KR20150085984A - Vaccine composition using Streptococcus parauberis cytoplasmic membrance protein in fishes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 어류의 연쇄상구균의 원인균인 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis) 세포질 막 단백질을 이용한 백신 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing Streptococcus pneumoniae parauberis ) cytoplasmic membrane protein.
스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)은 국내 넙치 양식장에서 높은 분리율을 보이며 연쇄상구균 감염증의 주요 원인체로 떠오르고 있다. S. parauberis에 감염된 넙치는 체색흑화, 무안측출혈, 비정상적인 유영과 섭식이 불량해지며 만성소모성(cachexia)으로 폐사가 발생한다. Streptococcus parauberis ( Streptococcus parauberis ) has a high segregation rate in domestic flounder farms and is emerging as a major cause of streptococcal infection. In flukes infected with S. parauberis, dark coloration, nocturnal hemorrhage, abnormal swimming and poor feeding, and death due to cachexia.
넙치는 국내 해양 양식어의 많은 부분을 차지하는 어종이다. 국내 넙치양식장은 제주도, 남해안 및 서해안에서 오래전부터 육상수조의 형태로 대부분 위치하고, 연쇄상구균 감염증으로 인한 피해가 빈번하게 나타나 경제적 피해도 막대하였지만, 역학조사(epidemiological studies)가 미비하여 주요 원인체에 대한 대응보다 항생제 치료에 급급하였다.Flounder is a species that occupies a large part of domestic marine aquaculture. Domestic flounder farms are mostly located in the form of aquaculture tanks in Jeju, South and West coasts, and the damage caused by streptococcal infections is frequent. However, epidemiological studies have been lacking in response to major causative agents Than in those who were treated with antibiotics.
하지만, 본 발명자들은 최근 역학연구결과로 S. parauberis가 넙치의 연쇄상구균 감염증의 주요한 병인체임을 보여주었다(Nho SW, Shin GW, Park SB, Jang HB, Cha IS, Ha MA, Kim YR, Park YK, Dalvi RS, Kang BJ, Joh SJ, Jung TS. FEMS Microbiol Lett. 2009 Apr; 293(1):20-7; Shin GW. Palaksha KJ. Yang HH. Shin YS. Kim YR. Lee EY. Kim HY. Kim YJ. Oh MJ. Yoshida T. Jung TS. Bull. Eur. Assoc. Fish Pathol.(2006) 26;2).
However, recent epidemiological studies have shown that S. parauberis is a major pathogen of streptococcal infection in flounder (Nho SW, Shin GW, Park SB, Jang HB, Cha IS, Ha MA, Kim YR, Park YK , Dalvi RS, Kang BJ, Joh SJ, and Jung TS FEMS Microbiol Lett. 2009 Apr; 293 (1): 20-7, Shin GW, Palaksha KJ, Yang HH, Shin YS, Kim YR, Lee EY, Kim HY. Kim YJ, Oh MJ, Yoshida T. Jung TS, Bull Eur Assoc., Fish Pathol.
현재, S. parauberis에 대해서는 원인체의 규명만 되었을 뿐 그에 대한 예방이나 치료에 관한 것은 연구가 미비한 실정이다. 또한, S. parauberis에서 erythromycin과 tetracycline에 대한 항생제 내성 유전자가 발견되어 항생제를 이용한 치료에도 한계가 있는 것으로 나타났다(Park YK, Nho SW,Shin GW, Park SB, Jang HB, Cha IS, Ha MA, Kim YR, Dalvi RS, Kang BJ, Jung TS. Vet Microbiol. 2009 Apr 14;136(1-2):76-81. Epub 2008 Oct 14.). 따라서 보다 근본적인 예방 대책으로서 백신의 개발이 시급한 실정이다.
Currently, S. parauberis has only been identified, but the research on the prevention and treatment of S. parauberis has been limited. In addition, an antibiotic resistance gene for erythromycin and tetracycline was found in S. parauberis and antibiotic treatment was limited. (Park YK, Nho SW, Shin GW, Park SB, Jang HB, Cha IS, Ha MA, Kim YR, Dalvi RS, Kang BJ, Jung TS, Vet Microbiol 2009 Apr 14; 136 (1-2): 76-81. Therefore, development of a vaccine is urgent as a fundamental preventive measure.
이에, 본 발명자들은 효과적으로 연쇄상구균의 예방 방법을 연구한 결과, 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)에 대하여 항원성을 가지는 단백질을 선발하였으며 이를 이용하여 제브라 피쉬에 접종한 결과 우수한 백신 효능을 확인하였으므로 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have studied a method of effectively preventing Streptococcus, and as a result, selected proteins having antigenicity against Streptococcus parauberis , and found that excellent vaccine efficacy was confirmed by inoculation with zebrafish Thus completing the present invention.
본 발명의 목적은 서열번호 1의 아미노산으로 이루어진 폴리펩타이드를 유효성분으로 포함하는 어류의 연쇄상구균 감염의 치료 또는 예방용 백신 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a vaccine composition for treating or preventing a streptococcal infection of fish comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 as an active ingredient.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리펩타이드를 코딩하는 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 유전자를 포함하는 발현벡터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an expression vector comprising the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 encoding the polypeptide.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 발현 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a host cell transformed with the expression vector.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백신조성물을 포함하는 어류의 연쇄상구균 감염증의 치료 또는 예방을 위한 사료조성물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a feed composition for the treatment or prevention of streptococcal infectious disease of fish comprising the vaccine composition.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백신조성물을 어류에 투여함으로써 어류의 연쇄상구균 감염증을 치료 또는 예방하는 방법을 제공하는 것이다.
