 배양시키는 경우 균의 용해현상 및 단백분해현상이 과도하게 일어나 보툴리눔 독소의 효능이 감소되므로 상기 범위 내가 바람직하다. 그리고, 정체 배양하는 것보다 발효기에 배양하는 것이 많은 수의 상기 클로스트리디움 보툴리눔의 확보가 가능하므로 발효기에서 배양한다. Incubate for 3 to 5 days in the culture medium and incubated in the fermentor. When the culture is less than 3 days, the Clostridium botulinum is not sufficiently cultured, and when cultured for 5 days or more, the dissolution and proteolysis of the bacteria occur excessively, thereby reducing the efficacy of the botulinum toxin. . In addition, since it is possible to secure a large number of the Clostridium botulinum, it is cultured in the fermenter rather than stagnant culture.

상기 배양된 상기 클로스트리디움 보툴리눔은 상기 보툴리눔 독소를 추출해야 하므로 산침전단계를 거친다. 상기 산침전단계는 황산으로 클로스트리디움 보툴리눔의 단백질을 황산에 의하여 침전시키는 단계; 상기 황산에 침전된 단백질침전물에서 보툴리눔 독소를 아세테이트로 추출하는 단계; 상기 아세테이트추출액을 염산을 사용하여 보툴리눔 독소를 침전시키는 단계;를 거친 후에, 상기 염산침전단계에 의한 침전물에 DNase, RNase를 처리하고, 에탄올에 침전시키는 단계; 및 상기 에탄올에 의한 침전물을 황산암모늄에 침전시켜 결정화를 유도하는 황산암모늄침전단계;를 더 포함한다. The cultured Clostridium botulinum is subjected to an acid precipitation step because the botulinum toxin should be extracted. The acid precipitation step includes the step of precipitating the protein of Clostridium botulinum with sulfuric acid; Extracting botulinum toxin with acetate from the protein precipitate precipitated in sulfuric acid; Precipitating the botulinum toxin using hydrochloric acid; and then, treating the precipitate by the hydrochloric acid precipitation step with DNase, RNase, and precipitating it in ethanol; And ammonium sulfate precipitation step of inducing crystallization by precipitating the precipitate by ethanol in ammonium sulfate.

상기 산침전단계는 여러 단백질로 이루어진 클로스트리디움 보툴리눔에 산을 가함으로써 pH를 저하시켜 단백질이 등전점에 이르게 되어 침전되는 원리를 이용한 것이다. 넓은 의미에서 상기 산침전은 결정화도 포함되며, 순수하게 정제하는데 중점을 둔 결정화에 비하여 침전법은 혼합된 상태에서 목적물을 거칠게 분리하는 방법이다. 보통 산침전법은 목적 물질과 구조적으로 유사한 불순물이 함께 침전된다.The acid precipitation step utilizes the principle that the protein is lowered by adding acid to Clostridium botulinum consisting of several proteins to reach the isoelectric point and precipitate. In a broad sense, acid precipitation also includes crystallization, and the precipitation method is a method of roughly separating a target object in a mixed state as compared to crystallization focused on pure purification. Usually, acid precipitation precipitates impurities that are structurally similar to the target substance.

상기 황산침전단계의 황산의 pH 는 3.3 내지 3.8 이 바람직하다. 상기 황산에 의하여 상기 보툴리눔 독소와 유사한 단백질이 침전된다. 상기 보툴리눔 독소의 회수율은 pH가 낮을수록 높아지나 pH가 3.3 이하로 되는 경우 상기 보툴리눔 독소 자체에 영향을 미친다. 상기 pH가 4.0이상이 되는 경우 상기 보툴리눔 독소의 회수율이 낮아지므로 상기 범위 내에서 이루어짐이 바람직하다. 상기 pH 는 3.5일 때 상기 보툴리눔 독소의 회수율이 가장 높으므로 가장 바람직하다. The pH of sulfuric acid in the sulfuric acid precipitation step is preferably 3.3 to 3.8. The sulfuric acid precipitates a protein similar to the botulinum toxin. The recovery rate of the botulinum toxin increases as the pH is lower but affects the botulinum toxin itself when the pH becomes 3.3 or less. When the pH is 4.0 or more, the recovery rate of the botulinum toxin is lowered, so it is preferably made within the above range. The pH is most preferable because the recovery rate of the botulinum toxin is the highest when 3.5.

상기 황산침전단계에서 황산에 의하여 침전된 침전물에는 상기 보툴리눔 독소와 유사한 단백질이 모두 포함되어 있으므로 상기 보툴리눔 독소만 분리해 내어야 하므로 아세테이트추출단계를 거쳐야 한다. Since the precipitate precipitated by sulfuric acid in the sulfuric acid precipitation step includes all the proteins similar to the botulinum toxin, only the botulinum toxin should be separated and thus the acetate extraction step should be performed.

상기 아세테이트추출단계의 아세테이트는 0.04 내지 0.09 몰농도이고, 상기 아세테이트의 pH 농도는 6.3 내지 6.5 이며, 상기 추출시간은 1.5 내지 2.5 시간으로 한다. 상기 아세테이트는 상기 보툴리눔 독소와 유사한 극성을 가지므로 상기 독소의 추출을 용이하게 한다. 상기 아세테이트의 몰농도가 0.04이하인 경우에는 추출이 되지 않으며, 0.09이상으로 되는 경우에는 추출액에 불필요한 RNA의 양이 많으므로 상기 범위 내에서 이루어짐이 바람직하다. 상기 추출시간은 1.5시간 이하로 하는 경우 제대로 추출되지 않으며, 2.5 이상으로 행하는 경우 역가가 감소되고 비경제적이므로 상기 시간 범위 내에서 행하여짐이 바람직하다. 상기 아세테이트의 pH 농도는 상기 범위 내에서 이루어지면 역가가 높으므로 상기 범위 내에서 이루어짐이 바람직하다. 상기 아세테이트로 추출시에 염화나트륨을 첨가하는 경우 역가가 떨어지므로 첨가하지 않음이 바람직하다. 또한, 염화칼슘을 첨가하는 경우 RNA 제거율이 일정 부분 증가하나 상기 보툴리눔 독소의 활성이 감소하므로 포함하지 않는 것이 바람직하다. The acetate of the acetate extraction step is 0.04 to 0.09 molar concentration, the pH of the acetate is 6.3 to 6.5, the extraction time is 1.5 to 2.5 hours. The acetate has a similar polarity to the botulinum toxin and thus facilitates extraction of the toxin. If the molar concentration of the acetate is less than 0.04 is not extracted, if the amount is more than 0.09 it is preferable that the amount of unnecessary RNA in the extract is made within the above range. The extraction time is not properly extracted when the time is 1.5 hours or less, and when the process time is 2.5 or more, it is preferable that the extraction time is performed within the above time range because the titer is reduced and uneconomical. The pH concentration of the acetate is preferably within the range because the potency is high. When sodium chloride is added at the time of extraction with the acetate, since the titer is lowered, it is preferable not to add it. In addition, when calcium chloride is added, RNA removal rate is partially increased, but it is preferable not to include the botulinum toxin since the activity of the botulinum toxin decreases.

