KR20120002119A - Inhibitor for phd2 - Google Patents

Inhibitor for phd2 Download PDF

Info

Publication number
KR20120002119A
KR20120002119A KR1020100062849A KR20100062849A KR20120002119A KR 20120002119 A KR20120002119 A KR 20120002119A KR 1020100062849 A KR1020100062849 A KR 1020100062849A KR 20100062849 A KR20100062849 A KR 20100062849A KR 20120002119 A KR20120002119 A KR 20120002119A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phd2
peptide
hif
proline
carbon
Prior art date
Application number
KR1020100062849A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101212785B1 (en
Inventor
안대로
양은경
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020100062849A priority Critical patent/KR101212785B1/en
Publication of KR20120002119A publication Critical patent/KR20120002119A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101212785B1 publication Critical patent/KR101212785B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • A61K38/10Peptides having 12 to 20 amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

PURPOSE: A PHD2(HIF-1alpha specific proline hydroxylase domain 2) inhibitor peptide is provided to suppress hydration of HIF-1alpha and to prevent or treat ischemic diseases. CONSTITUTION: A peptide with PHD2-specific suppression contains 556th to 575th amino acids of human HIF-1alpha protein. The 564th amino acid has a proline in which 4th carbon is substituted with hetero atom of S, O, N, or P. A proline variant is thiazolidine carboxylic acid, dehydroproline, methanoproline, or oxazolidine carboxylic acid. The peptide has an amino acid sequence of sequence number 2(DLDLEALAXYIPADDDFQLR). A composition for preventing or treating ischemic diseases contains the peptide as an active ingredient.

Description

PHD2 저해제{Inhibitor for PHD2}PHD2 inhibitors {Inhibitor for PHD2}

본 발명은 PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화 반응을 저해하는 아미노산 유사체를 포함하는 저해제 펩타이드에 관한 것이다.
The present invention relates to inhibitor peptides comprising amino acid analogs that inhibit the hydroxylation of HIF-1α by PHD2.

HIF-1α (hypoxia inducible factor-1 alpha; 저산소 유도인자)은 에너지 대사, 혈관운동 제어, 신혈관 형성 및 세포사멸 (apoptosis)에 관여하는 유전자의 발현조절을 함으로써 저산소 상태에 대한 적응을 조절하는 중요한 역할을 하는 단백질이다.  정상 산소 상태에서는 프로테오솜 (proteosome)에 의해 분해되는 HIF-1α는 저산소 상태에서는 안정화되어 축적되는데, 프로테오솜 (proteosome)에 의한 조절기전은 HIF-1α가 PHD2에 의해 수산화 된 뒤, 유비퀴틴-리가아제 (ubiquitin-ligase) 복합체의 기질인식 구성단백질인 pVHL (von Hippel-Lindau tumour suppressor) 단백질과 결합함으로써 분해되어 진행된다. 따라서 HIF-1α의 PHD2에 의한 수산화 반응을 저해하면 정상 산소 환경에서 HIF-1α의 분해가 억제되어서 세포주기의 진행이 촉진되거나 혈관형성의 항진 또는 세포 생존기능이 항진되기 때문에 관상동맥부전, 뇌부전 및 혈관부전과 같은 허혈 상태의 치료에 바람직하다 (US 6,787,326 B1).  반면, PHD2의 활성을 촉진시키는 경우에는 저산소 상태에서 혈관형성의 억제를 통해 암 조직의 성장을 억제할 수 있어 암 치료 연구에 매우 유용하다 (Amato G. et al., Nature Reviews 2: 1-9, 2003). HIF-1α (hypoxia inducible factor-1 alpha) is an important regulator of the regulation of hypoxia by regulating the expression of genes involved in energy metabolism, vascular control, neovascularization and apoptosis. It is a protein that plays a role. HIF-1α, which is degraded by proteosomes in normal oxygen conditions, stabilizes and accumulates in hypoxic states. The regulatory mechanism by proteosomes is ubiquitin- after HIF-1α is hydroxylated by PHD2. It is degraded by binding to pVHL (von Hippel-Lindau tumour suppressor) protein, a substrate recognition protein of ubiquitin-ligase complex. Therefore, inhibition of HIF-1α-induced PHD2-induced hydroxylation inhibits HIF-1α degradation in normal oxygen environment, thereby facilitating cell cycle progression, angiogenesis, or cell survival. And ischemic conditions such as vascular insufficiency (US 6,787,326 B1). On the other hand, promoting the activity of PHD2 can inhibit the growth of cancer tissues by inhibiting angiogenesis in hypoxic state, which is very useful for cancer treatment research (Amato G. et al., Nature Reviews 2: 1-9, 2003).

HIF-1α의 수산화 반응은 PHD1, PHD2, PHD3와 같은 프롤릴 하이드록실라제 도메인 단백질 (PHDs)에 의해 촉매된다. 특히 PHD2는 산소를 감지에 근거한 HIF-1α의 분해 과정을 조절하는 데 중요한 효소로 알려져 있다. 아미노산 서열 중 402 또는 564번째에 위치한 프롤린기를 수산화 시키는 효소이다.  PHD2 효소는 산소, 철 및 보조인자(cofactor)인 2-옥소글루타레이트(2-oxoglutarate) 존재하에서 반응이 진행되는데, 이때 효소 자체가 스스로 산화됨으로써 빠른 속도로 비활성화되는 것을 막기 위해서는 아스크로브산염(ascorbate)이 필요하다 (Ivan M. et al., PNAS 99(21): 13459-13464, 2002).  이러한 수산화반응을 통해 HIF-1α에 의해 매개되는 저산소 유도 단백질의 전사와 HIF-1α의 가수분해 (proteolytic destruction)를 조절하는 메카니즘을 형성함으로써 여러 가지 병적 기전에 관여하게 된다. The hydroxylation reaction of HIF-1α is catalyzed by prolyl hydroxylase domain proteins (PHDs) such as PHD1, PHD2, PHD3. In particular, PHD2 is known to be an important enzyme for controlling the decomposition process of HIF-1α based on the detection of oxygen. It is an enzyme that hydroxylates the proline group located at 402 or 564th amino acid sequence. The PHD2 enzyme reacts in the presence of oxygen, iron, and cofactor 2-oxoglutarate, which is used to prevent fast deactivation of the enzyme itself by oxidation. (ascorbate) is required (Ivan M. et al., PNAS 99 (21): 13459-13464, 2002). Through this hydroxylation reaction, HIF-1α-mediated hypoxia-induced protein transcription and HIF-1α formation of mechanisms that regulate the hydrolysis (proteolytic destruction) is involved in various pathological mechanisms are involved.

이러한 PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화가 HIF-1α와 연관된 여러 생리적 현상들에 미치는 영향을 분석하고 PHD2의 활성을 저해함으로써 HIF-1α의 활성에 의해 직접적으로 조절되는 관련 질병 치료제의 개발을 위해서는 PHD2의 저해제가 필요하다. 그러나, 현재까지 알려진 PHD2의 저해제는 2-옥소글루타레이트와 경쟁하면서 PHD2와 결합하는 저분자 물질이 대부분이다. 이런 2-옥소글루타레이트 결합 부위를 표적으로 하는 저해제는 PHD2뿐만 아니라 2-옥소글루타레이트를 보조인자로 사용하는 다른 HIF활성 조절 효소인 FIH (factor inhibiting HIF)도 저해할 수 있기 때문에 선택적인 저해면에 있어서 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방법의 하나로 PHD2의 활성 포켓안에 HIF-1α의 결합부위를 표적으로 하는 저해제를 사용하는 것이다. 그러나, 작은 유기 분자 수준에서뿐만 아니라, 펩타이드 분자 수준에서도 PHD2 활성 포켓 내의 HIF-1α 결합부위를 표적으로 하는 저해제 관한 보고는 전무하다.
In order to analyze the effects of HHD-1α-induced PHD2 on physiological phenomena associated with HIF-1α and to inhibit the activity of PHD2, the development of a related disease therapeutic agent that is directly regulated by HIF-1α activity is required. Inhibitors are required. However, inhibitors of PHD2 known to date are mostly low molecular weight substances that bind PHD2 while competing with 2-oxoglutarate. Inhibitors targeting these 2-oxoglutarate binding sites selectively inhibit PHD2 as well as other inhibitors of HIF (factor inhibiting HIF), another HIF activity regulator that uses 2-oxoglutarate as a cofactor. In terms of disadvantages. One solution to this problem is to use inhibitors that target HIF-1α binding sites in the active pocket of PHD2. However, there are no reports of inhibitors targeting HIF-1α binding sites in PHD2 activity pockets, as well as at the small organic molecule level.

이에, 본 발명자들은 PHD2내의 HIF-1α의 결합부위를 표적으로 하는 저해제 펩타이드를 개발하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have completed the present invention by developing an inhibitor peptide that targets the binding site of HIF-1α in PHD2.

본 발명의 일례는 HIF-1α 특이적 프로릴하이드록실라제-2(HIF-1α specific proryl hydroxylase 2, PHD2)에 의한 HIF-1α의 수산화 반응을 저해하는 저해제 펩타이드를 제공한다.One embodiment of the present invention provides an inhibitor peptide that inhibits the hydroxylation reaction of HIF-1α by HIF-1α specific proryl hydroxylase 2 (PHD2).

또 다른 예는 상기 저해제 펩타이드의 제조 방법을 제공한다.Another example provides a method for preparing the inhibitor peptide.

또 다른 예는 상기 저해제 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
Another example provides a composition for the prevention or treatment of ischemic diseases comprising the inhibitor peptide as an active ingredient.