It is yet another object of the present invention to provide a method for treating or preventing streptococcal infection of fish by administering the vaccine composition to fish.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산으로 이루어진 폴리펩타이드를 유효성분으로 포함하는 어류의 연쇄상구균 감염의 치료 또는 예방용 백신 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a vaccine composition for treating or preventing streptococcal infection of fish comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 as an active ingredient.
또한, 본 발명은 상기 폴리펩타이드를 코딩하는 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 유전자를 포함하는 발현벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides an expression vector comprising the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 encoding the polypeptide.
또한, 본 발명은 상기 발현 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the expression vector.
또한, 본 발명은 상기 백신조성물을 포함하는 어류의 연쇄상구균 감염증의 치료 또는 예방을 위한 사료조성물을 제공한다.The present invention also provides a feed composition for the treatment or prevention of streptococcal infectious disease of fish comprising the vaccine composition.
아울러, 본 발명은 상기 백신조성물을 어류에 투여함으로써 어류의 연쇄상구균 감염증을 치료 또는 예방하는 방법을 제공한다.
In addition, the present invention provides a method for treating or preventing a streptococcal infection of a fish by administering the vaccine composition to a fish.
본 발명에 따른 연쇄상구균의 원인균인 스트렙토코커스 파라우베러스에 대하여 우수한 항원성을 가지는 단백질을 이용하면 연쇄상구균의 예방 및 치료용 백신 조성물로 유용하게 이용할 수 있다.
Use of a protein having excellent antigenicity against Streptococcus parauberus, which is a causative organism of streptococci according to the present invention, can be effectively utilized as a vaccine composition for the prevention and treatment of streptococci.
도 1은 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)에서 얻은 항원 후보 유전자의 DNA 전기 영동 결과이다.
도 2는 서열번호 1의 항원 후보 단백질 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)의 전기영동과 His probe 항체를 이용한 단백질 확인 웨스턴 블랏 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 마우스에서 생산된 연쇄상구균 항혈청을 이용한 웨스턴 블랏 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 서열번호 1의 항원 후보 단백질 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) 접종 후 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 항원 단백질인 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)가 넙치 연쇄상구균 감염증의 주된 원인균인 S. parauberis serotype I형, S. parauberis serotype II형, S. iniae에 대해 모두 항원성이 있음을 확인한 도이다.
도 6은 제브라피쉬 사육환경 조성 및 실험 준비하는 과정을 나타낸 도이다.
도 7은 서열번호 1의 항원 후보 단백질 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)의 아미노산 서열을 나타낸 도이다. 1, Streptococcus This is the result of DNA electrophoresis of the candidate antigen gene from E. coli .
FIG. 2 shows electrophoresis of antigen candidate protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) of SEQ ID NO: 1 and protein blotting Western blotting using His probe antibody.
Fig. 3 shows Western blot results using streptococcal antiserum produced in mice. Fig.
FIG. 4 is a graph showing the survival rate after the inoculation of antigenic candidate protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) of SEQ.
FIG. 5 shows that the antigen protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) is allergic to the S. parauberis serotype I, S. parauberis serotype II and S. iniae, .
6 is a diagram showing a process of preparing a zebrafish rearing environment and preparing an experiment.
FIG. 7 is a diagram showing the amino acid sequence of the antigen candidate protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) of SEQ ID NO: 1.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 서열번호 1의 아미노산으로 이루어진 폴리펩타이드를 유효성분으로 포함하는 어류의 연쇄상구균 감염의 치료 또는 예방용 백신 조성물을 제공한다. The present invention provides a vaccine composition for treating or preventing streptococcal infection of fish comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 as an active ingredient.
상기 연쇄상구균은 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)인 것이 바람직하다.The streptococcus is preferably Streptococcus parauberis .
상기 서열번호 1의 아미노산으로 이루어진 폴리펩타이드는 본 발명의 구체적인 실시예에서 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)의 세포질 막에 존재하는 항원 후보 단백질 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)이다. The polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 is an antigen candidate protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) present in the cytoplasmic membrane of Streptococcus parauberis in a specific embodiment of the present invention.
상기 어류는 넙치, 농어, 송어, 우럭 및 돔류로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 종인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
The fish is preferably at least one species selected from the group consisting of flounder, perch, trout, oyster, and dome, but is not limited thereto.
또한, 본 발명은 상기 폴리펩타이드를 코딩하는 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 유전자를 포함하는 발현벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides an expression vector comprising the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 encoding the polypeptide.
상기 발현 벡터는 pET-30a인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다. The expression vector is preferably pET-30a, but is not limited thereto.
또한, 상기 서열의 변이체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 변이체는 염기 서열은 변화되지만, 서열번호 2의 염기 서열과 유사한 기능적 특성을 갖는 염기 서열이다. 구체적으로, 상기 서열은 서열번호 2의 염기 서열과 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다.Also, variants of the above sequences are included within the scope of the present invention. The mutant is a nucleotide sequence having a functional characteristic similar to that of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, although the nucleotide sequence thereof is changed. Specifically, the sequence comprises a nucleotide sequence having at least 70% homology, more preferably at least 80% homology, even more preferably at least 90% homology, and most preferably at least 95% homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 can do.