상기 아세테이트 추출액에는 보툴리눔 독소와 상기 보툴리눔 독소와 유사한 극성을 가지는 단백질이 포함되어 있으므로 상기 단백질을 염산으로 침전시키는 염산침전단계를 거쳐야 한다. 상기 염산침전단계의 염산은 pH가 3.5 내지 3.8이고, 상기 염산은 상기 아세테이트추출액의 pH가 5.0 내지 6.5인 경우에서는 0.1N의 염산을 첨가하고, 상기 아세테이트추출액의 pH가 5.0 내지 3.7에서는 1N의 염산을 첨가한다. 상기 pH 범위 내에서 행하여 지는 경우 보툴리눔 독소가 90% 이상이 되며 역가가 높다. 또한, RNA 제거율이 증가하므로 상기 범위 내에서 이루어짐이 바람직하다. Since the acetate extract contains a botulinum toxin and a protein having a polarity similar to that of the botulinum toxin, the acetate extract must undergo a hydrochloric acid precipitation step of precipitating the protein with hydrochloric acid. The hydrochloric acid in the hydrochloric acid precipitation step has a pH of 3.5 to 3.8, the hydrochloric acid is added with 0.1N hydrochloric acid when the pH of the acetate extract is 5.0 to 6.5, 1N hydrochloric acid when the pH of the acetate extract is 5.0 to 3.7 Add. If done within the pH range botulinum toxin is 90% or more and the titer is high. In addition, since the RNA removal rate is increased, it is preferable to be made within the above range.

상기 염산은 상기 아세테이트추출액의 pH가 5.0 내지 6.5인 경우에서는 0.1N의 염산을 첨가하고, 상기 아세테이트추출액의 pH가 5.0 내지 3.7에서는 1N의 염산을 첨가하는데 상기 pH에 상관없이 1N의 염산을 첨가하는 경우 상기 독소의 활성과 회수율이 떨어지므로 상기와 같이 첨가함이 바람직하다. 또한, 상기와 같이 pH에 따라 다른 농도의 염산을 첨가하면 단백질의 엉김 현상이 현저히 줄어든다. The hydrochloric acid is added with 0.1N hydrochloric acid when the pH of the acetate extract is 5.0 to 6.5, 1N hydrochloric acid is added when the pH of the acetate extract is 5.0 to 3.7, 1N hydrochloric acid is added regardless of the pH In this case, since the activity and recovery rate of the toxin are reduced, it is preferable to add as described above. In addition, the addition of hydrochloric acid at different concentrations according to pH, as described above, significantly reduces protein entanglement.

상기 염산에 의하여 침전시킨 침전물에는 보툴리눔 독소와 DNA, RNA도 함께 존재하므로 상기 DNA, RNA를 분해시키기 위해 DNase, RNase처리를 하고, 상기 독소만 뽑아내어야 하므로 에탄올에 침전시키는 것이 필요하다. 상기 에탄올침전단계의 DNase, RNase는 처리시간이 1.5 내지 3 시간으로 한다. 상기 DNase, RNase의 처리량에는 영향을 미치지 않으나 1.5시간 이하로 하면 DNA, RNA가 제대로 처리되지 않 고 3시간 이상으로 하는 경우 비경제적이므로 상기 범위내에서 행하는 것이 바람직하다. 또한 상기 에탄올침전단계에 있어 DNase, RNase를 처리함으로써, 발효 배지 중에 보툴리눔 독소와 함께 존재하는 핵산을 제거할 수 있다. In the precipitate precipitated by hydrochloric acid, botulinum toxin, DNA, and RNA also exist together, so that the DNA and RNA must be treated with DNase, RNase, and only the toxin must be extracted to precipitate in ethanol. DNase and RNase in the ethanol precipitation step is 1.5 to 3 hours. It does not affect the throughput of the DNase and RNase, but if it is 1.5 hours or less, it is preferable to carry out within the above range because it is uneconomical if the DNA and RNA are not properly processed and 3 hours or more. In addition, by treating DNase and RNase in the ethanol precipitation step, nucleic acids present together with botulinum toxin in the fermentation medium can be removed.

상기 에탄올침전단계의 에탄올은 농도가 15 내지 18 % 이고, 상기 에탄올의 처리시간은 1 내지 24시간으로 한다. 상기 에탄올은 상기 침전물의 비유전율을 변화시켜 침전물에 존재하는 단백질을 침전시키는 것이다. 상기 농도범위와 처리시간으로 하는 경우 역가가 높으며 회수율이 좋으므로 상기 농도범위와 시간 범위에서 행한다. Ethanol of the ethanol precipitation step is 15 to 18% in concentration, the treatment time of the ethanol is 1 to 24 hours. The ethanol is to change the relative dielectric constant of the precipitate to precipitate the protein present in the precipitate. In the case of the concentration range and the treatment time, the titer is high and the recovery rate is good.

상기 에탄올에 의한 침전물을 황산암모늄에 침전시켜 결정화를 유도하는 황산암모늄침전단계를 포함한다. 상기 황산암모늄침전단계를 염석이라고 볼 수 있는데 상기 염석은 물에 잘 용해하는 염(황산암모늄 등)을 단백질혼합액에 가하여 이온강도를 증가시켜 단백질을 침전시키는 것이다. 만약 목적으로 하는 단백질이 황산암모늄 60% 포화 때 주로 침전하는 것을 알면 미리 60% 포화 이하의 황산암모늄 농도로 목적 이외의 단백질을 침전시켜 제거하고 다음에 60% 포화가 되도록 황산암모늄((NH4)2SO4)을 가하여 목적하는 단백질을 침전시키고 이것을 원심분리로 모은다. 염석 조작은 정제의 초기 수단으로 흔히 이용된다. The precipitate by ethanol is precipitated in ammonium sulfate, so as to induce crystallization of ammonium sulfate. The ammonium sulphate precipitation step may be referred to as salting, in which salt is dissolved in water (such as ammonium sulphate) to the protein mixture to increase the ionic strength to precipitate the protein. If the target protein is precipitated predominantly at 60% saturation of ammonium sulphate, precipitate the protein other than the target at a concentration of ammonium sulphate below 60% saturation in advance and then remove ammonium sulphate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) is added to precipitate the desired protein which is collected by centrifugation. Salting out is often used as an initial means of purification.

상기 정제단계의 완충용액으로 트리스(tris), 인산칼륨(K3HPO4), 인산나트륨(Na2PO4), 아세트산나트륨(CH3COONa)을 사용할 수 있으며, 아세트산나트륨을 사용하는 것이 가장 바람직하다.Tris, potassium phosphate (K 3 HPO 4 ), sodium phosphate (Na 2 PO 4 ), sodium acetate (CH 3 COONa) may be used as the buffer solution of the purification step, and sodium acetate is most preferred. Do.

상기 정제 방법으로 정제된 보툴리눔 독소는 약학적 조성물의 유효성분이 된다. 상기 보툴리눔 독소는 활동 항진성 골격근을 특징으로 하는 신경근육 장애의 치료를 위하여 사용될 수 있다. 또한, 본태성 안검경련, 사시 및 반측안면 경련의 치료, 경부 디스토니아의 치료 및 미간(안면) 주름의 처치 등 다양하게 사용될 수 있다. The botulinum toxin purified by the above purification method becomes an active ingredient of the pharmaceutical composition. The botulinum toxin can be used for the treatment of neuromuscular disorders characterized by hyperactive skeletal muscle. It can also be used in a variety of ways, including treatment of essential blepharospasm, strabismus and lateral facial spasms, treatment of cervical dystonia and treatment of glabellar (facial) wrinkles.

