KR20110039093A - In vitro kit for detecting protease and method for preparing the same - Google Patents

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KR20110039093A
KR20110039093A KR1020090096373A KR20090096373A KR20110039093A KR 20110039093 A KR20110039093 A KR 20110039093A KR 1020090096373 A KR1020090096373 A KR 1020090096373A KR 20090096373 A KR20090096373 A KR 20090096373A KR 20110039093 A KR20110039093 A KR 20110039093A
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류주희
김광명
권익찬
최귀원
윤인찬
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한국과학기술연구원
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Abstract

PURPOSE: An in vitro kit for quantitative measurement of protease activity and a method for manufacturing the same are provided to specifically emit strong fluorescence. CONSTITUTION: An in vitro kit for quantitative measurement of protease activity comprises a complex in which fluorescence and quencher are combined and a peptide substrate is conjugated to a polymer. The complex has structural formula 1. The quencher is a blackhole quencher, blackberry quencher, or derivative thereof. A method for manufacturing the kit comprises: a first step of synthesizing a specific peptide substrate to a specific protease and reacting with near infrared ray fluorescence; a second step of binding the peptide substrate with quencher; a third step of binding polymers to fluorescence-peptide substrate-quencher; and a fourth step of fixing the fluorescence-peptide substrate-quencher-polymers onto a 96-well.

Description

단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트 및 그 제조방법{IN VITRO KIT FOR DETECTING PROTEASE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}IN VITRO KIT FOR DETECTING PROTEASE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 시험관 내에서 단백질 분해효소의 활성을 정량적으로 측정하기 위한 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an in vitro kit for measuring protease activity for quantitatively measuring the activity of protease in vitro and a method of manufacturing the same.

최근 단백질 분해효소는 암과 치매와 같은 다양한 인간 질병에 중추적인 역할을 하며 원인 제공을 하고 있음이 새로이 밝혀지고 있다. 예를 들어, 기질 금속단백분해효소(matrix metalloprotease, MMP)는 과거 세포 및 체내에서 세포외 기질(extracellular matrix)을 분해하는 인자로 인식되었지만, 다양한 연구를 통해 이들이 인테그린(integrin) 신호전달과 세포주위 기질(pericellular matrix)의 분해에 따른 세포 운동에 관련돼 있음이 밝혀졌다. 또한 MMP는 신규 혈관형성 현상, 암세포의 침윤, 전이 등 암 성장에 있어서 중요한 역할을 담당하고 있음이 밝혀져 있다. Recently, proteases have been found to play a pivotal role in various human diseases such as cancer and dementia and to provide a cause. For example, matrix metalloprotease (MMP) has been recognized in the past as a factor that degrades extracellular matrix in cells and the body, but through various studies they have been involved in integrin signaling and cell periphery. It has been shown to be involved in cellular movement following degradation of the pericellular matrix. In addition, MMP has been found to play an important role in cancer growth, such as new angiogenesis, cancer cell infiltration, metastasis.

상기 기질 금속단백분해효소 MMP 등과 같은 단백질 분해효소의 활성을 정량적으로 분석하는 방법으로 현재 이용되고 있는 방법으로는, 비변성 (nondenaturing) 조건 하에서 폴리아크릴아미드 젤(polyacrylamide gel)을 이용하 는 전기영동 기술인 zymography, 효소를 붙인 해당 항체를 이용해 항원을 검출하는 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay), 항원의 에피토프와 반응하는 항체를 이용하여 단백질 혼합물 중에서 원하는 단백질(antigen)만을 찾아내는 웨스턴 블랏 (western blot), 항원항체반응의 예민성과 특이성을 이용해 특정 단백질에 대한 생성물질을 검출하는 방법으로 현미경에서 직접 눈으로 관찰할 수 있는 일종의 분석검사인 면역조직 화학법 (immunohistochemistry) 등의 방법이 있다. 그러나 zymography 방법은 처리과정이 번거롭고 특이성이 떨어지는 단점이 있고 ELISA 방법은 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 또한 웨스턴 블랏은 비용이 비싸다는 단점이 있고 역시 시간이 오래 걸린다는 단점이 있으며, 면역조직 화학법(immunohistochemistry)은 많은 양의 샘플과 시약을 필요로 하고 역시 시간이 오래 걸리는 단점을 가지고 있다. 또한 이러한 방법들은 여러 샘플을 한꺼번에 처리하는데 비용 및 처리 시간이 늘어나기 때문에 효율적인 방법이라고 할 수 없다. As a method for quantitatively analyzing the activity of proteolytic enzymes such as the substrate metalloproteinase MMP, the electrophoretic technique using a polyacrylamide gel under nondenaturing conditions zymography, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), which detects antigens using the enzyme-specific antibody, western blots that detect only the desired protein in a protein mixture, using antibodies that react with the epitope of the antigen Immunohistochemistry, which is a kind of assay that can be directly observed under a microscope, is used to detect a substance for a specific protein by using the sensitivity and specificity of an antibody reaction. However, the zymography method has a disadvantage in that the processing is cumbersome and inferior in specificity, and the ELISA method takes a long time. In addition, Western blot has the disadvantage of being expensive and also takes a long time, and immunohistochemistry requires a large amount of samples and reagents and also has a disadvantage of being time consuming. In addition, these methods are not efficient because they increase the cost and processing time for processing multiple samples at once.

상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 최근 분자영상기법을 이용하여 단백질 분해효소를 측정하는 방법이 개발되었다. In order to solve the above disadvantages, a method of measuring proteolytic enzymes using molecular imaging techniques has recently been developed.

가장 대표적인 기술은 2001년 하버드 의과대학에서 개발된 단백질 분해효소 영상화를 위한 고분자 센서이다. 상기의 센서는 단백질 분해효소에 의해 분해가 가능한 형광체-펩타이드 기질-생체 적합성 고분자의 화학적 결합으로 이루어져 있다. 근적외선 형광체가 서로 가까운 거리 (수십 nm)에 있을 때 형광체의 발광(emission)과 여기 스펙트럼(excitation spectra)이 공유되어 FRET(fluorescence resonance energy transfer) 원리에 의하여 형광체의 형광은 소광된다. 이에 상기 의 센서는 형광체-펩타이드가 고분자에 결합되어 있을 시에는 형광체-형광체의 물리적 결합으로 형광이 소광되어 있다가 단백질 분해효소에 의하여 펩타이드가 분해되고 이에 형광체-형광체의 거리가 멀어지면 형광이 복원되어 단백질 분해효소 발현정도를 영상화할 수 있다. 그러나 상기 연구에서는 근적외선 형광체가 가까운 거리에 있을 때 형광이 소광되는 자가소광원리 (self-quenching)를 이용하여 센서의 소광을 이루었다. 하지만 FRET에 기인한 자가소광은 형광체가 매우 가까운 거리에 있을 시 이루어지며 형광 소광율도 뛰어나지 못한 단점이 있다. The most representative technology is a polymer sensor for protease imaging developed at Harvard Medical School in 2001. The sensor consists of a chemical bond of a phosphor-peptide substrate-biocompatible polymer capable of degradation by proteolytic enzymes. When near-infrared phosphors are at close distances (tens of nm), the emission and excitation spectra of the phosphors are shared, and the fluorescence of the phosphors is quenched by the fluorescence resonance energy transfer (FRET) principle. Thus, when the phosphor-peptide is bound to the polymer, the fluorescence is quenched by the physical binding of the phosphor-phosphor, but the peptide is decomposed by protease and the fluorescence is restored when the distance between the phosphor-phosphor is increased. The degree of protease expression can be imaged. However, in this study, the sensor was quenched by using self-quenching, in which the fluorescence was quenched when the near-infrared phosphors were in close proximity. However, self-quenching due to FRET is made when the phosphor is very close and there is a disadvantage that the fluorescence extinction rate is not excellent.

이에, 본 발명자는 광학 영상기법에서 가장 중요하게 여겨지는 신호대노이즈(signal-to-noise (S/N)) 비율을 높이기 위하여 소광체 (quencher)를 도입하였다. 다양한 소광체 중 완전 흡광체인 블랙홀 소광체(black hole quencher) 등은 다양한 흡수 파장을 가지고 있다. 일 예로, BHQ-1은 480 내지 580 nm, BHQ-2는 550 내지 650 nm, BHQ-3는 620 내지 730 nm 파장대의 형광을 매우 효율적으로 흡수한다. 형광체-펩타이드 기질-소광체의 단일 분자는 단백질 분해효소에 의해 펩타이드 기질이 분해되면 형광이 복원되므로 단백질 분해효소의 양을 측정할 수 있으며, 형광체-형광체 결합의 자가소광보다 높은 형광 소광율을 나타낸다.Thus, the present inventors introduced a quencher to increase the signal-to-noise (S / N) ratio which is considered to be the most important in the optical imaging technique. Among the various quencher, the black hole quencher, which is a complete light absorber, has various absorption wavelengths. For example, BHQ-1 absorbs fluorescence very efficiently at wavelengths of 480 to 580 nm, BHQ-2 is 550 to 650 nm, and BHQ-3 is 620 to 730 nm. A single molecule of the phosphor-peptide substrate-quencher is capable of measuring the amount of protease since fluorescence is restored when the peptide substrate is degraded by the protease, and exhibits a higher fluorescence extinction rate than the auto-quenching of the phosphor-phosphor bonds. .