상기 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다. The "% of sequence homology" for the polynucleotide is identified by comparing the comparison region with two optimally aligned sequences, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence for the optimal alignment of the two sequences (I. E., Gap), as compared to < / RTI >
용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "발현 벡터"는 흔히 "재조합 벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "재조합 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용 가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.
The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. The vector replicates the DNA and can be independently regenerated in the host cell. The term "expression vector" is often used interchangeably with a "recombinant vector ". The term "recombinant vector" means a recombinant DNA molecule comprising a desired coding sequence and a suitable nucleic acid sequence necessary for expressing a coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.
또한, 본 발명은 상기 발현 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the expression vector.
상기 서열번호 2의 유전자 서열은 재조합 발현 벡터 내로 삽입될 수 있다. 용어 "재조합 발현 벡터"는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 가지는 것이다.
The gene sequence of SEQ ID NO: 2 may be inserted into a recombinant expression vector. The term "recombinant expression vector" means a bacterial plasmid, a phage, a yeast plasmid, a plant cell virus, a mammalian cell virus, or other vector. In principle, any plasmid and vector can be used if it can replicate and stabilize within the host. An important characteristic of the expression vector is that it has a replication origin, a promoter, a marker gene and a translation control element.
또한, 본 발명은 상기 백신조성물을 포함하는 어류의 연쇄상구균 감염증의 치료 또는 예방을 위한 사료조성물을 제공한다.The present invention also provides a feed composition for the treatment or prevention of streptococcal infectious disease of fish comprising the vaccine composition.
상기 연쇄상구균은 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)인 것이 바람직하다.
The streptococcus is preferably Streptococcus parauberis .
아울러, 본 발명은 상기 백신조성물을 어류에 투여함으로써 어류의 연쇄상구균 감염증을 치료 또는 예방하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for treating or preventing a streptococcal infection of a fish by administering the vaccine composition to a fish.
상기 연쇄상구균은 스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis)인 것이 바람직하다.
The streptococcus is preferably Streptococcus parauberis .
<< 실시예Example 1> 1> 연쇄상구균의 인-In- 실리코(in-silico)를In-silico 통한 항원 후보 단백질 선별 Screening for candidate antigen proteins
스트렙토코커스 파라우베러스(Streptococcus parauberis) KCTC 11537(STP_)와 S. parauberis NCFD 2020(SPB_) 균주의 게놈 분석을 이용하여 인-실리코를 통한 컴퓨터 시뮬레이션으로 항원 후보 단백질을 선별하였다. 이때 단백질의 막 횡단 나선 수(transmembrane helix number), 세포 내 위치(subcellular localization) 및 접착(Adhesion) 등을 고려하였다. S. parauberis KCTC 11537의 전체 1868개의 단백질 중에서 세포 밖(extracellular, EC), 세포벽(cell wall, CW) 7 orfs, 세포질 막(cytoplasmic membrane, CM) 16 orfs를 선별하였고, S. parauberis NCFD 2020 균주의 전체 2146개 단백질 중에서 세포 밖 4 orfs, 세포벽 7 orfs, 세포질 막 14 orfs를 선별하였다. 이 중에 겹치는 것을 제외하고 최종 40개의 단백질을 스트렙토코커스 파라우베러스 균주의 항원 후보 단백질로 선별하였으며 하기 표 1에 나타내었다.
Streptococcus the candidate antigen protein were selected by computer simulation through a silico - parauberis) KCTC of using the genomic analysis of the 11537 (STP_) and S. parauberis NCFD 2020 (SPB_) strain. At this time, the transmembrane helix number, subcellular localization, and adhesion of the protein were considered. Extracellular (EC), cell wall (CW) 7 orfs and cytoplasmic membrane (CM) 16 orfs were selected from a total of 1868 proteins of S. parauberis KCTC 11537, and S. parauberis NCFD 2020 Among the total 2146 proteins, extracellular 4 orfs,
<< 실시예Example 2> 항원 후보 단백질의 2> Antigen candidate protein 클로닝Cloning
상기 <실시예 1>에서 단백질의 항원 후보 유전자를 얻기 위해서 연쇄상구균 균주의 gDNA(genomic DNA)를 DNeasy Blood & Tissue kit (Qiagen, Cat No. 69506)을 이용하여 분리하고 유전자를 획득하였다. In order to obtain an antigen candidate gene of the protein in the above <Example 1> GDNA (genomic DNA) of Streptococcus strain was isolated using DNeasy Blood & Tissue kit (Qiagen, Cat No. 69506) and genes were obtained.
Genomic DNA 분리에 사용된 균주는 S. parauberis Serotype I(서울대학교 수의과대학 수생동물질병학교실, S. parauberis P2 균주), S. parauberis Serotype II (전남대학교 수산행양대, S. parauberis YSFST02-111 균주) 이었다. The strains used for the isolation of genomic DNA were S. parauberis serotype I (aquatic animal disease laboratory, S. parauberis P2 strain, Seoul National University), S. parauberis serotype II (two strains of S. parauberis YSFST02-111 strain, Chonnam National University) ).
