KR20190057486A - 돌돔 유래의 항균 펩타이드 및 그의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 표지균주에 대해 높은 항균 활성을 나타내고 염 및 열안정성도 우수한 돌돔(Oplegnathus fasciatus) 유래의 항균 펩타이드를 제공한다.

Description

돌돔 유래의 항균 펩타이드 및 그의 용도{Antimicrobial peptide derived from rock bream and uses thereof}
본 발명은 돌돔 유래의 항균 펩타이드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 돌돔 유래의 항균 펩타이드 및 그의 용도에 관한 것이다.
항생제(antibiotics)는 지난 백년간 인류가 세균성 질병으로부터 벗어나게 해주었고, 축ㆍ수산물의 생산성을 높여주는 등 인류에 매우 유용하게 사용되었다. 그러나 최근 항생제 체내잔류ㆍ축적 및 이를 통한 항생제 내성 균주 출현 등으로 인하여 그 사용이 매우 제한적이며, 축ㆍ수산물에 사용되는 항생제는 전면금지 또는 일부 허용만 되고 있는 실정이다. 따라서 이러한 항생제를 대체할 수 있는 물질 개발이 요구되고 있으며, 이를 위한 다양한 대체소재 연구가 수행되고 있다. 다양한 대체소재 중 항균 펩타이드의 경우 생물이 만들어 내는 천연 항생제이자 내성 균주의 위험이 없으며, 다양한 미생물에 대한 넓은 항균 활성을 가지고 고상합성이나 미생물 배양 과정 등을 통한 제조가 쉬워 가장 주목받는 항생제 대체 소재이다.
항균 펩타이드(antimicrobial peptides, AMPs)는 1960년대 개구리의 표피 분비액에서 최초로 발견된 항균활성이 있는 약 100개 이하의 짧은 길이의 펩타이드로 라이신(lysine), 아르기닌(arginine) 및 히스티딘(histidine)과 같은 양전하의 아미노산을 다수 포함한다. 따라서 음전하를 띄는 미생물 세포막에 부착하여 미생물 세포막을 파괴함으로서 항균활성을 가지게 된다. 미생물에서 식물, 무척추동물, 척추동물 그리고 사람에 이르는 거의 모든 생명체가 생산한다고 알려졌으며, 박테리아, 진균류, 바이러스 및 기생충 등 넓은 범위의 미생물에 대한 독특한 항균 특성을 보인다. 항균 펩타이드는 짧은 시간에 다양한 외부 침입 미생물에 대한 방어체계를 담당하기 때문에 선천성 면역 시스템(innateve immune system)에서 가장 중요한 방어체로 밝혀졌으며, 이러한 항균 활성 이외에 항산화, 항염증, 항곤충 및 상처치유 활성 등의 다기능성 특성이 있다고 보고되었다. 또한 물리적인 항균 작용기작에 따른 내성 균주 출현 가능성이 낮고 크기가 작아 합성이 쉽다는 장점이 있다. 따라서 이러한 천연 생체방어물질인 항균 펩타이드는 최근 다양한 활용이 기대되는 물질이며, 특히 항생제 대체재, 각종 첨가제 및 의약품 개발 분야에서 주목 받고 있다. 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제1660258호는 돌돔 유래의 새로운 항미생물성 펩타이드 및 이의 용도에 대해 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술의 경우, 펩타이드의 분리 시 수율이 높지 않아 충분한 항균활성을 나타내지 않고 잠재적인 독성 등의 요인으로 균일한 효과를 기대하기 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 지표균주에 대해 우수한 항균 활성을 나타내는 돌돔 유래의 항균 펩타이드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열(RFLKLMMKLL)을 포함하는, 항균 펩타이드가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항균 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 사료 첨가제가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항-스쿠치카충 방제용 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항암용 조성물이 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 균주에 대해 높은 항균 활성을 나타내고 열과 염에도 안정적인 돌돔 유래 항균 펩타이드의 생산효과를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 돌돔 LBP 유래의 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드 제작을 위한 RB-LBP-II-5A 아미노산 치환 및 이차구조 모식도이다.