본 발명에서 개발된 저해제 펩타이드는 HIF-1α 단백질의 556번째부터 575번째까지의 아미노산 서열로 이루어진 HIF-1α 단편 펩타이드의 유사체로서 수산화가 일어나는 564번째 아미노산인 프롤린기를 다른 아미노산으로 치환하여 합성되었다. 이 치환된 아미노산은 프롤린과 유사한 탄소고리 구조를 지니나, 프롤린의 C-4위치가 변형되어 PHD2와 결합은 가능하나 반응은 진행되지 않음으로써 PHD2를 저해하는 기작을 나타내도록 고안된 것이다.  이렇게 합성된 저해제 펩타이드는 다른 HIF 수산화 효소인 FIH에는 영향을 주지 않으면서 PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화 반응만을 특이적으로 저해함으로써 HIF-1α의 활성화 시키는데 이용이 가능하므로, PHD2에 대한 특이적인 저해에 의해 활성화된 HIF-1α가 HIF 단백질과 연관된 생리적 현상 및 질병들에 어떤 관계로 영향을 미치는지를 확인하는데 유용하게 사용될 수 있다.The inhibitor peptide developed in the present invention was synthesized by substituting the proline group, which is the 564th amino acid in which hydroxylation occurs, as an analog of the HIF-1α fragment peptide consisting of the 556th to 575th amino acid sequences of the HIF-1α protein. The substituted amino acid has a carbon ring structure similar to that of proline, but the C-4 position of the proline is modified to bind to PHD2, but the reaction is not progressed. The inhibitor peptide thus synthesized can be used to activate HIF-1α by specifically inhibiting only the HIF-1α hydroxylation reaction by PHD2 without affecting FIH, another HIF hydroxylase, and thus specific inhibition on PHD2. Can be usefully used to determine how HIF-1α activated by HF-1 affects physiological phenomena and diseases associated with HIF protein.

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

본 발명의 일례는 HIF-1α(hypoxia inducible factor-1 alpha) 특이적 프로릴하이드록실라제-2(HIF-1α specific proryl hydroxylase 2, PHD2)에 의한 HIF-1α의 수산화 반응을 저해하는 저해제 펩타이드를 제공한다.One example of the present invention is an inhibitor peptide that inhibits the hydroxylation reaction of HIF-1α by HIF-1α specific proryl hydroxylase-2 (PHD2). To provide.

상기 저해제 펩타이드는 HIF-1α로부터 파생한 펩타이드로서, 프롤린 고리에 다른 작용기를 삽입하여 PHD2와 결합은 용이하게 하나 수산화 반응을 진행하지 못하게 하여 PHD2를 저해하는 펩타이드들로 이루어진 군에서 선택된 것이다.The inhibitor peptide is a peptide derived from HIF-1α, and is selected from the group consisting of peptides that inhibit PHD2 by inserting another functional group into the proline ring, thereby facilitating the binding reaction with PHD2 but not allowing the hydroxylation reaction to proceed.

상기 저해제 펩타이드는 HIF-1α 단백질의 556번째부터 575번째까지의 아미노산 서열로 이루어진 HIF-1α 단편 펩타이드로서, 수산화가 일어나는 564번째 아미노산인 프롤린기가 다른 아미노산으로 치환된 것일 수 있다. HIF-1α 단백질은 포유류, 예컨대 인간의 HIF-1α 단백질(AAF20139, 561번째 아미노산인 메티오닌을 산화 방지를 위하여 알라닌으로 치환한 것일 수 있음)일 수 있다.The inhibitor peptide is a HIF-1α fragment peptide consisting of the 556th to 575th amino acid sequence of the HIF-1α protein. The proline group, which is the 564th amino acid in which hydroxylation occurs, may be substituted with another amino acid. The HIF-1α protein may be a mammalian, such as human, HIF-1α protein (AAF20139, 561th amino acid methionine may be substituted with alanine for oxidation).

상기 HIF-1α 단백질의 556번째부터 575번째까지의 아미노산 서열은 서열번호 1(556-DLDLEALAPYIPADDDFQLR-575, 밑줄로 표시된 아미노산은 564번째 위치한 프롤린을 나타냄)의 서열일 수 있다. The 556 th to 575 th amino acid sequence of the HIF-1α protein may be the sequence of SEQ ID NO: 1 (556-DLDLEALA P YIPADDDFQLR-575, the underlined amino acid indicates the proline 564 th position).

상기 프롤린기를 치환하는 아미노산은 프롤린과 유사한 탄소고리 구조를 지니나, 프롤린의 C-4 위치가 변형되어 PHD2와 결합은 가능하나 반응은 진행되지 않음으로써 PHD2를 저해하는 기작을 나타내도록 고안된 것으로, PHD2 이외의 다른 HIF 수산화 효소 (예컨대, FIH(factor inhibiting HIF) 등)에는 영향을 주지 않으면서 PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화 반응만을 특이적으로 저해하는 특성을 갖는다. 상기 프롤린의 변형에 의한 PHD2의 저해 효과의 보다 구체적인 원리는 펩타이드가 PHD2와 결합 할 때, 564번째 프롤린의 고리 형태 (ring conformation)를 C4-endo 로 유지할 수 있으면서 4번 위치 탄소에 수산화 반응이 진행되지 않도록 하는 화학적 변형이 가미된 모든 형태의 프롤린 변형체를 디자인하여 이 변형된 프롤린을 564번 위치에 치환시키는 것이다. 이와 같은 프롤린 유사체는 4번 위치의 탄소가 S, O, N, P 등으로 이루어진 군에서 선택된 헤테로원자로 치환되거나, 4번 위치의 탄소가 3번 위치의 탄소와 이중결합을 형성하거나, 4번 위치의 탄소와 3번 위치의 탄소가 C1-C3의 알킬기와 고리를 형성하여 바이사이크릭(bicyclic) 형태를 이루는 것일 수 있다. 예컨대, 상기 프롤린 변형체는 티아졸리딘 카르복실산(thiazolidine carboxylic acid; 예컨대, L-thiazolidine-4-carboxylic acid (Thz)), 디하이드로프롤린(dehydroproline; 예컨대, 3,4-dehydro-L-proline(DhP)), 메타노프롤린(methanoproline; 예컨대, 3,4-trans-L-methanoproline(BcP)), 옥사졸리딘 카르복실산(oxazolidine carboxylic acid; 예컨대, L-oxazolidine-4-carboxylic acid(Oxa)) 등으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.The amino acid substituting the proline group has a carbon ring structure similar to that of proline, but the C-4 position of the proline is modified to bind to PHD2, but it is designed to exhibit a mechanism of inhibiting PHD2 by not reacting. And specifically inhibits only the hydroxylation reaction of HIF-1α by PHD2 without affecting other HIF hydroxylases (eg, factor inhibiting HIF). The more specific principle of the inhibitory effect of PHD2 by the modification of the proline is that when the peptide binds to PHD2, the hydroxyl reaction proceeds to position 4 carbon while maintaining the ring conformation of the 564th proline as C4-endo. By designing all types of proline variants with chemical modifications to prevent them from being replaced, the modified proline is replaced at position 564. Such proline analogue is that the carbon at position 4 is substituted with a heteroatom selected from the group consisting of S, O, N, P, etc., or the carbon at position 4 forms a double bond with the carbon at position 3, or the position 4 And carbon in position 3 may form a bicyclic form by forming a ring with an alkyl group of C1-C3. For example, the proline variant may be thiazolidine carboxylic acid (eg, L-thiazolidine-4-carboxylic acid (Thz)), dehydroproline (eg, 3,4-dehydro-L-proline ( DhP)), metanoproline (methanoproline; for example 3,4-trans-L-methanoproline (BcP)), oxazolidine carboxylic acid; for example, L-oxazolidine-4-carboxylic acid (Oxa) It may be selected from the group consisting of.

따라서, 상기 저해제 펩타이드는 다음의 서열번호 2로 표현할 수 있다:Thus, the inhibitor peptide can be represented by the following SEQ ID NO: 2

(서열번호 2)(SEQ ID NO: 2)

DLDLEALAXYIPADDDFQLRDLDLEALA X YIPADDDFQLR

상기 서열 중, X는 C4-endo 로 유지할 수 있으면서 4번 위치 탄소에 수산화 반응이 진행되지 않도록 고안된 프롤린 유사체로서, 프롤린의 4번 위치의 탄소가 S, O, N, P 등으로 이루어진 군에서 선택된 헤테로원자로 치환되거나, 4번 위치의 탄소가 3번 위치의 탄소와 이중결합을 형성하거나, 4번 위치의 탄소와 3번 위치의 탄소가 C1-C3의 에틸기와 고리를 형성하여 바이사이크릭(bicyclic) 형태를 이루는 것이며, 예컨대 예컨대, 티아졸리딘 카르복실산 (thiazolidine carboxylic acid), 디하이드로프롤린(dehydroproline), 메타노프롤린 (methanoproline), 또는 옥사졸리딘 카르복실산(oxazolidine carboxylic acid)임.In the above sequence, X is a proline analog designed to maintain C4-endo but not to undergo a hydroxylation reaction at position 4 carbon, and the carbon at position 4 of proline is selected from the group consisting of S, O, N, and P. Substituted with a hetero atom, carbon at position 4 forms a double bond with carbon at position 3, or carbon at position 4 and carbon at position 3 forms a ring with an ethyl group of C1-C3 to form a bicyclic ), Such as thiazolidine carboxylic acid, dehydroproline, metanoproline, or oxazolidine carboxylic acid.

본 발명의 한 구체예에 있어서, 상기 저해제 펩타이드는 HIF-1α 단백질의 556번째부터 575번째까지의 아미노산 서열로 이루어지고, 564번째 아미노산인 프롤린이 Thz(L-thiazolidine-4-carboxylic acid)로 치환된 것 (DLDLEALA-Thz-YIPADDDFQLR, 서열번호 3), DhP(3,4-dehydro-L-proline)로 치환된 것 (DLDLEALA-DhP-YIPADDDFQLR, 서열번호 4), BcP(3,4-trans-L-methanoproline)으로 치환된 것 (DLDLEALA-BcP-YIPADDDFQLR, 서열번호 5), Oxa (L-oxazolidine-4-carboxylic acid)로 치환된 것 (DLDLEALA-Oxa-YIPADDDFQLR, 서열번호 6) 등일 수 있다.In one embodiment of the invention, the inhibitor peptide consists of the 556th to 575th amino acid sequence of the HIF-1α protein, the 564th amino acid is substituted with Thz (L-thiazolidine-4-carboxylic acid) (DLDLEALA-Thz-YIPADDDFQLR, SEQ ID NO: 3), substituted with DhP (3,4-dehydro-L-proline) (DLDLEALA-DhP-YIPADDDFQLR, SEQ ID NO: 4), BcP (3,4-trans- L-methanoproline) (DLDLEALA-BcP-YIPADDDFQLR, SEQ ID NO: 5), Oxa (L-oxazolidine-4-carboxylic acid) substituted (DLDLEALA-Oxa-YIPADDDFQLR, SEQ ID NO: 6) and the like.