구체적으로, 분리된 gDNA는 항원유전자를 증폭할 수 있는 프라이머로 획득하고, 발현벡터로의 도입은 In-fusionTM Advantage PCR cloning kit(Clontech, USA) 방법으로 진행하였다. 항원 유전자 획득에 사용된 프라이머와 증폭된 유전자는 하기 표 2와 도 1에 나타내었다. 획득된 항원유전자는 In-Fusion HD Enzyme Premix (Clontech, Cat No. ST0345)를 이용하여 NdeI와 XhoI으로 선형화(linearization)된 pET-30a 발현 벡터로 클로닝하였다. 제조된 발현벡터의 플라스미드는 대장균(E. coli BL21(DE3)에 형질전환 하였다. 상기 형질전환체를 50 ug/ml의 항생제를 함유하는 LB배지, 37℃에서 배양하였다. OD=600에서 0.5에 도달했을 때, 0.5 mM IPTG(isopropyl-β-thio-D-galactopyranoside)를 첨가하고, 배양물은 37℃에서 3시간 추가 배양하였다. 추가 분석을 위해 세포는 원심분리하여 모으고 펠렛은 소니케이션으로 파쇄하였다. 이후 상층액을 회수하여 재조합 융합 단백질을 SDS-PAGE로 분석하였다.Specifically, the isolated gDNA was obtained as a primer capable of amplifying the antigen gene, and the introduction into the expression vector was performed using In-fusion TM Advantage PCR cloning kit (Clontech, USA). The primers and the amplified genes used for antigen gene acquisition are shown in Table 2 and FIG. The obtained antigen gene was cloned into a pET-30a expression vector linearized with NdeI and XhoI using In-Fusion HD Enzyme Premix (Clontech, Cat No. ST0345). The plasmids of the expression vectors thus prepared were transformed into E. coli BL21 (DE3). The transformants were cultured in LB medium containing 50 μg / ml of antibiotics at 37 ° C. At OD = 600 to 0.5 When it reached, 0.5 mM IPTG (isopropyl- beta -thio-D-galactopyranoside) was added and the culture was further incubated for 3 hours at 37 C. For further analysis, the cells were collected by centrifugation and the pellet was disrupted by sonication The supernatant was then recovered and the recombinant fusion protein was analyzed by SDS-PAGE.
그 결과, SDS-PAGE에 나타난 바와 같이, 발현이 잘 되지 않은 #1(STP-0018; amidase)과 #8(SPB-2015; CHAP domain protein)을 음성 대조군으로 사용하였으며 #1, #8, #35의 단백질 1ug을 분석한 결과 #35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)가 발현됨을 확인하였다(도 2).
As a result, # 1 (STP-0018; amidase) and # 8 (SPB-2015; CHAP domain protein) which were not expressed well were used as a negative control group as shown in SDS- 35 protein (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) was expressed (Figure 2).
<< 실시예Example 3> 3> 동정된Identified 단백질인 Protein metalmetal ABCABC transportertransporter substrate기판 -- bindingbinding lipoprotein의 발현 Expression of lipoprotein
상기 <실시예 2>에서 형질전환한 재조합 융합 단백질을 발현시켜 웨스턴 블럿 어세이를 진행하여 항원성을 확인하였다. The recombinant fusion protein transformed in Example 2 was expressed and the Western blot assay was performed to confirm the antigenicity.
구체적으로, 상기 <실시예 2>에서 형질전환한 재조합 융합 단백질을 SDS-PAGE을 수행한 후 얻어진 겔(gel)을 니트로셀룰로오스 멤브레인(Nitrocellulose(NC) membrane)에 옮겼다. 니트로셀룰로오스 멤브레인을 PBS에 용해된 5% 스킴 밀크(skim milk)를 이용하여 1시간 동안 상온에서 블로킹시켜 비특이적 반응을 없애고, PBST(PBS, 0.05% Tween 20)로 15분간 3번 세척하였다. 그런 다음, 0.5% 스킴 밀크가 녹여진 PBST에 마우스에서 생산된 His-probe 항체 (H8 ; Santa Cruz Biotechnology, Cat SC-57598)와 마우스에서 생산된 연쇄상구균 항혈청을 각각 첨가하여 상온에서 1시간 동안 1차 반응을 하였다. 니트로셀룰로오스 멤브레인을 PBST로 15분씩 3회 세척한 후, goat Anti-mouse IgG 및 Alkaline-phosphatase-linked 항체(sigma)로 상온에서 1시간 동안 2차 반응을 하였다. 니트로셀룰로오스 멤브레인을 PBST로 15분씩 3회 세척하고, AP conjugate substrate kit(Bio-rad; Cat 170-6432)을 사용하여 항원 단백질을 확인하였다.Specifically, the recombinant fusion protein transformed in Example 2 was subjected to SDS-PAGE, and the resulting gel was transferred to a nitrocellulose membrane (Nitrocellulose (NC) membrane). The nitrocellulose membrane was blocked with 5% skim milk in PBS for 1 hour at room temperature to remove nonspecific reaction and washed with PBST (PBS, 0.05% Tween 20) three times for 15 minutes. Then, mouse-produced His-probe antibody (H8; Santa Cruz Biotechnology, Cat SC-57598) and mouse streptococcal antiserum prepared in 0.5% skim milk melted PBST were added, Respectively. The nitrocellulose membrane was washed with PBST three times for 15 minutes each time, followed by secondary reaction with goat anti-mouse IgG and Alkaline-phosphatase-linked antibody (Sigma) for 1 hour at room temperature. The nitrocellulose membrane was washed with PBST three times for 15 minutes and the antigen protein was identified using the AP conjugate substrate kit (Bio-Rad; Cat 170-6432).
그 결과, 발현이 되지 않은 음성 대조군으로 사용된 #1(STP-0018; amidase), #8(SPB-2015; CHAP domain protein)에서는 His 발현 밴드를 관찰할 수 없었고, 단백질이 발현된 #35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)의 예상사이즈 34.7kDa 부근에서 His 발현 밴드를 확인하였다(도 2).
As a result, His expression band was not observed in # 1 (STP-0018; amidase), # 8 (SPB-2015; CHAP domain protein) SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) (Fig. 2).
<< 실시예Example 4> 4> 제브라피쉬Zebra fish (( ZebrafishZebrafish )를 이용한 ) metalmetal ABCABC transportertransporter substrate기판 -binding -binding lipoproteinlipoprotein 단백질의 백신 효능 분석 Analysis of protein vaccine efficacy
제브라피쉬는 스트렙토코커스류의 감염에 대하여 복강접종과 근육접종 두 경로 모두 감수성이 있어, 스트렙토코커스류에 대한 LD50과 폐사까지 일반적으로 48~72시간이 걸린다는 것이 이미 연구결과로 밝혀져 있다(Streptococcus-zebrafish model of bacterial pathogenesis/Neely MN, Pfeifer JD, Caparon M. /Infect Immun. 2002 Jul;70(7):3904-14). 이를 토대로 제브라피쉬를 대상으로 스트렙토코커스 파라우베러스에 대한 감수성 테스트와 LD50을 확인하였고 이를 바탕으로 상기에서 스크리닝된 항원단백질 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)의 어류 연쇄상구균 질병에 대한 면역학적 효능을 검정하였다.
Zebrafish has been shown to be susceptible to both streptococcal infections and inoculation and intramuscular inoculation, and it has been shown in studies that the LD50 for Streptococcus strains and their mortality typically take 48 to 72 hours (Streptococcus- zebrafish model of bacterial pathogenesis / Neely MN, Pfeifer JD, Caparon M. / Infect Immun 2002 Jul; 70 (7): 3904-14). Based on the results, the sensitivity test and LD50 of Streptococcus parauberus against zebrafish were confirmed. Based on the results, it was confirmed that the immune protein immune protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) .
<4-1> 제브라피쉬 사육환경 조성 및 실험 준비<4-1> Preparation of zebrafish breeding environment and experiment preparation
도 6에 나타난 바와 같이 큰 수조에 제브라피쉬를 대량으로 사육하였고, 작은 수조에 옮겨 실험 그룹으로 분리하였다.
As shown in Fig. 6, a large amount of zebrafish was raised in a large water tank, and the water was transferred into a small water tank and separated into experimental groups.
<4-2> 공격 접종 균주 <4-2> Attack inoculation strain 내역History
접종한 균주는 균주명이 S. parauberis P2이고, 분양기관은 서울대학교 수의과대학 수생동물질병학교실이며, serotype I 이다.
The inoculated strains were named S. parauberis P2, and the sale agency is a serotype I, which is a school of aquatic animal disease at Seoul National University College of Veterinary Medicine.
<4-3> <4-3> 제브라피쉬Zebra fish 모델을 이용한 Model-based 스트렙토코커스Streptococcus 파라우베러스 백신 효능 평가 확인 시험 Parauberus vaccine efficacy assessment confirmation test
① 실험방법① Experimental method
상기 3개의 그룹의 제브라피쉬를 Tris-buffered tricaine(3-aminobenzoic acid ethylester, pH 7.0; Sigma)로 마취시키고, 항원 후보 단백질 #35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)를 각 개체당 접종량을 100 ug/ml, 스트렙토코커스 파라우베러스(S. parauberis S1 whole bacterin) 5 mg/ml의 농도를 10 ul씩으로 하여 복강으로 접종하여 면역화시켰다. 면역화 3주 후에 공격 접종용 스트렙토코커스 파라우베러스 혈청형 1 생균수를 10일 간격으로 2차례에 걸쳐 10 ul씩 복강 접종하여 공격접종유발시험을 수행하였다(첫번째 공격접종된 균체수: 4.3 X 109 CFU/ml 두 번째 공격 접종된 균체수 1.4 X 1010 CFU/ml). 하기 표 3에 기재된 바와 같이 항원 후보 단백질 대신 PBS를 접종시키고 공격접종 유발시험을 진행한 군을 대조군으로 사용하였다.
The three groups of zebrafish were anesthetized with Tris-buffered tricaine (3-aminobenzoic acid ethylester, pH 7.0; Sigma) and the antigen candidate protein # 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) 100 ug / ml, and S. parauberis S1 whole bacterin at a concentration of 5 mg / ml in 10 ul. After 3 weeks of immunization, the number of Streptococcus parauberus serotypes for attack was inoculated twice per 10 days at 10-day intervals to induce an attack of inoculation (number of first attacked cells: 4.3 X 10 9 CFU / ml second attacked number of cells inoculated 1.4 X 10 10 CFU / ml). As shown in the following Table 3, PBS was inoculated in place of the antigen candidate protein, and a group subjected to an attack inoculation induction test was used as a control group.
1.41010CFU/ml
1.410 10 CFU /
② 실험 판정② Experimental judgment
매일 관찰하여 폐사여부를 기록하고, 대조군의 누적폐사율이 60% 이상일 때 아래의 수식에 따라 백신군의 상대생존율이 50% 상이어야 한다. 상대생존율(Relative percent survival, RPS) 산출식은 하기 수학식 1에 나타내었다.
The daily survival rate should be recorded and the relative survival rate of the vaccine group should be 50% according to the following formula when the cumulative mortality rate of the control group is 60% or more. The relative percent survival (RPS) calculation equation is shown in Equation (1).