도 2는 지표 균주에 대한 천연 형태의 RB-LBP-II-5N 항균 펩타이드의 항균 활성을 분석한 사진이다.
도 3a는 URDA 방법을 이용하여 지표균주에 대해 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 항균 활성을 분석한 사진이다.
도 3b는 URDA 방법을 이용하여 지표균주에 대해 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 항균 활성을 분석한 사진이다.
도 4는 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 열 및 염에 대한 항균 활성 안정성을 분석한 사진이다.
도 5는 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 다기능성을 평가하기 위해 항기생충 활성을 분석한 그래프이다.
도 6은 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 항암 활성을 분석한 그래프이다.
용어의 정의:
본 문서에서 사용되는 용어 "AMPs (Antimicrobial peptides)"는 항미생물성 펩타이드로, 다음의 특성이 알려져 있다. 지구상에 있는 수많은 생물체 그들이 처해진 환경으로부터 스스로를 보호할 수 있는 면역체계를 가지고 있어 병원성 미생물에 대하여 그들 스스로를 보호하기 위해 생산하는 항균활성을 가지는 일차방어수단의 다양한 생리활성물질로 선천면역반응에 중요한 역할을 하며, 천연의 항생제로써 포유류에서 곤충, 식물까지 지구상 거의 모든 생물체에 존재한다고 보고되어있다(Zasloff, Nature 415:389-395, 2002). 항균 펩타이드는 1962년 개구리(Bombina variegate)의 표피 분비액에서 처음으로 발견되었으며(Kiss and Michl, Toxicon 1:33-39,1962;Monatshefte fㆌr Chemie -Chemical Monthly, 101:182-189.1970), 1971년 벌의 독소(bee venom) 등 여러 생물들로부터 다양한 항균 펩타이드가 동정되기 시작하여 그 후 특성 및 기능에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 지금까지 항균 펩타이드의 작용 기작 가설 중 가장 타당성 있게 제시되고 있는 것은 Shai-Matsuzaki-Huang(SMH) 모델로써, 체내에서 합성된 펩타이드는 소수성과 친수성의 부분으로 적당한 구조를 이루게 되고 양전하를 띤 친수성 부분이 음전하를 띤 박테리아의 세포막과 결합하게 된다(Matsuzaki, Biochimica et Biophysica Acta 1462:1-10. 1999; Shai,Biochimica et Biophysica Acta, 1462:55-70. 1999; Huang, Biochemistry 39:8347-8352. 2000; Yang et al.,Biophysical Journal, 79:2002-2009. 2000). 이 때 펩타이드와 세포막의 결합력은 일반적인 Ca2+, Mg2+ 등에 비해 약 2-3배 더 강한 것으로 알려져 있다. 그 후 세포막과 결합된 펩타이드의 소수성 부분이 세포막 인지질의 소수성 부분과 상호작용하며 구멍을 형성하게 되어 세포막의 투과도를 변화시키게 되고 결국 세포를 파괴시킨다(Christensen et al.,Proceeding of the National Academy of Sciences, 85:5072-5076. 1988).
본 문서에서 사용되는 용어 "지질다당류결합단백질(lipopolysaccharide binding protein, LBP)"은 혈청 내에 존재하는 분자량이 60,000인 당단백질로 급성기 반응시에 간에서 다량으로 생합성한다. LBP는 그람음성균 LPS(지질다당)의 지질A부분에 결합하여, 그람음성균이나 LPS에서 코드한 적혈구를 옵소닌화하고 LPS에 의한 대식세포의 활성화는 LBP 첨가로 1,000배 이상 증강한다.
발명의 상세한 설명:
본 발명의 일 관점에 따르면, 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열(RFLKLMMKLL)을 포함하는, 항균 펩타이드가 제공된다.
상기 항균 펩타이드에 있어서, C-말단이 아미드화될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항균 조성물이 제공된다.
상기 항균 조성물에 있어서, 그람 음성균, 그람 양성균 또는 진균에 대한 항균활성을 가질 수 있다.
상기 항균 조성물에 있어서, 상기 그람 양성균은 B. cereus, B. subtilis, S. mutans, S. iniae, S. aureus, L. garvieae, S. parauberis, S. aureus 0203, S. aureus 0204, S. pyogenes 0206, 또는 S. aureus 3795일 수 있고 상기 그람 음성균은 E. coli, P. aeruginosa, V. alginoalyticus, V. anguillarum, V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. harveyi, K. pneumoniae, E. tzarda, P. stuartii, E. coli ML35p, P. aeruginosa 0225, E. coli 0238, S. typhimurium 0240, K. oxytoca 0248, K. aerogenes 0249, E. cloacae 0252, 또는 E. coli 1A814일 수 있으며 상기 진균은 C. albicans일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 사료 첨가제가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항-스쿠치카충 방제용 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항암용 조성물이 제공된다.
상기 항암용 조성물에 있어서, 상기 암은 자궁암 또는 폐암일 수 있다.
본 발명의 항균 펩타이드의 유효량은 환자의 환부의 종류, 적용부위, 처리회수, 처리시간, 제형, 환자의 상태, 보조제의 종류 등에 따라 변할수 있다. 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 0.01㎍/kg/day 내지 10 mg/kg/day일일 수 있다. 상기 1일량은 1일에 1회, 또는 적당한 간격을 두고 하루에 2~3회에 나눠 투여해도 되고, 수일(數日) 간격으로 간헐(間歇)투여해도 된다.
본 발명의 항균 펩타이드는, 조성물 총 중량에 대하여 0.1-100 중량%로 함유될 수 있고 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 약학적 조성물의 제조에는 고체 또는 액체의 제제용 첨가물을 사용할 수 있다. 제제용 첨가물은 유기 또는 무기 중 어느 것이어도 된다. 부형제로서는 예를 들면 유당, 자당, 백당, 포도당, 옥수수 전분(cornstarch), 전분, 탈크, 소르비트, 결정 셀룰로오스, 덱스트린, 카올린, 탄산칼슘 및 이산화규소 등을 들 수 있다. 결합제로서는 예를 들면 폴리비닐알코올, 폴리비닐에테르, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 아라비아고무, 트래거캔스(tragacanth),젤라틴, 셀락(shellac), 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 구연산칼슘, 덱스트린 및 펙틴(pectin) 등을 들 수 있다. 활택제로서는 예를 들면 스테아린산마그네슘, 탈크, 폴리에틸렌글리콜, 실리카, 경화식물유 등을 들 수 있다. 착색제로서는 통상 의약품에 첨가하는 것이 허가되어 있는 것이라면 모두 사용할 수 있다. 이들의 정제, 과립제에는 당의(糖衣), 젤라틴코팅, 기타 필요에 따라 적절히 코팅할 수 있다. 또한, 필요에 따라 방부제, 항산화제 등을 첨가할 수 있다.
본 발명의 항균 펩타이드는 당 업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며(예: 문헌 [Remington's Pharmaceutical Science, 최신판;Mack Publishing Company, Easton PA), 제제의 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문헌[Remington's Pharmaceutical Science, 15th Edition, 1975, Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania 18042(Chapter 87: Blaug, Seymour)에 기술되어 있다.
본 발명의 항균 펩타이드는 경구 또는 비경구로 투여되는 것이 가능하며, 바람직하게는 비경구 투여로 정맥내 주입, 피하 주입, 뇌실내 주입(intracerebroventricular injection), 뇌척수액내 주입(intracerebrospinal fluid injection), 근육내 주입 및 복강 주입 등으로 투여할 수 있다.
본 발명자들은 항균활성에 기반을 둔 생물고유의 항균 펩타이드 연구가 각 과정에서 목적물질의 순수분리, 분리한 분획들의 항균활성 확인, 번역 후 수식과정 및 말단서열분석 등 다양한 분석과정이 필요하고 순수 분리 및 서열분석의 어려움이 존재하고 있음에 주목하고 기존의 분석방법을 해결하고자 예의노력한 결과 유전체 분석 정보를 활용한 서열 기반의 항균 펩타이드 연구를 수행하여 다양한 항균 펩타이드 후보들을 확보하였고 우수한 항균 활성을 나타내는 돌돔 LBP 단백질 유래 항균 펩타이드의 우수한 항균 활성 및 특성을 분석하여 본 발명을 완성하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1: 유전체 분석
본 발명의 일 실시예에 따라 유전체 분석 정보를 활용한 서열 기반의 항균 펩타이드 연구를 수행하여 다양한 항균 펩타이드 후보들을 확보하였다. 상기 돌돔(Oplegnathus fasciatus) 유전체 분석 결과를 활용하여 번역 후 단백질 서열을 기반으로 항균 펩타이드의 특성인 helix 이차구조, 2~50개 이하의 짧은 일차서열, 양전하의 아미노산을 다수 포함, 소수성과 친수성을 모두 갖는 양친매성, 낮은 보먼 값(boman index) 등을 만족하는 짧은 단백질 서열을 프로그램을 통하여 분석한 결과, 일부 짧은 펩타이드 서열들을 항균 펩타이드 후보로 획득하였다. 상기 확보한 유전체 데이터 내의 염기서열 기반의 아미노산 서열 중에서 20점 이상의 다양한 항균 펩타이드 후보 서열을 확보하였고 그 중에서 약 1.3 kDa의 돌돔 lipopolysaccharide binding protein(LBP) 서열 내 펩타이드의 특성이 2~50개 사이의 아미노산 갯수, helix 구조, 전하값, 보우먼 값(boman index) 등을 만족하고 항균 펩타이드 특성에 가장 적합한 서열을 분석한 결과, 상기 펩타이드 후보 중 PQIAQRFPGLMMKLLV의 16개 아미노산 서열(서열번호 1)이 항균 펩타이드의 특성에 가장 부합하는 값을 가진다는 것을 확인하였다(표 1 참조). 상기 돌돔 LBP 유전자 유래 항균 펩타이드 후보에 관한 정보를 하기 표 1에 나타내었다.
펩타이드 명칭 서열(서열번호) M.W. p.I. 순전하 소수성(kcal/mol) 보만 지수(kcal/mol) 서열번호
RB-LBP-II-5 PQIAQRFPGLMMKLLV 1842.33 11.01 +2 0.53 -0.16 1
RB-LBP-II-5N RFPGLMMKLL 1205.4 11.00 +2 -1.01 -0.29 2
RB-LBP-II-5A RFLKLMMKLL 1292.75 11.17 +3 -1.04 -0.13 3
실시예 2: 항균 펩타이드 제작
상기 표 1의 서열을 이용하여 단백질 이차구조인 helix wheel을 분석한 뒤 N-말단과 C-말단의 일부 아미노산 잔기부분을 제거하였다. 돌돔 LBP 단백질 내 16개의 아미노산 서열로부터 N-말단의 5개 아미노산이 제거된 10개의 아미노산으로 이루어진 펩타이드(RFPGLMMKLL, 서열번호 2)를 제작하였고, 이를 RB-LBP-II-5N이라고 명명하였다(표 1). 상기 디자인한 펩타이드는 펩타이드 합성 전문 기업인 펩트론(Peptron, Inc.)에서 고상 합성을 의뢰하여 확보하였다. 또한 10개의 아미노산 서열의 이차구조를 분석하여 항균 활성이 증가된 항균 펩타이드를 제작하기 위하여 helix 구조에서 연속된 앞, 뒤 아미노산의 서열과 위, 아래 아미노산의 구조와 잔기의 특성을 분석하고 helix 구조의 양친매성을 평가하여 일부 아미노산을 항균 펩타이드의 특성에 부합하는 다른 아미노산 잔기로 치환한, 구체적으로 상기 RB-LBP-II-5N 펩타이드의 세 번째 아미노산(프롤린) 및 네 번째 아미노산(글리신)을 각각 류신 및 라이신으로 치환시킨 펩타이드를 제조하고 이를 RB-LBP-II-5A(서열번호 3)로 명명하였다(표 1 및 도 1). 아울러, 상기 RB-LBP-IU-5A 펩타이드의 구조적 안정성과 항균활성을 높이기 위하여 카복실기 말단(C-term)을 NH2로 아마이드화 시킨 RFLKLMMKLL-NH2 펩타이드 디자인하였고 마찬가지로 펩타이드 합성 전문 기업인 펩트론(Peptron, Inc.)에서 고상 합성을 의뢰하여 확보하였다.
실시예 3: 항균 활성 측정 분석(URDA)
본 발명의 일 실시예에 따라 확보한 RB-LBP-II-5N과 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드를 1,000~31.3 ㎍/ml 농도의 0.01% 아세트산(acetic acid) 용액으로 녹여 진균류 1종, 그람양성균 15종, 그람음성균 19종 그리고 항생제 내성 균주 등, 총 35종의 다양한 병원성 미생물에 대한 항균 활성 측정 분석을 수행하였다.
먼저, 각 지표균주들의 최적 생육 배지를 이용, 적정 배양 온도에서 18시간 동안 배양한 뒤 OD600=0.1에 해당하는 박테리아 108 CFU/ml 또는 효모 106 CFU/ml가 되도록 동일 배지로 희석하였다. 그 후, 각각에 대하여 0.01%의 배양배지, 1% 아가로즈 및 10 mM 인산완충액(phosphate buffer, pH 6.5)가 포함된 under-lay gel 9.5 ml에 희석된 균주 배양액 0.5 ml를 넣고 혼합 후 플레이트(plate)에 분주하여 고체화하였다. 상기 굳은 under-lay gel에 직경 2.2 mm 구멍을 뚫은 후, 0.01% 아세트산(acetic acid) 10 ㎕에 녹인 상기 펩타이드를 각각 주입하였다. 또한, 2%의 배양배지, 1% 아가로즈 및 10 mM의 인산완충액 (pH 6.5)이 포함된 over-lay gel 10 ml을 under-lay gel 위에 분주하여 고체화하였고 지표균주들의 최적 배양 온도에서 18시간 동안 배양하였다. 그 후 각각의 샘플 주위에 생긴 투명환의 크기를 측정, 항균 활성을 확인하였다.
그 결과, RB-LBP-II-5N 및 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드는 다양한 지표균주에 대한 항균 활성을 나타내었으나 RB-LBP-II-5N 항균 펩타이드의 경우 Pseudomonas aeruginosa, Vibrio parahaemolyticus, Streptococcus iniae, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecalis, Edwellasiella tarda, Providencia stuartii에 대해 매우 약한 항균 활성을 보였으며, Streptococcus mutans, Lactococcus garvieae, Streptococcus parauberis 균주에는 활성이 거의 나타내지 않았다(도 2). 그러나 RB-LBP-II-5N의 일부 아미노산을 치환시켜 항균 활성을 증가시킨RB-LBP-II-5A의 경우 Proteus mirabilis KCTC 2510, Streptococcus vestibularis KCTC 3650 및 Staphylococcus haemolyticus KCTC 3341 균주를 제외한 총 32균주에 대한 항균활성을 다양한 농도범위에서 관찰하였다(도 3a 및 3b). 일부 항균 펩타이드의 경우 그람양성 또는 음성 균에만 활성이 있거나 진균류에는 항균 활성이 전혀 없는 경우가 종종 보고되었으나 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드는 진균류뿐만 아니라 그람양성 및 음성 균주 모두에 항균활성을 나타내었고, 일부 항생제 내성 균주들에도 높은 항균 활성을 보였으며 활성은 종에 따라 약간의 유의적인 활성 차이를 나타내었다. 또한 상기 결과를 통하여 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 각 균주에 대한 최소효과농도(minimal effective concentration, MEC)를 분석하였다. 상기 항균 활성 분석에 사용된 지표균주 목록 및 최소효과농도(㎍/ml)를 하기 표 2에 나타내었다.
미생물의 종류 MIC (㎍/ml) 미생물의 종류 MIC (㎍/ml)
효모
Candida albicans KCCM 11282 1.4
그람양성균
Bacillus cereus KCTC 1012 17.2 Bacillus subtilis KCTC 1021 3.1
Enterococcus faecalis KCTC 3206 3.5 Lactococcus garvieae KCTC 3772 7.0
Staphylocuccus aureus KCCM 11335 4.34 Staphylocuccus aureus CCARM 0203 5.7
Staphylocuccus aureus CCARM 0204 4.7 Staphylocuccus aureus CCARM 3795 12.8
Staphylocuccus pyogenes CCARM 0206 13.3 Streptococcus mutans KCTC 3065 5.1
Streptococcus parauberis KCTC 3651 2.3 Streptococcus iniae KCTC 3657 59.1
Staphylococcus haemolyticus KCTC 3341 - Streptococcus parauberis KCTC 3551 3.0
Streptococcus vestibularis KCTC 3650 -
그람음성균
Enterobacter cloacae CCARM 0252 5.5 Enterobacter cloacae KCTC 2361 2.6
Escherichia coli CCARM 0238 7.7 Escherichia coli CCARM 1A814 6.0
Escherichia coli ML35p 5.9 Edwellasiella tarda EC 10.2
Klebsiella aerogenes CCARM 0249 19.6 Klebsiella oxytoca CCARM 0248 9.8
Klebsiella pneumonia KCTC 12385 2.5 Proteus mirabilis KCTC 2510 2.2
Providencia stuartii KCTC 2569 6.3 Pseudomonas aeruginosa CCARM 0225 11.2
Pseudomonas aeruginosa KCTC 1636 3.3 Salmonella typhimurium CCARM 0240 14.0
Vibrio alginolyticus KCTC 2472 3.0 Vibrio anguillarum EC 13.0
Vibrio harveyi KCCM 40866 17.2 Vibrio parahaemolyticus KCCM 41664 12.9
Vibrio vulnificus KCCM 41665 15.0
실시예 4: 열 및 염에 대한 안정성 평가
본 발명의 일 실시예에 따라 제작한 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드를 이용하여 열 및 염에 대한 안정성을 평가하였다.
일부 항균 펩타이드의 경우 100℃에서 가열한 뒤 항균 활성이 사라지거나 육상생물에서 분리한 항균 펩타이드의 경우 해양환경에 존재하는 NaCl에 의해서 활성이 저해되고 사라지는 보고가 있어 본 발명자들은 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 열안정성과 NaCl에 대한 염안정성을 평가하기 위하여 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드를 100℃에서 10분간 가열 및 0.5~2% NaCl 조건에서 항균 활성을 평가하였다.
그 결과, RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드는 열과 NaCl에 대해 영향을 받지 않고 안정적인 항균 활성을 나타내었다(도 4).
실시예 5: 스쿠치카 기생충 사멸 활성 평가
본 발명의 항균 펩타이드 RB-LBP-II-5A의 다기능성을 평가하기 위해 항기생충 활성을 분석하였다.
구체적으로, 스쿠치카(scutica)충을 1 X 106 cells/100 ㎕이 되도록 배지에 희석한 후 96 웰 플레이트(well plate)에 100 ㎕씩 분주(웰 당 50% 정도)하였고 상기 샘플을 배지에 섞어서 100 ㎕ 농도별로 만든 후 100 ㎕의 기생충이 포함된 웰에 분주하였다(샘플 100 ㎕ + 기생충 100 ㎕=총 200 ㎕). 그 후, 20℃의 조건으로 24시간 배양하였고 현미경으로 스쿠치카충의 형태적 변화와 운동성 변화를 촬영하였다. 반응이 끝난 후, Premix WST-1을 웰당 20 ㎕씩 첨가하였고 다양한 반응시간(0.5, 1, 2, 3, 4 및 5시간)에서 ELISA 판독기를 이용하여 흡광도(450nm)를 반복 측정 후 최적 반응시간을 결정하였다. 0.01% 아세트산 처리 시 스쿠치카충의 생존율을 100% 기준으로 하여 25~200 ㎍/ml의 항균 펩타이드 농도에 따른 스쿠치카충의 생존율(viability)을 측정하였다. 상기 실험조건과 생존율에 대한 공식을 정리하면 하기와 같다:
*Blank = 배지 (L-15) + 0.01% 아세트산
대조군 = 스쿠치카 + 0.01% 아세트산
시료처리군 = 스쿠치카 + 펩타이드(1.5, 3, 6.25, 12.5, 25, 50ug/ml)
(sample - blank / 대조군- blank) x 100 = 생존율.
그 결과, RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드는 항균 활성 외 125 ㎍/ml에서 7.5 ㎍/ml 농도까지 스쿠치카충에 대한 항기생충 활성이 증가한 것을 확인하였다. 15 ㎍/ml이상의 농도에서는 약 85% 이상의 스쿠치카충에 대한 높은 사멸활성을 나타내었으나 7.5 ㎍/ml 농도에서는 약 30%의 사멸율을 기록하였다(도 5).
실시예 6: 항암 활성 분석
본 발명의 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드의 다기능성 효과 중 항암 효과를 관찰하기 위하여 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 자궁암 세포(HeLa), 폐암 세포(A549) 및 대장암 세포(HCT116)에 RB-LBP-II-5A 항균 펩타이드를 농도별(20~50 ㎍/ml)로 처리하고 생존율을 분석하였다.
그 결과, 대장암 세포(HCT116)에서는 낮은 항암 활성을 나타내었으나 자궁암 세포(HeLa)와 폐암 세포(A549)에서는 매우 우수한 항암 활성을 관찰하였다(도 6).
결론적으로, 돌돔 유전체 분석 결과를 활용하여 번역 후 단백질서열을 기반으로 제작한 본 발명의 항균 펩타이드는 다양한 표지균주에 대해 높은 항균 활성을 나타내었고 염 및 열안정성도 우수하므로 다양한 병원성 균주 및 유해균주의 제어를 위한 항생제 대체 소재로 활용가능하다.
본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
<110> Republic of Korea represented by National Fisheries Research & Development Institute <120> Antimicrobial peptide derived from rock bream and uses thereof <130> PD17-5581 <160> 3 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 16 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> RB-LBP-II-5 <400> 1 Pro Gln Ile Ala Gln Arg Phe Pro Gly Leu Met Met Lys Leu Leu Val 1 5 10 15 <210> 2 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> RB-LBP-II-5N <400> 2 Arg Phe Pro Gly Leu Met Met Lys Leu Leu 1 5 10 <210> 3 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> RB-LBP-II-5A <400> 3 Arg Phe Leu Lys Leu Met Met Lys Leu Leu 1 5 10

Claims (11)

  1. 서열번호 3으로 기재되는 아미노산 서열(RFLKLMMKLL)을 포함하는, 항균 펩타이드.
  2. 제1항에 있어서,
    C-말단이 아미드화된, 항균 펩타이드.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항균 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    그람 음성균, 그람 양성균 또는 진균에 대한 항균활성을 갖는, 항균 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그람 양성균은 B. cereus, B. subtilis, S. mutans, S. iniae, S. aureus, L. garvieae, S. parauberis, S. aureus 0203, S. aureus 0204, S. pyogenes 0206, 또는 S. aureus 3795인, 항균 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 그람 음성균은 E. coli, P. aeruginosa, V. alginoalyticus, V. anguillarum, V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. harveyi, K. pneumoniae, E. tzarda, P. stuartii, E. coli ML35p, P. aeruginosa 0225, E. coli 0238, S. typhimurium 0240, K. oxytoca 0248, K. aerogenes 0249, E. cloacae 0252, 또는 E. coli 1A814인, 항균 조성물.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 진균은 C. albicans인, 항균 조성물.
  8. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 사료 첨가제.
  9. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항-스쿠치카충 방제용 조성물.
  10. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드를 유효성분으로 함유하는, 항암용 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 암은 자궁암 또는 폐암인, 항암용 조성물.
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