한 구현예에서, 위와 같이 고안된 펩타이드를 Fmoc보호된 아미노산을 이용하여 일반적인 고체 지지상에서의 펩타이드 합성 방법을 택하여 합성할 수 있다. 합성된 Thz 펩타이드와 (서열번호 3) DhP 펩타이드(서열번호 4)는 MALDI-TOF 질량 분석기를 이용하여 확인하였다.In one embodiment, the peptide designed as described above can be synthesized by using a peptide synthesis method on a general solid support using Fmoc protected amino acid. The synthesized Thz peptide (SEQ ID NO: 3) and the DhP peptide (SEQ ID NO: 4) were confirmed using a MALDI-TOF mass spectrometer.

In vitro상에서 저해도를 측정하기 위해서 저해제 펩타이드들과 함께 PHD2반응을 수행한 뒤, 반응 분석을 위하여 MALDI-TOF MS 방법을 이용하였다. MALDI-TOF MS 분석 결과, 저해제 펩타이드가 없이 PHD2 반응을 보낼 경우 (도 2의 A), 바이오틴이 부착된 기질 펩타이드 (서열번호 1) 에 비해 16 dalton의 분자량이 증가한 수산화 된 기질 펩타이드가 생성 되었으나, Thz와 DhP 펩타이드와 함께 PHD2 반응을 보낼 경우 수산화 된 기질 펩타이드가 거의 생성되지 않음으로 보아 저해제 펩타이드들에 의한 PHD2 반응의 효과적인 저해를 확인할 수 있었다 (도 2의 B와 C). In order to measure the degree of inhibition in vitro, the PHD2 reaction was performed with inhibitor peptides, and then MALDI-TOF MS method was used for reaction analysis. In the MALDI-TOF MS analysis, when the PHD2 reaction was sent without the inhibitor peptide (A of FIG. 2), a hydroxylated substrate peptide was produced in which the molecular weight of 16 dalton was increased compared to the biotin-attached substrate peptide (SEQ ID NO: 1). When the PHD2 reaction with Thz and DhP peptides was hardly produced, it was confirmed that the inhibitory peptides effectively inhibited the PHD2 reaction due to the fact that little hydroxylated substrate peptides were generated (Figs. 2B and C).

이 저해제 펩타이드의 정량적인 저해 정도를 알기 위하여 Thz와 DhP 펩타이드의 농도를 증가시켜 가면서 PHD2반응의 저해 정도를 측정하여 IC50 값을 얻었다. 이를 위해서 기존에 보고된 형광 편광도를 이용한 방법을 사용하였다 (H. Cho, H. Park, and E. Yang, Biochem . Biophy , Res . Comm . 337: 275 - 280. 2005). 형광이 부착된 기질 펩타이드 (서열번호 1)가 PHD2에 의해 프롤린 564기가 수산화되어 하이드록시프롤린 564가 되면 기질 펩타이드와 VBC 단백질이 결합하여 형광 편광도가 수산화 되지 않은 기질 펩타이드에 비해 증가하는 현상을 이용하여 PHD2 반응의 정도를 측정하였다. 결과로, Thz 와 DhP 펩타이드의 PHD2반응에 대한 IC50 값은 각각 58.6과 11.7 μM로 측정되었다 (도 3).To determine the degree of quantitative inhibition of this inhibitor peptide, IC 50 values were obtained by increasing the concentration of Thz and DhP peptides and measuring the inhibition of PHD2 reaction. For this, a method using a previously reported fluorescence polarization was used (H. Cho, H. Park, and E. Yang, Biochem . Biophy , Res . Comm . 337: 275-280. 2005). When the fluorinated substrate peptide (SEQ ID NO: 1) is hydroxyproline 564 hydroxylated by PHD2 to hydroxyproline 564, the substrate peptide and the VBC protein bind to each other to increase the fluorescence polarization compared to the non-hydroxylated substrate peptide. The extent of PHD2 response was measured. As a result, the IC 50 values for the PHD2 response of the Thz and DhP peptides were determined to be 58.6 and 11.7 μM, respectively (FIG. 3).

Thz 과 DhP 펩타이드에 의한 PHD2 저해효과의 선별성을 확인하기 위하여 또 다른 HIF-1α의 수산화 효소인 FIH에서의 저해여부를 일정한 농도(100 μM)의 저해제 펩타이드들을 사용하여 확인하였다. FIH 반응의 저해 정도 역시 형광 편광도를 이용하여 분석하였는데, 이 경우에는 형광이 표지된 FIH의 기질 펩타이드 (서열번호 5)는 p300 단백질과 결합하여 증가한 형광 편광도를 보이나, 수산화 될 경우 p300단백질과의 결합력이 감소하여 PHD2의 경우와는 반대로 수산화 반응이 많이 진행될 수록 형광 편광도가 떨어지는 현상을 분석에 이용하였다.  결과로 PHD2 반응의 경우 저해제 펩타이드들의 존재하에서는 형광 편광도가 증가하지 않음을 볼 때, Thz, DhP 펩타이드 둘 다 PHD2 반응은 저해하는 효과를 보였다 (도 4, A). In order to confirm the selectivity of PHD2 inhibitory effect by Thz and DhP peptides, inhibition of FIH, another HIF-1α hydroxylase, was confirmed by using inhibitor peptides of constant concentration (100 μM). The degree of inhibition of the FIH reaction was also analyzed using fluorescence polarization. In this case, the fluorinated FIH substrate peptide (SEQ ID NO: 5) showed increased fluorescence polarization by binding to the p300 protein, but when bound to the p300 protein. As a result, the decrease in fluorescence polarization was used in the analysis as the amount of hydroxylation progressed, in contrast to the case of PHD2. As a result, when the PHD2 reaction did not increase the fluorescence polarization in the presence of inhibitory peptides, both Thz and DhP peptides showed the effect of inhibiting the PHD2 response (Fig. 4, A).

반면, FIH반응의 경우 저해제 펩타이드들이 존재하에서의 반응은 형광 편광도가 그렇지 않을 경우 (DMSO 존재 하의 경우)에 비해 차이를 보이지 않음에서 알 수 있듯이 Thz와 DhP 펩타이드가 FIH 반응을 저해하지 못하였음을 알 수 있다 (도 4, B). 이는 기존의 알려진 PHD2 저해제 중 하나인 baicalein이 PHD2뿐만 아니라 FIH도 역시 저해하는 사실과는 대조적인 결과임을 알 수 있다. Baicalein은 PHD2와 FIH 활성 포켓 내의 2-oxoglutarate가 효소 내의 철 2가 이온(Fe2 +)과 결합하는 것을 방해함으로써 저해효과를 나타내는 것으로 알려져 있음을 볼 때, 본 발명의 저해제 펩타이드들은 2-oxoglutarate과 상관 없이 PHD2와 HIF-1α간의 상호작용 방해에 의해 저해 효과를 나타냄을 알 수 있다. On the other hand, in the case of the FIH reaction, the reaction in the presence of inhibitor peptides did not show a difference compared to the case in which the fluorescence polarization was not (in the presence of DMSO), indicating that the Thz and DhP peptides did not inhibit the FIH reaction. (Figure 4, B). This is in contrast to the fact that baicalein, one of the known PHD2 inhibitors, inhibits not only PHD2 but also FIH. Baicalein when seen that known to exhibit an inhibitory effect, by the 2-oxoglutarate in the PHD2 and the FIH active pocket prevents the iron 2 in the enzyme combined with the ion (Fe 2 +), inhibitor peptides of the present invention and 2-oxoglutarate Irrespective of the inhibitory effect by the interaction between PHD2 and HIF-1α.

본 발명의 저해제 펩타이드들이 2-oxoglutarate 결합 부위와 상관 없이 PHD2를 저해함을 증명하기 위하여 2-oxoglutarate의 농도를 변화시켜 가면서 DhP 펩타이드에 의한 PHD2의 저해정도를 경쟁반응에 의해 측정하였다. Baicalein은 기존의 문헌에서 같은 종류의 경쟁 실험에서 2-oxoglutarate의 농도가 증가함에 따라 PHD2의 저해 정도가 완화됨을 보였다 (Cho et al. Mol. Pharm. 2008, 74, 70-81). 반면, DhP 펩타이드의 경우 2-oxoglutarate의 농도와 상관 없이 PHD2를 일정하게 저해하였다 (도 5). 따라서, 본 발명의 저해제 펩타이드들인 Thz와 DhP 펩타이드는 2-oxoglutarate과 상관 없이 PHD2와 HIF-1α간의 상호작용 방해에 의해 저해 효과를 나타냄을 알 수 있다. In order to prove that the inhibitor peptides of the present invention inhibit PHD2 irrespective of the 2-oxoglutarate binding site, the degree of inhibition of PHD2 by DhP peptide was measured by competition in varying concentrations of 2-oxoglutarate. Baicalein has shown that the inhibition of PHD2 was alleviated with increasing concentrations of 2-oxoglutarate in the same kind of competitive experiments in the literature (Cho et al. Mol. Pharm. 2008, 74, 70-81). On the other hand, DhP peptide constantly inhibited PHD2 regardless of the concentration of 2-oxoglutarate (FIG. 5). Therefore, it can be seen that the inhibitor peptides of the present invention, Thz and DhP peptides exhibit an inhibitory effect by interfering with interaction between PHD2 and HIF-1α regardless of 2-oxoglutarate.