이상에서 상술한 바와 같이 상기와 같은 본 발명에 따른 클로스트리디움 보툴리눔에서 보툴리눔 독소를 정제하는 방법에 따르면, 상기 클로스트리디움 보툴리눔의 배양단계, 상기 배양된 상기 클로스트리디움 보툴리눔을 적어도 하나 이상의 산으로 순차적으로 처리하여 보툴리눔 독소를 침전시키는 산침전단계 및 상기 산침전단계에 의한 상기 보툴리눔 독소가 포함된 침전물을 크로마토그래피를 이용하여 보툴리눔 독소를 정제하는 단계를 포함하여 이루어져 보툴리눔 독소의 정제시간을 단축하는 효과가 있다. 또한, 상기 정제시간을 단축함으로써 상기 보툴리눔 독소의 대량생산이 가능하고 상기 대량생산으로 비용을 낮추는 효과가 있다.According to the method for purifying botulinum toxin from the Clostridium botulinum according to the present invention as described above, the step of culturing the Clostridium botulinum, the cultured Clostridium botulinum to at least one acid A step of purifying the botulinum toxin by sequentially treating the acid precipitation step of precipitating the botulinum toxin and the step of purifying the botulinum toxin by chromatography of the precipitate containing the botulinum toxin by the acid precipitation step. It works. In addition, by shortening the purification time it is possible to mass-produce the botulinum toxin and lower the cost of the mass production.

또한 본 발명에 의한 정제 방법은 혐기성 시설 내에서 이루어져야 할 필요가 없으므로 경제적인 효과가 있으며, 상기 정제방법에 의하여 보툴리눔 독소가 명확하게 분리 동정되므로 상기 독소의 효능을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the purification method according to the present invention does not have to be made in an anaerobic facility, there is an economic effect, and since botulinum toxin is clearly identified and identified by the purification method, there is an effect of increasing the efficacy of the toxin.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<< 실시예Example 1 -  One - 클로스트리디둠Clostridium 보툴리눔 배양을 위한 배지> Medium for Botulinum Culture>

1-1 배양 배지의 조성 결정1-1 Composition Determination of Culture Medium

배지조성을 결정하기 위하여 펩톤 배지, 브레인 하트 인퓨전 배지, 게슬러 F. 보헬 H(Gessler F, Bohnel H.) 배지를 준비하였다. 상기 준비한 배지에 클로스트리디둠 보툴리눔을 접종하고 배양한 다음 배지별 배양액을 멸균 상태에서 사육한 흰쥐에 주사한 다음, 주사된 흰쥐 50%가 치사되는 반수치사량 LD 50(Lethal dose 50)을 조사하여 표 1에 나타내었다. Peptone medium, Brain Heart Infusion medium, Gesler F. Bohnel H. medium were prepared to determine the medium composition. After inoculating and incubating Clostridium botulinum in the prepared medium, the culture solution for each medium was injected into rats bred in a sterile state, and then the half dose LD 50 (Lethal dose 50) where 50% of the injected rats were killed was examined. 1 is shown.

배지별 조성성분 및 반수치사량Compositional Components and Half-Resistance by Media 배지badge 펩톤 배지 Peptone medium BHI 배지 BHI badge Gessler F, Bohnel H. 배지Gessler F, Bohnel H. Badge 배지의 조성성분Composition of Medium 2% peptone 1% yeast extract 1% N-Z amine 0.5% glucose (pH 7.4)2% peptone 1% yeast extract 1% N-Z amine 0.5% glucose (pH 7.4) 1% peptone 0.3% yeast extract 1% Brain Heart Infusion 0.5% glucose (pH 7.4)1% peptone 0.3% yeast extract 1% Brain Heart Infusion 0.5% glucose (pH 7.4) 1% peptone 0.3% yeast extract 1% N-Z amine 0.1% starch 0.5% NaCl 0.3% Sodium acetate 0.05% L-cysteine-HCl 0.5% glucose (pH 7.4)1% peptone 0.3% yeast extract 1% N-Z amine 0.1% starch 0.5% NaCl 0.3% Sodium acetate 0.05% L-cysteine-HCl 0.5% glucose (pH 7.4) LD50 (U/ml)LD 50 (U / ml) 1×105 1 × 10 5 2×105 2 × 10 5 8×104 8 × 10 4

동일한 조건 하에 5일 동안 배양하여 역가 시험시 BHI 배지의 보툴리눔 독소에 따른 치사량이 다른 조건에 비하여 2배 이상 높음을 확인하였다. 또한, 배양액상에서 확인하였을 때 펩톤배지는 RNA가 많이 포함되었음을 확인하였고, BHI 배지는 RNA가 거의 없음을 확인하였다. Cultured for 5 days under the same conditions, it was confirmed that the killing amount according to the botulinum toxin of BHI medium was more than two times higher than other conditions in the titer test. In addition, when confirmed in the culture solution, the peptone medium was confirmed that a lot of RNA, BHI medium was confirmed that almost no RNA.

1-2 배양배지의 효모추출물 포함 % 결정1-2% determination of yeast extract in culture medium

배지의 효모추출물(Yeast extract)의 포함양에 따른 독소의 양을 알아보기 위하여 각각 다른 농도의 배지를 준비하고 상기 배지에 클로스트리디둠 보툴리눔을 접종하고 배양한 다음 배지별 배양액을 멸균 상태에서 사육한 흰쥐에 주사한 다음 반수치사량 LD50을 조사하여 표 2 에 나타내었다. In order to determine the amount of toxin according to the amount of yeast extract of the medium, different concentrations of medium were prepared, inoculated and inoculated with Clostridium botulinum to the medium, and the culture medium for each medium was bred under sterile conditions. Injected into rats, and examined for half lethal dose LD50. Shown in

배지별 조성성분 및 반수치사량Compositional Components and Half-Resistance by Media 배지badge Yeast extract(0.3%)Yeast extract (0.3%) Yeast extract(0.5%)Yeast extract (0.5%) Yeast extract(1.0%)Yeast extract (1.0%) 조성성분Ingredient 0.3% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4)0.3% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4) 0.5% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4)0.5% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4) 1% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4)1% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4) LD50 (U/ml)LD 50 (U / ml) 2.5×105 2.5 × 10 5 3×105 3 × 10 5 2×105 2 × 10 5

상기 각각의 배지별로 동일한 조건 하에 5일 동안 배양하여 역가 시험시 효모추출물을 0.5% 포함하고 있는 배지의 보툴리눔 독소에 따른 치사량이 다른 조건에 비하여 1.5배까지 높음을 확인하였다. Each medium was cultured for 5 days under the same conditions, and it was confirmed that the lethality according to botulinum toxin of the medium containing 0.5% of yeast extract in the titer test was 1.5 times higher than other conditions.