본 발명의 목적은 세포 및 체내의 조직에서 발현하는 단백질 분해효소의 활성을 정량적으로 영상화하기 위한 형광체, 단백질 분해효소에 의해 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질 및 상기 형광체의 발광을 흡수하는 소광체가 고분자에 결합된 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트(in vitro kit) 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is a phosphor for quantitatively imaging the activity of proteolytic enzymes expressed in cells and tissues in the body, a peptide substrate specifically degraded by proteolytic enzymes, and a quencher that absorbs the luminescence of the phosphors in the polymer. It is to provide an in vitro kit for measuring the bound protease activity and a method of preparing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 형광체 및 소광체가 결합되고, 단백질 분해효소에 의해 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이 고분자에 결합된 복합체를 포함하는 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is in vitro for quantitative measurement of protease activity comprising a complex in which a phosphor substrate and a quencher is coupled, the peptide substrate specifically cleaved by protease is bound to a polymer. Provide the kit.

단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트에 포함되는 상기 복합체는 다음의 구조식 1을 가진다:The complex included in an in vitro kit for quantitative determination of protease activity has the following structural formula:

Figure 112009062081583-PAT00001
Figure 112009062081583-PAT00001

[구조식 1][Formula 1]

여기서, 상기 A는 형광체이고, 상기 B는 상기 단백질 분해효소에 의하여 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이며, 상기 C는 상기 형광체의 발광을 흡수하여 소광 효과를 나타낼 수 있는 소광체이고, 상기 D는 well plate에 A-B-C로 이루어진 프로브를 많은 양으로 붙이기 위한 고분자이다.Here, A is a phosphor, B is a peptide substrate specifically cleaved by the proteolytic enzyme, C is a quencher that can absorb the luminescence of the phosphor and exhibit a quenching effect, D is well It is a polymer for attaching a large amount of probes made of ABC to a plate.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 복합체의 펩타이드 기질을 특이적으로 분해하는 단백질 분해효소는 기질 금속단백분해효소(matrix metalloproteinases; MMP), 트롬빈, FXIIIa, 카스파제(caspase), 우로키나아제 플라스미노겐 활성제(urokinase plasminogen activator, uPA), HIV 프로테아제, DPP-IV 및 프로테아좀(proteasome)으로 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the proteolytic enzyme that specifically degrades the peptide substrate of the complex is matrix metalloproteinases (MMP), thrombin, FXIIIa, caspase, urokinase plasmin It may be one selected from the group consisting of urokinase plasminogen activator (uPA), HIV protease, DPP-IV and proteasome.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 형광체는 적색 또는 근적외선의 형광을 발광하는 형광체일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 형광체는 시아닌, 플루오레신, 테트라메틸로드아민, 알렉사, 보디피 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the phosphor may be a phosphor emitting red or near infrared fluorescence. More specifically, the phosphor may be selected from the group consisting of cyanine, fluorescein, tetramethylrodamine, Alexa, bodiphy, and derivatives thereof.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 펩타이드는 단백질 분해효소에 의해 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the peptide may be a peptide substrate that is specifically degraded by protease.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 소광체는 형광을 소광시킬 수 있는 블랙홀 소광체(blackhole quencher), 블랙베리(blackberry quencher) 소광체 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다. According to one embodiment of the invention, the quencher may be selected from the group consisting of blackhole quencher, blackberry quencher quencher and derivatives thereof capable of quenching fluorescence.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체와 결합되는 고분자로는 분자량이 1,000 내지 1,000,000 Da 사이의 고분자이면 제한없이 사용할 수 있는데, 좋기로는 분자량이 1,000 내지 1,000,000 Da인 사이 글라이코 키토산(glycol chitosan) 또는 폴리라이신(poly-l-lysine) 등을 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, as the polymer to be bonded to the phosphor-peptide substrate-quencher, the molecular weight may be used without limitation if the polymer is between 1,000 and 1,000,000 Da, preferably between 1,000 and 1,000,000 Da Glycol chitosan or poly-l-lysine may be used.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 단백질 분해효소는 MMP이고, 상기 A는 Cy5.5이고, 상기 B는 MMP에 특이적 분해되는 펩타이드 기질이고, 상기 C는 BHQ-3 (black hole quencher-3)이고, 상기 D는 글라이콜 키토산 일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the protease is MMP, the A is Cy5.5, the B is a peptide substrate that is specifically cleaved MMP, the C is BHQ-3 (black hole quencher-3 ) And D may be glycol chitosan.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 다음의 단계를 포함하는 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트의 제조방법을 제공한다:In another aspect, the present invention provides a method of preparing an in vitro kit for measuring the protease activity, comprising the following steps:

(a) 특정의 단백질 분해효소에 특이적인 펩타이드 기질을 합성하고 상기 펩타이드 기질에 근적외선 형광체를 반응시켜 결합하는 단계;(a) synthesizing a peptide substrate specific for a specific protease and binding to and reacting a near infrared phosphor to the peptide substrate;

(b) 상기 펩타이드 기질에 소광체를 결합시키는 단계; (b) binding a quencher to the peptide substrate;

(c) 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체에 고분자를 결합시키는 단계; 및 (c) binding a polymer to the phosphor-peptide substrate-quencher; And

(d) 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체-고분자를 96-well에 고정시키는 단계 (d) immobilizing the phosphor-peptide substrate-quencher-polymer in a 96-well

또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트를 사용하는, 편평상피세포암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암, 뇌종양, 유방암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 신장암, 방광암, 난소암, 담관암 및 담낭암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 암 진단용 시험관내 키트를 제공할 수 있다.In another aspect, the present invention uses the in vitro kit for measuring the protease activity, squamous cell carcinoma, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, brain tumor, breast cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, An in vitro kit for diagnosing cancer selected from the group consisting of testicular cancer, kidney cancer, colon cancer, rectal cancer, gastric cancer, kidney cancer, bladder cancer, ovarian cancer, cholangiocarcinoma and gallbladder cancer may be provided.

또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트를 사용하여 자가면역질환을 진단할 수도 있다. In another aspect, the present invention can also diagnose autoimmune diseases using the in vitro kit for measuring protease activity.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 자가면역질환은 염증성 질환으로, 골관절염 또는 류마티스 관절염일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the autoimmune disease is an inflammatory disease, may be osteoarthritis or rheumatoid arthritis.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 형광체와, 상기 형광체의 발광을 흡수하는 소광체가 결합되고, 단백질 분해효소에 의해 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이 고분자에 결합된 복합체를 포함하는 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트는, 소광체의 형광물질에 대한 높은 소광 능력으로 형광이 발광하지 않은 상태로 있다가 특정 단백질 분해효소에 의하여 펩타이드 기질이 분해가 되면 강한 형광을 특이적으로 발광한다. 따라서 세포 및 조직에서 발현되는 다양한 단백질 분해효소를 정량분석하되, 빠른 시간 내에 영상화할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 특성은 단백질 분해효소 과다 발현을 억제하는 억제제와 같은 신약을 스크리닝하는 방법, 암, 골 관절염, 류마티스 관절염, 치매 등 자가면역질환 등의 다양한 질병의 진단에 유용하게 사용될 수 있다. As described above, the phosphorase according to the present invention and a quencher that absorbs the light emission of the phosphor are coupled, and a protease activity measurement comprising a complex in which a peptide substrate specifically cleaved by a protease is bound to a polymer. For in vitro kits, the fluorescence does not luminesce due to the high quenching ability of the quencher's fluorescent material, and then, when the peptide substrate is decomposed by a specific protease, the fluorescence specifically emits strong fluorescence. Therefore, while quantitatively analyzing various protease expressed in cells and tissues, there is an advantage that can be imaged in a short time. These properties can be useful for screening new drugs such as inhibitors that inhibit protease overexpression, and for the diagnosis of various diseases such as cancer, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, dementia and other autoimmune diseases.

본 발명은 세포 및 체내에서 발현되는 단백질 분해 효소에 특이적으로 분해되는 임의의 펩타이드 기질에 형광체와 소광체를 결합하여 형광의 소광율을 극대화하고, 이를 고분자에 결합하여 제조되는 복합체를 포함하는 단백질 분해효소 활성 측정용 키트에 관한 것으로, 상기 복합체의 펩타이드 기질은 표적으로 하는 특정 단백질 분해효소에만 특이적으로 반응하여 형광이 발생하여 빠르고 간편한 방법으로 단백질 분해효소 활성의 측정을 가능하게 하는 시험관내 키트이다.The present invention maximizes the extinction rate of fluorescence by binding a phosphor and a quencher to any peptide substrate specifically degraded by proteolytic enzymes expressed in cells and the body, and a protein comprising a complex prepared by binding it to a polymer. The present invention relates to a kit for measuring enzyme activity, wherein the peptide substrate of the complex specifically reacts only with a specific proteinase to be targeted to generate fluorescence, thereby making it possible to measure protease activity in a quick and simple manner. to be.

보다 구체적으로, 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트에 포함되는 복합체는 다음의 구조식 1을 가진다:More specifically, but not limited thereto, the complex included in the in vitro kit for measuring protease activity has the following structural formula:

Figure 112009062081583-PAT00002
Figure 112009062081583-PAT00002

[구조식 1] [Formula 1]

여기서, 상기 A는 형광체이고, 상기 B는 상기 단백질 분해효소에 의하여 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이며, 상기 C는 상기 형광체의 발광을 흡수하여 소광 효과를 나타낼 수 있는 소광체이고, 상기 D는 고분자로 이루어졌다.Here, A is a phosphor, B is a peptide substrate specifically degraded by the proteolytic enzyme, C is a quencher that can absorb the luminescence of the phosphor and exhibit a quenching effect, and D is a polymer Was done.

여기서, 상기 펩타이드 기질에 상기 형광체 및 상기 소광체는 상기 펩타이드 기질의 아미노 말단, 라이신, 시스테인, 또는 카르복실산에 결합 될 수 있고, 상기 펩타이드 기질의 C 말단의 카르복실산 또는 시스테인의 -SH기와 고분자가 결합될 수 있다. Here, the phosphor and the quencher in the peptide substrate may be bonded to the amino terminal, lysine, cysteine, or carboxylic acid of the peptide substrate, the -SH group of the carboxylic acid or cysteine of the C terminal of the peptide substrate The polymer may be bound.

상기 단백질 분해효소는 기질 금속단백분해효소(matrix metalloproteinases; MMP), 트롬빈, FXIIIa, 카스파제(caspase), 우로키나아제 플라스미노겐 활성제(urokinase plasminogen activator, uPA), HIV 프로테아제, DPP-IV 또는 프로테아좀(proteasome) 등 일 수 있다. The protease is matrix metalloproteinases (MMP), thrombin, FXIIIa, caspase, urokinase plasminogen activator (uPA), HIV protease, DPP-IV or proteases. Proteasome and the like.

상기 펩타이드 기질(B)은 단백질 분해효소에 의해 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질로, 예컨대 MMP (matrix metalloprotenase), 트롬빈, 세포사멸시 활성화되는 카스파제(caspase), 프로테아좀(proteasome) 등의 표적이 되는 펩타이드일 수 있다. 특정 단백질 분해효소에 따라 사용되는 상기 펩타이드 기질은 다르다. The peptide substrate (B) is a peptide substrate that is specifically degraded by proteolytic enzymes, for example, targets such as matrix metalloprotenase (MMP), thrombin, caspase activated by apoptosis, proteasome, etc. It may be a peptide. The peptide substrate used depends on the particular protease.

상기 형광체(A)는 가시광선 영역 또는 근적외선의 형광을 발광하는 형광체일 수 있고, 일 예로써, 플루오레신(fluorescein), 보디피(BODYPY), 테트라메틸로드아민(Trtramethylrhodamine), 알렉사(Alexa), 시아닌(Cyanine), 알로피코시아닌(allopicocyanine), 기타의 형광을 발생시키는 형광체 또는 이들의 유도체가 사용될 수 있다. 또한, 양자 수득량(quantaum yield)이 높은 형광체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 형광체 중 특히 시아닌계, 알렉사계는 근적외선 빛을 방출 및 흡수하므로 세포, 혈액 및 생체 조직 등과 간섭 또는 흡수가 최소화되므로 더욱 바람직하다. The phosphor (A) may be a phosphor that emits fluorescence in the visible region or near infrared rays, for example, fluorescein, fluoresce, BODYPY, tetramethylrhodamine, Alexa Cyanine, allopicocyanine, phosphors that generate other fluorescence, or derivatives thereof may be used. In addition, it is preferable to use a phosphor having a high quantum yield. Among the above-mentioned phosphors, in particular, cyanine-based and Alexa-based emit and absorb near-infrared light, and thus, interference or absorption with cells, blood, and biological tissues is minimized.

상기 소광체(C)는 형광체가 결합된 펩타이드 기질에 화학적으로 결합된 소광체는 형광체가 발산하는 파장의 빛을 흡수하여 강한 소광효과(quenching effect)를 이룸으로써, 펩타이드가 특정 단백질 분해효소에 의해 분해되지 않으면 형광이 발광되지 않으며, 이러한 소광효과는 형광체와 소광체의 거리가 수십 nm 이내에 있을 경우에 나타난다. 다시 말해, 특정 단백질 분해효소와 반응하여 펩타이드 기질이 분해되면 펩타이드에 결합된 형광체와 소광체가 서로 분리되어 멀어지면서 소광효과가 없어지고, 이에 따라 형광체 고유의 형광을 발광하여 단백질 분해효소의 정성 및 정량적 분석이 가능하게 된다. The quencher (C) is a quencher chemically bonded to the peptide substrate to which the phosphor is bonded to absorb the light of the wavelength emitted by the phosphor to achieve a strong quenching effect (peptide) by a specific proteolytic enzyme If not resolved, the fluorescence does not emit, and this quenching effect occurs when the distance between the phosphor and the quencher is within several tens of nm. In other words, when the peptide substrate is decomposed by reacting with a specific protease, the phosphor and quencher bound to the peptide are separated from each other, and the quenching effect is lost. Analysis is possible.

본 발명에서 소광체는, 형광체에서 나오는 빛의 파장을 흡수하여 소광효과를 최대화할 수 있는 것으로, 형광체의 발광파장과 같거나 거의 유사한 파장대의 소광체를 사용하여야 소광효과를 극대화할 수 있기 때문에, 형광체의 발광 파장의 범위에 따라 사용되는 소광체의 종류가 달라진다. In the present invention, the quencher is to maximize the quenching effect by absorbing the wavelength of light emitted from the phosphor, because the quenching effect should be used only when the quencher of the same or almost the same wavelength as the luminescence wavelength of the phosphor can be maximized, The kind of quencher used depends on the emission wavelength range of the phosphor.

본 발명에 있어서 소광체는, 여기된(excited) 형광체의 에너지를 흡수하지만 형광 에너지를 밖으로 방출하지 않으므로 형광체의 형광을 소광시킬 수 있는 물질인 'dark quencher'로서, 상업적으로 널리 상용화되어 있는 블랙홀 소광체(black hole quenchers) (BHQ, WO01/86001, Biosearch Technologies, Inc. Novato, CA, USA) 및 블랙베리 소광체(blackberry quencher) (Berry & Associates Inc. Dexter, MI, USA) 등을 사용할 수 있다. In the present invention, the quencher is a dark quencher, which is a material capable of quenching the fluorescence of the phosphor because it absorbs the energy of the excited phosphor but does not emit the fluorescence energy outside. Black hole quenchers (BHQ, WO01 / 86001, Biosearch Technologies, Inc. Novato, CA, USA) and blackberry quencher (Berry & Associates Inc. Dexter, MI, USA) can be used. .

상기 고분자 (D)는 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체-고분자로 이루어지는 복합체인 프로브 (probe)를 96-well에 많은 양으로 고정화시킬 수 있는 것이 좋다. 좋기로는 상기 복합체의 고분자(D)는 분자량이 1,000 내지 1,000,000 Da인 글라이코 키토산(glycol chitosan) 또는 폴리라이신(poly-l-lysine) 등일 수 있다. The polymer (D) is preferably capable of immobilizing a large amount of the probe (probe) in the 96-well complex consisting of the phosphor-peptide substrate-quencher-polymer. Preferably, the polymer (D) of the complex may be glyco chitosan or poly-lysine having a molecular weight of 1,000 to 1,000,000 Da.

본 발명의 구체적인 하나의 예로서, 본 발명의 단백질 분해효소 활성 측정용 프로브 (probe)에서, 상기 펩타이드(B)는 암 및 염증질환 부위에서 과다 발현되는 다양한 분해효소에 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이고, 형광체 (A)는 상기 펩타이드의 아미노 말단에 결합되어 근적외선 형광을 나타내는 시아닌 형광체인 Cy5.5이며, 소광체 (C)는 상기 펩타이드의 라이신, 시스테인 등과 결합되어 상기 형광체의 형광을 흡수하여 소광효과를 극대화시킬 수 있는 BHQ-3(black hole quencher-3)일 수 있다. 또한, 고분자 (D)는 상기 펩타이드 (B)의 C터미널 말단부분의 카르복실산 또는 시스테인의 -SH 부분과 화학적으로 결합하여 소강형태의 형광체 A-B-C를 96-well에 많은 양을 고정시킬 수 있는 글라이콜 키토산 일 수 있다.As a specific example of the present invention, in the probe for measuring protease activity of the present invention, the peptide (B) is a peptide substrate that is specifically degraded to various enzymes overexpressed in cancer and inflammatory disease sites. Phosphor (A) is Cy5.5, which is a cyanine phosphor that binds to the amino terminus of the peptide and exhibits near infrared fluorescence, and the quencher (C) is combined with lysine and cysteine of the peptide to absorb fluorescence of the phosphor It may be a black hole quencher-3 (BHQ-3) to maximize the effect. In addition, the polymer (D) can chemically bind to the -SH portion of the carboxylic acid or cysteine of the C terminal end portion of the peptide (B) to fix a large amount of phosphor ABC in the form of a steel in 96-well It can be lycol chitosan.

또한, 본 발명에 따른 단백질 분해효소의 영상화를 위한, 단백질분해효소 활성 측정용 시험관 키트는, 특정 단백질분해효소에 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질에 형광체와 소광체를 결합시키고, 이를 고분자에 결합한 복합체를 96-well에 결합시켜서 제조할 수 있다. In addition, the in vitro kit for measuring the protease activity for imaging of the protease according to the present invention, a complex in which a phosphor and a quencher are coupled to a peptide substrate that is specifically degraded to a specific protease, and the polymer is bound to a polymer. Can be prepared by binding to 96-well.

보다 구체적으로는, (a) 특정 단백질 분해효소에 특이적인 펩타이드 기질에 근적외선 형광체를 반응시켜 결합하는 단계; (b) 상기 펩타이드 기질에 소광체를 결합시키는 단계; 및 (c) 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체에 고분자를 결합시키는 단계; (d) 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체-고분자를 96-well에 고정시키는 단계를 포함하는 단백질 분해효소의 시험관내 영상화를 위한 키트을 제조하는 방법에 관한 것이다. More specifically, (a) reacting and binding a near infrared phosphor to a peptide substrate specific for a specific protease; (b) binding a quencher to the peptide substrate; And (c) binding a polymer to the phosphor-peptide substrate-quencher; (d) a method for preparing a kit for in vitro imaging of proteolytic enzymes comprising immobilizing the phosphor-peptide substrate-quencher-polymer in a 96-well.

상기 제조 방법에 있어서, 필요에 따라, 상기 방법으로 제조된 형광체-펩타이드-소광체-고분자를 정제 또는 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the above production method, if necessary, further comprising the step of purifying or identifying the phosphor-peptide-quencher-polymer prepared by the method.

일 구체예에서, 상기 펩타이드 기질은 적절하게 합성될 수 있고, 이러한 합성은 다양한 펩타이드 합성 방법, 예컨대, 고체상 합성법(solid phase synthesis)에 따른 에프목 방법(Fmoc strategy)을 이용할 수 있다. In one embodiment, the peptide substrate may be appropriately synthesized, and such synthesis may use various peptide synthesis methods, such as Fmoc strategy according to solid phase synthesis.

또한, 상기 합성된 펩타이드 기질의 N 말단 또는 펩타이드 중간부분에 있는 보호기를 제거하고, 펩타이드의 말단 작용기와 결합할 수 있는 형광체 또는 그 유도체를 반응시켜 결합시키고, 펩타이드의 한쪽 말단에 형광체가 결합된 펩타이드 유도체의 나머지 말단에 있는 보호기를 제거하고, 이 말단 작용기와 결합할 수 있는 소광체 또는 그 유도체를 반응시켜 결합시킬 수 있다. In addition, by removing the protecting group at the N-terminal or the middle of the peptide of the synthesized peptide substrate, by reacting a phosphor or a derivative thereof capable of binding to the terminal functional group of the peptide, the peptide is bonded to one end of the peptide The protecting group at the other end of the derivative can be removed and the quencher or derivative thereof capable of binding to this terminal functional group can be reacted to bind.

상기 형광체 (A)와 소광체 (C)사이의 거리는 형광체와 소광체 사이에서 발생하는 소광효과를 최대화하여, 형광체의 형광이 최소화될 수 있게 조절한다. 형광 체와 소광체 사이의 거리를 수십 나노미터 이내로 유지시킴으로써 발생하는 소광효과에 의해서 형광체의 형광 세기가 최소가 되게 합성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제조된 단백질 분해효소 활성 검출용 나노입자 센서인 형광체-펩타이드-소광체-나노입자 유도체는, 형광체, 소광체, 및 펩타이드 기질을 쉽게 변경하고 제어 할 수 있기 때문에, 원하는 특정 단백질 분해효소 센서 또는 원하는 파장대의 다양한 센서 등 다양한 단백질 분해효소에 대한 센서를 설계할 수 있다.  The distance between the phosphor (A) and the quencher (C) maximizes the quenching effect occurring between the phosphor and the quencher, so that the fluorescence of the phosphor is minimized. It is preferable to synthesize the phosphor to minimize the fluorescence intensity by the quenching effect caused by keeping the distance between the phosphor and the quencher within several tens of nanometers. In addition, the prepared phosphor-peptide-quencher-nanoparticle derivative, which is a nanoparticle sensor for detecting protease activity, can easily change and control the phosphor, quencher, and peptide substrate. Sensors for various proteases can be designed, such as sensors or various sensors in the desired wavelength range.

또한, 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체-고분자는 96-well에 고정되는데, 상기 고분자를 96-well plate에 붙여서 본 발명에 따른 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트를 제조할 수 있다. In addition, the phosphor-peptide substrate-quencher-polymer is fixed to 96-well, and the polymer can be attached to a 96-well plate to prepare an in vitro kit for quantitative measurement of protease activity according to the present invention.

한편, 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트는 편평상피세포암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암, 뇌종양, 유방암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 신장암, 방광암, 난소암, 담관암, 담낭암 등을 포함하는 암 및 류마티스 관절염, 골관절염과 같은 염증성 질환에서의 단백질 분해효소를 영상화하고 정량화하는 방법에 이용될 수 있으며, 일 구체예로써, 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트는 치매, 뇌졸중 등을 포함하는 난치성 질환에서의 단백질 분해효소를 영상화하고 정량화하는 방법에 이용될 수 있다.On the other hand, the in vitro kit for measuring the protease activity is squamous cell carcinoma, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, brain tumor, breast cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, testicular cancer, kidney cancer, colon cancer, rectal cancer , Gastric cancer, kidney cancer, bladder cancer, ovarian cancer, cholangiocarcinoma, gallbladder cancer, and the like, and can be used in the method of imaging and quantifying proteolytic enzymes in inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, osteoarthritis, The in vitro kit for measuring protease activity may be used in a method for imaging and quantifying protease in refractory diseases including dementia, stroke, and the like.

본 발명은, 일 예로써, 상기 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트는 편평상피세포암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암, 뇌종양, 유방암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 신장암, 방광 암, 난소암, 담관암 및 담낭암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 암 진단용 조성물, 또는 치매 또는 뇌졸증 진단용 조성물 또는 자가면역질환, 구체적으로 골관절염 또는 류마티스 관절염을 비롯한 염증성 질환을 진단하는데 사용할 수 있다. The present invention, for example, the in vitro kit for measuring the protease activity is squamous cell carcinoma, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, brain tumor, breast cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, testicular cancer, kidney Cancer, colorectal cancer, rectal cancer, gastric cancer, kidney cancer, bladder cancer, ovarian cancer, cholangiocarcinoma, and gallbladder cancer, a composition for diagnosing cancer, or a composition for diagnosing dementia or stroke, or an autoimmune disease, specifically osteoarthritis or rheumatoid arthritis It can be used to diagnose inflammatory diseases.

또한, 본 발명에 따른 단백질 분해효소 활성 측정용 시험관내 키트를 사용하여 상기 단백질 분해효소의 과다발현을 억제하는 약물 또는 약물의 효능을 스크리닝하거나, 신약 개발에 필요한 고성능 스크리닝(high-throughput screening) 또는 조기 질병 진단을 할 수 있다. In addition, the in vitro kit for measuring protease activity according to the present invention can be used to screen the efficacy of drugs or drugs that inhibit the overexpression of the protease, or to perform high-throughput screening required for new drug development or Early disease diagnosis can be made.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명의 범위가 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1. 형광체- 1. Phosphor 펩타이드Peptide -- 소광체Quencher -고분자 유도체 제조 -Polymer Derivatives

1-1. 형광체-1-1. Phosphor 펩타이드Peptide -- 소광체Quencher 유도체의 제조  Preparation of Derivatives

먼저, 형광체와 소광체가 결합된 펩타이드를 제조하기 위해, 펩타이드는 고체상 합성법(solid phase synthesis)을 따라 에프목 방법(Fmoc strategy)으로 제조하고, 상기 제조된 펩타이드 서열에 형광체와 소광체를 화학적으로 결합하였다.First, in order to prepare a peptide combined with a phosphor and a quencher, the peptide is prepared by Fmoc method according to solid phase synthesis, and chemically binds the phosphor and quencher to the prepared peptide sequence. It was.

형광체로는 Cy5.5 (ex/em, 670/690), TRITC (ex/em, 547/572), FITC (ex/em, 490/520)을 사용하였고, 각각의 Cy5.5, TRITC, FITC 형광체의 형광을 소광시킬 수 있는 소광체로는 BHQ-3 (abs. 620 nm - 730 nm), BHQ-2 (abs. 550 nm - 650 nm) 및 BHQ-1 (abs. 48- nm - 580 nm) (Biosearch Technologies Inc.)를 각각 사용하였다.Phosphors were Cy5.5 (ex / em, 670/690), TRITC (ex / em, 547/572), FITC (ex / em, 490/520), and Cy5.5, TRITC, FITC, respectively. The quenchers capable of quenching the fluorescence of phosphors are BHQ-3 (abs. 620 nm-730 nm), BHQ-2 (abs. 550 nm-650 nm) and BHQ-1 (abs. 48- nm-580 nm) (Biosearch Technologies Inc.) were used respectively.

MMPs 단백질 효소에 선택적으로 분해되는 펩타이드 기질인 NH2-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg(Pbf)-Gly-Lys(Boc)-Gly-Gly-COOH을 에프목(Fmoc) 펩타이드 합성방법으로 제조하고, 펩타이드 기질 5 mg에 근적외선 형광체인 Cy5.5-HNS 에스터 8.5㎎, N-메틸모르폴린 8μl, 4-디메틸아미노피리딘 0.3 mg을 200μl의 디메틸포름아미드에 녹인 후 12 시간 상온에서 반응시켰다. 반응이 종료한 용액을 차가운 에틸 에테르 4 ml로 침전시키고 원심분리하여 상등액은 제거한 후 차가운 에틸 에테르 2 ml로 다시 세척하였다. 표면의 에틸 에테르를 제거한 후 스피드 베큠(speed vacuum) 또는 진공 오븐(vacuum oven)으로 건조시켜 Cy5.5-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg(Pbf)-Gly-Lys(Boc)-Gly-Gly-COOH 전구체를 제조하였다. Fmoc peptide synthesis method using NH 2 -Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg (Pbf) -Gly-Lys (Boc) -Gly-Gly-COOH, a peptide substrate that is selectively degraded by MMPs protein enzyme 5 mg of peptide substrate, 8.5 mg of a near-infrared phosphor Cy5.5-HNS ester, 8 μl of N-methylmorpholine, and 0.3 mg of 4-dimethylaminopyridine were dissolved in 200 μl of dimethylformamide and reacted at room temperature for 12 hours. . The reaction solution was precipitated with 4 ml of cold ethyl ether and centrifuged to remove the supernatant and washed again with 2 ml of cold ethyl ether. Remove the ethyl ether from the surface and dry it with a speed vacuum or vacuum oven, Cy5.5-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg (Pbf) -Gly-Lys (Boc) -Gly -Gly-COOH precursor was prepared.

건조된 상기의 펩타이드 전구체의 보호기를 탈보호하기 위하여, 상기의 물질을 트리플로오로아세트산 1ml, 증류수 25μl, 아니솔(Anisole) 25μl를 넣어서 1 시간 동안 상온에서 반응시켰다. 로터리 펌프(Rotary pump)를 이용하여 용액을 모두 제거한 후, 이를 HPLC 용리액(eluent) (0.1% TFA이 있는 식염수:0.1% TFA가 있는 아세토니트릴 =1:1) 1ml에 녹인 후, 필터 (0.45μm, 유기용매 사용 가능한 필터)하였다. HPLC 용리액(eluent) (0.1% TFA이 있는 식염수: 0.1% TFA이 있는 아세토니트릴 =1:1), 애질런트(Agilent) ZORBAX SB-C18 컬럼 (9.4 x 150 mm)을 이용하여, 0.1% TFA이 있는 5% 아세토니트릴, 0.1% TFA이 있는 95% 식염수로 HPLC를 안정화시켰다. 20분 동안 기울기 용리(gradient elution) (0분에 5%, 5분에 22%, 20분에 40% 아세토니트릴 (0.1% TFA이 있는) vs DW (0.1% TFA가 있는))을 통하여 물질 을 분리시켰다. 이때, UV 220nm, FLD ex: 675nm em: 690nm에서 측정한 후 Cy5.5-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg-Gly-Lys-Gly-Gly-COOH 물질을 분리하였다. 분리한 물질을 분자량을 매스(mass)를 사용하여 찍어 확인한 후 동결건조시켰다. 상기의 물질 2 ㎎에 BHQ3-NHS 에스터 (Biosearch Technologies Inc., 0.71 ㎎), NMM 1.5 μl, DMAP 0.2 mg를 30μl DMSO에 녹여 상온에서 12시간 반응시켰다. HPLC 용리액 (0.1% TFA이 있는 식염수 : 0.1% TFA가 있는 아세토니트릴 =1:1), 애질런트(Agilent) ZORBAX SB-C18 컬럼(9.4 x 150 mm)을 이용하여, 0.1% TFA가 있는 5% 아세토니트릴, 0.1% TFA가 있는 95% 식염수로 HPLC를 안정화시켰다. 25분 동안 기울기 용리(gradient elution) (0분에 5%, 5분에 30%, 25분에 70% 아세토니트릴(0.1% TFA 있는)vs 0.1% TFA가 있는 식염수)을 통하여 물질을 분리시켰다. 이때, UV 220nm, FLD ex: 675nm em: 690nm에서 측정한 후 Cy5.5-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg-Gly-Lys(BHQ3)-Gly-Gly-COOH 물질을 분리하였다. 분리한 물질을 분자량을 매스(mass)를 사용하여 찍어 확인한 후 동결건조 시켰다. In order to deprotect the protecting group of the peptide precursor, the material was reacted at room temperature for 1 hour by adding 1 ml of trifluoroacetic acid, 25 μl of distilled water, and 25 μl of anisole. Remove all the solution using a rotary pump, dissolve it in 1 ml of HPLC eluent (saline with 0.1% TFA: acetonitrile = 1: 1) with 0.1% TFA, and filter (0.45μm). And an organic solvent usable filter). HPLC eluent (saline with 0.1% TFA: acetonitrile = 1: 1 with 0.1% TFA), using Agilent ZORBAX SB-C18 column (9.4 x 150 mm), with 0.1% TFA HPLC was stabilized with 95% saline with 5% acetonitrile, 0.1% TFA. Substance was passed through gradient elution for 20 minutes (5% at 0 minutes, 22% at 5 minutes, 40% acetonitrile (with 0.1% TFA) vs DW (with 0.1% TFA) at 20 minutes). Separated. At this time, after measuring at UV 220nm, FLD ex: 675nm em: 690nm Cy5.5-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg-Gly-Lys-Gly-Gly-COOH material was separated. The separated material was identified by taking a molecular weight using a mass, and then lyophilized. BHQ3-NHS ester (Biosearch Technologies Inc., 0.71 mg), 1.5 μl of NMM, and 0.2 mg of DMAP were dissolved in 2 mg of the material in 30 μl DMSO and reacted at room temperature for 12 hours. HPLC eluent (saline with 0.1% TFA: acetonitrile = 1: 1) with 0.1% TFA, 5% aceto with 0.1% TFA, using an Agilent ZORBAX SB-C18 column (9.4 x 150 mm) The HPLC was stabilized with 95% saline with nitrile, 0.1% TFA. The material was separated via gradient elution (5% at 0 min, 30% at 5 min, 70% acetonitrile (with 0.1% TFA) vs. saline with 0.1% TFA at 25 minutes) for 25 minutes. At this time, after measuring at UV 220nm, FLD ex: 675nm em: 690nm Cy5.5-Gly-Pro-Leu-Gly-Val-Arg-Gly-Lys (BHQ3) -Gly-Gly-COOH material was separated. The separated material was confirmed by taking a molecular weight using a mass (mass) and then lyophilized.

1-2. 형광체-1-2. Phosphor 펩타이드Peptide -- 소광체Quencher -고분자 유도체의 제조 Preparation of Polymer Derivatives

형광체-펩타이드-소광체 물질을 96 well plate에 많은 양으로 고정화하기 위하여 고분자를 사용하였다. 형광체-펩타이드-소광체를 직접 96 well plate에 붙이는 것 보다 여러개의 형광체-펩타이드-소광체를 먼저 고분자에 붙인 후 그 고분자를 96 well plate에 붙이면 효율을 훨씬 증가시킬 수 있다. 이에 사용한 고분자로 생체 친화성 글라이콜 키토산 (분자량 250,000 Da)을 사용하였다.The polymer was used to immobilize the phosphor-peptide-quencher material in a large amount on a 96 well plate. Rather than attaching a phosphor-peptide-quencher directly to a 96-well plate, several phosphor-peptide-quenchers can be attached to a polymer first, and then the polymer can be attached to a 96-well plate to increase efficiency. Biocompatible glycol chitosan (molecular weight 250,000 Da) was used as the polymer.

1-1에서 만들어진 형광체-펩타이드-소광체를 100 μl DMSO로 녹인 후 100μl PBS (pH 6.0)를 첨가한 후 EDC (1 mg) 및 NHS (0.8 mg)를 첨가하여 상온에서 15분 반응시켰다. 반응 종료 후 상기 용액을 글라이콜 키토산 10mg를 15ml PBS (pH 7.4)에 녹인 용액에 첨가한 후 상온에서 12 시간 반응시켰다. 반응 종료 후 투석(dialysis)방법을 사용하여 3일간 반응하지 않은 형광체-펩타이드-소광체를 제거하였다.The phosphor-peptide-quencher made in 1-1 was dissolved in 100 μl DMSO, and then 100 μl PBS (pH 6.0) was added, followed by reaction at room temperature for 15 minutes by addition of EDC (1 mg) and NHS (0.8 mg). After completion of the reaction, the solution was added to a solution in which 10 mg of glycol chitosan was dissolved in 15 ml PBS (pH 7.4) and reacted at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, the phosphor-peptide-quencher which was not reacted for 3 days was removed using a dialysis method.

실시예Example 2.  2. MMPMMP 에 특이적으로 반응하여 형광이 복원되는 Fluorescence is restored by reacting specifically to inin vitroin vitro kitkit 제조  Produce

실시예1에서 제조된 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체를 원하는 농도에 따라 maleic anhydride가 코팅되어 있는 96-well에 넣고 상온에서 12시간동안 교반하여, 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체가 maleic anhydride와 함께 화학적 결합을 하도록 한다. 복합체를 제거한 후, 반응하지 않은 maleic anhydride를 quenching시키기 위해 0.5% BSA가 함유된 PBS 2ml을 넣고 1시간 동안 교반한다. 0.5% BSA가 함유된 PBS를 제거한 후, TCNB buffer를 이용하여 2번 세척한다. The phosphor-peptide-quencher-polymer complex prepared in Example 1 was placed in a 96-well coated with maleic anhydride according to a desired concentration, and stirred at room temperature for 12 hours, whereby the phosphor-peptide-quencher-polymer complex was maleic. Allow chemical bonding with anhydride. After removing the complex, 2 ml of PBS containing 0.5% BSA was added to quench unreacted maleic anhydride and stirred for 1 hour. After removing PBS containing 0.5% BSA, wash twice with TCNB buffer.

실험예Experimental Example 1. 본 발명에 따른 형광체- 1. Phosphor according to the present invention 펩타이드Peptide -- 소광체Quencher -고분자 복합체의 형광체-Phosphor of Polymer Complex 펩타이드Peptide -- 소광체Quencher 함유율 Content

실시예 1에서 제조된 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체의 형광체-펩타이드-소광체의 함유율을 측정하였다. 형광체-펩타이드-소광체를 22μM, 11μM, 5.5μM, 2.8μM, 1.4μM와 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체 10μM을 450nm~800nm까지 UV scan하였다(도 2a). 형광체-펩타이드-소광체의 다양한 농도에 해당하는 UV값은 선형적으로 나타났고(도 2b), 여기에 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체의 UV값을 대입하였을 때, 형광체-펩타이드-소광체-고분자 1.10uM에 형광체-펩타이드-소광체 10.6uM이 결합하였음을 확인하였다.The content of the phosphor-peptide-quencher of the phosphor-peptide-quencher-polymer complex prepared in Example 1 was measured. 22 μM, 11 μM, 5.5 μM, 2.8 μM, 1.4 μM of the phosphor-peptide-quencher and 10 μM of the phosphor-peptide-quencher-polymer complex were UV-scanned to 450 nm to 800 nm (FIG. 2A). UV values corresponding to various concentrations of phosphor-peptide-quencher appeared linear (FIG. 2B), and when the UV values of the phosphor-peptide-quencher-polymer complex were substituted thereto, the phosphor-peptide-quencher -It was confirmed that the phosphor-peptide-quencher 10.6 uM bound to 1.10 uM of polymer.

실험예Experimental Example 2. 본 발명에 따른 형광체- 2. Phosphor according to the present invention 펩타이드Peptide -- 소광체Quencher -고분자 복합체의 Of polymer complexes MMPsMMPs 분해효소에 의한 형광 변화 Fluorescence Changes by Degrading Enzymes

실시예 1에서 제조된 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체의 MMPs 단백질 분해 효소에 대한 선택 특이성을 관찰하였다. 제조된 복합체를 다양한 단백질 분해 효소가 첨가된 반응액에 첨가한 후 시간에 따라 복원되는 형광 (fluorescent intensity, FI)을 측정하였다.The selection specificity for the MMPs proteolytic enzyme of the phosphor-peptide-quencher-polymer complex prepared in Example 1 was observed. The prepared complex was added to the reaction solution to which various proteolytic enzymes were added, and then fluorescence intensity (FI) which was restored over time was measured.

구체적으로, 제조된 복합체 9㎍/ml을 활성화된 MMP-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9 또는 MMP-13 분해효소(각각 150nM)에 첨가한 후 효소 분해반응에 의한 형광 발현을 관찰하였다. 각 MMPs를 활성화하기 위하여 MMPs를 p-아미노페닐 머큐릭산(p-aminophenyl mercuric acid)이 첨가된 TCNB 반응액 (0.1 M Tris, 5 mM 염화칼슘, 200 mM NaCl, 0.1% 브리즈(Brij))에 첨가하여 37℃에서 1 시간 동안 반응시켰다. 형광 발현은 형광분석기로 ex: 675nm, em: 676~800nm에서 측정하였다.Specifically, 9 μg / ml of the prepared complex was added to activated MMP-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9, or MMP-13 degrading enzyme (150 nM each), followed by fluorescence expression by enzymatic degradation. Observed. MMPs were added to TCNB reaction solution (0.1 M Tris, 5 mM calcium chloride, 200 mM NaCl, 0.1% Brij) to which p-aminophenyl mercuric acid was added to activate each MMPs. The reaction was carried out at 37 ° C. for 1 hour. Fluorescence expression was measured at ex: 675 nm, em: 676 ~ 800 nm by fluorescence spectrometer.

복합체는 아래 표 1과 같이, MMP-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9 및 MMP-13에 80분간 반응시 각각 24.6, 1.7, 1.0, 9.8, 22.3배 형광이 복원되는 결과를 나타내었다. 또한 MMP-13과 함께 inhibitor를 처리하였을 때 거의 형광이 복원되지 않는 것을 확인하였다. 형광 복원의 결과에 의해, 복합체는 MMP-2, MMP-13과 반응하여 상대적으로 높은 형광이 복원됨을 알 수 있었다(도 3). The complex shows a result of 24.6, 1.7, 1.0, 9.8, and 22.3-fold fluorescence recovery after 80 minutes of reaction with MMP-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9 and MMP-13, as shown in Table 1 below. It was. In addition, when the inhibitor was treated with MMP-13, fluorescence was hardly restored. As a result of fluorescence restoration, the complex reacted with MMP-2 and MMP-13, indicating that relatively high fluorescence was restored (FIG. 3).

[표 1]TABLE 1

복합체의 MMPs에 대한 복원되는 형광의 크기Size of fluorescence to be restored for MMPs of the complex

time(min)time (min) MMP-2MMP-2 MMP-3MMP-3 MMP-7MMP-7 MMP-9MMP-9 MMP-13MMP-13 M13+inhibitorM13 + inhibitor controlcontrol 00 142.1142.1 283.2283.2 174174 151.3151.3 147.6147.6 170.4170.4 133.9133.9 1010 12331233 261.7261.7 195.9195.9 281.5281.5 815.1815.1 125.3125.3 119.1119.1 2020 19641964 292.1292.1 187.4187.4 445.2445.2 13991399 132.9132.9 117.3117.3 3030 24502450 312.9312.9 194.1194.1 641.3641.3 17981798 133133 123.1123.1 4040 28182818 352.4352.4 188.7188.7 819.4819.4 21912191 129.5129.5 118.1118.1 5050 30923092 389.1389.1 195195 988.6988.6 26532653 130.4130.4 120.2120.2 6060 31743174 412.8412.8 197.3197.3 11241124 28972897 128128 119.9119.9 7070 33193319 435.4435.4 184.6184.6 12331233 31443144 142.1142.1 115.1115.1 8080 34973497 468.9468.9 184.2184.2 14831483 32933293 137137 128.9128.9

실험예 3. 본 발명에 따른 복합체의 단백질 분해효소의 농도에 대한 형광 복원 및 영상화Experimental Example 3. Fluorescence restoration and imaging for the concentration of protease of the complex according to the present invention

실시예 1에서 제조된 형광체-펩타이드-소광체-고분자 복합체의 MMP-13 분해 효소 농도에 대한 의존성을 관찰하였다. 제조된 복합체를 다양한 농도의 단백질 분해 효소가 첨가된 반응액에 첨가한 후 시간에 따라 복원되는 형광 (fluorescent intensity, FI)을 측정하였다. 위 실험예 2와 동일한 실험방식으로 75, 38, 19, 5, 0nM의 활성화된 MMP-13에 복합체를 첨가하여 37℃에서 60분간 반응시킨 후, 형광 발광 정도를 형광분석기로 관찰하였다. The dependence of the MMP-13 degrading enzyme concentration of the phosphor-peptide-quencher-polymer complex prepared in Example 1 was observed. The prepared complex was added to a reaction solution to which various concentrations of proteolytic enzymes were added, and then fluorescence intensity (FI), which was restored over time, was measured. After the complex was added to the activated MMP-13 of 75, 38, 19, 5, 0 nM in the same experimental manner as in Experimental Example 2 and reacted at 37 ° C. for 60 minutes, the degree of fluorescence was observed with a fluorescence spectrometer.

도 4에 나타낸 바와 같이, 복합체의 형광 발현이 첨가된 MMP-13 분해효소의 농도에 따라 비례적으로 증가하므로, 실험군의 발광도를 측정하는 것으로 검체 내의 특정 효소농도를 정략적으로 분석할 수 있음을 보여준다. As shown in FIG. 4, since the fluorescence expression of the complex increases proportionally with the concentration of the added MMP-13 degrading enzyme, the specific enzyme concentration in the sample can be determined by measuring the luminescence of the experimental group. Shows.

실험예 4. 본 발명에 따른 in vitro kit의 고정화된 복합체의 농도에 따른 형광 복원 및 영상화Experimental Example 4. Fluorescence restoration and imaging according to the concentration of the immobilized complex of the in vitro kit according to the present invention

실시예 1에서 제조한 복합체 2.5, 1.25, 0.63, 0.32, 0.16mg/ml을 고정화 시킨 실시예 2에서와 같은 in vitro kit은 분해효소를 처리하지 않았을 경우에는 소광된 상태로 형광이 나타나지 않았다. 여기에 15nM의 MMP-13 분해효소를 각각의 well에 처리하였을 경우 고정화시킨 복합체의 농도에 비례하여 형광이 복원되는 영상을 얻을 수 있었다(도 5a). In vitro kits as in Example 2, in which the complexes prepared in Example 1, 2.5, 1.25, 0.63, 0.32, and 0.16 mg / ml were immobilized, did not show fluorescence in the quenched state when the enzyme was not treated. When the 15 nM MMP-13 degrading enzyme was treated in each well, the fluorescence was restored in proportion to the concentration of the immobilized complex (Fig. 5a).

실험예Experimental Example 5. 본 발명에 따른  5. According to the present invention inin vitroin vitro kitkit 의 처리한 분해효소의 농도에 따른 형광 복원 및 영상화Fluorescence Restoration and Imaging According to the Degrading Enzyme Concentration

실시예 1에서 제조한 복합체 2.5mg/ml을 고정화시킨 실시예 2에서와 같은 in vitro kit은 분해효소를 처리하지 않았을 경우에는 소광된 상태로 형광이 나타나지 않았다. 여기에 30, 15, 7.5, 3.8, 1.9nM의 MMP-13 분해효소를 각각의 well에 처리하였을 경우 처리한 분해효소의 농도에 비례하여 형광이 복원되는 영상을 얻을 수 있었다(도 5b). In vitro kits as in Example 2, in which 2.5 mg / ml of the complex prepared in Example 1 were immobilized, did not show fluorescence in the quenched state when the enzyme was not treated. When MMP-13 degrading enzymes of 30, 15, 7.5, 3.8, and 1.9 nM were treated in each well, images of fluorescence were restored in proportion to the concentration of the degrading enzymes treated (Fig. 5b).

실험예Experimental Example 6. 본 발명에 따른  6. According to the present invention inin vitroin vitro kitkit 의 다양한 분해효소에 따른 형광 복원 및 영상화Fluorescence Restoration and Imaging According to Various Degrading Enzymes

실시예 1에서 제조한 복합체 2.5mg/ml을 고정화시킨 실시예 2에서와 같은 in vitro kit에 MMP-13, Caspase-3, Proteasome 분해효소를 각각의 well에 처리하였을 경우, MMP 분해효소에 의해서만 특이적으로 형광이 강하게 복원되는 영상을 얻을 수 있었다(도 6).When MMP-13, Caspase-3, and Proteasome Degrading Enzyme were treated to each well in an in vitro kit as in Example 2 immobilized with 2.5 mg / ml of the complex prepared in Example 1, it was specific only by MMP degrading enzyme. As a result, an image in which fluorescence was strongly restored was obtained (FIG. 6).

도 1은 형광 소광상태에 있다가 단백질 분해효소에 특이적으로 분해되면 강한 형광이 복원되어 영상화를 가능하게 하는 펩타이드, 근적외선 형광체, 소광체 및 고분자로 이루진 본 발명의 단백질 분해효소 활성 측정 시험관내 키트의 모식도이다.1 is in vitro fluorescence quenching in vitro specific assay for protease, strong fluorescence is restored to the proteolytic enzyme activity of the present invention consisting of peptides, near infrared phosphors, quencher and polymer to enable imaging It is a schematic diagram of the kit.

도 2는 글라이콜 키토산 고분자에 결합된 형광체-펩타이드 기질-소광체의 양을 정량분석이 가능함을 보여주는 것이다.Figure 2 shows that it is possible to quantify the amount of phosphor-peptide substrate-quencher bound to the glycol chitosan polymer.

도 3은 형광체-펩타이드 기질-소광체-고분자가 여러 종류의 MMP 분해효소에 의해서 형광의 발광 정도가 달라지는 것을 보여주는 것이다. 본 실험에서 사용한 복합체는 MMP-2와 MMP-13에 의해서 형광이 가장 크게 발광된다는 것을 확인할 수 있다. Figure 3 shows that the phosphor-peptide substrate-quencher-polymer differs in luminescence intensity by various kinds of MMP degrading enzymes. The complex used in this experiment can be seen that the fluorescence is the largest emission by MMP-2 and MMP-13.

도 4는 단백질 분해효소 MMP-13의 농도가 증가함에 따라 본 실험에서 사용한 복합체의 형광 발광 정도가 일정하게 증가하므로 단백질 분해효소의 정량적 분석이 가능함을 보여주는 것이다.Figure 4 shows that as the concentration of the protease MMP-13 increases the fluorescence of the complex used in this experiment constantly increases, it is possible to quantitative analysis of the protease.

도 5a는 MMP-13 분해효소를 처리하지 않았을 때에는 96 well이 소광상태로 있다가 다양한 농도의 복합체를 96-well에 고정화시키고 일정한 농도의 MMP-13 분해효소를 처리했을 때에는 고정화시킨 복합체의 농도에 비례하여 형광이 발광된다는 것을 보여주는 것이다. FIG. 5A shows that 96 wells are quenched when MMP-13 degrading enzyme is not treated, and the complexes of various concentrations are immobilized in 96-well and the concentrations of the immobilized complexes are treated when MMP-13 degrading enzyme is treated. It shows that fluorescence is emitted in proportion.

도 5b는 MMP-13 분해효소를 처리하지 않았을 때에는 96 well이 소광상태로 있다가 일정한 농도의 복합체를 96-well에 고정화시키고 다양한 농도의 MMP-13 분 해효소를 처리했을 때에는, 처리한 MMP-13 분해효소의 농도에 비례하여 형광이 발광되는 것을 보여주는 것이다. 이를 통해 MMP 분해효소 활성의 정량적 분석이 가능함을 보여주는 것이다.FIG. 5B shows that 96 wells are quenched when MMP-13 degrading enzyme is not treated, and the complex of fixed concentration is immobilized in 96-well and treated with various concentrations of MMP-13 degrading enzyme. 13 shows fluorescence emission in proportion to the concentration of the enzyme. This shows that quantitative analysis of MMP degrading enzyme activity is possible.

도 6은 일정한 농도의 복합체를 96-well에 고정화시키고 MMP, 카파아제(Caspase), 프로테아좀(Proteasome)의 분해효소를 처리하였을 때, MMP 분해효소에 대하여 특이적으로 형광이 강하게 발광된다는 것을 보여주는 것이다. 이를 통해 MMP 분해효소의 활성을 특이적으로 측정할 수 있음을 보여주는 것이다.FIG. 6 shows that when a complex of a certain concentration is immobilized in a 96-well and treated with MMP, caspase, and proteasome degrading enzymes, fluorescence specifically emits strongly against MMP degrading enzymes. To show. This shows that the activity of the MMP degrading enzyme can be specifically measured.

Claims (15)

형광체 및 소광체가 결합되고, 단백질 분해효소에 의해 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이 고분자에 결합된 복합체를 포함하는 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트.An in vitro kit for quantitative determination of protease activity comprising a complex in which a phosphor substrate and a quencher are coupled to and a peptide substrate specifically cleaved by a protease is bound to a polymer. 제1항에 있어서, 상기 복합체는 다음의 구조식 1을 가지는 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트:The in vitro kit for quantitative determination of protease activity according to claim 1, wherein the complex has the following structure: [구조식 1] [Formula 1]
Figure 112009062081583-PAT00003
Figure 112009062081583-PAT00003
여기서, 상기 A는 형광체이고, 상기 B는 상기 단백질 분해효소에 의하여 특이적으로 분해되는 펩타이드 기질이며, 상기 C는 상기 형광체의 발광을 흡수하여 소광 효과를 나타낼 수 있는 소광체이고, 상기 D는 고분자로 이루어졌다.Here, A is a phosphor, B is a peptide substrate specifically degraded by the proteolytic enzyme, C is a quencher that can absorb the luminescence of the phosphor and exhibit a quenching effect, and D is a polymer Was done.
제2항에 있어서, 상기 펩타이드 기질의 C 말단의 카르복실산 또는 시스테인의 -SH기와 고분자가 결합되는 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트.The in vitro kit for quantitative measurement of proteolytic enzyme activity according to claim 2, wherein the polymer is bound to the -SH group of the carboxylic acid or cysteine at the C terminus of the peptide substrate. 제2항에 있어서, 상기 형광체 및 상기 소광체는 상기 펩타이드 기질의 아미노 말단, 라이신, 시스테인, 또는 카르복실산에 결합된 펩타이드 기질을 결합하는 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트.The in vitro kit of claim 2, wherein the phosphor and the quencher bind a peptide substrate bound to an amino terminus, lysine, cysteine, or carboxylic acid of the peptide substrate. 제2항에 있어서, 상기 고분자는 분자량 1,000 내지 1,000,000 Da 사이의 글라이코 키토산(glycol chitosan) 또는 폴리라이신(poly-L-lysine)인 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트.The in vitro kit for quantitative determination of protease activity of claim 2, wherein the polymer is glyco chitosan or poly-L-lysine with a molecular weight of 1,000 to 1,000,000 Da. 제1항에 있어서, 상기 단백질 분해효소는 기질 금속단백분해효소(matrix metalloproteinases; MMP), 트롬빈, FXIIIa, 카스파제(caspase), 우로키나아제 플라스미노겐 활성제(urokinase plasminogen activator, uPA), HIV 프로테아제, DPP-IV 및 프로테아좀(proteasome)으로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트. According to claim 1, The protease is matrix metalloproteinases (MMP), thrombin, FXIIIa, caspase (caspase), urokinase plasminogen activator (uPA), HIV protease, An in vitro kit for quantitative determination of protease activity, which is selected from the group consisting of DPP-IV and proteasome. 제1항에 있어서, 상기 형광체는 적색 또는 근적외선의 형광을 발광하는 형광체인 것인 시험관내 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 키트. The kit of claim 1, wherein the phosphor is a phosphor emitting red or near infrared fluorescence. 제7항에 있어서, 상기 형광체는 시아닌, 플루오레신, 테트라메틸로드아민, 알렉사, 보디피 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트. The in vitro kit for quantitative determination of protease activity according to claim 7, wherein the phosphor is selected from the group consisting of cyanine, fluorescein, tetramethylrodamine, alexa, bodiphy, and derivatives thereof. 제1항에 있어서, 상기 소광체는 형광을 소광시킬 수 있는 블랙홀 소광체(blackhole quencher), 블랙베리(blackberry quencher) 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트. The method of claim 1, wherein the quencher is selected from the group consisting of blackhole quencher, blackberry quencher and derivatives thereof capable of quenching fluorescence for quantitative measurement of protease activity In vitro kits. 제1항에서 제5항까지 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 단백질 분해효소는 MMP이고, 상기 A는 Cy5.5이고, 상기 B는 기질 금속단백분해효소(MMP)에 특이적 분해되는 펩타이드 기질이고, 상기 C는 BHQ-3 (black hole quencher-3)이고, 상기 D는 글라이콜 키토산인 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트. The peptide substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the protease is MMP, A is Cy5.5, and B is specifically degraded to substrate metalloproteinase (MMP). And C is BHQ-3 (black hole quencher-3) and D is glycol chitosan. In vitro kit for quantitative determination of protease activity. (a) 특정 단백질 분해효소에 특이적인 펩타이드 기질을 합성하고 여기에 근적외선 형광체를 반응시켜 결합하는 제1단계;(a) a first step of synthesizing a peptide substrate specific for a specific protease and reacting the same with near-infrared phosphors; (b) 상기 펩타이드 기질에 소광체를 결합시키는 제2단계; (b) a second step of binding a quencher to the peptide substrate; (c) 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체에 고분자를 결합시키는 제3단계; 및 (c) a third step of binding a polymer to the phosphor-peptide substrate-quencher; And (d) 상기 형광체-펩타이드 기질-소광체-고분자를 96-well에 고정시키는 제4단계로 이루어진 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트의 제조방법.(d) a method for producing an in vitro kit for quantitative determination of protease activity, comprising a fourth step of immobilizing the phosphor-peptide substrate-quencher-polymer in a 96-well. 제1항에 있어서, 상기 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트 는 편평상피세포암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 췌장암, 뇌종양, 유방암, 간암, 피부암, 식도암, 고환암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 신장암, 방광암, 난소암, 담관암 및 담낭암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 암 진단에 사용되는 것이 특징인 시험관내 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 키트.According to claim 1, wherein the in vitro kit for quantitative measurement of protease activity is squamous cell carcinoma, uterine cancer, cervical cancer, prostate cancer, head and neck cancer, pancreatic cancer, brain tumor, breast cancer, liver cancer, skin cancer, esophageal cancer, testicular cancer, kidney Kit for quantitative measurement of in vitro protease activity, characterized in that it is used for cancer diagnosis selected from the group consisting of cancer, colorectal cancer, rectal cancer, stomach cancer, kidney cancer, bladder cancer, ovarian cancer, cholangiocarcinoma and gallbladder cancer. 제1항에 있어서, 상기 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트는 자가면역질환 진단에 사용되는 것이 특징인 시험관내 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 키트. The kit for quantitative measurement of in vitro protease activity according to claim 1, wherein the in vitro kit for quantitative measurement of protease activity is used for diagnosing autoimmune disease. 제13항에 있어서, 상기 자가면역질환은 골관절염 또는 류마티스 관절염인 것인 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트.The in vitro kit of claim 13, wherein the autoimmune disease is osteoarthritis or rheumatoid arthritis. 제1항에 있어서, 상기 시험관내 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 키트는 상기 단백질 분해효소의 과다발현을 억제하는 약물 또는 약물의 효능의 스크리닝에 사용되는 것을 특징으로 하는 단백질 분해효소 활성의 정량적 측정용 시험관내 키트.The quantitative measurement of protease activity according to claim 1, wherein the kit for quantitative determination of protease activity in vitro is used for screening of the drug or the efficacy of the drug that inhibits overexpression of the protease. In vitro kits for use.
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KR101452775B1 (en) * 2012-08-20 2014-10-21 한국과학기술연구원 In vitro kit for detecting protease activity and method of preparing the same
KR20170052399A (en) * 2015-11-04 2017-05-12 한국과학기술연구원 Peptide-Based Dual-Fluorescence Nanoprobe for Early Diagnosis of Cancer Lymphnode Metastasis and Uses Thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101320694B1 (en) * 2012-04-16 2013-10-18 한국과학기술연구원 Composition for treating blood and set of diagnostic kit comprising the same to detect autoimmune disease
KR101452775B1 (en) * 2012-08-20 2014-10-21 한국과학기술연구원 In vitro kit for detecting protease activity and method of preparing the same
KR20170052399A (en) * 2015-11-04 2017-05-12 한국과학기술연구원 Peptide-Based Dual-Fluorescence Nanoprobe for Early Diagnosis of Cancer Lymphnode Metastasis and Uses Thereof

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