세포 내에서 본 발명의 저해제 펩타이드의 PHD2 저해 효능을 확인하기 위하여 저해제 펩타이드가 처리 된 배지에서 자란 HeLa 세포 내의 HIF-1α 발현 양을 저해제를 처리하지 않은 정상 세포와 비교 분석하였다. 결과로, HIF-1α 발현양의 증가를 확인하였고 이는 본 발명의 저해제 펩타이드가 PHD2에 의한 수산화반응을 세포 내에서 효과적으로 저해함으로써 수산화 이후 진행 되는 유비퀴틴화에 의한 프로테아좀에서의 HIF-1α 파괴를 막은 결과로 나타난 것임을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 저해제 펩타이드들(Thz와 DhP 펩타이드)은 in vitro상에서 뿐만 아니라 세포 내에서도 효과적으로 PHD2를 저해함을 알 수 있다.In order to confirm the PHD2 inhibitory effect of the inhibitor peptide of the present invention in cells, the amount of HIF-1α expression in HeLa cells grown in the medium treated with the inhibitor peptide was analyzed and compared with the normal cells without the inhibitor. As a result, an increase in the amount of HIF-1α expression was confirmed, which effectively inhibited the PHD2-induced hydroxylation in the cell, thereby preventing HIF-1α destruction in the proteasome by ubiquitination that proceeds after the hydroxylation. It can be seen that the act was the result. Therefore, it can be seen that the inhibitor peptides (Thz and DhP peptides) of the present invention effectively inhibit PHD2 not only in vitro but also in cells.

이와 같이, 본 발명의 저해제 펩타이드는 PHD2의 저해 효능이 우수하므로, PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화 반응을 저해하여, 정상 산소 환경에서 HIF-1α의 분해가 억제되어서 세포주기의 진행이 촉진되거나 혈관형성의 항진 또는 세포 생존기능이 항진되기 때문에, 허혈성 질환의 예방 및/또는 치료 효과, 및 신경 보호 효과를 갖는다. As described above, since the inhibitor peptide of the present invention has excellent inhibitory effect of PHD2, it inhibits the hydroxylation reaction of HIF-1α by PHD2, thereby inhibiting HIF-1α degradation in a normal oxygen environment, thereby promoting the progress of the cell cycle or vascular Since the formation of the hyperlipidemia or cell viability is enhanced, it has a prophylactic and / or therapeutic effect of ischemic disease and a neuroprotective effect.

따라서, 본 발명의 다른 측면은 상기 저해제 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 허혈성 질환의 예방 및/또는 치료용 및/또는 신경보호용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 허혈성 질환에 효과가 있으며, 상기 허혈성 질환은 허혈성 뇌(혈관)질환, 허혈성 심장질환 등을 포함하며, 예컨대, 뇌허혈발작, 뇌졸중, 빈혈, 뇌부전, 혈관부전, 관상동맥부전, 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 질병에 예방 및/또는 치료 효과를 갖는 것일 수 있다.Accordingly, another aspect of the present invention provides a composition for preventing and / or treating and / or neuroprotective ischemic diseases containing the inhibitor peptide as an active ingredient. The composition is effective for ischemic diseases, and the ischemic disease includes ischemic brain (vascular) disease, ischemic heart disease, and the like, for example, cerebral ischemic attack, stroke, anemia, brain failure, vascular insufficiency, coronary insufficiency, etc. It may have a prophylactic and / or therapeutic effect on one or more diseases selected from the group consisting of.

상기 조성물 내의 유효성분인 저해제 펩타이드의 함량은 질환의 증상, 증상의 진행 정도, 환자의 상태 등에 따라서 적절히 조절 가능하며, 예컨대, 전체 조성물 중량을 기준으로 0.0001 내지 99.9중량%, 바람직하게는 0.001 내지 50중량%인 것이 좋으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The content of the inhibitor peptide as an active ingredient in the composition may be appropriately adjusted according to the symptoms of the disease, the progress of the symptoms, the condition of the patient, and the like, for example, 0.0001 to 99.9% by weight, preferably 0.001 to 50, based on the total weight of the composition. The weight% is preferably, but is not limited thereto.

상기 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있으며, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액 등의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.  The composition may further comprise suitable carriers, excipients and diluents commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions, and oral preparations such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols and the like according to conventional methods It may be used in the form of a dosage form, an external preparation, a suppository, or a sterile injectable solution.

상기 조성물을 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다.  경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 적어도 한 가지 이상의 부형제 및/또는 윤활제 등을 포함할 수 있다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.  비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성 용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다.  When the composition is formulated, it is prepared using a diluent such as a filler, an extender, a binder, a wetting agent, a disintegrant, a surfactant, or an excipient usually used. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and such solid preparations may include at least one or more excipients and / or lubricants. Liquid preparations for oral administration include suspensions, solutions, emulsions, and syrups, and various excipients, such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives, in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin. have. Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories, and the like.

상기 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 보다 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 조성물의 투여량은 유효성분 기준으로 1일 약 0.1 내지 100 mg/kg으로 할 수 있으며, 예컨대, 1일 기준 1 내지 10 mg/kg으로 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수 있다.  본 발명의 조성물은 동물, 바람직하게는 인간을 포함하는 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다.  투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 정맥, 근육, 피하주사 등에 의해 투여될 수 있으며, 바람직하게는 정맥 투여일 수 있다.  본 발명의 조성물의 약학적 투여 형태는 유효성분의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.
The preferred dosage of the composition depends on the condition and weight of the patient, the severity of the disease, the form of the drug, the route of administration and the duration, and may be appropriately selected by those skilled in the art. For a more preferable effect, the dosage of the composition of the present invention may be about 0.1 to 100 mg / kg per day based on the active ingredient, for example, 1 to 10 mg / kg per day, but is not limited thereto. It doesn't happen. Administration may be administered once a day or may be divided several times. The compositions of the present invention can be administered by various routes to an animal, preferably a mammal, including a human. All modes of administration can be expected, for example, can be administered orally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, etc., preferably, intravenously. The pharmaceutical dosage form of the composition of the present invention may be used in the form of a pharmaceutically acceptable salt of the active ingredient, and may be used alone or in combination with other pharmaceutically active compounds as well as in a suitable collection.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 저해제 펩타이드는 PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화를 억제하기 때문에 정상산소 상태에서 HIF-1α 단백질이 수산화와 연계된 분해기작이 저해되어서 않아 관상동맥부전, 뇌부전 및 혈관부전과 같은 허혈성 질환의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있을 뿐 아니라 HIF-1α의 활성과 연관되어 나타날 수 있는 세포내 생리적 현상을 연구하는데 유용하게 이용될 수 있다.
As described above, the inhibitor peptide according to the present invention inhibits the HIF-1α hydroxylation by PHD2, so that the decomposition mechanism of HIF-1α protein is not inhibited in the normal oxygen state, thereby preventing coronary artery failure and brain failure. And it can be useful not only for the prevention or treatment of ischemic diseases such as vascular insufficiency, but also for studying the intracellular physiological phenomena that may be associated with the activity of HIF-1α.

도 1은 저해제 펩타이드들의 아미노산 서열과 HIF-1α 프롤린 564 (Pro564) 대신 치환된 아미노산들의 구조를 나타낸 도식이고,
도 2는 저해제 펩타이드들에 의한 PHD2의 저해정도를 MALDI-TOF MS를 이용하여 분석한 결과이고,
도 3은 PHD2 의 저해 시 저해제 펩타이드들의 IC50 값을  형광편광도를 이용한 동정에 의해 분석한 결과이고,
도 4는 저해제 펩타이드들에 의한 A) PHD2 반응과 B) FIH반응에서의 저해 정도를 각각 측정함으로써 펩타이드들의 PHD2 저해 선별성을 형광편광도를 이용한 어세이에 의해 분석한 결과이고 (Bc는 baicalein),
도 5는 저해제 펩타이드 DhP 펩타이드가 PHD2의 활성포켓 내에 2-oxoglutarate가 결합하는 부분에 영향을 주지 않으면서 저해효과를 일으킨다는 것을 보이기 위해 2-oxoglutarate의 농도를 변화시켜가면서 경쟁반응을 형광 편광도를 이용하여 분석한 결과이고,
도 6는 저해제 펩타이드 Thz 펩타이드가 HeLa 세포 안에서 PHD2를 저해하는 정도를 분해되지 않고 남아 있는 HIF-1α의 양을 Western blot으로 측정함으로써 분석한 결과이다. Thz: Thz 펩타이드를 400V 혹은 800V의 전기를 사용한 electroporation 방법으로 HeLa 세포에 처리한 것. DFO: Deferoxamine 10 μM 농동로 HeLa 세포를 처리한 것.  Control: 아무 것도 처리하지 않은 HeLa 세포.
1 is a diagram showing the amino acid sequence of inhibitor peptides and the structure of amino acids substituted for HIF-1α proline 564 (Pro564),
2 is a result of analyzing the inhibition of PHD2 by inhibitor peptides using MALDI-TOF MS,
FIG. 3 shows the results of analyzing IC50 values of inhibitor peptides by PHD2 inhibition by fluorescence polarization.
FIG. 4 shows the results of analyzing PHD2 inhibition selectivity of peptides by assay using fluorescence polarization by measuring A) PHD2 and B) FIH responses by inhibitor peptides, respectively (Bc is baicalein).
FIG. 5 shows that the inhibitor peptide DhP peptide uses the fluorescence polarization of the competition reaction by changing the concentration of 2-oxoglutarate to show that the inhibitory effect does not affect the portion of 2-oxoglutarate binding in the active pocket of PHD2. Analysis results,
Figure 6 is the result of analysis by measuring the amount of HIF-1α remaining undegraded by Western blot the degree of inhibition of the inhibitor peptide Thz peptide PHD2 in HeLa cells. Thz: Thz peptide treated with HeLa cells by electroporation using 400V or 800V electricity. DFO: Treated HeLa cells with 10 μM deferoxamine farm. Control: HeLa cells that did not process anything.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

<< 실시예Example 1> 저해제  1> Inhibitor 펩타이드Peptide 제조 Produce

PHD2에 의한 HIF-1α의 수산화 반응을 억제하는 저해제 펩타이드를 제조하기 위하여, 고체 지지상을 이용하는 방법을 실시하였다. 고체 지지상으로는 Link amide MBHA 레진(Novabiochem, 스위스)을 사용하였다. 펩타이드 합성은 통상적으로 사용되는 보호기(Fmoc) 커플링 프로토콜(coupling protocol)을 이용하였다.To prepare inhibitor peptides that inhibit the hydroxylation of HIF-1α by PHD2, a method using a solid support phase was performed. Link amide MBHA resin (Novabiochem, Switzerland) was used as a solid support phase. Peptide synthesis used a commonly used Fmoc coupling protocol.