1-3 배양 배지의 1-3 of culture medium GlucoseGlucose 포함 % 결정 % Determined

배지의 글루코오스(Glucose)의 포함량에 따른 독소의 양을 알아보기 위하여 각각 다른 농도의 배지를 준비하고 상기 배지에 클로스트리디둠 보툴리눔을 접종하고 배양한 다음 배지별 배양액을 멸균 상태에서 사육한 흰쥐에 주사한 다음 반수치사량 LD50을 조사하여 표 3 에 나타내었다. In order to determine the amount of toxin according to the amount of glucose contained in the medium, different concentrations of medium were prepared, the medium was inoculated with Clostridium botulinum, and the medium was cultured in sterile rats. After injection, the half dose LD50 was investigated. Shown in

배지별 조성성분 및 반수치사량Compositional Components and Half-Resistance by Media 배지badge Glucose (0.5%)Glucose (0.5%) Glucose (1%)Glucose (1%) Glucose (1.5%)Glucose (1.5%) 조성성분Ingredient 0.5% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4)0.5% yeast extract 0.5% glucose (pH 7.4) 0.5% yeast extract 1% glucose (pH 7.4)0.5% yeast extract 1% glucose (pH 7.4) 0.5% yeast extract 1.5% glucose (pH 7.4)0.5% yeast extract 1.5% glucose (pH 7.4) LD50 (U/ml)LD 50 (U / ml) 3×105 3 × 10 5 3.5×105 3.5 × 10 5 2×105 2 × 10 5

상기 각각의 배지별로 동일한 조건 하에 5일 동안 배양하여 역가 시험시 글루코오스(Glucose)를 1% 포함하고 있는 배지의 보툴리눔 독소에 따른 치사량이 다른 조건에 비하여 최소 1.5배까지 높음을 확인하였다. Each medium was cultured for 5 days under the same conditions to confirm that the lethality of botulinum toxin in the medium containing 1% glucose (Glucose) was at least 1.5 times higher than other conditions.

1-4 배양 배지의 1-4 of Culture Medium pHpH 결정 decision

배지의 pH에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보기 위하여 상기 실험예 1 내지 3의 배지조건 (0.5% yeast extract, 0.5% glucose)으로 하여 각각 다른 pH의 배지를 준비하고 상기 배지에 클로스트리디둠 보툴리눔을 접종하고 배양한 다음 배지별 배양액을 멸균 상태에서 사육한 흰쥐에 주사한 다음 반수치사량 LD50을 조사하여 표 4 에 나타내었다. In order to determine the amount of botulinum toxin according to the pH of the medium, media of different pHs were prepared using the medium conditions (0.5% yeast extract, 0.5% glucose) of Experimental Examples 1 to 3, and Clostridium botulinum was added to the medium. After inoculation and incubation, the culture medium was injected into rats bred in a sterile state, and then irradiated with a semi-numerical dose LD50. Shown in

배지의 pH별 반수치사량Semi-numerical dose by pH of medium 배지의 pHPH of medium pH 6.8pH 6.8 pH 7.4pH 7.4 pH 8.0pH 8.0 pH 8.5pH 8.5 LD50 (U/ml) LD 50 (U / ml) 2.5×105 2.5 × 10 5 3.5×105 3.5 × 10 5 4×105 4 × 10 5 2×105 2 × 10 5

상기 각각의 배지별로 동일한 조건 하에 5일 동안 배양하여 역가 시험시 pH 가 8.0인 배지의 보툴리눔 독소에 따른 치사량이 다른 조건에 비하여 최소 1.5~2배 높음을 확인하였다. Each medium was incubated for 5 days under the same conditions, and when tested for potency, the lethality of botulinum toxin in the medium having a pH of 8.0 was confirmed to be at least 1.5 to 2 times higher than other conditions.

1-5 배지의 배양일수 결정1-5 Determine the culture days of the medium

배양일수에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보기 위하여, 상기 실험예 1 내지 4의 배지조건 (0.5%yeast extract, 0.5% glucose, pH 8.0)으로 하여 3일, 4일, 5일, 6일의 조건으로 하여 상기 클로스트리디둠 보툴리눔을 상기 배지에 배양하였다. 상기 각각의 배지별 배양액을 멸균 상태에서 사육한 흰쥐에 주사한 다음 반수치사량 LD50을 조사하였다. 또한, 상기 배양일수에 따른 배지의 배양액을 아세테이트로 추출한 단백질의 양을 조사하고, 상기 치사량과 함께 하기 표 5에 나타내었다. In order to determine the amount of botulinum toxin according to the culture days, the conditions of 3 days, 4 days, 5 days, 6 days as the medium conditions (0.5% yeast extract, 0.5% glucose, pH 8.0) of Experimental Examples 1 to 4 The Clostridium botulinum was cultured in the medium. The culture medium for each medium was injected into rats bred in a sterile state and then irradiated with a lethal dose LD50. In addition, the amount of the protein extracted with the culture solution of the medium according to the culture days was examined, and shown in Table 5 together with the lethal dose.

배지의 배양일별 반수치사량Half dose of culture medium 배양일수Incubation days 3 Day3 Day 4 Day4 Day 5 Day5 Day 6 Day6 Day LD50 (U/ml)LD 50 (U / ml) 4×105 4 × 10 5 3×105 3 × 10 5 4×105 4 × 10 5 3×105 3 × 10 5 배양일수별 acetate 후(정제전) Protein (mg/ml)After Acetate (Before Purification) Protein by Culture Day (mg / ml) 13.5 13.5 11 11 8.4 8.4 8.5 8.5

상기 표 5을 살펴보면 동일한 조건 하에 배양하여 역가 시험시 5일 배양시 의 보툴리눔 독소에 따른 치사량이 다른 배지에 비하여 1.5배 정도 높거나 비슷하였다. 또한, 상기 치사량이 비슷한 경우 정제시 보툴리눔 독소 이외의 단백질(protein)의 양이 적음으로 정제 후 순도가 높아짐을 확인하였다. Looking at Table 5 , the lethal dose according to the botulinum toxin in the culture test under the same conditions and cultured under the same conditions was 1.5 times higher or similar to that of other media. In addition, when the lethal amount was similar, it was confirmed that the purity after purification was small because the amount of protein (protein) other than botulinum toxin was low.

1-6 배양방법 결정1-6 Culture Method Decision

배양방법에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보기 위하여, 상기 실험예 1 내지 4의 배지조건 (0.5%yeast extract, 0.5% glucose, pH 8.0)으로 하여 정체 배양과 발효기(fermentor) 배양 조건으로 하여 상기 클로스트리디둠 보툴리눔을 배양하였다. 상기 각각의 배지별 배양액을 멸균 상태에서 사육한 흰쥐에 주사한 다음 반수치사량 LD50을 조사하여 표 6에 나타내었다. In order to determine the amount of botulinum toxin according to the culture method, the cloth was subjected to stagnant culture and fermenter culture conditions using the medium conditions (0.5% yeast extract, 0.5% glucose, pH 8.0) of Experimental Examples 1 to 4. Tridydum botulinum was incubated. The culture medium for each medium was injected into rats bred in a sterile state, and then irradiated with a semi-numerical dose LD50 is shown in Table 6.

배지의 배양방법별 반수치사량 Semi-numerical dose by culture method 배양방법Culture method 정체 배양Stagnation 발효기 배양 Fermenter Culture LD50 (U/ml)LD 50 (U / ml) 5×104 5 × 10 4 4×105 4 × 10 5

상기 표 6을 살펴보면, 동일한 조건 하에 5일 동안 배양하여 역가시험시 발효기(rmentor) 배양의 경우 보툴리눔 독소에 따른 치사량이 정체 배양에 비하여 최소 5~10배 높음을 확인하였다. Looking at Table 6 , it was confirmed that the fermenter (rmentor) culture in the potency test by the culture for 5 days under the same conditions at least 5 ~ 10 times higher than lethal culture according to the botulinum toxin.