③ 실험 결과③ Experimental results
하기 표 4에 나타난 바와 같이 제브라피쉬를 이용한 항원 후보 단백질의 백신 효능 분석결과를 정리한 것이다. #35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)항원 단백질을 접종하고 S. parauberis 1형 생균수를 공격 접종한 Sp2 그룹에서 접종사로 공격 접종 1일후 2마리가 폐사하였으나, 7마리가 최종적으로 생존하여 100%의 생존율을 나타내었다. S. parauberis 1형의 whole bacterin을 접종하고 생균수를 공격 접종한 Sp3 그룹에서는 5마리중 3마리가 폐사되고 2마리가 생존하여 40%의 생존율을 나타내었다. 대조군 PBS를 접종하고 생균수를 공격 접종한 Sp4 그룹에서는 접종사로 1마리가 폐사되었고, 9마리 중 8마리가 폐사되어 11%의 생존율을 보였다. 하기 표 4를 그래프로 나타낸 것이 도 4이다.
As shown in the following Table 4, the result of analysis of the vaccine efficacy of the antigen candidate protein using zebrafish is summarized. (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) antigen protein and attacked with
(%)Relative survival rate
(%)
<< 실시예Example 5> 넙치 연쇄상구균증을 유발하는 원인균에 대한 교차 항원 반응 5> Crossover antigen response to causative bacteria causing streptococcal streptococcal infection
상기 <실시예 3>에서 항원성을 보인 형질전환한 재조합 융합 단백질의 S. iniae (전남대학교 수산해양대학 분양, YSFST01-82), S. parauberis Serotype I(서울대학교 수의과대학 수생동물질병학교실, S. parauberis P2 균주), S. parauberis Serotype II (전남대학교 수산해양대, S. parauberis YSFST02-111 균주) 균주에 대한 교차 항원 반응을 확인하였다. ( S. iniae , YSFST01-82), S. parauberis serotype I (Department of Aquatic Animal Disease, College of Veterinary Medicine, Seoul National University), which is a recombinant fusion protein showing antigenicity in Example 3 above, S. parauberis P2) and S. parauberis serotype II ( S. parauberis strain YSFST02-111 , Chonnam National University) were identified.
구체적으로, 상기 <실시예 3>에서 항원성을 보인 항원단백질인 metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein 2ug을 SDS-PAGE를 수행한 후 얻어진 겔을 니트로셀룰로오스 멤브레인에 옮겼다. 니트로셀룰로오스 멤브레인을 PBS에 용해된 5% 스킴 밀크를 이용하여 1시간 동안 상온에서 블로킹시켜 비특이 반응을 없애고, PBST로 15분간 3번 세척하였다. 그런 다음, 0.5% 스킴 밀크가 녹여진 PBST에 토끼에서 생산된 S. iniae(SI)가 감염된 연쇄상구균항혈청, 마우스에서 생산된 S. parauberis serotype I(SP1)과 S. parauberis serotype II(SP2)가 각각 감염된 연쇄상구균항혈청을 첨가하여 상온에서 1시간 동안 1차 반응을 하였다. 니트로셀룰로오스 멤브렌인을 PBST로 15분씩 3회 세척한 후 , Anti-mouse IgG 및 HRP-linked 항체(KOMABiotech)로 상온에서 1시간 동안 2차 반응을 하였다. 니트로셀룰로오스 멤브레인을 PBST로 15분씩 3회 세척하고, Western brightTM Quantum Western blotting detection kit(Advansta)을 사용하여 항원 단백질을 확인하였다. Specifically, 2 g of a metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein having antigenicity shown in Example 3 was subjected to SDS-PAGE, and the obtained gel was transferred to a nitrocellulose membrane. The nitrocellulose membrane was blocked with 5% skim milk dissolved in PBS for 1 hour at room temperature to remove the nonspecific reaction and washed three times with PBST for 15 minutes. Subsequently, S. paraaferis serotype I (SP1) and S. parauberis serotype II (SP2) produced in S. cerevisiae (SI) -infected streptococcal antiserum and mouse produced in rabbit in 0.5% skim milk melted PBST Streptococcal streptococcal antiserum was added to each, and a first reaction was carried out at room temperature for 1 hour. The nitrocellulose membrane phosphorus was washed with PBST three times for 15 minutes each, and then subjected to secondary reaction with anti-mouse IgG and HRP-linked antibody (KOMABiotech) at room temperature for 1 hour. The nitrocellulose membrane was washed with PBST three times for 15 minutes each, and the antigen protein was identified using a Western bright ™ Quantum Western blotting detection kit (Advansta).
그 결과, 상기 <실시예 3>에서 선별된 항원 단백질인 35(SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein)는 넙치 연쇄상구균 감염증의 주된 원인균인 S. parauberis serotype I형, S. parauberis serotype II형, S. iniae에 대해 모두 항원성이 나타남을 확인하였다(도 5).As a result, the antigen protein 35 (SPB_0027, metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein) selected in the above Example 3 was identified as S. parasuberis serotype I, S. parauberis serotype II, S. iniae (Fig. 5).
<110> Korea Research Institute of Bioscience & Biotechnology (KRIBB) <120> Vaccine composition using Streptococcus parauberis cytoplasmic membrance protein in fishes <130> P14R16D0008 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 310 <212> PRT <213> Streptococcus parauberis cytoplasmic membrance protein <400> 1 Met Lys Lys Lys Phe Thr Phe Ala Leu Thr Ala Ala Leu Ser Leu Phe 1 5 10 15 Met Leu Ser Ala Cys Ser Thr Ser Gly Gln Gln Ala Lys Lys Glu Glu 20 25 30 Lys Leu Asn Val Val Ala Thr Asn Ser Val Ile Ala Asp Met Thr Lys 35 40 45 Asn Ile Ala Gly Asn Lys Val Asn Leu His Ser Ile Val Pro Val Gly 50 55 60 Gln Asp Pro His Glu Tyr Glu Pro Leu Pro Glu Asp Val Glu Lys Thr 65 70 75 80 Ser Ser Ala Asp Leu Ile Phe Tyr Asn Gly Ile Asn Leu Glu Asp Gly 85 90 95 Gly His Ala Trp Phe Thr Lys Leu Ile Lys Asn Ala Lys Lys Glu Lys 100 105 110 Asn Lys Asp Tyr Phe Ala Val Ser Asp Gly Ile Asp Val Ile Tyr Leu 115 120 125 Glu Gly Gln Asn Glu Lys Gly Lys Glu Asp Pro His Ala Trp Leu Asn 130 135 140 Leu Glu Asn Gly Met Ile Tyr Ser Lys Asn Ile Ala Lys Gln Leu Ile 145 150 155 160 Lys Lys Asp Pro Lys Asn Lys Thr Tyr Tyr Gln Ser His Leu Lys Ser 165 170 175 Tyr Leu Ala Lys Leu Asp Asn Leu Asp Lys Glu Ala Lys Ser Lys Phe 180 185 190 Asp Lys Ile Pro Ala Asp Lys Lys Met Ile Val Thr Ser Glu Gly Cys 195 200 205 Phe Lys Tyr Phe Ser Lys Ala Tyr Asp Val Pro Ser Ala Tyr Ile Trp 210 215 220 Glu Ile Asn Thr Glu Glu Glu Gly Thr Pro Ser Gln Ile Ser Thr Leu 225 230 235 240 Ile Glu Lys Leu Lys Lys Lys Lys Leu Ser Ala Ile Phe Val Glu Ser 245 250 255 Ser Val Asp Ser Arg Pro Met Lys Ser Val Ser Lys Asp Ser Gly Ile 260 265 270 Pro Ile Tyr Ser Glu Ile Phe Thr Asp Ser Val Ala Lys Lys Gly Lys 275 280 285 Pro Gly Asp Ser Tyr Tyr Ala Met Met Lys Trp Asn Leu Asp Lys Ile 290 295 300 Ser Glu Gly Leu Ser Lys 305 310 <210> 2 <211> 930 <212> DNA <213> Streptococcus parauberis <400> 2 atgaagaaga aatttacttt tgctttgact gctgctttgt cattattcat gctatctgct 60 tgctcgacta gtggtcaaca ggcaaaaaaa gaagaaaaat taaatgttgt tgcaactaat 120 tctgttattg cagatatgac aaaaaatata gccggtaata aggttaattt gcatagtatt 180 gttccagttg gtcaagaccc ccatgagtat gaaccattac ctgaagatgt tgaaaaaaca 240 agttcggcgg atttgatttt ttacaatgga attaacttag aagatggtgg acatgcttgg 300 tttactaaat tgattaagaa tgccaaaaaa gaaaaaaata aagattattt tgcggtatca 360 gatggtattg atgttatcta tttagagggg caaaatgaaa aaggtaaaga agatcctcat 420 gcttggttaa atcttgaaaa tggtatgatt tattcaaaaa atattgctaa gcaattaatc 480 aagaaagatc ctaaaaataa aacttactat caatctcatt taaaaagtta tttggcaaaa 540 ctagataatt tagataaaga agctaaatct aagtttgata agataccagc agataaaaaa 600 atgattgtaa caagtgaagg ctgcttcaaa tatttctcta aagcctatga tgttccatca 660 gcatatattt gggaaattaa tacagaagaa gaaggaacac cgagtcaaat ttcaactctc 720 attgagaaat taaaaaagaa aaaattatca gctatatttg ttgaatctag tgttgatagt 780 cgacctatga aatctgtttc taaggatagt ggaattccaa tttattctga aatttttaca 840 gattctgttg ccaaaaaagg gaaacctggt gatagttact atgccatgat gaaatggaat 900 ttagataaga tttcagaagg tttatcgaaa 930 <210> 3 <211> 41 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein forward primer <400> 3 taagaaggag atatacatat gaagaagaaa tttacttttg c 41 <210> 4 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein reverse primer <400> 4 gtggtggtgg tggtgctcga gtttcgataa accttctg 38 <110> Korea Research Institute of Bioscience & Biotechnology (KRIBB) <120> Vaccine composition using Streptococcus parauberis cytoplasmic membrance protein in fishes <130> P14R16D0008 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 310 <212> PRT <213> Streptococcus parauberis cytoplasmic membrane protein <400> 1 Met Lys Lys Lys Phe Thr Phe Ala Leu Thr Ala Ala Leu Ser Leu Phe 1 5 10 15 Met Leu Ser Ala Cys Ser Thr Ser Gly Gln Gln Ala Lys Lys Glu Glu 20 25 30 Lys Leu Asn Val Val Ala Thr Asn Ser Val Ile Ala Asp Met Thr Lys 35 40 45 Asn Ile Ala Gly Asn Lys Val Asn Leu His Ser Ile Val Pro Val Gly 50 55 60 Gln Asp Pro His Glu Tyr Glu Pro Leu Pro Glu Asp Val Glu Lys Thr 65 70 75 80 Ser Ser Ala Asp Leu Ile Phe Tyr Asn Gly Ile Asn Leu Glu Asp Gly 85 90 95 Gly His Ala Trp Phe Thr Lys Leu Ile Lys Asn Ala Lys Lys Glu Lys 100 105 110 Asn Lys Asp Tyr Phe Ala Val Ser Asp Gly Ile Asp Val Ile Tyr Leu 115 120 125 Glu Gly Gln Asn Glu Lys Gly Lys Glu Asp Pro His Ala Trp Leu Asn 130 135 140 Leu Glu Asn Gly Met Ile Tyr Ser Lys Asn Ile Ala Lys Gln Leu Ile 145 150 155 160 Lys Lys Asp Pro Lys Asn Lys Thr Tyr Tyr Gln Ser His Leu Lys Ser 165 170 175 Tyr Leu Ala Lys Leu Asp Asn Leu Asp Lys Glu Ala Lys Ser Lys Phe 180 185 190 Asp Lys Ile Pro Ala Asp Lys Lys Met Ile Val Thr Ser Glu Gly Cys 195 200 205 Phe Lys Tyr Phe Ser Lys Ala Tyr Asp Val Ser Ser Ala Tyr Ile Trp 210 215 220 Glu Ile Asn Thr Glu Glu Glu Gly Thr Pro Ser Gln Ile Ser Thr Leu 225 230 235 240 Ile Glu Lys Leu Lys Lys Lys Lys Lys Leu Ser Ala Ile Phe Val Glu Ser 245 250 255 Ser Val Asp Ser Arg Pro Met Lys Ser Val Ser Lys Asp Ser Gly Ile 260 265 270 Pro Ile Tyr Ser Glu Ile Phe Thr Asp Ser Val Ala Lys Lys Gly Lys 275 280 285 Pro Gly Asp Ser Tyr Tyr Ala Met Met Lys Trp Asn Leu Asp Lys Ile 290 295 300 Ser Glu Gly Leu Ser Lys 305 310 <210> 2 <211> 930 <212> DNA <213> Streptococcus parauberis <400> 2 atgaagaaga aatttacttt tgctttgact gctgctttgt cattattcat gctatctgct 60 tgctcgacta gtggtcaaca ggcaaaaaaa gaagaaaaat taaatgttgt tgcaactaat 120 tctgttattg cagatatgac aaaaaatata gccggtaata aggttaattt gcatagtatt 180 gttccagttg gtcaagaccc ccatgagtat gaaccattac ctgaagatgt tgaaaaaaca 240 agttcggcgg atttgatttt ttacaatgga attaacttag aagatggtgg acatgcttgg 300 tttactaaat tgattaagaa tgccaaaaaa gaaaaaaata aagattattt tgcggtatca 360 gatggtattg atgttatcta tttagagggg caaaatgaaa aaggtaaaga agatcctcat 420 gcttggttaa atcttgaaaa tggtatgatt tattcaaaaa atattgctaa gcaattaatc 480 aagaaagatc ctaaaaataa aacttactat caatctcatt taaaaagtta tttggcaaaa 540 ctagataatt tagataaaga agctaaatct aagtttgata agataccagc agataaaaaa 600 atgattgtaa caagtgaagg ctgcttcaaa tatttctcta aagcctatga tgttccatca 660 gcatatattt gggaaattaa tacagaagaa gaaggaacac cgagtcaaat ttcaactctc 720 attgagaaat taaaaaagaa aaaattatca gctatatttg ttgaatctag tgttgatagt 780 cgacctatga aatctgtttc taaggatagt ggaattccaa tttattctga aatttttaca 840 gattctgttg ccaaaaaagg gaaacctggt gatagttact atgccatgat gaaatggaat 900 ttagataaga tttcagaagg tttatcgaaa 930 <210> 3 <211> 41 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein forward primer <400> 3 taagaaggag atatacatat gaagaagaaa tttacttttg c 41 <210> 4 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> metal ABC transporter substrate-binding lipoprotein reverse primer <400> 4 gtggtggtgg tggtgctcga gtttcgataa accttctg 38
Claims (10)
1. A vaccine composition for treating or preventing a streptococcal infection of a fish comprising a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 as an active ingredient.
The vaccine composition for the prevention of streptococcal infection according to claim 1, wherein the fish is at least one species selected from the group consisting of flounder, perch, trout, oyster, and dome.
The vaccine composition for preventing streptococcal infection according to claim 1, wherein the streptococcal is Streptococcus parauberis .
An expression vector comprising the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 encoding the polypeptide according to claim 1.
A host cell transformed with an expression vector according to claim 4.
6. The host cell according to claim 5, wherein the host cell is Escherichia coli.
A feed composition for the treatment or prevention of a streptococcal infection of a fish comprising the vaccine composition according to claim 1.
8. The feed composition according to claim 7, wherein the streptococcus is Streptococcus parauberis .
A method for treating or preventing a streptococcal infection of a fish by administering the vaccine composition according to claim 1 to the fish.
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002534090A (en) * | 1998-12-31 | 2002-10-15 | アクティノバ リミテッド | Streptococcal ABC transporter protein |
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Journal of Bacteriology, Vol. 193, pages 3356-3366 (2011) * |
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