구체적으로, 상기 고체상 반응은 25 mM의 레진과 아미노 그룹이 Fmoc로 보호된 아미노산을 이용하여 실시하였고, 상기 레진은 20%의 피페리딘으로 20분 동안 탈-보호시킨후 1 mM의 디메틸포름아미드(N,N'-dimethylforamide, DMF)로 5회 세척하였다. 상기 레진이 포함된 용기에 Fmoc로 보호된 아미노산 또는 바이오틴과 3 당량의 benzotriazole-1-yl-oxy-tris-pyrrolidino-phosphonium hexafluorophosphate(PyBop), 3 당량의 Nhydroxylbenzotriazole(HOBT), 및 6 당량의 diisopropylethylamine(DIPEA)을 첨가한 후 3시간 동안 커플링(coupling) 반응을 실시하였다. 반응완료 여부는 카이저(Kaiser) 시험을 통하여 확인하였다. 고체 지지상에서 펩타이드를 떼어내기 위하여 상기 레진을 1 mL의 혼합용액[TFA(Trifluoroacetic acid): thioanisole: H2O =95:2.5:2.5)]에서 2시간 동안 상온에서 반응시킨 다음, 상층액을 다른 용기로 옮겨 5배 부피의 디에틸에테르(diethylether)를 첨가하여 침전시켰다. 상층액을 제거한 후, 상기 침전물을 5배 부피의 디에틸에테르로 1번 세척하였고, 이로부터 얻어진 침전물을 진공 상태에서 건조시켜 물에 녹인 후 역상 HPLC를 이용하여 정제하였다.Specifically, the solid phase reaction was carried out using 25 mM resin and amino group protected amino group with Fmoc, the resin was de-protected with 20% piperidine for 20 minutes and then 1 mM dimethylformamide. Washed five times with (N, N'-dimethylforamide, DMF). Fmoc-protected amino acid or biotin and 3 equivalents of benzotriazole-1-yl-oxy-tris-pyrrolidino-phosphonium hexafluorophosphate (PyBop), 3 equivalents of Nhydroxylbenzotriazole (HOBT), and 6 equivalents of diisopropylethylamine ( Coupling reaction was carried out for 3 hours after the addition of DIPEA). Completion of the reaction was confirmed through a Kaiser test. The resin was reacted at room temperature for 2 hours in 1 mL of mixed solution [TFA (Trifluoroacetic acid: thioanisole: H2O = 95: 2.5: 2.5)] to remove the peptide from the solid support, and then the supernatant was transferred to another container. The precipitate was added by adding 5 times diethyl ether. After removing the supernatant, the precipitate was washed once with 5 times the volume of diethyl ether, and the precipitate obtained was dried in vacuo, dissolved in water and purified using reversed phase HPLC.

역상 HPLC 조건Reversed Phase HPLC Conditions

완충용액 A: 0.1% TFA in H2O, Buffer A: 0.1% TFA in H2O,

완충용액 B: 0.1% TFA in acetonitrile Buffer B: 0.1% TFA in acetonitrile

처음 10분은 A 100%, 이후 10-40 시간 동안 B용액의 비율을 분당 3%씩 증가시키는 gradient를 사용 The first 10 minutes use a gradient that increases the percentage of B solution by 3% per minute for 100% A and then 10-40 hours.

Flow rate: 1 mL/min.Flow rate: 1 mL / min.

정제된 각각의 펩타이드는 MALDI-TOF(Voyager, Applied Biosystem사, 미국) 질량 분석기를 이용하여 아미노산 서열을 확인하였다. 이렇게 합성된 각 펩타이드의 서열을 하기 표 1에 나타내었고, 변형된 프롤린 아마노산 구조를 도 1에 도식화하였다(도 1). Each purified peptide was identified by amino acid sequence using a MALDI-TOF (Voyager, Applied Biosystem, USA) mass spectrometer. The sequence of each peptide thus synthesized is shown in Table 1 below, and the modified proline amanoic acid structure is shown in FIG. 1 (FIG. 1).

서열order 기질 펩타이드Substrate peptide Biotin-DLDLEALA-P-YIPADDDFQLR-NH2 (C-terminal) (Biotin-서열번호 1)Biotin-DLDLEALA-P-YIPADDDFQLR-NH 2 (C-terminal) (Biotin-SEQ ID NO: 1) 저해제 펩타이드Inhibitor peptides DLDLEALA-Thz-YIPADDDFQLR-NH2 (서열번호 3, Thz 펩타이드)DLDLEALA-Thz-YIPADDDFQLR-NH 2 (SEQ ID NO: 3, Thz Peptide) 저해제 펩타이드Inhibitor peptides DLDLEALA-DhP-YIPADDDFQLR-NH2 (서열번호 4, DhP 펩타이드)DLDLEALA-DhP-YIPADDDFQLR-NH 2 (SEQ ID NO: 4, DhP Peptide)

* Thz = L-thiazolidine-4-carboxylic acid)* Thz = L-thiazolidine-4-carboxylic acid)

* DhP = 3,4-dehydro-L-proline
* DhP = 3,4-dehydro-L-proline

<< 실시예Example 2>  2> PHD2PHD2 단백질 제조 Protein manufacturing

PHD2 단백질을 제조하기 위하여, 본 실시예에서는 Human PHD2 유전자(GeneBank 등재번호: Q9GZT9)의 184번째부터 426번째까지의 아미노산 서열을 pET32a(GE Healthcare Life Sciences, USA)에 클로닝하여 pET32a-PHD2 발현벡터를 제조한 후, BL21(DE3)(Novagen) 균주에 형질전환시켰다. 제한효소로서 BamH I과 Sal I (New England Biolabs)를 사요하였다. 이와 같이 형질전환된 세포는 50 ㎍/㎖의 앰피실린을 함유한 LB 배지(Sigma-Aldrich)에 각각 접종한 후 600 nm에서 흡광도가 0.6이 될 때까지 37℃에서 배양하였다. In order to prepare a PHD2 protein, in this example, the amino acid sequence of the 184th to 426th amino acid sequence of the human PHD2 gene (GeneBank accession number: Q9GZT9) was cloned into pET32a (GE Healthcare Life Sciences, USA) to express the pET32a-PHD2 expression vector. After preparation, the strains were transformed into BL21 (DE3) (Novagen) strain. BamH I and Sal I (New England Biolabs) were used as restriction enzymes. The transformed cells were inoculated in LB medium (Sigma-Aldrich) containing 50 μg / ml of ampicillin, respectively, and then cultured at 37 ° C. until the absorbance was 0.6 at 600 nm.

배양 후, 단백질 발현을 유도하기 위해 0.25 mM의 IPTG(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside)를 첨가 하여 18℃에서 15시간 동안 배양하였다.  원심분리하여 상층액을 제거한 후 수득한 상기 세포에 세척 완충용액 (50 mM NaH2PO4, 500 mM NaCl, 10 mM imidazole)을 30 mL 첨가하고 현탁시켰다. 이 세포 용액에 100 mM PMSF (phenylmethylsulfonyl fluoride) 40 μL, 100 mg/μL lysozyme 200 μL, 2-mercaptoethanol 30 μL, 및 60% glycerol 2.5 mL을 가한 뒤, 4℃에서 초음파로 분쇄하였다. After incubation, 0.25 mM IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside) was added to induce protein expression and incubated at 18 ° C. for 15 hours. After removing the supernatant by centrifugation, 30 mL of washing buffer (50 mM NaH 2 PO 4 , 500 mM NaCl, 10 mM imidazole) was added and suspended. 40 μL of 100 mM PMSF (phenylmethylsulfonyl fluoride), 200 μL of 100 mg / μL lysozyme, 30 μL of 2-mercaptoethanol, and 2.5 mL of 60% glycerol were added to the cell solution, followed by sonication at 4 ° C.

상기 얻어진 세포 추출물에 Triton X-100을 첨가하여 잘 섞어준 후, 10분간 얼음에 두었다가, 13,000 rpm에서 30분간 원심분리하였다.  분리된 상등액을 Ni-NTA 수지(Amersham Biosciences)와 혼합한 후, 4℃에서 2시간 동안 교반하였고, 반응된 수지 혼합액에 20 mL의 세척 완충용액을 첨가하여 1,000 rpm에서 2분간 원심분리한 다음, 상등액을 제거하였다.  Triton X-100 was added to the cell extracts, mixed well, and then placed on ice for 10 minutes, followed by centrifugation at 13,000 rpm for 30 minutes. The separated supernatant was mixed with Ni-NTA resin (Amersham Biosciences), stirred at 4 ° C. for 2 hours, and 20 mL of washing buffer was added to the reaction mixture, followed by centrifugation at 1,000 rpm for 2 minutes. The supernatant was removed.

상기 과정을 3회 연속으로 반복하여 상등액을 제거한 후, 반응 수지 혼합물을 Bio-Spin Disposable Chromatography Columns(Bio-Rad)에 넣어서 10 mL의 세척 완충용액(50 mM NaH2PO4, 500 mM NaCl, 10 mM imidazole)으로 여과시킴으로써 수지에 흡착하지 않은 물질들을 제거하였다.  상기 컬럼에 50 mM NaH2PO4, 500 mM NaCl, 300 mM imidazole을 포함하는 완충용액을 흘려보내면서 컬럼 하부로 용출되는 PHD2를 수득하였고, 글리세롤을 첨가하여 20% 글리세롤이 포함된 형태로 -70℃에 보관하였다. 이때, 수득된 단백질은 SDS-PAGE를 이용하여 순도를 확인하였고, Bradford 단백질 분석법(Bio-Rad)으로 정량하였다. 상기와 같이 정량된 단백질은 2.6 mg/mL이었다.
The procedure was repeated three times in succession to remove the supernatant, and then the reaction resin mixture was placed in Bio-Spin Disposable Chromatography Columns (Bio-Rad) to prepare 10 mL of washing buffer (50 mM NaH 2 PO 4 , 500 mM NaCl, 10). filtered off with mM imidazole to remove non-adsorbed material. A buffer solution containing 50 mM NaH 2 PO 4 , 500 mM NaCl, and 300 mM imidazole was flowed to the column to obtain PHD2, which was eluted to the bottom of the column, and glycerol was added to -70 in a form containing 20% glycerol. Stored at ° C. At this time, the obtained protein was checked for purity using SDS-PAGE, and quantified by Bradford protein analysis (Bio-Rad). The protein quantified as above was 2.6 mg / mL.