<< 실시예Example 2 -  2 - 산침전Mountain precipitation 단계> Step>

2-1 황산침전2-1 Sulfuric Acid Precipitation

상기 실험예 1 내지 7에서 흰쥐의 치사량이 가장 높은 배양조건 (0.5%yeast extract, 0.5% glucose, pH 8.0인 배지에서 5일간 배양기에서 배양)으로 하여 상기 클로스트리디둠 보툴리눔을 배지에 배양한 다음 상기 배지의 배양액을 황산을 사용하여 각기 다른 pH로 침전시켰다. 상기 각각의 침전액을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수치사량 LD50을 조사하여 하기 표 7에 나타내었다. In Experimental Examples 1 to 7, the rats were cultured in a medium having the highest lethal culture condition (0.5% yeast extract, 0.5% glucose, cultured in an incubator for 5 days in a medium having a pH of 8.0) in the medium, and then Cultures of the medium were precipitated at different pH using sulfuric acid. Each of the precipitates were injected into rats bred in a sterile state to investigate the half lethal dose LD50 and are shown in Table 7 below.

황산의 pH 별 반수치사량Half dose of sulfuric acid by pH 황산의 pHPH of sulfuric acid pH 2.5pH 2.5 pH 3.0pH 3.0 pH 3.5 pH 3.5 pH 4.0pH 4.0 LD50 (U/ml) LD 50 (U / ml) 1×105 1 × 10 5 3×105 3 × 10 5 4×106 4 × 10 6 2×105 2 × 10 5

상기 표 7을 살펴보면, 상기 보툴리눔 독소의 회수율은 pH가 낮을수록 높아지나, pH 2.5와 pH 3.0의 경우에서는 보툴리눔 독소 자체에 영향을 미쳐 역가가 낮아짐을 확인하였고, pH 4.0에서는 보툴리눔 독소의 회수율이 낮아져서 결국 pH 3.5가 가장 높은 역가를 회수함을 확인하였다. Referring to Table 7, the recovery rate of the botulinum toxin is higher as the pH is lower, but in the case of pH 2.5 and pH 3.0, it is confirmed that the titer is lowered by affecting the botulinum toxin itself, and the recovery rate of the botulinum toxin is lowered at pH 4.0. Eventually, it was confirmed that pH 3.5 recovered the highest titer.

2-2 아세테이트 추출2-2 Acetate Extraction

2-2-1 아세테이트추출단계에서의 아세테이트 농도2-2-1 Acetate Concentration in Acetate Extraction Step

황산에 의하여 황산침전단계를 거친 상기 클로스트리디둠 보툴리눔의 침전된 단백질으로부터 보툴리눔 독소를 추출하기 위하여 아세테이트를 이용하여 추출하였다. 상기 아세테이트의 농도에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보고자 0.05M, 0.1M 및 0.15M 농도의 아세테이트를 준비하고 각각의 농도에서 추출하였다. 상기 각각의 농도에서 추출한 추출액을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수치사량 LD50을 조사하였다. Extraction was performed using acetate to extract botulinum toxin from the precipitated protein of Clostridium botulinum which was subjected to sulfuric acid precipitation step by sulfuric acid. To determine the amount of botulinum toxin according to the concentration of acetate, acetates of 0.05M, 0.1M and 0.15M concentrations were prepared and extracted at respective concentrations. The extracts extracted at the respective concentrations were injected into rats bred in a sterile state to examine the semi-numerical dose LD50.

또한, 상기 각각의 농도에서 추출된 추출액을 에탄올침전단계까지 거친 후 침전물을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수치사량 LD50을 조사하였다. 상기 조사한 결과를 하기 표 8 에 나타내었다. In addition, the extract extracted at each concentration was subjected to the ethanol precipitation step, and the precipitates were injected into rats bred in a sterile state to examine the semi-numerical dose LD50. The results of the investigation are shown in Table 8 below.

아세테이트 농도에 따른 단계별 반수치사량Stepwise half dose according to acetate concentration 0.05M0.05M 0.1M0.1M 0.15M0.15M 각 농도별 acetate 처리 후 Mouse LD50 (U/ml)Mouse LD 50 after acetate treatment at each concentration (U / ml) 1×106 1 × 10 6 2×106 2 × 10 6 1.5×106 1.5 × 10 6 각 농도별 산침전 과정 후(EtOH 처리 후) Mouse LD50 (U/Protein-mg)After acid precipitation for each concentration (after treatment with EtOH) Mouse LD 50 (U / Protein-mg) 4×106 4 × 10 6 2×106 2 × 10 6 1.5×106 1.5 × 10 6

상기 표 8을 살펴보면, 상기 아세테이트 농도를 0.1M로 한 경우 역가가 다른 농도에 비해 2배 정도 좋으나 이 후 산침전 과정을 거치면 0.05M과 역가가 비슷한 수치로 나오며 protein-mg당 toxin 회수율이 0.05M에서 가장 높은 것으로 나타났다. Referring to Table 8, when the acetate concentration is 0.1M, the titer is about twice as good as the other concentrations, but after the acid precipitation process, the titer comes out to be similar to the titer of 0.05M, and the toxin recovery rate per protein-mg is 0.05M. Found to be the highest at.

2-2-2 아세테이트추출단계에서의 추출시간2-2-2 Extraction Time in Acetate Extraction Step

황산에 의하여 황산침전단계를 거친 상기 클로스트리디둠 보툴리눔의 침전된 단백질을, 아세테이트를 이용하여 추출하였다. 상기 아세테이트의 추출시간에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보고자 1시간, 2시간 및 24시간 동안 아세테이트로 추출하였다. 상기 각각의 농도에서 추출한 추출액을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수치사량 LD50을 조사하여 표 9 에 나타내었다. The precipitated protein of Clostridium botulinum, which had been subjected to sulfuric acid precipitation by sulfuric acid, was extracted using acetate. To determine the amount of botulinum toxin according to the extraction time of the acetate, it was extracted with acetate for 1 hour, 2 hours and 24 hours. The extracts extracted at the respective concentrations were injected into rats bred in a sterile state and irradiated with a semi-numerical dose LD50 is shown in Table 9.

아세테이트 추출 반응시간에 따른 반수치사량Half dose according to acetate extraction reaction time 추출시간Extraction time 1 hr1 hr 2 hr2 hr 24 hr24 hr 반응시간별 acetate 처리 후 Mouse LD50 (U/ml)Mouse LD 50 (U / ml) after acetate treatment by reaction time 1.5×106 1.5 × 10 6 2×106 2 × 10 6 1×106 1 × 10 6

상기 표 9을 살펴보면 상기 아세테이트로 2시간 동안 추출한 경우 역가가 가장 높았으며, 상기 추출시간을 24시간 동안 시행했을 때에는 역가가 2시간에 비해 1.5~2배 정도 감소됨을 확인하였다. Looking at the Table 9, it was confirmed that the titer was the highest when extracted with the acetate for 2 hours, and when the extraction time was performed for 24 hours, the titer was reduced by 1.5 to 2 times compared to 2 hours.

2-2-3 아세테이트추출단계에서의 아세테이트의 2-2-3 Acetate in Acetate Extraction pHpH

상기 아세테이트의 pH에 따라 추출되는 보툴리눔 독소의 양을 알아보고자 pH 5.3, pH 6.0 및 pH 6.5로 된 아세테이트를 준비하고 상기 pH별로 추출한 추출액을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수치사량을 조사하였다. To determine the amount of botulinum toxin extracted according to the pH of the acetate, an acetate of pH 5.3, pH 6.0, and pH 6.5 was prepared, and the extract extracted for each pH was injected into sterile rats to investigate the semi-numerical dose.