<< 실시예Example 3>  3> InIn vitroin vitro 에서 in PHD2PHD2 저해제  Inhibitor 펩타이드의Peptide HIFHIF -1α 수산화 반응 억제 효능 분석-1α hydroxylation inhibition effect analysis

표 1의 서열번호 1로 구성되는 바이오틴이 부착된 HIF-1α의 556번째부터 575번째까지의 아미노산 서열로 이루어지는 기질 펩타이드의 PHD2에 의한 수산화 반응을 NETN buffer(20 mM Tris pH8.0, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.5% Nonidet P40, 1 mM PMSF, Sigma-Aldrich) 상에서 서열번호 3또는 서열번호 4로 구성되는 저해제 펩타이드를 첨가하거나 첨가하지 않으면서 반응을 수행하였다. The hydroxylation reaction by PHD2 of the substrate peptide consisting of the 556th to 575th amino acid sequence of the biotinylated HIF-1α consisting of SEQ ID NO: 1 of Table 1 was performed by NETN buffer (20 mM Tris pH8.0, 100 mM NaCl). , 1 mM EDTA, 0.5% Nonidet P40, 1 mM PMSF, Sigma-Aldrich) and the reaction was performed with or without adding an inhibitor peptide consisting of SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4.

NETN buffer(20 mM Tris pH8.0, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.5% Nonidet P40, 1 mM PMSF)에 200 μM ascorbic acid, 20 μM 2-oxoglutarate (2-OG)와 0.3 mg/ml의 PHD2(184번째 아미노산부터 426번째 아미노산까지), PHD2의 기질펩타이드 10 μM (biotin-서열번호 1) 과 100 μM의 저해제 펩타이드(Thz: 서열번호 3 또는 DhP: 서열번호 4)를 상온에서 2시간동안 반응시켰다. ZipTip C18(Millipore)을 이용하여 탈염한 후, MALDI-TOF MS(Voyager, Applied Biosystem사, 미국)를 이용하여 반응 결과를 분석하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 200 μM ascorbic acid, 20 μM 2-oxoglutarate (2-OG) and 0.3 mg / ml PHD2 in NETN buffer (20 mM Tris pH8.0, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.5% Nonidet P40, 1 mM PMSF) (From amino acid 184 to amino acid 426), 10 μM substrate peptide of PHD2 (biotin-SEQ ID NO: 1) and 100 μM inhibitor peptide (Thz: SEQ ID NO: 3 or DhP: SEQ ID NO: 4) were reacted at room temperature for 2 hours. I was. After desalting using ZipTip C18 (Millipore), the reaction results were analyzed using MALDI-TOF MS (Voyager, Applied Biosystem, USA) and the results are shown in FIG. 2.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 저해제 펩타이드를 첨가하지 않았을 경우(도 2의 A: 저해제 펩타이드 대신 DMSO 2 vol% 첨가), 기질 펩타이드가 수산화 된 분자의 질량이 검출되었고, 저해제 펩타이드를 첨가한 상태에서의 반응에서는 수산화 된 기질 펩타이드의 분자량이 검출되지 않았다 (도 2의 B 및 C 참조). As can be seen in Figure 2, when the inhibitor peptide was not added (A: 2 vol% DMSO instead of the inhibitor peptide in Figure 2), the mass of the molecule to which the substrate peptide is hydroxylated was detected, the inhibitor peptide is added In the reaction, the molecular weight of the hydroxylated substrate peptide was not detected (see B and C in Fig. 2).

Thz와 DhP의 PHD2효소 반응에 대한 IC50값을 구하기 위하여, 질량 분석시의 반응 조건과 동일한 조건을 사용하되, 기질 펩타이드(FITC-AHA-DLDLEALA-P-YIPADDDFQLR-NH2(C-terminal)(AHA=6-aminohexanoic acid, FITC=fluorescein isothiocyanate), FITC-AHA-서열번호 1)는 1 μM를 사용하고, 저해제 펩타이드의 농도들을 변화시키면서 (Thz (단위: μM): 1, 6.2, 31, 62, 124, 310, 620, 992; DhP(단위: μM): 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 30, 50, 100)상온에서 30분간 반응시켰다. 95℃에서 5분간 가열하여 반응을 정지 시켜준 후 기존 문헌에 나온 형광 편광법 (Cho et al. Biochem Biophys Res Commun. 2005, 337, 275-80)에 의해 IC50 값을 결정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 저해제 펩타이드 Thz와 DhP의 IC50 값은 각각 11.7μM 와 58.6 μM로 결정되었다 (도 3).  
To obtain the IC 50 value for the PHD2 enzyme reaction of Thz and DhP, the same conditions as in the mass spectrometry were used, but the substrate peptide (FITC-AHA-DLDLEALA-P-YIPADDDFQLR-NH2 (C-terminal) (AHA) was used. = 6-aminohexanoic acid, FITC = fluorescein isothiocyanate), FITC-AHA-SEQ ID NO 1) using 1 μM and varying the concentration of inhibitor peptide (Thz (unit: μM): 1, 6.2, 31, 62, 124, 310, 620, 992; DhP (unit: μM): 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 30, 50, 100) at room temperature for 30 minutes. After standard to stop the reaction and heated at 95 ℃ 5 bungan fluorescence polarization method shown in the literature by the IC 50 (Cho et al. Biochem Biophys Res Commun. 2005, 337, 275-80) The value was determined and the results are shown in FIG. 3. As confirmed in FIG. 3, IC 50 values of the inhibitor peptides Thz and DhP of the present invention were determined to be 11.7 μM and 58.6 μM, respectively (FIG. 3).

<< 실시예Example 4>  4> PHD2PHD2 저해제  Inhibitor 펩타이드의Peptide 저해 특이성 분석 Inhibition Specificity Assay

본 발명에 따른 PHD2 저해제 펩타이드인 Thz와 DhP의 저해 특이성을 알아보기 위하여, 상기 PHD2 저해제 펩타이드 Thz와 DhP가 HIF-1α의 또 다른 수산화 효소인 FIH (factor inhibiting HIF, NP_060372)의 활성을 저해하는지 여부를 확인하기 위해 실험을 수행하였다. To determine the specificity of inhibition of Thz and DhP, the PHD2 inhibitor peptides according to the present invention, whether the PHD2 inhibitor peptides Thz and DhP inhibit the activity of FIH (factor inhibiting HIF, NP_060372), another hydroxylase of HIF-1α. Experiments were performed to confirm.

먼저 FIH와의 비교를 위해 PHD2에 대한 저해를 기존에 알려진 PHD2 저해제인 baicalein (Bc, Sigma-Aldrich)과 비교하였다. PHD2 저해 실험을 위해, 각 저해제 (Thz, DhP 또는 Bc)는 100 μM 농도로 사용하였고 <실시예 3>에서 기술한 조건에서 형광편광도 분석법을 이용하여 수행하였다. FIH에 대한 저해 실험은 FIH 반응 완충용액 (20 mM Tris, pH 7.5, 5 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 400 μM ascorbic acid, 100 μM 2-OG) 에 FIH (0.1 mg/ml, FEBS Letters 581 (2007) 1542-1548 참조), FIH 기질 펩타이드 (FITC-AHA-SMDESGLPQLTSYDCEVNAPIQGSRNLLQGEELLRALDQVN-NH2(AHA=6-aminohexanoic acid, FITC=fluorescein isothiocyanate), FITC-AHA-(서열번호 7); 1 μM), 그리고 저해제(Thz, DhP, 또는 Bc: 100 μM)를 섞은 후 30분간 상온에서 반응 시켰다. To compare with FIH, inhibition of PHD2 was compared with baicalein (Bc, Sigma-Aldrich), a known PHD2 inhibitor. For PHD2 inhibition experiments, each inhibitor (Thz, DhP or Bc) was used at a concentration of 100 μM and performed using a fluorescence polarization assay under the conditions described in Example 3. Inhibition experiments on FIH were performed in FIH reaction buffer (20 mM Tris, pH 7.5, 5 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2 , 400 μM ascorbic acid, 100 μM 2-OG) in FIH (0.1 mg / ml, FEBS Letters 581 ( 2007) see 1542-1548), FIH substrate peptide (FITC-AHA-SMDESGLPQLTSYDCEVNAPIQGSRNLLQGEELLRALDQVN-NH2 (AHA = 6-aminohexanoic acid, FITC = fluorescein isothiocyanate), FITC-AHA- (SEQ ID NO: 7); 1 μM), and inhibitors Thz, DhP, or Bc: 100 μM) was mixed and reacted at room temperature for 30 minutes.

95℃에서 5분간 가열하여 반응을 중지한 후, 여기에 250 ml의 EBC buffer 완충용액(50 mM Tris pH 8.0, 120 mM NaCl, 0.5% Nonidet P40)과 0.4 mg/ml의 p300 단백질을 섞어서 기존 문헌 (Cho et al. FEBS Letters, 2007, 581, 1542-1548)에 알려진 방법을 이용하여 형광 편광도를 측정하였다. The reaction was stopped by heating at 95 ° C. for 5 minutes, followed by mixing 250 ml of EBC buffer buffer (50 mM Tris pH 8.0, 120 mM NaCl, 0.5% Nonidet P40) with 0.4 mg / ml of p300 protein. Fluorescence polarization was measured using a method known from (Cho et al. FEBS Letters, 2007, 581, 1542-1548).

얻어진 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 확인되는 바와 같이, baicalein은 PHD2와 FIH를 모두 저해하나, 본 발명의 PHD2 저해제 펩타이드인 Thz와 DhP는 PHD2만 저해하고 FIH는 저해하지 않는 저해 특이성을 보였다.
The obtained result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, baicalein inhibited both PHD2 and FIH, but Thz and DhP, which are the PHD2 inhibitor peptides of the present invention, inhibited only PHD2 but did not inhibit FIH.

<< 실시예Example 5>  5> PHD2PHD2 저해제  Inhibitor 펩타이드의Peptide 저해능에On inhibition 대한 2- About 2- OGOG 의 영향 분석Impact analysis

2-oxoglutarate (2-OG)가 본 발명의 저해제 펩타이드의 PHD2 저해능에 영향을 미치는지 알아보기 위해 먼저 NETN buffer에 ascorbic acid (200 μM)와 기질 펩타이드 (1 μM, FITC 결합된 서열번호 1), PHD2 (0.3 mg/ml, AJ310543), DhP (100 μM, DhP 펩타이드 (서열번호 4))를 섞고 여기에 2-OG를 농도별(0.02, 0.5, 1, 2 μM)로 섞은 후 상온에서 20분간 반응시켰다. 그 후 95℃에서 5분간 끓여 반응을 중지한 뒤, 여기에 EBC 완충용액 250 ml과 1mg/ml의 VBC 단백질을 넣고 <실시예 3>에서처럼 형광편광도를 측정하였다. 결과로 DhP 펩타이드는 2-OG 농도와 상관 없이 PHD2를 저해하는 것으로 나타났다 (도 5 참조).
To determine whether 2-oxoglutarate (2-OG) affects the inhibitory activity of PHD2 of the inhibitor peptide of the present invention, first, ascorbic acid (200 μM) and substrate peptide (1 μM, FITC-bound SEQ ID NO: 1), PHD2 (0.3 mg / ml, AJ310543), DhP (100 μM, DhP peptide (SEQ ID NO: 4)) and mix with 2-OG by concentration (0.02, 0.5, 1, 2 μM) and react for 20 minutes at room temperature I was. Thereafter, the reaction was stopped by boiling at 95 ° C. for 5 minutes, and 250 ml of EBC buffer and 1 mg / ml of VBC protein were added thereto, and fluorescence polarization was measured as in <Example 3>. As a result, the DhP peptide was shown to inhibit PHD2 regardless of the 2-OG concentration (see FIG. 5).

<< 실시예Example 6> 세포 내에서  6> within the cell PHD2PHD2 저해제  Inhibitor 펩타이드의Peptide HIFHIF -1α 수산화 반응 억제 효능 분석-1α hydroxylation inhibition effect analysis

본 발명의 PHD2 저해제 펩타이드의 세포 내에서의 효능을 알아보기 위하여, 기존 문헌(Ahn et al. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2009, 19, 4403-4405)에 보고된 것과 동일한 electroporation 방법을 이용하여 저해제 펩타이드를 HeLa 세포 내로 전송한 뒤, 세포들을 16시간동안 37℃의 CO2 세포 배양기에서 배양하였다. 이후 세포를 파쇄하여 원심분리기로 침전 시킨 뒤, 상충액을 SDS-PAGE로 전개하여 Western Blot을 통하여 세포 내 HIF-1α단백질의 양을 분석 하였다(도 6 참조). In order to determine the intracellular efficacy of the PHD2 inhibitor peptide of the present invention, the same electroporation method as reported in Ahn et al. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2009, 19, 4403-4405 was used. The inhibitor peptide was transferred into HeLa cells, and the cells were incubated for 16 hours in a CO 2 cell incubator at 37 ° C. Thereafter, the cells were disrupted and precipitated by centrifugation, and the supernatant was developed by SDS-PAGE to analyze the amount of HIF-1α protein in the cells through Western Blot (see FIG. 6).

자세한 실험 방법은 아래와 같다. Detailed experimental method is as follows.

HeLa 세포(American Type Culture Collection)를 37℃로 유지되는 5% CO2 배양기에서 하루 동안 배양한 후, plate 면적의 90% 이상을 차지하면 배지를 제거하고 PBS 완충용액으로 세척한 후, Trypsin/EDTA용액(Sigma-Aldrich)을 1 ml씩 넣어 세포를 plate에서 분리하였다. 분리한 세포는 1200 rpm 원심분리기를 통해 시험관에 모았다. 모아진 세포를 다시 한 번 PBS로 세척한 후 Thz 펩타이드 (서열번호 3, 1 mM)가 들어간 완충용액에 세포를 풀어주고 10% DMSO(dimethyl sulfoxide)가 들어간 완충용액(Resuspension buffer (R buffer), Invitrogen)에 나머지 두 개의 cell을 풀어준 후 400V, 35ms, 10pulse 혹은 800V, 35ms, 10pulse의 조건으로 electroporation을 수행하였다. Electroporation 이후 세포들은 DMEM buffer(Dulbecco's modified eagle medium, Sigma-Aldrich입니다.)에서 16시간 동안 37℃로 유지되는 5% CO2 배양기에서 배양을 하였다. After incubating the HeLa cells (American Type Culture Collection) for one day in a 5% CO 2 incubator maintained at 37 ° C, if more than 90% of the plate area is occupied, the medium is removed, washed with PBS buffer, and then Trypsin / EDTA. 1 ml of each solution (Sigma-Aldrich) was added to separate cells from the plate. The isolated cells were collected in a test tube through a 1200 rpm centrifuge. The collected cells were washed once more with PBS, and then the cells were released in a buffer containing Thz peptide (SEQ ID NO: 3, 1 mM) and buffered with 10% DMSO (dimethyl sulfoxide) (Resuspension buffer (R buffer), Invitrogen After releasing the remaining two cells, electroporation was performed under conditions of 400V, 35ms, 10pulse or 800V, 35ms, 10pulse. After electroporation, the cells were incubated in DMEM buffer (Dulbecco's modified eagle medium, Sigma-Aldrich) in a 5% CO 2 incubator maintained at 37 ° C for 16 hours.

비교를 위하여 100 μM deferoxamine (DFO) 와 DMSO가 들어간 DMEM buffer에서도 세포를 동일 조건으로 배양하였다. 배양이 끝난 뒤, 세포를 RIPA 완충용액(Sigma-Aldrich)에서 분쇄 시켜 13000 rpm centrifuge를 거쳐 상층액 만을 얻어 내었다. 얻어진 상층액은 SDS-젤 전개 완충용액에 넣어 5분간 95℃ 에서 가열한 뒤, 12% SDS-PAGE를 수행하였다. SDS-PAGE가 끝난 뒤 단백질을 PDVF membrane(Millipore)으로 전이하였고 (100 V, 한 시간), membrane은 3% skimmed milk TBST 완충용액(Biosesang) 에서 blocking을 수행하였다 (상온, 한 시간). HIF-1α 항체가 포함된 3% skimmed milk TBST (1:2000(w/w), BD Biosciences)에 membrane을 4℃에서 하루 동안 담궈 둔 뒤, membrane을 TBST로 3회 세척 하였다. Anti-mouse IgG 항체가 포함된 3% skimmed milk TBST (1:5000(w/w), Ab Cam)에 넣고 상온에서 2시간 동안 반응 시킨 후 TBST로 3회 세척하고 여기에 chemiluminescence HRP 기질(Immobilon Western Chemiluminescent HRP substrate, Millipore)을 반응시켰다. 반응이 끝난 membrane은 X-ray film에 15초간 노출시켰다. For comparison, cells were cultured under the same conditions in DMEM buffer containing 100 μM deferoxamine (DFO) and DMSO. After incubation, cells were pulverized in RIPA buffer (Sigma-Aldrich) to obtain only the supernatant via 13000 rpm centrifuge. The obtained supernatant was added to SDS-gel development buffer and heated at 95 ° C. for 5 minutes, followed by 12% SDS-PAGE. After the SDS-PAGE, the protein was transferred to the PDVF membrane (Millipore) (100 V, one hour), and the membrane was blocked in 3% skimmed milk TBST buffer (Biosesang) (at room temperature, one hour). After immersing the membrane in 3% skimmed milk TBST (1: 2000 (w / w), BD Biosciences) containing HIF-1α antibody at 4 ° C. for one day, the membrane was washed three times with TBST. In a 3% skimmed milk TBST (1: 5000 (w / w), Ab Cam) containing an anti-mouse IgG antibody, reacted at room temperature for 2 hours, washed three times with TBST, and added chemiluminescence HRP substrate (Immobilon Western Chemiluminescent HRP substrate, Millipore). After the reaction, the membrane was exposed to X-ray film for 15 seconds.

이와 같이 얻어진 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 정상 산소 상태에서는 HIF-1a 단백질이 PHD2에 의해 산화된 뒤, ubiquitination이 되어 파괴되기 때문에 발현 레벨이 control(펩타이드 대신 5 vol% DMSO를 첨가) band에서 보여진 것처럼 낮은 반면, 잘 알려진 PHD2 저해제인 deferoxamine(DFO band)를 세포에 처리할 경우 PHD2가 저해 되어 결과적으로 HIF-1a단백질이 파괴되지 않고 남아있게 되는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 펩타이드 저해제인 Thz를 처리했을 경우에도 DFO의 경우와 마찬가지로 PHD2의 저해에 의한 HIF-1a의 안정화를 꾀할 수 있음을 확인할 수 있다 (400V, 또는 800V Thz band-electroporation 400V와 800V 조건을 이용하여 Thz 저해제 펩타이드를 세포에 처리함).The results thus obtained are shown in FIG. 6. As can be seen in FIG. 6, since the HIF-1a protein is oxidized by PHD2 and destroyed by ubiquitination in the normal oxygen state, the expression level is low as shown in the control band (5 vol% DMSO instead of peptide). On the other hand, when the well-known PHD2 inhibitor deferoxamine (DFO band) to the cell treatment PHD2 is inhibited and as a result it can be seen that the HIF-1a protein remains unbroken. When treated with Thz, the peptide inhibitor of the present invention, it was confirmed that HIF-1a could be stabilized by PHD2 inhibition similarly to DFO (400V or 800V Thz band-electroporation using 400V and 800V conditions). To treat cells with Thz inhibitor peptides).