상기 pH 5.3인 아세테이트의 치사량은 3×105 U/㎖로 나타났으며, pH 6.0인 아세테이트의 치사량은 2×106 U/㎖로 나타났다. 또한, pH 6.5인 아세테이트의 치사량은 4×105 U/㎖로 나타났다. The lethal amount of acetate at pH 5.3 was 3 × 10 5 U / ml, and the lethal amount of acetate at pH 6.0 was 2 × 10 6 U / ml. In addition, the lethal amount of acetate having a pH of 6.5 was 4 × 10 5 U / ml.

상기 아세테이트의 pH.6.5가 pH 5.3에 비해 역가가 5 내지 10배정도, pH 6.0에 비해 4 내지 5배 정도 높음을 확인하였다.It was confirmed that the pH.6.5 of the acetate was about 5 to 10 times higher than the pH 5.3, and about 4 to 5 times higher than the pH 6.0.

2-2-4 아세테이트추출단계에서의 염화나트륨 2-2-4 Sodium Chloride in Acetate Extraction 첨가여부Addition

상기 아세테이트로 추출시에 염화나트륨(NaCl) 첨가 여부에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보고자 0.05M, 0.1M 및 0.15M 농도의 염화나트륨을 준비하고 각각의 농도에서 추출하였다. 상기 각각의 농도에서 추출한 추출액을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수 치사량 LD50을 조사하였다. To determine the amount of botulinum toxin depending on whether sodium chloride (NaCl) was added when extracted with acetate, sodium chloride at 0.05 M, 0.1 M and 0.15 M concentrations was prepared and extracted at each concentration. The extracts extracted at the respective concentrations were injected into rats bred in a sterile state to examine the half lethal dose LD50.

상기 염화나트륨이 0.05M 인 아세테이트의 치사량은 1×106 U/㎖로 나타났으며, 염화나트륨이 0.1M 농도인 아세테이트로 추출한 추출액의 치사량은 1×106 U/㎖로 나타났다. 또한, 염화나트륨이 1M 인 아세테이트로 추출한 추출액의 치사량은 7×105 U/㎖로 나타났으며, 상기 염화나트륨이 포함되지 않은 아세테이트로 추출한 추출액의 치사량은 2×106 U/㎖로 나타났다. The lethal amount of acetate having 0.05M sodium chloride was 1 × 10 6 U / ml, and the lethal amount of the extract extracted with acetate having 0.1M sodium chloride was 1 × 10 6 U / ml. In addition, the lethal amount of the extract extracted with 1M sodium chloride acetate was 7 × 10 5 U / ㎖, the lethal amount of the extract extracted with acetate containing no sodium chloride was 2 × 10 6 U / ㎖.

상기 결과를 살펴볼 때 염화나트륨을 포함하지 않는 경우가 다른 조건에 비하여 역가가 2 내지 3배 정도 높음을 확인하였다. Looking at the results, it was confirmed that the case of not containing sodium chloride is 2 to 3 times higher in titer than other conditions.

2-2-5 아세테이트추출단계에서의 염화칼슘의 2-2-5 Calcium Chloride in Acetate Extraction 첨가여부Addition

상기 아세테이트로 추출시에 염화칼슘(CaCl2)의 첨가 여부에 따른 보툴리눔 독소의 양을 알아보고자 0.15M, 0.6M 및 1M 농도의 염화칼슘을 준비하고 각각의 농도에서 추출하였다. 상기 각각의 농도에서 추출한 추출액을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 반수치사량을 조사하였다. To determine the amount of botulinum toxin depending on the addition of calcium chloride (CaCl 2 ) upon extraction with acetate, calcium chloride at 0.15M, 0.6M and 1M concentrations was prepared and extracted at each concentration. The extracts extracted at the respective concentrations were injected into rats bred in a sterile state to examine the half lethal dose.

상기 염화칼슘이 0.15M 인 아세테이트의 치사량은 1×106 U/㎖로 나타났으며, 염화칼슘이 0.6M 농도인 아세테이트로 추출한 추출액의 치사량은 5×105U/㎖로 나타났다. 또한, 염화칼슘이 1M 인 아세테이트로 추출한 추출액의 치사량은 2×105 U/㎖로 나타났으며, 상기 염화칼슘이 포함되지 않은 아세테이트로 추출한 추출액의 치사량은 2×106 U/㎖로 나타났다. The lethal amount of acetate having 0.15M of calcium chloride was 1 × 10 6 U / mL, and the lethal amount of the extract extracted with acetate having a concentration of 0.6M of calcium chloride was 5 × 10 5 U / mL. In addition, the lethal amount of the extract extracted with 1M calcium chloride acetate was 2 × 10 5 U / ㎖, and the lethal amount of the extract extracted with acetate containing no calcium chloride was 2 × 10 6 U / ㎖.

상기 염화칼슘을 포함하는 경우 RNA 제거율이 일정 부분 증가되나 독성이 2 내지 10배정도 감소하였으므로 미포함하는 경우가 가장 좋음을 확인하였다. When the calcium chloride is included, the RNA removal rate is partially increased, but the toxicity is reduced by about 2 to 10 times.

<< 실시예Example 3 - 염산 침전단계> 3-hydrochloric acid precipitation step>

3-1 염산침전단계에서 염산의 3-1 Hydrochloric Acid in Hydrochloric Acid Precipitation pHpH 와 염산의 첨가 농도에 따른 독소의 양> Amount of Toxins According to Concentration of Hydrochloric Acid and Hydrochloric Acid>

상기 아세테이트추출단계의 아세테이트추출액을 염산을 사용하여 보툴리눔 독소을 침전시키는 하는 염산침전단계에서 상기 염산의 pH에 따라 추출되는 보툴리눔 독소의 양을 알아보고자 pH 2.5, pH 3.0, pH 3.5 및 pH 3.7로 된 염산을 준비하고 상기 pH별 로 침전시킨 침전물을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 치사량을 조사하여 하기 표 10에 나타내었다. Hydrochloric acid of pH 2.5, pH 3.0, pH 3.5 and pH 3.7 to determine the amount of botulinum toxin extracted according to the pH of the hydrochloric acid in the hydrochloric acid precipitation step of precipitating the botulinum toxin using the hydrochloric acid acetate extract of the acetate extraction step Prepare the pH by The precipitate precipitated as was injected into rats bred in a sterile state to investigate the mortality is shown in Table 10 below.

pH 2.5pH 2.5 pH 3.0 pH 3.0 pH 3.5pH 3.5 pH 3.7pH 3.7 HCl 처리 후 Mouse LD50 (U/ml)Mouse LD 50 after HCl treatment (U / ml) 3×106 3 × 10 6 3×106 3 × 10 6 5×106 5 × 10 6 5×106 5 × 10 6

상기 표 10을 참고하면, 상기 염산의 pH가 pH 3.7에서 보툴리눔 독소가 90% 이상 되며 다른 조건에 비해 역가가 1.5배 정도 높음을 확인하였다. 또한, 도 3을 참고하면, pH가 3.7인 염산에 의하여 침전시킨 경우가 다른 조건에 비하여 RNA 제거율이 높음도 확인하였다. Referring to Table 10, the pH of the hydrochloric acid at pH 3.7 was confirmed that the botulinum toxin is more than 90% and the titer is 1.5 times higher than other conditions. In addition, referring to Figure 3, it was also confirmed that the case of precipitation with hydrochloric acid having a pH of 3.7 is higher RNA removal rate than other conditions.

그리고, 상기 염산을 pH6.5 내지 pH5.0에서는 0.1N HCl, pH5.0 내지 pH3.7에서는 1N 염산을 첨가하는 방식이 1N 염산 (pH 6.5 ~ pH 3.7)으로만 첨가하는 것에 비하여 활성이나 독소(toxin) 회수율에서는 유사한 결과가 나왔으나 침전되는 형태, 즉, 단백질(protein)의 엉김 현상이 현저히 줄어들었음을 확인하였다.In addition, the method of adding 0.1 N HCl at pH 6.5 to pH 5.0 and 1 N hydrochloric acid at pH 5.0 to pH 3.7 is more active or toxin compared to adding only 1 N hydrochloric acid (pH 6.5 to pH 3.7). (Toxin) recovery showed similar results, but the precipitated form, ie, protein entanglement was significantly reduced.

<< 실시예Example 4 -  4 - RNaseRNase /Of DNaseDNase 처리> Processing>

4-1 에탄올침전단계에서의 4-1 Ethanol Precipitation RNaseRNase 의 처리량 및 처리시간에 따른 According to throughput and processing time RNARNA 의 제거율Removal rate

상기 염산침전단계에 의한 침전물에 DNase, RNase를 처리하는데, 상기 DNase, RNase의 처리량에 따른 DNA, RNA의 제거율을 알아보기 위하여 상기 DNase, RNase를 50ug/ml, 100ug/ml 및 200ug/ml를 준비하였다. 상기 DNase, RNase의 양에 따른 DNA, RNA의 제거율을 조사하였으나 유의적인 차이를 보이지 않았다. In treating the precipitate by the hydrochloric acid precipitation step, 50ug / ml, 100ug / ml, and 200ug / ml were prepared to determine the removal rate of DNA and RNA according to the throughput of the DNase and RNase. It was. The removal rate of DNA and RNA according to the amount of DNase and RNase was examined, but there was no significant difference.

상기 DNase, RNase 처리시간에 따른 DNA, RNA의 제거율을 알아보기 위하여 상기 DNase, RNase를 1시간, 2시간 및 3시간 동안 처리하였다. 도 4를 참고하면, 상기 DNase, RNase로 2시간, 3시간 처리시 유의적 차이가 없었으나 DNA, RNA가 대부분 분해되었으며(전기영동시 band가 적음.), 1시간 처리시에는DNA, RNA가 많이 남았음을 확인하였다(전기영동시 band가 많음.).In order to determine the removal rate of DNA and RNA according to the treatment time of DNase, RNase, the DNase and RNase were treated for 1 hour, 2 hours and 3 hours. Referring to Figure 4, the DNase, RNase was not significantly different when treated for 2 hours, 3 hours, but DNA, RNA was mostly decomposed (less bands during electrophoresis), DNA, RNA at 1 hour treatment It was confirmed that a lot remained (a lot of bands during electrophoresis).

실시예Example 5 - 에탄올침전 5-Ethanol Precipitation

5-1 에탄올침전단계에서의 에탄올 농도5-1 Ethanol Concentration in Ethanol Precipitation

상기 염산침전단계에 의한 침전물에 DNase, RNase를 처리하고, 에탄올(ethanol)에 침전시키는 에탄올침전단계에서의 에탄올의 농도에 따른 독소의 양을 알아보기 위하여 전체 부피에 대한 %인 12%, 15%, 18% 및 21%의 에탄올을 준비하였다. 상기 각각의 농도에서 침전시킨 침전물을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 치사량을 조사하여 하기 표 11에 나타내었다. Treatment of the precipitate by the hydrochloric acid precipitation step DNase, RNase, and to determine the amount of toxin according to the concentration of ethanol in the ethanol precipitation step of precipitating in ethanol (%) 12%, 15% , 18% and 21% ethanol were prepared. The precipitates precipitated at the respective concentrations were injected into rats bred in a sterile state to investigate the lethality and are shown in Table 11 below.

EtOH 농도EtOH concentration 12%12% 15%15% 18%18% 21%21% LD50 (U/Protein-mg)LD 50 (U / Protein-mg) 1×106 1 × 10 6 4×106 4 × 10 6 3×106 3 × 10 6 2×106 2 × 10 6

상기 표 11를 살펴보면, 상기 에탄올의 농도가 15, 18%인 경우에는 농도가 12, 21%에 비하여 역가가 좋으나 둘 간에는 유의적 차이를 보이지 않았다. 그러나, 회수되는 전체 단백질의 양이 15%가 적었으므로 15%가 가장 좋음을 확인하였다.Referring to Table 11, when the ethanol concentration is 15 and 18%, the titer is better than the concentration of 12 and 21%, but there is no significant difference between the two. However , 15% of the total protein recovered was less because it was confirmed that the best.

5-2 에탄올침전단계에서의 처리시간에 따른 독소의 양5-2 Amount of Toxins Depending on Treatment Time in Ethanol Precipitation

상기 에탄올의 처리시간에 따른 독소의 양을 알아보기 위하여 에탄올 처리시간을 1시간과 24시간으로 처리하였다. 상기 각각의 처리시간에 따른 침전물을 멸균 상태에서 사육된 흰쥐에 주사하여 치사량을 조사하였다. 상기 에탄올을 1시간 동안 처리한 경우에는 치사량이 8×106 U/㎖이었고, 24시간동안 처리한 경우에는 치사량이 2×107U/㎖으로 나타났다. 상기 결과로 1시간 처리한 경우에 비해 24시간 처리한 경우에서 역가가 3배정도 높음을 확인하였다.In order to determine the amount of toxin according to the treatment time of the ethanol, the treatment time of ethanol was treated with 1 hour and 24 hours. The amount of mortality was examined by injecting the precipitate according to each treatment time into rats bred in a sterile state. When the ethanol was treated for 1 hour, the lethal dose was 8 × 10 6 U / ml, and when treated for 24 hours, the lethal dose was 2 × 10 7 U / ml. As a result, it was confirmed that the titer was about 3 times higher in the case of treatment for 24 hours than in the case of treatment for 1 hour.

5-3 황산 암모늄 침전5-3 Ammonium Sulfate Precipitation

상기 실시예 5-2의 에탄올에 의한 침전물을 황산암모늄((NH4)2SO4)에 침전시켜 보툴리눔 독소의 결정화를 유도하도록 하였다.The precipitate by ethanol of Example 5-2 was precipitated in ammonium sulfate ((NH 4) 2 SO 4 ) to induce crystallization of botulinum toxin.

실시예Example 6 - 정제 6-tablet

6-1 정제단계에서의 사용 완충용액의 결정 6-1 Determination of Use Buffer in Purification

상기 산침전단계에 의한 상기 보툴리눔 독소가 포함된 침전물을 액체크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 상기 정제를 위한 완충용액(buffer solution)을 결정하기 위하여 트리스(Tris), 인산칼슘(K3PO4), 인산나트륨(Na2PO4) 아세트산나트륨(CH3COONa)을 사용하여 상기 독소의 용해도를 조사하였다. 아세트산나트륨을 완충용액으로 사용시 보툴리눔 독소의 용해도가 근소하지만 다른 조건에 비하여 높았다. The precipitate containing the botulinum toxin obtained by the acid precipitation step was purified using liquid chromatography. Solubility of the toxin using Tris, calcium phosphate (K 3 PO 4 ), sodium phosphate (Na 2 PO 4 ) sodium acetate (CH 3 COONa) to determine the buffer solution for the purification Was investigated. When sodium acetate was used as a buffer, the solubility of botulinum toxin was small but high compared to other conditions.

또한, 상기 각각의 완충용액에 용해한 후 독소에 따른 치사량을 조사한 것을 하기 표 12에 나타내었다. In addition, it was shown in Table 12 to investigate the lethality according to toxin after dissolving in each buffer solution.

TrisTris Potassium phosphatePotassium phosphate Sodium phosphateSodium phosphate Sodium acetateSodium acetate LD50(U/ml)LD 50 (U / ml) 5×106 5 × 10 6 8×106 8 × 10 6 1×106 1 × 10 6 1×107 1 × 10 7 A260/280 A 260/280 1.011.01 1.001.00 1.001.00 1.001.00 A260 A 260 0.0920.092 0.0830.083 0.0890.089 0.1030.103 A280 A 280 0.0920.092 0.0830.083 0.0890.089 0.1030.103

상기 표 12를 살펴보면 아세트산나트륨을 완충용액으로 선택한 경우 치사량이 가장 높음을 알 수 있다. Looking at Table 12, it can be seen that the highest lethal dose when sodium acetate was selected as the buffer solution.

본 발명은 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the examples, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 보툴리눔 독소의 정제방법은 정제시간을 단축함으로써 상기 보툴리눔 독소의 대량생산이 가능하고 상기 대량생산으로 비용을 낮추는 효과가 있으며, 혐기성 시설 내에서 이루어져야 할 필요가 없으므로 경제적인 효과가 있으며, 상기 정제방법에 의하여 보툴리눔 독소가 명확하게 분리 동정되므로 상기 독소의 효능을 상승시킬 수 있다. 상기 정제 방법으로 정제된 보툴리눔 독소는 약학적 조성물의 유효성분으로서, 신경근육 장애의 치료, 본태성 안검경련, 미간(안면) 주름의 처치 등 다양하게 사용될 수 있다. Purification method of the botulinum toxin of the present invention is capable of mass production of the botulinum toxin by shortening the purification time and has an effect of lowering the cost by the mass production, and there is no need to be made in an anaerobic facility, so there is an economic effect. Since the botulinum toxin is clearly separated and identified by the purification method, the efficacy of the toxin can be increased. The botulinum toxin purified by the above purification method may be used as an active ingredient of the pharmaceutical composition, for the treatment of neuromuscular disorders, essential blepharospasm, treatment of the glabellar (facial) wrinkles, and the like.

도 1 은 보툴리눔 독소을 정제하는 과정을 나타낸 과정도;1 is a process chart showing a process for purifying the botulinum toxin;

도 2 는 브레인하트인퓨전배지와 펩톤배지에서의 산침전 과정의 핵산의 포함여부를 전기영동 결과로 비교한 것을 나타내는 도면;Figure 2 shows the comparison of the inclusion of the nucleic acid in the acid precipitation process in brainheart infusion medium and peptone medium by electrophoresis results;

도 3 은 산침전단계에서 HCl침전의 pH별 전기영동 결과를 나타내는 도면;3 is a diagram showing the results of electrophoresis by pH of HCl precipitation in the acid precipitation step;

도 4 는 DNase, RNase 처리시간별 전기영동 결과를 나타내는 도면; 및4 is a view showing the results of electrophoresis by DNase, RNase treatment time; And

도 5 는 정제단계별 결과(SDS-PAGE)를 나타내는 도면이다. 5 is a view showing the results by purification step (SDS-PAGE).

Claims (11)

클로스트리디둠 보툴리눔을 배양하는 제1단계; A first step of culturing Clostridium botulinum; 상기 제1단계에서 배양된 클로스트리디둠 보툴리눔을 1차 산침전시키고; 아세테이트로 추출한 후; 산을 첨가하여 2차 산침전시키는 것;을 포함하는 제2단계; 및Primary acid precipitation of the Clostridium botulinum cultured in the first step; After extraction with acetate; A second step of precipitating by adding acid; And 상기 제2단계의 침전물에 액체크로마토그래피를 실시하여 보툴리눔 독소를 정제하는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 클로스트리디움 보툴리눔으로부터 보툴리눔 독소를 정제하는 방법.And a third step of purifying the botulinum toxin by performing liquid chromatography on the precipitate of the second step. The method of purifying botulinum toxin from Clostridium botulinum, characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 배양배지는 브레인 하트 인퓨전, 펩톤, 효모추출물 및 글루코오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 1, wherein the culture medium of the first step comprises brain heart infusion, peptone, yeast extract, and glucose. 제2항에 있어서, 상기 배양 배지는 효모추출물의 농도가 0.3 ~ 0.5 % 이며, 상기 글루코오스의 농도가 0.5 ~ 1 % 이며, 상기 배양은 3 내지 5일 동안 발효기(fermentor)에 의하여 배양하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the culture medium is a yeast extract concentration of 0.3 to 0.5%, the concentration of glucose is 0.5 to 1%, the culture is cultured by a fermenter (fermentor) for 3 to 5 days How to. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는 1차 산침전은 황산에 의하여, 2차 산침전은 염산에 의한 것임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the second acid precipitation is sulfuric acid, and the second acid precipitation is hydrochloric acid. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 아세테이트추출에 사용되는 아세테이트는 0.04 ~ 0.09 M 이고, pH 가 6.3 ~ 6.5 이며, 상기 추출시간은 1.5 ~ 2.5 시간인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the acetate used in the acetate extraction of the second step is 0.04 to 0.09 M, pH is 6.3 to 6.5, and the extraction time is 1.5 to 2.5 hours. 제4항에 있어서, 상기 황산의 pH 농도는 3.0 ~ 3.9 인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 4, wherein the sulfuric acid has a pH concentration of 3.0 to 3.9. 제4항에 있어서, 상기 염산에 의한 침전시, 아세테이트추출액의 pH가 5.0 ~ 6.5인 경우에서는 0.1N의 염산을 첨가하고, 상기 아세테이트추출액의 pH가 3.7 ~ 5.0에서는 1N의 염산을 첨가하며, 상기 첨가되는 염산의 pH는 3.5 ~ 3.8인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 4, wherein when precipitation with the hydrochloric acid, 0.1N hydrochloric acid is added when the pH of the acetate extract is 5.0 ~ 6.5, 1N hydrochloric acid is added when the pH of the acetate extract is 3.7 ~ 5.0, PH of the hydrochloric acid added is 3.5 to 3.8. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는 상기 염산에 의한 침전물에 DNase, RNase를 처리한 후, 에탄올에 침전시킨 후; 상기 에탄올에 의한 침전물을 황산암모늄에 침전시켜 결정화를 유도하는 것;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1, wherein the second step is treated with DNase, RNase to the precipitate by the hydrochloric acid, and then precipitated in ethanol; Precipitating the precipitate by ethanol in ammonium sulfate to induce crystallization; characterized in that it further comprises. 제8항에 있어서, 상기 에탄올침전단계의 DNase, RNase 처리시간이 1.5 ~ 3 시간인 것을 특징으로 하는 방법. According to claim 8, DNase, RNase treatment time of the ethanol precipitation step is characterized in that the 1.5 to 3 hours. 제9항에 있어서, 상기 에탄올침전단계의 에탄올은 농도가 15 ~ 18% 이고, 상 기 에탄올의 처리시간은 1 ~ 24 시간인 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 9, wherein the ethanol concentration of the ethanol precipitation step is 15 to 18%, the process time of the ethanol is characterized in that 1 to 24 hours. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 아세트산나트륨 용액을 완충용액으로 사용함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the third step is characterized in that using sodium acetate solution as a buffer solution.
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