<110> Korea Institute of Science and Technology <120> Inhibitor for PHD2 <130> DPP20102572KR <160> 7 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Peptide fragment from 556th to 575th positions of HIF1-alpha protein <400> 1 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Pro Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp 1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg 20 <210> 2 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PDH2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X represents a modified proline wherein 4-C is substituted by S, O, N, or P; H at 4-C is removed, generating double bond between 4-C and neighboring C; or 3-C and 4-C form a ring with C1-C3 alkyl, generating bicyclic form <400> 2 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp 1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg 20 <210> 3 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PHD2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X is Thz (L-thiazolidine-4-carboxylic acid) <400> 3 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp 1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg 20 <210> 4 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PHD2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X is DhP (3,4-dehydro-L-proline) <400> 4 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp 1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg 20 <210> 5 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PDH2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X is BcP(3,4-trans-L-methanoproline) <400> 5 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp 1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg 20 <210> 6 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PDH2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X is Oxa (L-oxazolidine-4-carboxylic acid) <400> 6 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp 1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg 20 <210> 7 <211> 41 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> substrate for FIH <400> 7 Ser Met Asp Glu Ser Gly Leu Pro Gln Leu Thr Ser Tyr Asp Cys Glu 1 5 10 15 Val Asn Ala Pro Ile Gln Gly Ser Arg Asn Leu Leu Gln Gly Glu Glu 20 25 30 Leu Leu Arg Ala Leu Asp Gln Val Asn 35 40 <110> Korea Institute of Science and Technology <120> Inhibitor for PHD2 <130> DPP20102572KR <160> 7 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Peptide fragment from 556th to 575th positions of HIF1-alpha          protein <400> 1 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Pro Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp   1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg              20 <210> 2 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> PD223 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X represents a modified proline wherein 4-C is substituted by S,          O, N, or P; H at 4-C is removed, generating double bond between          4-C and neighboring C; or 3-C and 4-C form a ring with C1-C3          alkyl, generating bicyclic form <400> 2 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp   1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg              20 <210> 3 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PHD2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) X is Thz (L-thiazolidine-4-carboxylic acid) <400> 3 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp   1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg              20 <210> 4 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> PHD2 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X is DhP (3,4-dehydro-L-proline) <400> 4 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp   1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg              20 <210> 5 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> PD223 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) X is BcP (3,4-trans-L-methanoproline) <400> 5 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp   1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg              20 <210> 6 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> PD223 inhibitor peptide <220> <221> MOD_RES <222> (9) <223> X is Oxa (L-oxazolidine-4-carboxylic acid) <400> 6 Asp Leu Asp Leu Glu Ala Leu Ala Xaa Tyr Ile Pro Ala Asp Asp Asp   1 5 10 15 Phe Gln Leu Arg              20 <210> 7 <211> 41 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> substrate for FIH <400> 7 Ser Met Asp Glu Ser Gly Leu Pro Gln Leu Thr Ser Tyr Asp Cys Glu   1 5 10 15 Val Asn Ala Pro Ile Gln Gly Ser Arg Asn Leu Leu Gln Gly Glu Glu              20 25 30 Leu Leu Arg Ala Leu Asp Gln Val Asn          35 40

Claims (7)

인간의 HIF-1α 단백질의 556번째부터 575번째까지의 아미노산 서열로 이루어지고,
564번째 아미노산은 프롤린의 4번 위치의 탄소가 S, O, N, 및 P로 이루어진 군에서 선택된 헤테로원자로 치환되거나, 4번 위치의 탄소가 3번 위치의 탄소와 이중결합을 형성하거나, 4번 위치의 탄소와 3번 위치의 탄소가 C1-C3의 알킬기와 고리를 형성하여 바이사이크릭(bicyclic) 형태를 이루는 프롤린 변형체이며,
프로릴하이드록실라제-2(proryl hydroxylase 2, PHD2) 특이적 저해활성을 갖는,
펩타이드.
Consisting of the 556th to 575th amino acid sequence of human HIF-1α protein,
The 564th amino acid is substituted with a heteroatom selected from the group consisting of S, O, N, and P at position 4 of proline, carbon at position 4 forms a double bond with carbon at position 3, or Carbon in position and carbon in position 3 are proline modifications forming a bicyclic form by forming a ring with an alkyl group of C1-C3,
Proryl hydroxylase-2 (PHD2) specific inhibitory activity,
Peptides.
제1항에 있어서, 상기 프롤린 변형체는 티아졸리딘 카르복실산(thiazolidine carboxylic acid), 디하이드로프롤린(dehydroproline), 메타노프롤린(methanoproline), 또는 옥사졸리딘 카르복실산인, 펩타이드.
The peptide of claim 1, wherein the proline variant is thiazolidine carboxylic acid, dehydroproline, metanoproline, or oxazolidine carboxylic acid.
제1항에 있어서, 다음의 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드:
<서열번호 2>
DLDLEALAXYIPADDDFQLR
상기 서열 중, 9번째 위치의 X는 프롤린의 4번 위치의 탄소가 S, O, N, 및 P로 이루어진 군에서 선택된 헤테로원자로 치환되거나, 4번 위치의 탄소가 3번 위치의 탄소와 이중결합을 형성하거나, 4번 위치의 탄소와 3번 위치의 탄소가 C1-C3의 알킬기와 고리를 형성하여 바이사이크릭(bicyclic) 형태를 이루는 프롤린 변형체인, 펩타이드.
The peptide of claim 1 consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO:
<SEQ ID NO 2>
DLDLEALAXYIPADDDFQLR
In the sequence, X in position 9 is substituted with a heteroatom selected from the group consisting of S, O, N, and P in the position 4 carbon of proline, or the position 4 carbon double bonds with the position 3 carbon Or, the peptide of position 4 and carbon of position 3 is a proline variant to form a bicyclic (bicyclic) form a ring with an alkyl group of C1-C3.
제3항에 있어서, 상기 X는 티아졸리딘 카르복실산(thiazolidine carboxylic acid), 디하이드로프롤린(dehydroproline), 메타노프롤린(methanoproline), 또는 옥사졸리딘 카르복실산인, 펩타이드.
The peptide of claim 3, wherein X is thiazolidine carboxylic acid, dehydroproline, metanoproline, or oxazolidine carboxylic acid.
제3항에 있어서, 서열번호 3 (DLDLEALA-Thz-YIPADDDFQLR, Thz=L-thiazolidine-4-carboxylic acid), 서열번호 4 (DLDLEALA-DhP-YIPADDDFQLR, DhP=3,4-dehydro-L-proline), 서열번호 5(DLDLEALA-BcP-YIPADDDFQLR, BcP=3,4-trans-L-methanoproline), 또는 서열번호 6(DLDLEALA-Oxa-YIPADDDFQLR, Oxa=L-oxazolidine-4-carboxylic acid)의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드.
The method of claim 3, wherein SEQ ID NO: 3 (DLDLEALA-Thz-YIPADDDFQLR, Thz = L-thiazolidine-4-carboxylic acid), SEQ ID NO: 4 (DLDLEALA-DhP-YIPADDDFQLR, DhP = 3,4-dehydro-L-proline) , Amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 (DLDLEALA-BcP-YIPADDDFQLR, BcP = 3,4-trans-L-methanoproline), or SEQ ID NO: 6 (DLDLEALA-Oxa-YIPADDDFQLR, Oxa = L-oxazolidine-4-carboxylic acid) Consisting of peptides.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 조성물.
A composition for the prevention or treatment of ischemic diseases containing the peptide of any one of claims 1 to 5 as an active ingredient.
제6항에 있어서, 상기 허혈성 질환은 뇌허혈발작, 뇌졸중, 빈혈, 관상동맥부전, 뇌부전, 또는 혈관부전인, 조성물.The composition of claim 6, wherein the ischemic disease is cerebral ischemic attack, stroke, anemia, coronary insufficiency, brain insufficiency, or vascular insufficiency.
KR1020100062849A 2010-06-30 2010-06-30 Inhibitor for PHD2 KR101212785B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100062849A KR101212785B1 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Inhibitor for PHD2

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100062849A KR101212785B1 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Inhibitor for PHD2

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120002119A true KR20120002119A (en) 2012-01-05
KR101212785B1 KR101212785B1 (en) 2012-12-14

Family

ID=45609585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100062849A KR101212785B1 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Inhibitor for PHD2

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101212785B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR101212785B1 (en) 2012-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102149380B1 (en) Crystalline forms of the prolyl hydroxylase inhibitor [(4-hydroxy-1-methyl-7-phenoxy-isoquinoline-3-carbonyl)-amino]-acetic acid
NO325689B1 (en) Condensed pyrrolocarbazoles, as well as uses and pharmaceutical preparations
CZ301405B6 (en) Peptide inhibitors of type C hepatitis virus
US10557129B2 (en) Peptides derived from human PCSK9 catalytic domain and uses thereof for promoting LDL-R activity
US20240033318A1 (en) Peptidyl inhibitors of calcineurin-nfat interaction
US20230192647A1 (en) Compounds for inhibition of fibroblast activation protein
AU2022260554A1 (en) Modulators of sortilin activity
WO2022238565A2 (en) Compounds
US20220002348A1 (en) Tailored cyclodepsipeptides as potent non-covalent serine protease inhibitors
Vasta et al. Selective inhibition of prolyl 4-hydroxylases by bipyridinedicarboxylates
KR101212785B1 (en) Inhibitor for PHD2
WO2017161274A1 (en) Cyclic peptide epitopes and small-molecule mimics for inducing autophagy
KR101856032B1 (en) Composition for inhibiting prolyl hydroxylase including a coordination complex of zinc and using thereof
KR101670770B1 (en) Peptide analog binding to polo-box domain of polo-like kinase-1 and pharmaceutical composition for anti-cancer containing thereof
AU2017214761B2 (en) Proteinaceous compounds and uses therefor
KR100847694B1 (en) Peptides inhibiting the binding of proline-hydroxylated hif-1a with vbc and a method for preparing thereof
CA2543630A1 (en) Use of cyclic anabaenopeptin-type peptides for the treatment of a condition wherein inhibition of carboxypeptidase u is beneficial, novel anabaenopeptin derivatives and intermediates thereof
US20230399361A1 (en) Macrocyclic peptides
WO2023141163A1 (en) Activation of e6ap/ube3a-mediated protein ubiquitination and degradation by a cyclic gamma-aa peptide
WO2008035823A1 (en) Cell death inhibitor
JP6512546B2 (en) Cyclooxygenase inhibitor containing mimosine or its derivative, NADPH-cytochrome P450 reductase inhibitor and tyrosinase inhibitor
JP2022524540A (en) Macrocycle with antioxidant and neuroprotective activity
WO2019238962A1 (en) Peptide for disease treatment
Weerawarna Macrocyclic inhibitors of Norovirus 3CL protease
Vasta Development of Selective Inhibitors and Modulators of Collagen Prolyl 4-Hydroxylase

Legal Events

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

Payment date: 20151126

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161201

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee