KR20190086908A - Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof - Google Patents

Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20190086908A
KR20190086908A KR1020180005021A KR20180005021A KR20190086908A KR 20190086908 A KR20190086908 A KR 20190086908A KR 1020180005021 A KR1020180005021 A KR 1020180005021A KR 20180005021 A KR20180005021 A KR 20180005021A KR 20190086908 A KR20190086908 A KR 20190086908A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protein
recombinant
peptide
comp
nucleic acid
Prior art date
Application number
KR1020180005021A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102005712B1 (en
Inventor
김근중
이기찬
유성환
임호동
정대은
민정준
Original Assignee
전남대학교산학협력단
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 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020180005021A priority Critical patent/KR102005712B1/en
Publication of KR20190086908A publication Critical patent/KR20190086908A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102005712B1 publication Critical patent/KR102005712B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/08Linear peptides containing only normal peptide links having 12 to 20 amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins
    • C12N15/625DNA sequences coding for fusion proteins containing a sequence coding for a signal sequence
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/20Fusion polypeptide containing a tag with affinity for a non-protein ligand
    • C07K2319/21Fusion polypeptide containing a tag with affinity for a non-protein ligand containing a His-tag

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method of producing recombinant proteins through combination of a multiplexing element and a solubility controlling technique, and a use thereof and, more specifically, to a method of producing recombinant fusion proteins, in which a domain capable of forming multimers through a disulfide bond is included, and a solubility controlling technique is grafted in and out of the domain and a target protein, and then fused and expressed, thereby producing recombinant proteins having enhanced solubility and folding properties, and to a use thereof for medical or industrial production. According to the present invention, the method of producing recombinant proteins by using a multiplexing element as a fusion partner and grafting a translation control peptide is capable of overcoming limits regarding solubility and folding properties that the existing fusion partner has and exhibits excellent in vivo stability, thereby being applied widely to prepare proteins for industrial purposes as well as protein drugs.

Description

다중화 요소 및 가용성 조절 기술의 접목을 통한 재조합 단백질 생산방법 및 이의 용도{Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for producing a recombinant protein by combining a multiplexing factor and a solubility control technique,

본 발명은 다중화 요소 및 가용성 조절 기술의 접목을 통한 재조합 단백질 생산방법 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이황화 결합을 통해 다중체를 형성할 수 있는 도메인을 포함하며, 가용성 조절 기술을 도메인 및 목적 단백질의 내외부에 접목하여 융합 발현하여, 가용성(solubility) 및 접힘(folding)이 향상된 재조합 융합 단백질의 제조방법과 이의 의약품 또는 산업용 생산을 위한 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a recombinant protein production method and a use thereof by grafting a multiplexing element and a solubility control technology, and more particularly, to a recombinant protein production method comprising a domain capable of forming a complex through a disulfide bond, To a method for producing a recombinant fusion protein having an improved solubility and folding by grafting with an internal or external part of a target protein and its use for pharmaceutical production or industrial production.

재조합 단백질(펩타이드 포함)은 동물, 식물, 효모, 박테리아 등에서 유래한 고부가 가치의 유전 산물을 암호화하고 있는 유전자를 발현이 용이한 숙주에 이식하여 대량의 산물이 생산될 수 있도록 유전자 조작을 거친 단백질을 지칭한다. 특히, 재조합 미생물 기술을 이용하여 유용한 재조합 단백질을 생산할 때, 유전공학 관련 기술이 보편화 되어 있고 대량 배양이 용이한 대장균이 널리 사용되고 있다.Recombinant proteins (including peptides) are proteins that encode high-value-added genetic products derived from animals, plants, yeast, bacteria, etc., and transgenic proteins that are genetically engineered to produce large quantities of products Quot; Particularly, when producing useful recombinant proteins using recombinant microorganism technology, Escherichia coli, which has a universal technology for genetic engineering and is easy to mass-grow, is widely used.

대장균에서 재조합 단백질을 생산하기 위하여 다양한 발현시스템이 현재까지 개발되었다. 그러나 숙주세포로 대장균을 이용하는 경우, 재조합 단백질이 대장균 내의 단백질 분해효소에 의해 분해되기 때문에 재조합 단백질의 수율이 저하되는 경우가 많으며, 특히 분자량이 10 kDa 이하의 펩타이드의 발현 시 이러한 경향이 심한 것으로 알려져 있다. 뿐만 아니라 재조합 단백질을 대장균에서 과다 발현 시, 응집체(inclusion body)로 알려진 불용성 구조물을 형성하는 경우가 많아 단백질을 활성형으로 되돌려야 하는 과정이 필요하다 (Marston FA, Biochem J 240(1):1-12, 1986).A variety of expression systems have been developed to produce recombinant proteins in E. coli. However, when E. coli is used as a host cell, the recombinant protein is degraded by proteolytic enzymes in E. coli, and the yield of the recombinant protein is often lowered. In particular, when the peptide having a molecular weight of 10 kDa or less is expressed, have. In addition, overexpression of recombinant proteins in E. coli often results in the formation of insoluble structures known as inclusion bodies, leading to the need to return proteins to the active form (Marston FA, Biochem J 240 (1): 1 -12, 1986).

대장균에서 활성형의 재조합 단백질을 고수율로 얻기 위해 유전공학 기술 및 발현조건을 최적화하는 다양한 방법이 시도되고 있으며, 정제와 목적 단백질의 접힘(folding)을 돕는 융합 파트너(fusiom partner)와의 융합 발현이 일반적으로 사용되고 있다.In order to obtain recombinant proteins of high activity in E. coli in a high yield, various methods of optimizing genetic engineering techniques and expression conditions have been attempted, and the expression of fusion with fusiom partner, which helps folding of the target proteins, It is generally used.

상기 방법은 아미노 말단에 발현 향상 능력을 지닌 단백질 또는 폴리펩타이드를 융합하여 단백질의 과발현을 유도하게 되는데, 이에 사용되는 융합 파트너로는 말토오스 결합 단백질(Maltose binding protein; MBP), 글루타치온-S-전이효소(Glutathione-S-transferase; GST), 티오레독신(Thioredoxin; Trx), NusA(N-utilization substance protein A) 등을 들 수 있다. 이러한 융합파트너는 친화 크로마토그래피(affinity chromatography)를 이용하여 융합 발현된 목적 단백질을 쉽게 정제 가능하며, 각기 다른 분자생물학적 기작을 이용하여 목적 단백질의 접힘을 돕는다고 알려져 있다. 그러나, 상기와 같은 융합 파트너는 목적단백질에 비해 크기가 상대적으로 크기 때문에 융합 대상의 구조나 크기에 따라 목적 단백질의 수율이 현저히 떨어진다는 단점이 있다. 이는 융합 단백질에 있어서 목적 단백질 또는 펩타이드가 차지하는 질량 비율이 상대적으로 매우 적기 때문이다. 또한 펩타이드 계열 약물의 경우, 다른 저분자량 약물에 비하여 유효 혈중 농도의 유지가 특히 어려울 뿐만 아니라, 일반적으로 용해도가 낮아 제형화가 어려운 단점이 있다. 짧은 반감기(half-life), 낮은 생체 내 안정성(in vivo stability) 및 낮은 생체 이용률 (bioavailability: BA) 등은 펩타이드 계열의 예방 및 치료용 약물 개발에 있어 개선되어야 하는 점에 해당한다. 또한, 표적능이 없거나 효소 활성이 있는 폴리 펩타이드 및 단백질과 융합 시, 단량체(monomer) 형태의 재조합 단백질은 표적능이 저하되거나 활성을 상실할 가능성이 있어 상기 방법을 의료 또는 산업 목적으로 유용한 단백질에 범용적으로 적용하기 어려운 문제점이 있어, 이에 대한 해결이 절실한 상황이다. The fusion of the proteins or polypeptides having the ability to improve expression at the amino terminus leads to overexpression of the protein. Examples of the fusion partner include maltose binding protein (MBP), glutathione-S-transferase (GST), thioredoxin (Trx), N-utilizing substance protein A (NusA), and the like. These fusion partners are known to be capable of easily purifying the expressed fusion protein using affinity chromatography and assist folding of the target protein by using different molecular biological mechanisms. However, since the fusion partner has a relatively large size as compared with the target protein, the yield of the target protein is remarkably deteriorated depending on the structure and size of the fusion target. This is because the mass ratio of the target protein or the peptide to the fusion protein is relatively small. In addition, in the case of peptide-based drugs, maintenance of effective blood concentration is particularly difficult as compared with other low-molecular-weight drugs, and solubility is generally low, making formulation difficult. Short half-life, low in-vivo stability and low bioavailability (BA) are important improvements in the development of drugs for the prevention and treatment of peptides. Also, when fused with a polypeptide or protein having no target function or enzyme activity, the recombinant protein in the form of a monomer has a possibility of lowering the target ability or losing its activity, so that the above method can be applied to a protein useful for medical or industrial purposes It is difficult to apply the method to such a problem.

대한민국 공개특허공보 제2014-0112888호(2014.09.24.).Korean Patent Publication No. 2014-0112888 (Apr. 24, 2014).

상기와 같은 문제점의 해결을 위해 본 발명에서는 작은 크기의 펩타이드나 단백질을 고수율로 생산하기 위해 올리고머화(oligomerization)를 유도하는 연골 올리고머 기질 단백질(cartilage oligomeric matrix protein; COMP)과 번역 속도 조절을 위한 특정 서열을 융합 단백질 및 목적 단백질(펩타이드) 내외부에 접목하여 체내 안정성 및 표적능이 현저히 향상된 활성형 재조합 융합 단백질을 생산하는 방법을 제공하고자 하였다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for producing oligonucleotides, which comprises a cartilage oligomeric matrix protein (COMP) for inducing oligomerization in order to produce small peptides or proteins at a high yield, And to provide a method for producing an active recombinant fusion protein in which a specific sequence is grafted inside and outside of a fusion protein and a target protein (peptide), thereby remarkably improving the stability and targeting ability in the body.

본 발명의 일 양태는One aspect of the present invention is

a) 자가 조립성 다중체 단백질을 코딩하는 유전자; 및a) a gene encoding an autogenous multimeric protein; And

번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열이 목적 단백질을 코딩하는 유전자 또는 상기 자가 조립성 다중체 단백질과 목적 단백질의 융합 단백질(fusion protein)을 코딩하는 핵산 서열의 내부 또는 외부에 접목된, 핵산 서열;을 포함하는 벡터를 제조하는 단계;  Wherein the nucleic acid sequence encoding the peptide for controlling the translation rate is selected from the group consisting of a gene encoding a target protein or a nucleic acid sequence encoding a fusion protein of the self- Preparing a vector comprising the sequence;

b) 상기 벡터를 숙주 세포에 형질전환하여 형질전환체를 제조하는 단계; 및b) transforming the vector into a host cell to produce a transformant; And

c) 상기 형질전환체를 배양하여 재조합 단백질을 수득하는 단계;c) culturing the transformant to obtain a recombinant protein;

를 포함하는 재조합 융합 단백질의 제조방법에 관한 것이다.And a method for producing the recombinant fusion protein.

또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 재조합 융합 단백질의 제조방법을 통해 제조된 재조합 융합 단백질에 관한 것이다.Further, another aspect of the present invention relates to a recombinant fusion protein produced by the above-mentioned method for producing a recombinant fusion protein.

본 발명에 따른 다중화 요소를 융합 파트너로 사용하고 번역 조절 펩타이드를 접목하여 재조합 단백질을 생산하는 방법은 기존의 융합 파트너가 가지고 있는 수용성과 접힘에 관한 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 체내 안정성이 우수하여 단백질 의약품을 비롯한 산업용으로서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.The method of producing the recombinant protein by using the multiplexing element according to the present invention as a fusion partner and grafting the translation modulating peptide not only overcomes the limitations on the water solubility and foldability of the existing fusion partner, It is expected to be widely used for industrial applications including protein drugs.

도 1은 연골 올리고머 기질 단백질(COMP) 발현의 SDS-PAGE 결과로, 샘플에 첨가되는 환원제 유(A) 무(B)에 따른 연골 올리고머 기질 단백질의 자가 올리고머화를 확인한 것이다. (lane T, 전체 단백질; S, 가용성 단백질; U, 비결합 단백질: W, Washing step; Number 1~10, 정제된 단백질).
도 2는 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 표지 단백질 발현 SDS-PAGE 결과로, 형광단백질 mCherry(A)와 루세퍼레이즈 Rluc8(B) 샘플에 첨가되는 환원제 유무에 따른 연골 올리고머 기질 단백질-표지 단백질의 올리고머화를 확인한 것이다. (lane T, 전체 단백질; S, 가용성 단백질; U, 비결합 단백질: W, Washing step; Number 1~9, 정제된 단백질).
도 3은 연골 올리고머 기질 단백질과 융합 발현된 형광단백질 mCherry (A)와 루세퍼레이즈 Rluc8 (B)의 활성을 확인한 결과이다. (T, 전체 단백질; S, 가용성 단백질).
도 4는 융합파트너인 글루타치온-S-전이효소(GST) (A)와 말토오스 결합 단백질(MBP) (B) 단백질에 인슐린을 융합하여 발현시킨 SDS-PAGE 결과이다. (Total, 전체 단백질; Soluble, 가용성 단백질; Insoluble, 불용성 단백질).
도 5는 번역조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 인슐린의 발현 SDS-PAGE 결과이다. 발현 단백질/전체 단백질 비율로 발현율을 계산하였다. (A, pMAL_proinsulin(MBP-In); B, pET_R1-COMP-proinsulin (R1-C-In); C, pET_R2-COMP-proinsulin(R2-C-In); D, pET_R3-COMP-proinsulin(R3-C-In); E, pET_R4-COMP-proinsulin (R4-C-In)).
도 6은 인슐린과 융합한 융합파트너 GST (A)와 연골 올리고머 기질 단백질 (B)를 트립신 처리하여 제거 후의 SDS-PAGE 결과이다.
도 7은 마우스 혈중 잔류 인슐린을 확인한 결과이다. (Insulin(R4-c), R4-C-In 단백질을 트립신 처리하여 얻은 인슐린 단백질).
도 8은 인슐린에 의한 마우스 혈중 글루코스 농도를 확인한 결과이다.
도 9는 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 인간 성장 호르몬 발현 SDS-PAGE 결과이다. 샘플에 첨가되는 환원제 유(A) 무(B)에 따른 연골 올리고머 기질 단백질-인간 성장 호르몬 융합체의 올리고머화를 확인한 것이다. (lane T, 전체 단백질; S, 가용성 단백질; U, 비결합 단백질: W, Washing step; Number 1~10, 정제된 단백질).
도 10은 마우스 혈중 잔류 인간 성장 호르몬을 확인한 결과이다. (C-R-hGH, 연골 올리고머 기질 단백질과 융합된 인간 성장 호르몬).
도 11은 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 과립구 자극인자 발현 SDS-PAGE 결과이다. 샘플에 첨가되는 환원제 유(1) 무(2)에 따른 연골 올리고머 기질 단백질-인간 성장 호르몬 융합체의 올리고머화를 확인한 것이다.
도 12는 마우스 혈중 잔류 과립구 자극인자를 확인한 결과이다. (R-C-G_CSF, 연골 올리고머 기질 단백질과 융합된 과립구 자극인자).
도 13은 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 표피 성장인자 수용체(EGFR) 결합 도메인 발현 SDS-PAGE (A) 및 겔 여과(Gel filtration) (B) 결과이다. 샘플에 첨가되는 환원제 유무에 따른 연골 올리고머 기질 단백질-인간 성장 호르몬 융합체의 올리고머화를 확인한 것이다.
도 14는 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 표피 성장인자 수용체 결합 도메인의 결합능을 HT29 세포 (A)와 A549 세포(B)를 이용하여 확인한 유세포 분석(FACS) 결과이다.
도 15는 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 표피 성장인자 수용체 결합 도메인에 FITC 라벨링하여 HT29 세포에서 효소결합 면역 흡착검사로 결합능을 확인한 결과이다.
도 16은 COMP와 융합한 RGD 바인딩 펩타이드 및 형광단백질 mCherry 융합체 (A)와 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 RGD 바인딩 펩타이드 (B) 발현 SDS-PAGE 결과이다. 샘플에 첨가되는 환원제 유무에 따른 COMP-RGD 바인딩 펩타이드 융합체의 올리고머화를 확인한 것이다.
도 17은 시간별 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 RGD 바인딩 펩타이드 발현 SDS-PAGE (A) 및 Western bolt (B) 결과이다.
도 18은 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 RGD 바인딩 펩타이드 발현 SDS-PAGE 결과이다. (1, 유도체 없는 pET_T-COMP; 2, 유도체 있는 pET_T-COMP; 3, 유도체 없는 pET_T-R-COMP; 4, 유도체 있는 pET_T-R-COMP).
도 19는 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 RGD 바인딩 펩타이드 및 형광단백질 mCherry 융합체 발현 SDS-PAGE 결과이다. (A, pET_T-COMP-R1-mCherry; B. pET_T-R2-COMP-mCherry; C, pET_T-COMP-mCherry-R3).
도 20은 번역 조절 펩타이드가 포함된 연골 올리고머 기질 단백질과 융합한 RGD 바인딩 펩타이드 및 형광단백질 mCherry 융합체 결합능을 형광세기 (A)와 효소결합면역흡착검사 (B)로 확인한 결과이다. (T-C-R1-M, pET_T-COMP-R1-mCherry; T-R2-C-M, pET_T-R2-COMP-mCherry; T-C-M-R3, pET_T-COMP-mCherry-R3; T-M, pET_T-mCherry).
1 is a result of SDS-PAGE of cartilage oligomer substrate protein (COMP) expression, confirming self oligomerization of a cartilage oligomer substrate protein according to reducing agent oil (A) no (B) added to a sample. (lane T, total protein; S, soluble protein; U, unbound protein: W, Washing step; Number 1-10, refined protein).
FIG. 2 shows the result of SDS-PAGE of the labeled protein fused with the cartilage oligomer substrate protein. As a result, the oligomer of the cartilage oligomer substrate protein-labeled protein with or without the reducing agent added to the fluorescent protein mCherry (A) and Luciferase Rluc8 It was confirmed. (lane T, total protein; S, soluble protein; U, unbound protein: W, Washing step; Number 1-9, purified protein).
FIG. 3 shows the results of confirming the activity of the fluorescent proteins mCherry (A) and rufferase Rluc8 (B), which are fusion-expressed with cartilage oligomer substrate proteins. (T, total protein; S, soluble protein).
FIG. 4 shows the result of SDS-PAGE in which insulin was fused to glutathione-S-transferase (GST) (A) and maltose binding protein (MBP) (B) (Total, total protein, Soluble, soluble protein, insoluble, insoluble protein).
Figure 5 shows SDS-PAGE results of expression of insulin fused with cartilage oligomeric protein containing translation modulating peptide. Expression rates were calculated at the expressed protein / total protein ratio. COMP-proinsulin (R2-C-In); D, pET-R3-COMP-proinsulin (R3- C-In); E, pET_R4-COMP-proinsulin (R4-C-In).
FIG. 6 shows SDS-PAGE results after removal of trypsin-treated fusion partner GST (A) fused with insulin and cartilage oligomer substrate protein (B).
FIG. 7 shows the result of confirming residual insulin in the mouse blood. (Insulin (R4-c), insulin protein obtained by trypsin treatment of R4-C-In protein).
FIG. 8 shows the result of checking glucose concentration in mouse blood by insulin.
Figure 9 shows SDS-PAGE results of expression of human growth hormone fused with cartilage oligomeric protein containing translation modulating peptide. The oligomerization of the cartilage oligomeric substrate protein-human growth hormone fusions according to the reducing agent oil (A) (B) added to the sample was confirmed. (lane T, total protein; S, soluble protein; U, unbound protein: W, Washing step; Number 1-10, refined protein).
FIG. 10 shows the result of confirming residual human growth hormone in mouse blood. (CR-hGH, human growth hormone fused with cartilage oligomeric substrate protein).
Figure 11 shows the results of SDS-PAGE expression of granulocyte stimulating factor fused with cartilage oligomeric protein containing translation modulating peptide. The oligomerization of the cartilage oligomeric substrate protein-human growth hormone fusions according to the reducing agent oil (1) (2) added to the sample was confirmed.
FIG. 12 shows the result of confirming residual granulocyte stimulating factor in mouse blood. (RC-G_CSF, granulocyte stimulating factor fused with cartilage oligomeric matrix protein).
FIG. 13 shows SDS-PAGE (A) and Gel filtration (B) expression of epidermal growth factor receptor (EGFR) binding domain fused with a cartilage oligomer substrate protein containing a translation modulating peptide. The oligomerization of the cartilage oligomeric substrate protein-human growth hormone fusions with or without reducing agent added to the sample was confirmed.
FIG. 14 shows the results of flow cytometry (FACS) using HT29 cells (A) and A549 cells (B) to confirm the binding ability of a cartilage oligomer substrate protein containing a translation modulating peptide to a epidermal growth factor receptor binding domain fused.
FIG. 15 is a result of FITC labeling of the epidermal growth factor receptor binding domain fused with the cartilage oligomer substrate protein containing the translational control peptide, and confirming the binding ability by HT-29 cells by enzyme-linked immunosorbent assay.
FIG. 16 shows SDS-PAGE results of expression of an RGD binding peptide and a fluorescent protein mCherry fusion (A) fused with COMP and an RGD binding peptide (B) fused with a cartilage oligomer substrate protein. Oligomerization of COMP-RGD binding peptide fusions with or without reducing agent added to the sample.
Figure 17 shows the results of SDS-PAGE (A) and Western bolt (B) expression of the RGD binding peptide fused with the cartilage oligomeric protein per time.
Figure 18 shows SDS-PAGE results of expression of an RGD binding peptide fused with a cartilage oligomeric protein containing a translation modulating peptide. (1, pET_T-COMP without derivative 2, pET_T-COMP with derivative 3, pET_T-R-COMP without derivative 4, pET_T-R-COMP with derivative).
Figure 19 shows the results of SDS-PAGE of RGD binding peptide and fluorescent protein mCherry fusion expression fused with cartilage oligomer substrate protein containing translation modulating peptide. (A, pET_T-COMP-R1-mCherry; B. pET_T-R2-COMP-mCherry; C, pET_T-COMP-mCherry-R3).
FIG. 20 shows the binding potency of the RGD binding peptide and the fluorescent protein mCherry fused with the cartilage oligomer substrate protein containing the translational control peptide by fluorescence intensity (A) and enzyme-linked immunosorbent assay (B). (TC-R1-M, pET_T-COMP-R1-mCherry; T-R2-CM, pET_T-R2-COMP-mCherry; TCM-R3, pET_T-COMP-mCherry-R3; TM, pET_T-mCherry).

이하 첨부한 표 또는 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying tables or drawings.

도면이 기재되어 있을 경우, 이는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 상기 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.Where a drawing is described, it is provided as an example to enable those skilled in the art to fully understand the spirit of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated drawings, but may be embodied in other forms, and the drawings may be exaggerated in order to clarify the spirit of the present invention.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 발명에서 "목적 단백질(target protein)"은 당업자가 대량으로 생산하고자 하는 단백질로서, 재조합 발현벡터에 상기 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 삽입하여 형질전환체에서 발현이 가능한 모든 단백질을 의미한다.In the present invention, the term "target protein" refers to any protein that a person skilled in the art intends to produce in large quantities, and which can be expressed in a transformant by inserting a polynucleotide encoding the protein into a recombinant expression vector.

또한, "재조합 단백질(recombinant protein)" 또는 "융합 단백질(fusion protein)"은 최초 목적 단백질 서열의 N-말단 또는 C-말단에 다른 단백질이 연결되거나 다른 아미노산 서열이 부가된 단백질을 의미한다. 본 발명의 융합파트너와 목적단백질이 연결된 재조합 융합 단백질 형태 또는 단백질 절단 효소에 의해 융합파트너가 제거된 목적 단백질의 재조합 단백질을 의미한다. Also, a "recombinant protein" or "fusion protein" means a protein to which another protein is linked or another amino acid sequence is added to the N-terminal or C-terminal of the original target protein sequence. Refers to a recombinant fusion protein in which the fusion partner of the present invention and the target protein are linked or a recombinant protein of the target protein from which the fusion partner has been removed by the protein cleavage enzyme.

"발현 벡터(expression vector)"는 유전자 전사와 번역에 제공되는 요소와 추가 단편으로 구성되어 작동 가능하도록 연결된 폴리펩티드를 암호화하는 단편으로 구성되는 선형 또는 원형의 DNA 분자이다. 추가 단편은 프로모터 및 전사 종료 신호서열을 포함한다. 발현벡터는 하나 이상의 복제 개시점과 하나 이상의 선택 마커 등을 포함한다. 발현벡터는 일반적으로 플라스미드 또는 바이러스 DNA로부터 유도되거나, 또는 둘 다의 요소를 포함한다.An " expression vector "is a linear or circular DNA molecule composed of elements that are provided for gene transcription and translation, and fragments encoding operably linked polypeptides composed of additional fragments. Additional fragments include promoter and transcription termination sequences. The expression vector includes one or more replication start points and one or more selection markers and the like. Expression vectors are generally derived from plasmid or viral DNA, or comprise elements of both.

"자가 조립성 다중체 단백질" 또는 "꼬인 코일 도메인"은 단백질, 단백질의 서브유닛 또는 펩타이드가 여러 개 모였을 때 이들이 스스로 조직적인 구조 또는 패턴을 형성하며 올리고머화(oligomerization)를 형성하는 단백질, 단백질의 서브유닛 또는 펩타이드를 의미한다."Self-assembling multimeric protein" or "coiled coil domain" refers to a protein, protein subunit or peptide that forms a self-organizing structure or pattern when multiple proteins are assembled and forms an oligomerization Subunit or peptide.

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

본 발명은The present invention

a) 자가 조립성 다중체 단백질을 코딩하는 유전자; 및a) a gene encoding an autogenous multimeric protein; And

번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열이 목적 단백질을 코딩하는 유전자 또는 상기 자가 조립성 다중체 단백질과 목적 단백질의 융합 단백질(fusion protein)을 코딩하는 핵산 서열의 내부 또는 외부에 접목된, 핵산 서열;을 포함하는 벡터를 제조하는 단계;  Wherein the nucleic acid sequence encoding the peptide for controlling the translation rate is selected from the group consisting of a gene encoding a target protein or a nucleic acid sequence encoding a fusion protein of the self- Preparing a vector comprising the sequence;

b) 상기 벡터를 숙주 세포에 형질전환하여 형질전환체를 제조하는 단계; 및b) transforming the vector into a host cell to produce a transformant; And

c) 상기 형질전환체를 배양하여 재조합 단백질을 수득하는 단계;c) culturing the transformant to obtain a recombinant protein;

를 포함하는 재조합 융합 단백질의 제조방법에 관한 것이다.And a method for producing the recombinant fusion protein.

본 발명에서, 상기 자가 조립성 다중체 단백질은 융합 파트너(fusion partner) 로서 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 소스(source) 또는 구조에 제한되지 않으나, 일예로 기질 단백질군(matrix protein family), 전사인자 단백질군(transcription protein family), 성장인자군(growth factor family) 또는 분비 단백질군(secretory protein family)에 속하는 도메인을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 연골 기질 단백질(cartilage matrix protein) 또는 연골 올리고머 기질 단백질(cartilage oligomeric matrix protein; COMP)에 존재하는 도메인일 수 있다.In the present invention, the self-assembling multispecific protein is not limited to a source or a structure, but may be a matrix protein family, a matrix protein family, or the like, as long as it does not interfere with the object of the present invention as a fusion partner. May include a domain belonging to a transcription protein family, a growth factor family or a secretory protein family, more preferably a cartilage matrix protein or cartilage matrix protein And may be a domain present in the cartilage oligomeric matrix protein (COMP).

상기 연골 올리고머 기질 단백질(COMP)은 524 kDa의 분자량을 갖는 올리고머 당 단백질로, 관절 연골의 상부에 주로 존재한다. 모든 유형의 연골에서, 연골은 연골 세포에 의해 합성되며, 상기 연골 올리고머 기질 단백질은 5 개의 동일한 설파이드 결합 서브 유닛으로 이루어지고, 각 서브 유닛의 외견상 Mr은 약 100 kDa으로 구성되며, 시스테인의 함량이 높아 광범위한 디설파이드 결합이 가능한 특징이 있다(Hedbom E, J Biol Chem 25;267(9):6132-6, 1992). 이와 같은 연골 올리고머 기질 단백질의 핵산 서열, 추정 아미노산 서열 및 구조 모델에 대하여 공개된 바 있다(Oldberg A, J Biol Chem 5;267(31):22346-50, 1992; Mㆆrgelin M, J Biol Chem 25;267(9):6137-41, 1992). 상기 단백질의 다중화 유도영역(COMP 전체 단백질 중 다중화와 관련된 올리고펩타이드 도메인(oligopeptide domain)) 도입을 통해 올리고머화 함으로써, 단백질 가수분해 효소(protease)로부터 보호하고, 단백질의 접힘(folding) 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에서 얻은 결과로부터 상기 단백질과 융합되어 발현되는 목적 단백질이 올리고머의 형태를 가지고 있더라도, 활성을 그대로 유지하면서 발현량이 증가하는 효과가 있어, 융합 파트너로서 용이하게 활용이 가능한 장점이 있다(도 3 참고).The cartilage oligomer substrate protein (COMP) is an oligomeric glycoprotein having a molecular weight of 524 kDa, and is mainly present in the upper part of articular cartilage. In all types of cartilage, cartilage is synthesized by chondrocytes, the cartilage oligomeric matrix protein consists of five identical sulfide-linked subunits, the apparent Mr of each subunit is composed of about 100 kDa, the content of cysteine (Hedbom E, J Biol Chem 25: 267 (9): 6132-6, 1992). The nucleotide sequence, amino acid sequence and structural model of such a cartilage oligomeric substrate protein have been disclosed (Oldberg A, J Biol Chem 5: 267 (31): 22346-50, 1992; M ㆆ rgelin M, J Biol Chem 25: 267 (9): 6137-41,1992). By oligomerization through introduction of a multiplexing induction region of the protein (oligopeptide domain associated with multiplexing in the entire COMP protein), it protects against protease and improves the folding effect of protein In addition, from the results obtained in one embodiment of the present invention, even if the target protein expressed by fusion with the protein has the form of an oligomer, there is an effect of increasing the expression amount while maintaining the activity, (See FIG. 3).

본 발명에서, 상기 번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열 은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 구성 방법 등에 있어서 특별히 제한되지 않으나, 일예로 숙주 세포의 희귀 코돈(rare codon)의 수집을 통해 얻을 수 있으며, 좋게는 서열번호 23 내지 서열번호 34로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 핵산 서열일 수 있다. 이는 숙주 세포가 가지고 있는 코돈 활용도(codon usage)의 편향에 따른 번역 효율의 저해를 개선하기 위해 아미노산(aa)-tRNA의 신속한 공급을 가능하도록 하는 펩타이드를 추가로 도입하거나, 재조합 단백질 내의 코돈을 변경함으로써 단백질 발현의 증가를 유도하여 달성할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 번역 속도 조절을 위한 펩타이드 제조를 위해 숙주 균주의 코돈 활용도를 분석하는 것을 통해 희귀 코돈을 수집하였다.In the present invention, the nucleic acid sequence encoding the peptide for controlling the translation rate is not particularly limited as long as it does not interfere with the object of the present invention, but for example, by collecting a rare codon of the host cell And preferably one or two or more nucleic acid sequences selected from SEQ ID NO: 23 to SEQ ID NO: 34. In order to improve the inhibition of translational efficiency due to bias of the codon usage of the host cell, it is necessary to further introduce a peptide capable of rapidly supplying the amino acid (aa) -tRNA, or to change the codon in the recombinant protein Thereby inducing an increase in protein expression. More specifically, in one embodiment of the present invention, rare codons were collected by analyzing the codon usage of host strains for the preparation of peptides for controlling the translation rate.

본 발명에서 상기 "희귀 코돈"의 개념은 통상적으로 사용되는 의미를 일부 확장하여 사용하였다. 일반적으로 번역 속도는 코돈의 해독 시, 아미노산이 결합된 상태인 aa-tRNA의 신속한 공급 여부에 따라 가장 큰 영향을 받는다. 따라서 세포 내에 aa-tRNA가 충분히 존재하는 코돈의 번역 속도는 빠르며, 세포 내에 aa-tRNA의 부족은 번역 속도의 저하를 가져온다. 즉, tRNA의 유전자 카피(gene copy)는 세포 내 해당 tRNA의 농도를 유추할 수 있는 첫 번째 척도로 사용할 수 있다. 전형적인 코돈 최적화 방법은 코돈 빈도수(codon frequency)를 반영하는데, 이는 코돈 빈도수와 해당 tRNA 카피수가 비례한다고 알려진 것에 기인한다. 본 발명에서는 대장균의 각 아미노산(amino acid; aa)에 해당하는 코돈 빈도수를 전체 100 %를 기준으로 하여 tRNA의 유전자 카피를 이용하여 수집하였으며(http://gtrnadb.ucsc.edu/), 이로부터 대한민국 등록특허공보 제1446054호에 개시된 방법을 참고로, 각 아미노산에서 코돈의 빈도수가 3 % 이하, 좋게는 0.1 내지 1.0 %인 코돈을 희귀 코돈으로 정하여 하나의 아미노산에 대해 최대 3 개까지 수집하였다. 상기 tRNA 유전자 카피를 이용하는 방법에 이소 수용체(isoacceptor) tRNA를 0 내지 2개 도입하는 방법을 선택적으로 병용 사용할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the concept of the "rare codon" In general, the rate of translation is most influenced by the rapid supply of aa-tRNA, which is an amino acid-linked state, when the codon is decoded. Therefore, the rate of translation of a codon in which aa-tRNA is sufficiently present in the cell is rapid, and the lack of aa-tRNA in the cell leads to a decrease in translation speed. That is, the gene copy of tRNA can be used as the first measure of the concentration of the corresponding tRNA in the cell. The typical codon optimization method reflects the codon frequency, which is due to the fact that the codon frequency is known to be proportional to the number of tRNA copies. In the present invention, a codon frequency corresponding to each amino acid (aa) of E. coli was collected using a gene copy of tRNA on the basis of 100% as a whole (http://gtrnadb.ucsc.edu/) With reference to the method disclosed in Korean Patent Publication No. 1446054, a codon having a codon frequency of 3% or less, preferably 0.1 to 1.0% in each amino acid was defined as a rare codon, and up to 3 amino acids were collected for one amino acid. In the method using the tRNA gene copy, 0 to 2 isoacceptor tRNAs may be selectively used in combination, but the scope of the present invention is not limited thereto.

골격벡터에 융합 파트너로서 번역속도 조절을 위한 펩타이드 및 COMP 단백질의 유전자와 외래단백질의 유전자가 연결되어 포함되며, 본 발명의 방법에서 사용될 수 있는 골격벡터 전사를 진행시킬 수 있는 프로모터 또는 선택 표지를 포함할 수 있다. 본 발명의 벡터는 선택 표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 일예로 앰피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자를 포함할 수 있다.A skeleton vector includes a peptide for controlling the translation rate and a gene for a COMP protein and a gene for a foreign protein as a fusion partner and includes a promoter or a selection marker capable of promoting skeletal vector transcription that can be used in the method of the present invention can do. The vector of the present invention may be a selection marker and may include an antibiotic resistance gene commonly used in the art. Examples thereof include ampicillin, gentamycin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, And resistance genes for tetracycline.

본 발명의 재조합 벡터는 원핵 숙주세포, 특히 대장균(E. coli)에서 증식이 가능하도록 하는 핵산서열을 포함하며, 예컨대 colE1 또는 p15A의 박테리아의 복제원점 또는 f1 origin 과 같은 박테리오파아지의 복제원점을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 사용될 수 있는 벡터가 상기에서 제시된 것으로 한정되는 것은 아니다. The recombinant vector of the present invention comprises a nucleic acid sequence enabling proliferation in a prokaryotic host cell, particularly E. coli , and includes, for example, a cloning origin of a colE1 or p15A bacterial origin or a cloning origin of a bacteriophage such as f1 origin can do. However, the vectors that can be used in the present invention are not limited to those shown above.

본 발명의 번역 속도조절 펩타이드 및 융합파트너는 상기와 같이 재조합 벡터에 포함될 수 있으나, 숙주 세포의 염색체에 직접 삽입될 수도 있다. 상기 염색체 삽입을 위해서는 통상의 상동성 재조합 방법, 트랜스포존 매개 유전자 삽입 또는 Cre-LoxP 재조합 시스템 등이 사용될 수 있다. The translation rate-controlling peptide and the fusion partner of the present invention may be included in the recombinant vector as described above, but may be inserted directly into the chromosome of the host cell. For such chromosome insertion, conventional homologous recombination methods, transposon-mediated gene insertion or Cre-LoxP recombination system can be used.

더 나아가, 본 발명의 벡터의 융합 파트너의 유전자에 작동 가능하도록 COMP 단백질과 외래단백질 사이에 단백질 절단효소 인식부위를 코딩하는 핵산 서열이 연결될 수 있다. 융합 파트너와 융합할 목적 단백질이 산업용 단백질일 경우, 융합파트너가 목적 단백질의 기능을 저하할 수도 있으며, 의학용 단백질일 경우는 항원항체 반응을 야기할 수 있으므로 융합 파트너는 제거되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 단백질 절단효소 인식부위는 Xa인자 인식부위, 엔테로키나제 인식부위, 제네나제(Genenase) I 인식부위 또는 퓨린(Furin) 인식부위가 단독으로 사용되거나 어느 두 개 이상을 순차적으로 연결하여 사용할 수 있으나 단백질 절단효소의 종류나 연결방법에 제한을 두는 것은 아니다.Furthermore, a nucleic acid sequence encoding a protein cleavage enzyme recognition site may be linked between the COMP protein and the exogenous protein operably in the gene of the fusion partner of the vector of the present invention. When the objective protein to be fused with the fusion partner is an industrial protein, the fusion partner may degrade the function of the target protein, and in the case of a medical protein, the fusion partner is preferably removed since it may cause an antigen-antibody reaction. Herein, the protein cleavage enzyme recognition site may be a Xa factor recognition site, an enterokinase recognition site, a Genenase I recognition site, or a purine recognition site, or two or more of them may be used in sequence However, it does not limit the kind of protein-cleaving enzyme or the method of connection.

또한, 재조합 단백질 발현에 있어서 번역 속도조절 펩타이드는 융합파트너와 외래단백질의 코돈 활용도의 편향 정도에 따라 아미노산 길이 및 도입 위치가 자유로이 변경될 수 있으며, 발현 목적에 따라 가용성 및 불용성 발현이 가능하도록 재설계될 수 있다. 본 발명의 융합파트너 또는 외래단백질에 추가적인 아미노산을 도입하기 어렵거나 codon usage 분석상 융합파트너 또는 외래단백질 내부에 번역 속도조절 펩타이드 도입이 필요할 경우 내부의 염기서열을 변경하여 해결할 수 있다. In the expression of the recombinant protein, the translation rate-controlling peptide can be freely changed in amino acid length and introduction position according to the degree of bias of the codon usage of the fusion partner and the foreign protein, and redesigned to enable soluble and insoluble expression depending on the purpose of expression . If it is difficult to introduce additional amino acids into the fusion partner or foreign protein of the present invention or codon usage analysis is required to introduce the translation rate controlling peptide into the fusion partner or foreign protein, internal base sequences may be changed.

본 발명에서 상기 번역 속도 조절을 위한 펩타이드는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 그 서열 및 길이는 특별히 제한되지는 않으나, 좋게는 10 개 이내의 아미노산 서열의 형태로 구성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 서열번호 23 내지 서열번호 34에서 선택되는 핵산 서열을 도입해 번역되는 펩타이드로부터 선택될 수 있으며, 상기 아미노산을 코딩하는 염기 서열을 본원 발명의 자가 조립성 다중체 단백질 또는 재조합 단백질을 코딩하는 유전자에 추가하거나, 상기 유전자 내 코돈을 변경하여 적용하는 것 또한 가능하다.In the present invention, the peptide for controlling the translation rate is not particularly limited in its sequence and length insofar as it does not impair the object of the present invention, but it may be composed preferably in the form of 10 amino acid sequences or less, The nucleotide sequence encoding the amino acid can be selected from the self-assembling multispec protein or the gene encoding the recombinant protein of the present invention Or it is also possible to apply the codon in the gene by changing it.

상기와 같은 방법을 통해 번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 적용함으로써, 본 발명의 일 실시예의 결과로부터 확인할 수 있는 바와 같이 번역 속도 조절을 위한 펩타이드가 적용된 재조합 융합 단백질인 자가 조립성 다중체 단백질(예: COMP)-재조합 단백질의 발현량과 가용성이 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 5, 9, 12, 15 및 20 등 참조). 특히 상기 방법을 통해 번역 속도를 조절함으로써, 번역 속도 조절을 위한 펩타이드가 적용되지 않고, 단순히 자가 조립성 다중체 단백질과 목적 단백질을 융합하였을 때 대비하여 발현량과 가용성이 현저히 향상되도록 하는 효과를 얻을 수 있어 바람직하다.As can be seen from the results of one embodiment of the present invention, by applying the peptide for controlling the translation rate through the above-described method, the self-assembling multispecific protein (for example, recombinant fusion protein, COMP) -recombinant protein was increased (see FIGS. 5, 9, 12, 15 and 20, etc.). Particularly, by controlling the translation speed through the above-mentioned method, the peptide for controlling the translation speed is not applied, and the effect of making the amount of phage and the solubility remarkably improved in comparison with merely fusion of the self-assembly multimeric protein and the target protein can be obtained .

상기 일 실시예에서는 발현량과 가용성이 동시에 현저히 향상되도록 하는 효과를 얻을 수 있었으나, 본 발명의 다른 양태에 의하면, 의약 및 산업 분야에서 정제 후 처리의 용이성을 위해 재조합 단백질을 불용성 응집체(inclusion body)의 형태로 발현시킬 수 있으며, 본 발명의 일 실시예의 재조합 융합 단백질이 야생형 단백질 대비 발현량이 현저히 개선되었으며, 정제 후 처리의 용이성을 위해 불용성 응집체로 발현되는 것을 확인하였다(도 5 참조).According to another aspect of the present invention, in order to facilitate post-purification treatment in the pharmaceutical and industrial fields, the recombinant protein may be added to an insoluble aggregate (inclusion body) The recombinant fusion protein of the example of the present invention was remarkably improved in the expression level compared to the wild type protein and was expressed as an insoluble aggregate for ease of treatment after purification (see FIG. 5).

상기로부터, 본원 발명의 재조합 융합 단백질의 제조 방법을 통해, 발현량은 현저히 향상시키면서, 필요에 따라 가용성과 불용성을 선택적으로 나타내는 재조합 융합 단백질의 생산이 가능함을 확인하였다.From the above, it was confirmed through the production method of the recombinant fusion protein of the present invention that a recombinant fusion protein selectively showing solubility and insolubility can be produced, while remarkably improving the expression level, if necessary.

또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 재조합 단백질의 활성을 검증하기 위해, 재조합 융합 단백질에서 융합 파트너를 별도로 제거하지 않더라도, 본래의 활성을 나타내고 있음을 확인하였다(도 8, 11, 14, 16 참조).In addition, according to one embodiment of the present invention, in order to verify the activity of the recombinant protein produced by the method according to the present invention, it was confirmed that the recombinant fusion protein exhibits its original activity even if the fusion partner is not separately removed 8, 11, 14, 16).

본 발명에서, 상기 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 내부 또는 외부에 접목된 핵산 서열은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지 않으나 리더 서열 또는 분리정제용 태그를 코딩하는 핵산 서열을 포함할 수 있다. In the present invention, the nucleic acid sequence grafted to the inside or the outside of the gene coding for the target protein is not limited unless it interferes with the object of the present invention, but may include a nucleic acid sequence encoding a leader sequence or a tag for separation and purification .

상기 리더 서열은 특별히 제한되는 것은 아니나, 일예로 pelB, gene Ⅲ, ompA, ompB, ompC, ompD, ompE, ompF, ompT, phoAphoE로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 유전자의 핵산 서열일 수 있으며, 이를 통해 발현되는 단백질 또는 펩타이드의 위치는 박테리아의 내부이거나 세포막에 노출되는 형태일 수 있으며, 활성을 나타내는 부위가 단독이거나 융합된 단백질에 위치한 형태로 발현될 수도 있다.The leader sequence is not particularly limited. For example, nucleic acid sequences of any one or two or more genes selected from the group consisting of p elB, gene Ⅲ, ompA, ompB, ompC, ompD, ompE, ompF, ompT, phoA and phoE And the position of the protein or peptide expressed through it may be a form that is internal to the bacteria or exposed to the cell membrane, and the site showing the activity may be expressed alone or in a form located in the fused protein.

본 발명에서, 상기 분리정제용 태그를 코딩하는 핵산 서열은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지 않으나, GST, poly-Arg, FLAG, poly-His 및 c-myc로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 태그를 코딩하는 핵산 서열을 순차적으로 연결하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 일예로, 본 발명의 벡터는 pET24a 골격벡터에 상기 번역속도 조절 펩타이드, 융합 파트너인 단백질을 코딩하는 유전자, 목적 단백질을 코딩하는 유전자 및 분리정제용 태그를 삽입할 부위를 일련의 순서로 포함함으로써 상기 융합파트너, 목적 단백질 및 분리정제용 태그를 포함하는 재조합 단백질의 형태로 발현할 수 있다. In the present invention, the nucleic acid sequence encoding the tag for separation and purification is not limited unless it interferes with the object of the present invention. However, any nucleic acid sequence selected from the group consisting of GST, poly-Arg, FLAG, poly- Or sequentially linking nucleic acid sequences encoding one or more tags. According to one embodiment of the present invention, the vector of the present invention comprises a gene coding for the above-mentioned translation rate controlling peptide, a fusion partner protein, a gene encoding a target protein and a region for inserting a tag for separation and purification into a pET24a framework vector In the form of a recombinant protein comprising the fusion partner, the target protein and the tag for separation and purification.

상기 목적 단백질을 코딩하는 유전자는 일예로 제한효소(restriction enzyme) 부위를 통해 클로닝될 수 있고, 단백질 절단효소 인식 부위를 코딩하는 핵산 서열이 사용된 경우에는 상기 핵산 서열과 틀이 맞도록(in frame) 연결되어, 목적 단백질 분비 후 단백질 절단효소로 절단 시에 본래 형태의 목적 단백질이 정제될 수 있도록 할 수도 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The gene coding for the target protein can be cloned through a restriction enzyme site, for example, when a nucleic acid sequence encoding a protein cleavage site is used, ), So that the target protein of the original form can be purified when the protein is cleaved with the protein cleaving enzyme after secretion of the target protein, but the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 양태로, 본 발명은 상술한 형태로 제조된 벡터로 형질전환된 숙주 세포에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, the present invention relates to a host cell transformed with a vector produced in the above-described form.

본 발명에서, 상기 숙주 세포는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으나, 에스케리치아 속(Escehreichia sp.), 살모넬라 속(Salmonellae sp.), 예르시니아 속(Yersinia sp.), 쉬겔라 속(Shigella sp.), 엔테로박터 속(Enterobacter sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 프로테우스 속 (Proteus sp.) 또는 클레브시엘라 속(Klebsiella sp.)의 박테리아 등일 수 있으며, 좋게는 살모넬라속, 에스케리치아 속, 예르시니아 속이며, 더욱 바람직하게는 에스케리치아 속 박테리아일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.In the present invention, the host cell is a not particularly limited it does not inhibit the object of the present invention, Escherichia genus (Escehreichia sp.), Salmonella in (Salmonellae sp.), Yersinia genus (Yersinia sp.), Bacteria of the genus Shigella sp., Enterobacter sp., Pseudomonas sp., Proteus sp. Or Klebsiella sp., And the like. It is preferably, but not exclusively, Salmonella spp., Escherichia spp., Yersinia spp., More preferably Escherichia bacteria.

본 발명에서, 본 발명의 재조합 벡터를 숙주 세포 내로 운반하는 방법은, 숙주세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973); 및 Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기천공 방법 (Dower, W.J. et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145(1988)) 등에 의해 실시될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the method of delivering the recombinant vector of the present invention into a host cell can be carried out by a CaCl 2 method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. (1973)), Hanahan, D., J. Mol. Biol., ≪ RTI ID = 0.0 > 166: 557-580 (1983)) and electroporation method (Dower, WJ et al., Nucleic Acids Res., 16: 6127-6145 (1988)). It is not.

본 발명에서, 상기 숙주 세포의 배양은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 당업자에게 공지된 세포 배양 방법 또는 이를 변형한 방법 등을 적절히 도입하여 수행할 수 있다. 일예로, 숙주 세포가 대장균(E. coli)인 경우 형질전환된 숙주 세포의 배양을 위한 배지는 대장균이 효율적으로 이용할 수 있는 탄소원, 질소원, 무기염 등을 포함하여 천연배지 또는 합성배지를 사용할 수 있다.In the present invention, the culturing of the host cell may be carried out by appropriately introducing a cell culture method known in the art or a modified method thereof, as long as the object of the present invention is not impaired. For example, when the host cell is E. coli , the culture medium for culturing the transformed host cell may be a natural medium or a synthetic medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt and the like which can be efficiently used by E. coli. have.

상기 탄소원은 제한되지는 않으나 글루코스(glucose), 프룩토스(fructose), 수크로스(sucrose)와 같은 탄수화물; 녹말, 녹말의 가수분해물; 아세트산 및 프로피온산과 같은 유기산; 에탄올, 프로판올, 글리세롤과 같은 알코올 등을 포함할 수 있으며, 질소원으로는 암모니아, 염화암모늄, 암모늄설페이트, 암모늄아세테이트 및 암모늄포스페이트와 같은 무기산 또는 유기산의 암모늄염; 펩톤, 육추출물(meat extract), 이스트추출물, 옥수수 침지액, 카제인 가수분해물, 대두추출물, 대두가수분해물; 다양한 발효된 세포 및 이들의 분해물 등을 포함할 수 있다. 무기염으로는 포타슘디하이드로젠 포스페이트, 다이포타슘하이드로젠 포스페이트, 마그네슘 포스페이트, 마그네슘 설페이트, 소디엄 클로라이드, 망간 설페이트, 구리 설페이트, 칼슘 카보네이트 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Such carbon sources include, but are not limited to, carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose; Starch, hydrolyzate of starch; Organic acids such as acetic acid and propionic acid; Alcohols such as ethanol, propanol, and glycerol, and the nitrogen source may include ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate; Peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, soybean extract, soy hydrolyzate; Various fermented cells and their degradation products, and the like. The inorganic salt may include, but is not limited to, potassium dihydrogen phosphate, dihydroxy hydrogen phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, manganese sulfate, copper sulfate, calcium carbonate and the like.

본 발명에서, 상기 숙주 세포의 배양은 통상적으로 진탕배양 또는 회전기에 의한 것과 같은 호기성 조건하에서 행할 수 있다. 배양 시, 배양 온도는 바람직하게는 10 내지 40 ℃의 범위에서 행하고, 배양시간은 5 시간 내지 7 일간 행할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서 재조합 단백질을 고수율로 획득하기 위해 적합한 배양 세포농도를 선택하여 배양할 수 있으며, 배양 시, 배지의 pH는 바람직하게는 3.0 내지 9.0의 범위를 유지할 수 있으며 이는 무기 또는 유기산, 알칼리 용액, 우레아, 칼슘 카보네이트, 암모니아 등을 이용하여 조절할 수 있다. 또한, 배양 중 필요한 경우, 재조합 벡터의 유지 및 발현을 위해 암피실린, 스트렙토마이신, 클로람페니콜, 카나마이신 및 테트라사이클린과 같은 항생제 중 적절한 것을 선택하여 첨가할 수 있다.In the present invention, the cultivation of the host cells can be usually carried out under aerobic conditions such as shaking culture or rotating machine. When culturing, the culturing temperature is preferably in the range of 10 to 40 ° C, and the culturing time may be 5 to 7 days, but is not limited thereto. In the present invention, a suitable culture cell concentration can be selected and cultured in order to obtain a recombinant protein at a high yield. The pH of the culture medium during culturing can preferably be kept in the range of 3.0 to 9.0, which is an inorganic or organic acid, , Urea, calcium carbonate, ammonia, and the like. When necessary during culturing, antibiotics such as ampicillin, streptomycin, chloramphenicol, kanamycin, and tetracycline may be appropriately selected for maintenance and expression of the recombinant vector.

또한, 생산된 재조합 단백질을 당업자에게 익히 공지되어 있는 방법에 따라 배양 후의 균체 또는 배양액로부터 분리 정제할 수 있다. 예를 들면, 균체를 원심분리 등에 의해 배지를 제거한 다음, 염석, 에탄올 침전, 한외 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 이온교환 칼럼 크로마토그래피, 친화성 크로마토그래피, 중고압 액체 크로마토그래피, 역상 크로마토그래피, 소수 크로마토그래피 등의 공지된 적절한 방법 또는 이들을 조합함으로써 분리 정제할 수 있다. 본 발명에 따라 균체 표층에 분비된 단백질도 당업자에게 익히 공지되어 있는 방법, 예를 들면, 염 농도의 상승, 계면활성제의 사용 등에 따라 가용화한 후에, 균체 안에 발현된 경우와 동일하게 하여 분리 정제할 수 있다. 또한, 어떤 경우에는 균체 표층으로 분비된 단백질을 가용화하지 않고, 예를 들면, 고정화 효소로서 사용할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.In addition, the produced recombinant protein can be separated and purified from the cultured cells or culture medium according to a method well known to those skilled in the art. For example, the microbial cells may be separated by centrifugation or the like and then subjected to purification by salting out, ethanol precipitation, ultrafiltration, gel filtration chromatography, ion exchange column chromatography, affinity chromatography, medium pressure liquid chromatography, reverse phase chromatography, Chromatography or the like, or a combination thereof. Proteins secreted in the surface layer of the microorganism according to the present invention may be isolated and purified in the same manner as in the case of expression in microbial cells after a method well known to those skilled in the art, for example, by increasing the salt concentration or using a surfactant . In some cases, the protein secreted into the surface layer of the microorganism may not be solubilized, but may be used, for example, as an immobilized enzyme.

본 발명에서, 상기 목적 단백질은 호르몬류 및 이의 수용체, 생물학적반응 조절물질(biological response modifier) 및 이의 수용체, 사이토카인류 및 이의 수용체, 효소류, 항체류, 항체 단편류를 포함하는 생리활성 단백질일 수 있으며, 일예로, 인간 성장 호르몬(hGH), 인슐린, 난포자극호르몬(follicle-stimulating hormone, FSH), 인간 융모성 성선자극호르몬(human chorionic gonadotropin), 부갑상선호르몬(parathyroid hormone, PTH), 적혈구 촉진인자(EPO), 혈소판생성 촉진인자(TPO), 과립구 콜로니 자극인자(G-CSF), 과립구 대식세포 콜로니 자극인자(GM-CSF), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨, 대식세포 (marophage) 활성화 인자, 종양괴사인자(tumor necrosis factor), 조직플라스미노겐 활성체(tissue plasminogen activator), 혈액응고인자 Ⅶ/Ⅶa, hBMP2 (human bone morphogenic protein 2), KGF(keratinocyte growth factor), PDGF (platelet-derived growth factor), 알파-갈락토시다제 A(α-galactosidase A), 이두로네이트-2-설파타제(iduronate-2-sulfatase), 락타제(lactase), 아데노신 데아미나제(adenosine deaminase), 부티릴콜린에스터라제(butyrylcholinesterase), 키티나제(chitinase), 글루타메이트 디카복실라제(glutamate decarboxylase), 이미글루세라제(imiglucerase), 리파제(lipase), 유리카제(uricase), 혈소판-활성인자 아세틸하이드롤라제(platelet-activating factor acetylhydrolase), 중성 엔도펩티다제(neutral endopeptidase), 유로키나제, 스트렙토키나제, 마이엘로퍼옥시다제 (myeloperoxidase), 수퍼옥사이드디스뮤타제(superoxide dismutase), 보톨리늄 독소, 콜라게나제, 히알루로니다제 (hyaluronidase), L-아스파라기나제(L-asparaginase), 단일클론항체, 다클론항체, scFv, Fab, Fab', F(ab')2 및 Fd로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.In the present invention, the objective protein is a physiologically active protein including hormones and receptors thereof, biological response modifiers and receptors thereof, cytokines and their receptors, enzymes, antisera, antibody fragments, Such as, for example, human growth hormone (hGH), insulin, follicle-stimulating hormone (FSH), human chorionic gonadotropin, parathyroid hormone (PTH) (GPO), granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), interferon alpha, interferon beta, interferon gamma, interleukin, marophage ) Activation factor, tumor necrosis factor, tissue plasminogen activator, blood coagulation factor VII / VIIa, human bone morphogenic protein 2 (hBMP2), KGF nocyte growth factor (PDGF), platelet-derived growth factor (PDGF), alpha -galactosidase A, iduronate-2-sulfatase, lactase, But are not limited to, adenosine deaminase, butyrylcholinesterase, chitinase, glutamate decarboxylase, imiglucerase, lipase, uricase, platelet-activating factor acetylhydrolase, neutral endopeptidase, urokinase, streptokinase, myeloperoxidase, superoxide dismutase, L-asparaginase, monoclonal antibody, polyclonal antibody, scFv, Fab, Fab ', F (ab') 2 And Fd. Or more, but is not limited thereto.

또한, 상기 목적 단백질은 생리활성 펩티드일 수 있으며, 일예로 글루카곤-유사 펩티드-1(glucagon-like peptide-1, GLP-[0031] 1) 및 이의 유사체, 소마토스타틴(somatostatin) 및 이의 유사체, LHRH(luteinizing hormone-releasing hormone) 작용제 및 길항제, 아드레노코티코트로픽 호르몬(adrenocorticotropic hormone), 성장호르몬-방출 호르몬(growth hormone-releasing hormone), 옥시토신(oxytocin), 티모신 알파-1 (thymosin alpha-1), 칼시토닌(calcitonin), 바소프레신 유사체(vasopressin analogues), 펩타이드 호르몬 (somatostatins, bombesin, cholecystokinin, gastrin analog), EGFR(epidermal growth factor receptor), EDB(human fibronectin extradomain B) 및 상기 생리활성 단백질의 단편으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Also, the target protein may be a physiologically active peptide, such as a glucagon-like peptide-1 (GLP- 1) and its analogues, somatostatin and its analogues, LHRH luteinizing hormone-releasing hormone agonists and antagonists, adrenocorticotropic hormone, growth hormone-releasing hormone, oxytocin, thymosin alpha-1, A group consisting of fragments of calcitonin, vasopressin analogues, somatostatins, bombesin, cholecystokinin, gastrin analogue, epidermal growth factor receptor (EGFR), human fibronectin extradomain B (EDB) , But the present invention is not limited thereto.

또한, 암 조기진단이 가능하고, 분자이미징을 위한 펩타이드 응용에 관한 또 다른 예로서는 αvβ3 integrin binding RGD 펩타이드, gastric cancer endothelium binding 펩타이드, vascular cell adhesion molecule-1 targeting (VCAM-1) 펩타이드, matrix metalloproteinase (MMP-2/9) targeting 펩타이드, urokinase plasminogen activator(uPA) binding 펩타이드, urokinase-type plasminogen activator receptor(uPAR) homing 펩타이드, ErbB-2 targeting 펩타이드, plectin-1 pancreatic ductal adenocarcimoa targeting 펩타이드, galectin-3 targeting 펩타이드 및 단백질의 단편 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다 (L. A. Landon and S. L. Deutscher, J. Cell Biochem, 90; 509, 2003).Further, another example of peptide application for molecular imaging, which is capable of early diagnosis of cancer, includes αVβ3 integrin binding RGD peptide, gastric cancer endothelium binding peptide, vascular cell adhesion molecule-1 targeting peptide (VCAM-1) peptide, matrix metalloproteinase Targeting peptide, urokinase plasminogen activator (uPA) binding peptide, urokinase-type plasminogen activator receptor (uPAR) homing peptide, ErbB-2 targeting peptide, plectin-1 pancreatic ductal adenocarcinoma targeting peptide, galectin- (LA Landon and SL Deutscher, J. Cell Biochem, 90: 509, 2003).

또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 재조합 융합 단백질 제조방법을 통해 제조된 재조합 융합 단백질에 관한 것이다.Further, another aspect of the present invention relates to a recombinant fusion protein produced through the above-mentioned method for producing a recombinant fusion protein.

본 발명에서 상기 재조합 융합 단백질은 특별히 제한되지 않으나, 서열번호 1로 이루어진 핵산 서열로부터 번역되는 COMP 단백질의 다중화 영역 요소가 가장 이상적이다.In the present invention, the recombinant fusion protein is not particularly limited, but a multiplex region element of the COMP protein translated from the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1 is most ideal.

본 발명에 따른 재조합 단백질 또는 폴리펩타이드 융합체는, 야생형 단백질에 비해 발현 및 가용성이 증대되는 것은 물론, 생리활성 단백질 또는 생리활성 펩타이드를 COMP 단백질과 결합시켜 다중체 구조를 가지고 체내 지속성을 유지하여 체내 반감기를 증가시켜, 야생형의 단량체에 비해 올리고머 형태의 구조에 의해 생리활성이 증가하는 효과를 나타내었다The recombinant protein or polypeptide fused product according to the present invention exhibits increased expression and solubility as compared with the wild type protein and has a multimeric structure by binding a physiologically active protein or a physiologically active peptide to a COMP protein to maintain persistence in the body, To increase the physiological activity by the structure of the oligomer form as compared with the wild type monomer

생체 내 반감기가 짧고 안정성이 낮은 단백질 또는 저분자량 펩타이드는 혈액 내 효과적인 약물전달이 어렵기 때문에 체내 안전성이 적절하게 변형된 본 발명의 재조합 단백질 융합체를 설계하는 방법으로 바람직한 약물 동력학적 성질을 갖는 것이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 일예로, 도 10과 도 13에 나타난 바와 같이, 본 발명의 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체 (C-R-hGH)의 혈중반감기(t1/2)는 11.4 시간이고 혈중최고농도 도달시간(Tmax)은 4시간이었다. 반면, 인간 성장 호르몬 (hGH)의 혈중반감기(t1/2)는 3.6시간이고 혈중최고농도 도달시간(Tmax)은 2.4 시간이다. 또한, 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체 (R-C-G_CSF)의 혈중반감기(t1/2)는 18.4시간이고 혈중최고농도 도달시간(Tmax)은 8.1시간이다. 반면, 과립구 자극인자(G_CSF)의 혈중반감기(t1/2)는 9.4시간이고 혈중최고농도 도달시간(Tmax)은 4.3 시간이다. A protein or a low-molecular weight peptide having a short in vivo half-life and low stability can not have effective drug delivery in the blood, so that it is possible to have desirable pharmacokinetic properties as a method for designing the recombinant protein fusion of the present invention in which the safety of the body is appropriately modified Do. 10 and 13, the serum half-life (t 1/2 ) of the recombinant human growth hormone protein fusion (CR-hGH) of the present invention is 11.4 hours, The concentration reaching time (T max ) was 4 hours. On the other hand, the serum half-life (t 1/2 ) of human growth hormone (hGH) is 3.6 hours and the peak reaching time of blood (T max ) is 2.4 hours. In addition, the plasma half-life (t1 / 2) of the recombinant granulocyte stimulating factor protein fusant (RC-G_CSF) is 18.4 hours and the maximum blood concentration reaching time (Tmax) is 8.1 hours. On the other hand, the plasma half-life (t 1/2 ) of the granulocyte stimulating factor (G_CSF) is 9.4 hours and the maximum blood concentration reaching time (T max ) is 4.3 hours.

이로부터, 본 발명에 따른 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체와 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체는 야생형에 비해 현저히 증가된 체내 안정성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다. 재조합 단백질 융합체의 생체 내 활성을 확인하기 위해 각 재조합 단백질 및 펩타이드의 효과를 확인한 결과, 체내에 처리한 인간 성장 호르몬에서 체중증가 및 과립구 자극인자에서 백혈구의 증가, 루시퍼레이즈 활성 증가, 그리고 EGFR 결합 도메인 및 RGD 바인딩 펩타이드의 결합능 증가가 야생형과 재조합 단백질 융합체 둘 다 효과를 확인할 수 있었으며 재조합 단백질 융합체에서 향상된 활성을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명의 재조합 단백질 융합체가 효과적으로 생체 내 활성을 나타냄을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에 사용된 생리활성 단백질은 재조합 단백질 융합체의 체내 안정성 및 활성을 확인하기 위해 선정되었으며 적용범위가 이에 한정되지는 않는다. 또한, 생체 내 구조 또는 유체의 조영을 위해 사용되는 진단 활성제(diagnostically effective agent)는 β-갈락토시다아제, 녹색 형광 단백질, 청색 형광 단백질, 루시페라아제 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 세포에서 발현되는 경우, 용이하게 검출 가능한 단백질을 코딩하는 마커 유전자를 포함할 수 있다.From these results, it can be confirmed that the recombinant human growth hormone protein fusions and the recombinant granulocyte stimulating factor protein fusions according to the present invention have significantly increased body stability as compared with the wild type. As a result of confirming the effects of recombinant proteins and peptides on the in vivo activity of the recombinant protein fusions, it was found that the human growth hormone treated in the body increased in body weight, leukocyte counts in the granulocyte stimulating factor, luciferase activity and EGFR binding domain And RGD binding peptides were found to be effective in both wild type and recombinant protein fusions, and improved activity was observed in the recombinant protein fusants. Therefore, it can be seen that the recombinant protein fusions of the present invention exhibit effective in vivo activity. However, the physiologically active protein used in the present invention has been selected to confirm the stability and activity of the recombinant protein fusants in the body, and the application range is not limited thereto. In addition, the diagnostically effective agent used for imaging the in vivo structure or fluid may include, but is not limited to, beta -galactosidase, green fluorescent protein, blue fluorescent protein, luciferase, A marker gene that encodes an easily detectable protein.

본 발명의 제조방법을 통해 제조된 재조합 융합 단백질은 크기가 작아 목적 단백질의 수율이 종래 융합 파트너를 이용한 경우에 비해 훨씬 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 결과로부터, 도 8 내지 11에서 나타난 바와 같이 의료목적 또는 산업적으로 유용한 단백질들에 본 발명의 제조 방법을 범용적으로 작용할 수 있을 뿐만 아니라, 도 14에 나타난 바와 같이 목적단백질의 수용성 발현을 유도할 수 있으며, 고유한 기능을 수행하는 활성형으로의 발현을 유도하는 데 적합함을 확인할 수 있다.The recombinant fusion protein prepared by the method of the present invention has a small size, so that the yield of the target protein can be greatly improved as compared with the case where the conventional fusion partner is used. In addition, from the results according to one embodiment of the present invention, not only can the method of the present invention be universally applied to proteins useful for medical purposes or industrially, as shown in Figs. 8 to 11, Can induce the water-soluble expression of the target protein, and are suitable for inducing expression in an active form that performs a unique function.

이하, 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood that the embodiments are illustrative of the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[시약, 재료 및 프로토콜][Reagents, Materials and Protocols]

박테리아 균주, 배지 및 배양 조건Bacterial strains, medium and culture conditions

유전자 클로닝을 위한 숙주: E. coli XL1-Blue (endA1 gyrA96 (nalR) thi-1 recA1 relA1 lacglnV44 F'[::Tn10 proAB+ lacIqΔ(lacZ)M15] hsdR17(rK-mK+))LacIqA (lacZ) M15] hsdR17 (rK-mK < + >)) for E. coli XL1-Blue (endA1 gyrA96 (nalR) thi-1 recA1 relA1 lacglnV44 F '

단백질 발현을 위한 숙주: E. coli BL21(DE3) (ompT gal dcm lon hsdSB(rB-mB-) λ(DE3 [lacI lacUV5-T7p07 ind1 sam7 nin5]) [malB+]K-12(λS)(RB-mB-)? (DE3 [lacI lacUV5-T7p07 ind1 sam7 nin5]) [malB +] K-12 (lambda S) for protein expression: E. coli BL21 (DE3) (ompT gal dcm lon hsdSB

클로닝과 발현을 위한 플라스미드: pET24a (Novagen, USA)Plasmids for cloning and expression: pET24a (Novagen, USA)

배양 조건: E. coli 균주는 1% NaCl을 포함하는 Luria-Bertani (LB) 배지 (difco Labaratories, USA)를 사용하여 37 ℃ 온도에서 배양하였으며, 모든 배지에는 50 μg/ml 카나마이신 적정량을 첨가하였다.Cultivation conditions: E. coli strains were cultured at 37 ° C using Luria-Bertani (LB) medium (Difco Labaratories, USA) containing 1% NaCl and 50 μg / ml kanamycin was added to all media.

컴피턴트 세포(competent cell)의 제조 및 형질전환Production and transformation of competent cells

클로닝에 사용한 E. coli XL1-Blue의 컴피턴트 세포는 LB 액체 배지에 접종하여 전 배양한 후, 20 mM MgCl₂가 첨가된 SOB 배지(super optimized broth)의 전체 부피의 1 %를 접종하여 18 ℃에서 24 시간 배양한 후 Inoue TB 버퍼에 세척(washing)하여 제조하였다. The competent cells of E. coli XL1-Blue used for cloning were inoculated into LB liquid medium, pre-cultured and inoculated with 1% of the total volume of SOB medium supplemented with 20 mM MgCl2 (super-optimized broth) Incubated for 24 hours and washed in Inoue TB buffer.

단백질 발현 및 정제에 사용된 E. coli BL21(DE3) 는 100 ml LB 배지에 접종하여 37 ℃에서 배양하고, OD600이 0.4 일 때 수확하여 0.1 M CaCl2에서 세척한 후 흡광도를 측정하였다. 제조된 컴피턴트 세포는 액체 질소에 급속 동결한 후에 ??80 ℃에 보관하여 사용하였다. E. coli BL21 (DE3) used for protein expression and purification was inoculated in 100 ml LB medium, cultured at 37 ° C, and harvested at OD 600 of 0.4, washed in 0.1 M CaCl 2 , and absorbance was measured. The prepared competent cells were stored at -80 ° C after rapid freezing in liquid nitrogen.

형질전환은 재조합 플라스미드와 E. coli 컴피턴트 세포를 혼합한 후 얼음에 10 분간 정치하고, 42 ℃에서 90초, 얼음에서 2 분간 처리하여 수행하였다. 제조된 형질 전환체는 항생제가 포함된 LB 고체 배지에 도말한 뒤 37 ℃에서 배양하였다.Transformation was carried out by mixing the recombinant plasmid and E. coli competent cells, leaving them on ice for 10 minutes, treating them at 42 ° C for 90 seconds, and for 2 minutes on ice. The transformants were plated on LB solid medium containing antibiotics and cultured at 37 ° C.

[실시예 1] 재조합 단백질 발현벡터의 제조[Example 1] Preparation of recombinant protein expression vector

재조합 플라스미드는 pET24a를 NdeI으로 절단한 후 Ez-Fusion Cloning kit (Enzynomics, Korea)를 사용하여 상동 재조합(homologous recombination) 방법을 통해 제작하거나 pET24a와 프라이머에 제한효소 인식자리를 포함하는 서열을 이용하여 증폭된 유전자를 제한효소로 처리한 후 T4 DNA ligase (Enzynomics, Korea)를 사용하여 제작하였다.Recombinant plasmids were prepared by homologous recombination method using Ez-Fusion Cloning kit (Enzynomics, Korea) after digesting pET24a with Nde I or using a sequence containing restriction enzyme recognition sites in pET24a and primers The amplified gene was treated with restriction enzymes and then constructed using T4 DNA ligase (Enzynomics, Korea).

골격 벡터인 pET24a에 COMP 유전자를 삽입하기 위해 하기 표 1의 프라이머 COMP1, COMP2 및 speed-pfu 중합효소(Nanohelix, Korea)를 이용하여 주형 합성 DNA (서열번호 1)를 대상으로 PCR(Professional Basic Thermocycler (Biometra, Germany) 증폭 후 클로닝하였다. 프라이머 중 COMP2는 융합된 단백질의 활성을 유지하기 위하여 유연성을 극대화하기 위한 링커를 포함하고 있다.In order to insert the COMP gene into the skeletal vector pET24a, the template synthetic DNA (SEQ ID NO: 1) was subjected to PCR (Professional Basic Thermocycler (SEQ ID NO: 1)) using the primers COMP1 and COMP2 and the speed-pfu polymerase (Nanohelix, Biometra, Germany) and cloned. COMP2 in the primers included a linker to maximize flexibility to maintain the activity of the fused protein.

서열번호 1로 이루어진 핵산 서열은 COMP 단백질의 다중화 영역에 히스티딘 태그(Histidine tag)을 붙인 합성서열이다.The nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1 is a synthetic sequence in which a histidine tag is attached to the multiplexing region of the COMP protein.

상기 COMP 유전자가 삽입된 벡터를 pET_COMP로 명명하였으며 정제를 위해 C-말단에 His tag 서열을 추가하고자 프라이머 COMP1과 COMP3를 이용하여 클로닝하여, 벡터(pET_COMP-his)를 제조하였다. The vector into which the COMP gene was inserted was named pET_COMP and a vector (pET_COMP-his) was prepared by cloning using primers COMP1 and COMP3 in order to add a His tag sequence at the C-terminus for purification.

이후, 목적 단백질을 pET_COMP에 융합하기 위해 각각의 유전자 (Rluc8, mCherry, proinsulin, RGD, EGFR, hGH, G-CSF)에 해당하는 프라이머(표 1 참조)를 이용하여 PCR 증폭 후 클로닝하였다. 증폭된 뉴클레오티드들을 상기 pET_COMP에 각각 삽입하여 발현 벡터를 제작하였다.Then, the primers corresponding to the respective genes (Rluc8, mCherry, proinsulin, RGD, EGFR, hGH and G-CSF) (see Table 1) were cloned after PCR amplification to fuse the target protein into pET_COMP. The amplified nucleotides were inserted into the above pET_COMP to prepare an expression vector.

표 1. 재조합 단백질 클로닝을 위한 프라이머Table 1. Primers for recombinant protein cloning

Figure pat00001
Figure pat00001

[실시예 2] 번역 속도 조절을 위한 펩타이드 설계 및 접목[Example 2] Design and application of peptide for controlling translation rate

재조합 단백질의 가용성 또는 필요에 따라 응집을 유발하기 위해 번역속도 조절 펩타이드를 설계하여 실시예 1의 각 목적 단백질에 대하여 COMP-목적 단백질 융합체에 접목하였다.A translation rate-regulating peptide was designed to induce the solubility of the recombinant protein or, if necessary, to aggregate, to bind the COMP-target protein fusions to each of the target proteins of Example 1.

대장균 코돈 활용도(codon usage) 분석 및 희귀 코돈 수집Analysis of E. coli codon usage (codon usage) and rare codon collection

COMP-목적 단백질로 구성된 재조합 융합 단백질에 번역 속도 조절 펩타이드를 적용하기 위해 E. coli의 코돈 활용도를 공개된 방법으로 분석하여, 빈도수가 1% 미만인 희귀코돈을 아미노산 당 3 개 이하가 되도록 하였으며, isoacceptor tRNA의 수를 함께 고려하여 수집하였다(표 2).In order to apply a translation rate-controlling peptide to a recombinant fusion protein composed of a COMP-target protein, the codon utilization of E. coli was analyzed by an open method so that the number of rare codons with a frequency of less than 1% was less than 3 per amino acid, and the number of tRNAs were collectively taken together (Table 2).

표 2. 수집된 대장균 균주 희귀 코돈Table 2. Collected E. coli strains Rare codons

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 분석된 희귀코돈을 토대로 번역속도 조절 펩타이드를 조합하여 COMP-단백질 융합체에 융합되도록 하기 표 3과 같이 프라이머 쌍을 제작한 후, 클로닝하였다. 융합되는 펩타이드는 서열번호 23 에서 34 까지의 프라이머가 목적유전자에 도입되어 번역되는 펩타이드 서열이다Based on the analyzed rare codons, a pair of primers was prepared as shown in Table 3 so as to be fused to the COMP-protein fusions by combining the translation rate-regulating peptides, followed by cloning. The peptide to be fused is a peptide sequence in which the primers of SEQ ID NOs: 23 to 34 are introduced into the target gene and translated

표 3. 번역속도 조절 펩타이드를 위한 프라이머Table 3. Primers for Translation Rate Modulating Peptides

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 과정을 통해 증폭된 뉴클레오티드들을 각각의 COMP-목적 단백질 도입을 위한 벡터에 삽입하였으며, 삽입된 위치(R로 표시)와 서열(숫자로 표시)에 따라 명명하였다.The amplified nucleotides were inserted into the vector for introduction of each COMP-target protein and named according to the inserted position (denoted by R) and the sequence (denoted by numerals).

[실시예 3] 융합 파트너로서 다중체화 단백질(COMP) 발현 및 활성 확인[Example 3] Expression of multimeric protein (COMP) as a fusion partner and confirmation of activity

1: COMP 단독 발현 및 정제1: COMP only expression and purification

재조합 벡터 pET-COMP-his을 상기 설명된 방법을 통해 형질전환하였다.The recombinant vector pET-COMP-his was transformed through the method described above.

고체 배지에서 단일 콜로니를 선별하여, 50 μg/ml 카나마이신이 첨가된 20 ml LB 액체 배지에 접종하여 37 ℃에서 4 시간 동안 전 배양하였다. 흡광도 측정 시 OD600이 2.0일 때 50 μg/ml 카나마이신이 첨가된 500 ml LB 액체 배지 에 1 % 접종하여 37 ℃, 200 rpm에서 본 배양을 하였다. Single colonies were selected from the solid medium and inoculated into 20 ml LB liquid medium supplemented with 50 占 퐂 / ml kanamycin and pre-cultured at 37 占 폚 for 4 hours. When the OD 600 was 2.0 at the time of absorbance measurement, the cells were inoculated 1% in 500 ml LB liquid medium supplemented with 50 μg / ml kanamycin and cultured at 37 ° C and 200 rpm.

본 배양 과정 중 OD600 0.4 ~ 0.5에 도달하였을 때 0.2 mM IPTG(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside)를 첨가하여 단백질의 과발현을 유도하였고, OD600 2.0의 흡광도를 가질 때, 배양된 세포를 4 ℃에서 10 분간 6,000 rpm으로 원심분리하여 수확하였다. 수확된 세포는 액체 질소에 급속 동결하여 -80 ℃에 보관하였다.When the OD 600 reached 0.4-0.5, 0.2 mM IPTG (Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) was added to induce overexpression of the protein. When the OD 600 was 2.0, the cultured cells were treated with 4 Lt; 0 > C for 10 minutes at 6,000 rpm. The harvested cells were rapidly frozen in liquid nitrogen and stored at -80 ° C.

이후, -80 ℃에 보관한 세포를 얼음 및 액체 질소를 이용하여 frozen-thawing을 3 회 반복하면서 세포벽을 약화시킨 후 100 ml의 결합 버퍼(binding buffer; 50 mM Tris-HCl, 300 mM NaCl, pH 7.5)에 재 부유한 후 100 μg/ml 라이소자임을 첨가한 후 얼음 상에서 20분 동안 반응시켰다. 그 후 현탁액을 초음파 분쇄기(Vibra-cell TM; Sonic&materials)를 사용하여, 5 초의 파쇄과정과 10 초의 정치 과정을 5회 반복하는 것을 1 사이클(cycle)로 하여 30 분 동안 세포를 파쇄하였다.Cells were stored at -80 ° C in ice water and liquid nitrogen for 3 times. Cells were washed with 100 ml of binding buffer (50 mM Tris-HCl, 300 mM NaCl, pH 7.5), then 100 μg / ml lysozyme was added and reacted on ice for 20 minutes. Thereafter, the suspension was subjected to a 5-second shaking procedure and a 10-second stabbing procedure five times using an ultrasonic disintegrator (Vibra-cellTM; Sonic & materials), and the cells were disrupted for 30 minutes in one cycle.

파쇄 된 세포를 4 ℃에서 60 분간 10,000 x g로 원심분리하여 불용성의 침전물을 제거한 후, 가용성 단백질이 포함된 상등액을 회수하였다. 회수된 상등액은 0.45 μm의 실린지 필터를 이용하여 남아있는 불순물들을 완전히 제거하고 Fast Protein Liquid chromatography (Biologic duoFlow System, Bio-Rad)를 이용하여 정제하였다. 본 실험에 사용된 단백질은 his-tag를 포함하고 있으므로 Ni-NTA 컬럼(BIO-RAD) 을 이용하였고, 이를 결합 버퍼(binding buffer)와 평형 상태에 도달하도록 한 후, 필터링 된 상등액을 2 ml/min의 속도로 흘려 부착하였으며, 세척 버퍼(50 mM Tris-HCl, 300 mM NaCl, 20 mM immidazole, pH 7.5)를 이용하여 니켈과 결합력이 약한 단백질들을 분리하였다.The disrupted cells were centrifuged at 10,000 x g for 60 minutes at 4 < 0 > C to remove insoluble precipitates, and the supernatant containing soluble proteins was recovered. The recovered supernatant was completely removed using a 0.45 μm syringe filter and purified using Fast Protein Liquid chromatography (Biologic duoFlow System, Bio-Rad). Since the protein used in this experiment contains his-tag, the Ni-NTA column (BIO-RAD) was used. After reaching the equilibrium with the binding buffer, the filtered supernatant was added to 2 ml / min, and proteins with weak binding ability to nickel were isolated using wash buffer (50 mM Tris-HCl, 300 mM NaCl, 20 mM immidazole, pH 7.5).

이어서, 용출 버퍼(elution buffer; 50 mM Tris-HCl, 300 mM NaCl, 300 mM immidazole, pH 7.5)를 5 ml/min 의 속도로 이미다졸(immidazole) 농도를 점점 높아지게 조작하여 1 ml tube에 500 ul씩 분획하여 회수하였다. 회수된 단백질은 1 L의 PBS(phosphate-buffered saline)를 이용하여 3~5회 투석(dialysis)하거나 desalting column (GE healthcare) 을 이용하여 염을 제거하였으며, 브래드포드 시험법(bradford assay)를 통해 단백질의 농도를 정량하였다.Subsequently, the immidazole concentration was gradually increased at a rate of 5 ml / min in an elution buffer (50 mM Tris-HCl, 300 mM NaCl, 300 mM immidazole, pH 7.5) Respectively. The recovered protein was dialyzed 3 to 5 times with 1 L of phosphate-buffered saline (PBS) or the salt was removed using a desalting column (GE healthcare). The bradford assay The concentration of protein was quantified.

재조합 단백질의 발현 확인을 위해 통상의 방법으로 SDS-PAGE를 수행하였으며 SDS-PAGE 샘플 dye에 환원제의 첨가 유무를 달리하여 이황화 결합에 따른 단백질의 올리고머화 여부를 확인하였다.SDS-PAGE was performed by conventional methods to confirm the expression of the recombinant protein, and the presence or absence of a reducing agent was determined in the SDS-PAGE sample dye to confirm oligomerization of the protein due to disulfide bond.

상기 실험 결과, COMP 단백질은 상기와 같은 조건에서 가용성 과발현을 확인하였으며, 이황화 결합에 따라 올리고머화 되어있는 것을 확인하였다(도 1). As a result of the above experiment, the COMP protein was confirmed to be soluble in overexpression under the above conditions and oligomerized according to disulfide bond (FIG. 1).

2: COMP-표지 단백질의 융합체 발현 및 정제2: Fusion expression and purification of COMP-labeled proteins

목적 단백질과 COMP 단백질을 융합 시에 발현 변화 확인을 위해, COMP 단백질에 표지 단백질을 융합하였다. In order to confirm expression changes when the target protein and the COMP protein were fused, the labeled protein was fused to the COMP protein.

재조합 벡터 pET_COMP-mCherry(C-mCherry), pET_COMP-Rluc8(C-rluc8)를 상기 기술된 형질 전환 방법을 통해 전 배양한 후, 상기 실시예 3-1에서와 같은 방법으로 본 배양하여 단백질의 발현을 유도하고 Ni-NTA 컬럼 (BIO-RAD)을 이용하여 정제하였다.The recombinant vector pET_COMP-mCherry (C-mCherry), pET_COMP-Rluc8 (C-rluc8) was pre-cultured through the above-described transformation method and then cultured in the same manner as in Example 3-1, And purified using a Ni-NTA column (BIO-RAD).

이후, SDS-PAGE를 통하여 가용성 단백질의 과발현을 확인하였으며 환원제를 첨가하지 않은 샘플에서 재조합 COMP-표지 단백질의 융합체가 올리고머화하는 것을 확인할 수 있었다(도 2).Thereafter, over-expression of soluble proteins was confirmed by SDS-PAGE, and it was confirmed that the fusion protein of the recombinant COMP-labeled protein was oligomerized in the sample without the reducing agent (FIG. 2).

3: COMP-표지 단백질 융합체 활성 확인3: Confirmation of activity of COMP-labeled protein fusants

목적 단백질과 COMP 단백질을 융합 시에 활성 변화 확인을 위해, 상기 실시예 3-2로부터 정제된 COMP-단백질의 융합체 활성을 측정하였다.To confirm the activity change upon fusion of the target protein and the COMP protein, the fibrin activity of the COMP-protein purified from the above Example 3-2 was measured.

C-mCherry의 형광을 측정하기 위해 분석기(Tecan Infinite M200 Plate Reader)를 이용하여 형광파장(Ex 587 nm/ Em 610 nm)을 조사하였으며 C-rluc8의 활성을 측정하기 위해 기질로 Coelenterazine(BIOTIUM)을 첨가하여 조도(luminescence)를 측정하였다. To measure the fluorescence of C-mCherry, fluorescence wavelength (Ex 587 nm / Em 610 nm) was examined using a Tecan Infinite M200 Plate Reader. Coelenterazine (BIOTIUM) was used as a substrate to measure the activity of C- And the luminescence was measured.

그 결과, COMP가 융합된 표지 단백질의 활성이 유지되는 것을 확인하였고, 이로부터 COMP 단백질에 목적 단백질을 융합하여도 기능이나 구조가 유지되고 있다는 것을 확인하였다(도 3).As a result, it was confirmed that the activity of the labeled protein fused to COMP was maintained, and it was confirmed that the function or structure was maintained even when the target protein was fused to the COMP protein (FIG. 3).

[실시예 4] COMP-인슐린 융합체 발현 및 활성 확인  [Example 4] Expression of COMP-insulin fusions and confirmation of activity

1: COMP-인슐린 융합체 발현 및 인슐린 수득율 1: COMP-insulin fusion expression and insulin yield

인슐린 유전자를 본 발명의 발현 벡터에 클로닝하여 발현을 확인하였다.The insulin gene was cloned into the expression vector of the present invention to confirm its expression.

또한 발현 정도의 비교를 위해, 알려진 융합파트너인 말토오스 결합 단백질(Maltose binding protein; MBP) 및 글루타치온-S-전이효소(Glutathione-S-transferase; GST)를 융합시켜 확인하였다.In addition, for comparison of the degree of expression, a known fusion partner, maltose binding protein (MBP) and glutathione-S-transferase (GST) were fused.

재조합 벡터 pET_proinsulin(In), pET_R1-COMP-proinsulin(R1-C-In), pET_R2-COMP-proinsulin(R2-C-In), pET_R3-COMP-proinsulin(R3-C-In), pET_R4-COMP-proinsulin(R4-C-In), pGEX_proinsulin(GST-In), pMAL_proinsulin(MBP-In)을 상기의 방법으로 각각 형질전환하고, 전 배양 후 상기 실시예 3에서와 동일한 방법으로 본 배양하여 단백질 발현을 유도하였다.COMP-proinsulin (R2-C-In), pET_R3-COMP-proinsulin (R3-C-In), pET_R4-COMP- (MBP-In) and pMAL_proinsulin (MBP-In) were transformed by the above-mentioned method, respectively. After pre-culture, the cells were cultured in the same manner as in Example 3, Respectively.

이후, SDS-PAGE를 통하여 발현을 확인하였다.Expression was then confirmed by SDS-PAGE.

그 결과, 융합파트너 없이 단독으로 인슐린 유전자만 포함하는 벡터가 도입된 균주는 인슐린 단백질을 발현하지 못했지만 융합파트너가 융합된 인슐린 유전자를 포함하는 벡터가 도입된 균주는 인슐린을 과발현하였다(도 4). As a result, the strain into which the vector containing only the insulin gene alone did not express the insulin protein, but the vector containing the insulin gene fused with the fusion partner overexpressed the insulin (FIG. 4).

Image J 이미지 프로그램을 이용하여 균주의 총 단백질 양 대비 목적 단백질의 발현량을 비교하였다.Image J image program was used to compare the amount of target protein expressed relative to the total protein amount of the strain.

그 결과, MBP-인슐린 융합체가 32%, 재조합 인슐린 단백질 융합체가 25.3~36.6%로 유사한 범위로 발현된 것을 확인하였다(도 5). As a result, it was confirmed that MBP-insulin fusions were expressed in a similar range of 32% and recombinant insulin protein fusions were in a range of 25.3 to 36.6% (FIG. 5).

이후, 발현된 인슐린 단백질의 융합파트너를 제거하고 활성형으로 만들기 위해 트립신을 처리하였다. 발현된 proinsulin 융합체를 8 M urea (pH 10.8)에 녹인 후 투명해진 proinsulin 융합체 용액에 3 mM 시스테인(cysteine)을 첨가하였다. 이후 24 시간 동안 4 ℃에서 교반한 뒤 염산으로 pH 8.5로 고정시키고, proinsulin과 트립신의 비율이 100:1이 되도록 처리하였다. 이후, 37 ℃에서 반응시키며 시간별로 샘플링하여 SDS-PAGE를 통해 분석하였다.Then, trypsin was treated to remove the fusion partner of the expressed insulin protein and make it active. The expressed proinsulin fusions were dissolved in 8 M urea (pH 10.8) and 3 mM cysteine was added to the clarified proinsulin fusion solution. Thereafter, the mixture was stirred at 4 ° C for 24 hours, then fixed at pH 8.5 with hydrochloric acid, and treated so that the ratio of proinsulin to trypsin was 100: 1. Thereafter, the reaction was carried out at 37 ° C and the sample was sampled over time and analyzed by SDS-PAGE.

그 결과, 도 6와 같이 기존의 융합 단백질에 비해 손실되는 단백질의 양이 적어 목적 단백질인 인슐린의 수득율이 향상된 것을 알 수 있으며, 이는 본 발명에서 사용된 COMP 단백질이 비교적 작은 크기를 가지고 있기 때문인 것으로 추정된다.As a result, as shown in FIG. 6, it can be seen that the amount of the protein lost is smaller than that of the existing fusion protein, and the yield of insulin as the target protein is improved. This is because the COMP protein used in the present invention has a relatively small size .

2: 재조합 인슐린 단백질 융합체에서 제조된 인슐린의 약물동태 실험2: Pharmacokinetic studies of insulin prepared from recombinant insulin protein fusions

6주령 C57BL/6 마우스를 각 군당 4 마리로 구성된 실험군으로 분류하였다.6-week-old C57BL / 6 mice were divided into experimental groups consisting of 4 mice per group.

하나의 실험군의 C57BL/6 마우스에 상기 과정을 통해 제조한 인슐린을 마우스 g당 50 μg의 투여량으로 피하 주사하였고, 0, 10, 20, 30, 40, 60, 120, 180, 240, 300, 및 360 분 경과 후 헤파린이 처리된 튜브에 채혈하여 원심분리 후 혈청을 수득하였다.In one experimental group, C57BL / 6 mice were subcutaneously injected with insulin prepared by the above procedure subcutaneously at a dose of 50 μg per g, and injected at 0, 10, 20, 30, 40, 60, 120, 180, And after 360 minutes blood was drawn into the heparin treated tubes to obtain serum after centrifugation.

각 시료에 대하여, 하기 효소면역분석법으로 분석하였다.Each sample was analyzed by the following enzyme immunoassay.

먼저, 인슐린에 대한 단클론항체(Anti-insulin antibody, ab9569, Abcam)를 인산염 완충용액에 10 μg/ml의 농도로 희석하여 100 μl를 96 well plate에 분주한 후 상온에서 15~18 시간 동안 방치하였다.First, a monoclonal antibody against insulin (ab9569, Abcam) was diluted to 10 μg / ml in phosphate buffer and 100 μl was dispensed into a 96-well plate and left at room temperature for 15 to 18 hours .

부착되지 않는 항체를 제거한 후, 1 % 소 혈청 알부민이 용해된 인산염완충용액 200 μl을 분주하여 상온에서 2 시간 방치하고, 세척 용액(인산염 완충용액, 0.05 % tween 20)으로 3회 세척한 후 용액을 제거하였다. 시료는 1 % 소 혈청 알부민이 용해된 인산염 완충용액으로 희석하였으며, 96 well plate에 첨가하여 상온에서 2시간 동안 반응시켰다. 세척용액으로 plate를 5 회 세척한 후 sulfo-NHS-biotin (pierec biotechnology, 미국)을 이용하여 접합시킨 인슐린 단클론 항체-biotin 접합체를 희석용액에 희석하여 96 well plate에 100 μl씩 분주하였다. 상기 plate를 상온에서 2시간 반응시킨 후, 세척 용액으로 5회 세척한 후 스트렙터비딘-HRP 용액을 가하여 상온에서 30 분간 반응시켰다. 다시 세척 용액으로 5회 세척하고 TMB(3,3', 5,5'-테트라메틸벤지딘)와 과산화수소수 발색 용액 100 μl를 각 well에 첨가한 후 암실에서 15 분간 반응시켰다. After removing the unattached antibody, 200 μl of phosphate buffer solution in which 1% bovine serum albumin was dissolved was dispensed, left at room temperature for 2 hours, washed three times with washing solution (phosphate buffer, 0.05% tween 20) . Samples were diluted with 1% bovine serum albumin dissolved phosphate buffer, added to 96 well plate and reacted at room temperature for 2 hours. After washing the plate 5 times with washing solution, the insulin monoclonal antibody-biotin conjugate conjugated with sulfo-NHS-biotin (pierec biotechnology, USA) was diluted in diluted solution and dispensed 100 μl into a 96-well plate. The plate was reacted at room temperature for 2 hours, washed with washing solution 5 times, and then treated with streptavidin-HRP solution at room temperature for 30 minutes. After washing 5 times with washing solution, 100 μl of TMB (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine) and hydrogen peroxide solution were added to each well and reacted for 15 minutes in a dark room.

이후, 1 M 황산 100 μl를 각 well에 첨가하여 반응을 종료시키고, 분석기(Tecan Infinite M200)로 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료의 정량 값은 표준물질에 대한 표준곡선을 작성한 후 회귀분석을 통해 계산하였다.Then, 100 μl of 1 M sulfuric acid was added to each well to terminate the reaction, and the absorbance at 450 nm was measured with an analyzer (Tecan Infinite M200). Quantitative values of each sample were calculated by regression analysis after creating a standard curve for the standard material.

그 결과는 도 7에 도시하였다. 이로부터, 본 발명의 재조합 인슐린 단백질 융합체에서 제조된 인슐린의 혈중 반감기(t1/2)는 42 분이고 혈중 최고농도 도달 시간(Tmax)은 13 분이며 시중에 판매되는 인슐린의 혈중반감기(t1/2)는 47분이고 혈중최고농도 도달 시간(Tmax)은 12 분으로 측정되었다.The results are shown in Fig. From this, the serum half-life of insulin produced in a recombinant insulin fusion protein of this invention (t 1/2) is 42 minutes and the maximum density arrival time (T max) in blood was 13 minutes, and serum half-life of insulin on the market (t 1 / 2 ) was 47 minutes and the maximum time to reach blood concentration (T max ) was 12 minutes.

이로부터, 본 발명에 따른 재조합 인슐린 단백질 융합체에서 제조된 인슐린은 시중에 판매되는 제품에 비하여 동등 이상의 체내 안정성을 갖는 것을 확인하였다.From these results, it was confirmed that the insulin prepared from the recombinant insulin protein fusions according to the present invention had the same or better in vivo stability than the products sold on the market.

3: 재조합 인슐린 단백질 융합체의 생체 내 활성 실험3: In vivo activity test of recombinant insulin protein fusants

당뇨 모델 마우스인 9주령의 db/db 마우스(Harlan Laboratories)를 각 군당 5 마리로 구성된 실험군으로 분류하였다. 사료 제한을 가하지 않은 상태에서 상기 과정을 통해 제조한 인슐린과 시중에 판매하는 인슐린을 각각 150 μg/g의 투여량으로 각 실험군의 마우스에 피하주사한 후, 0, 1, 3, 6, 12, 24, 48, 및 52 시간 경과 후 혈당계를 이용하여 혈당을 측정하였다. Diabetic model mice, 9-week-old db / db mice (Harlan Laboratories), were divided into experimental groups consisting of 5 mice per group. In the absence of dietary restriction, insulin and commercially available insulin prepared by the above procedure were injected subcutaneously into mice of each experimental group at a dose of 150 μg / g, and the concentrations of 0, 1, 3, 6, 12, After 24, 48, and 52 hours, blood glucose was measured using a glucose meter.

그 결과를 도 8에 도시하였다. 이로부터 각각의 인슐린은 24시간까지 혈당이 낮게 유지되었으며 이후 대조군과 유사한 값을 나타냈다. 이로부터 본 발명에 따른 제조방법을 통해 제조된 인슐린 또한 시중에 판매되는 제품과 동등 이상의 활성을 보여 의학용 단백질로 이용이 가능한 것을 확인하였다. The results are shown in Fig. From these results, each insulin was kept low in blood glucose until 24 hours and then showed similar value to the control group. From this, it was confirmed that insulin prepared by the manufacturing method according to the present invention had activity equal to or higher than that of a product sold on the market, and thus it could be used as a medical protein.

[실시예 5] 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체 발현 및 활성 확인 [Example 5] Expression of recombinant human growth hormone protein fusion and confirmation of activity

1: 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체 발현 및 정제1: expression and purification of recombinant human growth hormone protein fusions

재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체 발현을 알아보기 위해 COMP 단백질에 인간 성장 호르몬을 융합하였다.Human growth hormone was fused to the COMP protein to determine recombinant human growth hormone protein fusion expression.

재조합 벡터 pET_COMP-R-hGH (C-R-hGH)를 상기와 같은 방법으로 형질전환하여 전 배양 후 실시예 4에서와 같은 방법으로 본 배양하여, 단백질의 발현을 유도하고 Ni-NTA 컬럼(BIO-RAD)을 이용하여 정제하였다.The recombinant vector pET_COMP-R-hGH (CR-hGH) was transformed in the same manner as described above, and pre-cultured, and then cultured in the same manner as in Example 4 to induce protein expression, and the Ni-NTA column ).

이후, SDS-PAGE를 통하여 가용성 단백질의 과발현을 확인하였으며 환원제를 첨가하지 않은 샘플에서 재조합 COMP-인간 성장 호르몬 단백질의 융합체가 올리고머화하는 것을 확인할 수 있었다.Thereafter, over-expression of the soluble protein was confirmed by SDS-PAGE, and it was confirmed that the fusion protein of the recombinant COMP-human growth hormone protein was oligomerized in the sample to which the reducing agent was not added.

2: 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체의 약물동태 실험2: Pharmacokinetics of recombinant human growth hormone protein fusions

6주령 C57BL/6 마우스를 각 군당 4 마리로 구성된 실험군으로 분류하였다.6-week-old C57BL / 6 mice were divided into experimental groups consisting of 4 mice per group.

하나의 실험군의 C57BL/6 마우스에 상기 과정을 통해 제조한 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체를 마우스 g당 100 μg의 투여량으로 피하 주사하였고, 인산염 완충용액으로 희석하여 사용하였다. 0, 1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 및 48 시간 후 채혈하여 원심분리 후 혈청을 얻었다. 대조군으로는 인간 성장 호르몬인 Eutropin(LG t생명과학)을 마우스 g 당 50 μg의 투여량으로 피하 주사하였다.One experimental group of C57BL / 6 mice was subcutaneously injected with a recombinant human growth hormone protein fusion prepared by the above procedure subcutaneously at a dose of 100 μg per mouse and diluted with phosphate buffer solution. Blood was collected at 0, 1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, and 48 hours, and centrifuged to obtain serum. As a control, human growth hormone Eutropin (LG Life Science) was injected subcutaneously at a dose of 50 μg per mouse.

각 시료에 대하여, 하기 효소면역분석법으로 분석하였다.Each sample was analyzed by the following enzyme immunoassay.

먼저, 인간 성장 호르몬에 대한 단클론항체(Anti-growth hormone antibody, ab74324, Abcam)를 5 μg/ml의 농도로 상기 실시예 5의 방법에 따라 코팅 및 차단(blocking)하고, 시료는 희석 후 상온에서 2 시간 동안 반응시켰다. 인간 성장 호르몬 단클론항체-biotin 접합체를 사용하였으며, 이후 과정은 상기 실시예 5의 방법에 따라 수행하였다.First, the anti-growth hormone antibody (ab74324, Abcam) against human growth hormone was coated and blocked according to the method of Example 5 at a concentration of 5 μg / ml. After dilution, And reacted for 2 hours. Human growth hormone monoclonal antibody-biotin conjugate was used, and the subsequent procedure was performed according to the method of Example 5 above.

그 결과를 도 10에 도시하였다.The results are shown in Fig.

그 결과, 본 발명의 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체 (C-R-hGH)의 혈중 반감기(t1/2)는 11.4 시간이고 혈중 최고농도 도달 시간(Tmax)은 4시간이며 시중에 판매되는 인간 성장 호르몬 (hGH)의 혈중반감기(t1/2)는 3.6 시간이고 혈중 최고농도 도달 시간(Tmax)은 2.4시간이다. As a result, the blood half-life (t 1/2 ) of the recombinant human growth hormone protein fusion (CR-hGH) of the present invention was 11.4 hours and the maximum blood concentration reaching time (T max ) was 4 hours. (t 1/2 ) of the hGH (hGH) is 3.6 hours, and the maximum blood concentration reaching time (T max ) is 2.4 hours.

상기 결과로부터, 본 발명에 따른 재조합 인간 성장 호르몬 단백질 융합체는 인간 성장 호르몬에 비해 향상된 체내 안정성을 갖는다는 것을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that the recombinant human growth hormone protein fusions of the present invention have improved body stability compared to human growth hormone.

[실시예 6] 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체 발현 및 활성 확인 [Example 6] Expression of recombinant granulocyte stimulating factor protein fusants and confirmation of activity

1: 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체 발현 및 정제1: Recombinant granulocyte stimulating factor protein fusion expression and purification

재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체 발현을 알아보기 위해 COMP 단백질에 과립구 자극인자를 융합하였다.The recombinant granulocyte stimulating factor protein fusion protein was fused to the COMP protein in the presence of granulocyte stimulating factor.

재조합 벡터 pET_R-COMP-G_CSF (R-C-G_CSF), pET_COMP-R-G_CSF (C-R-G_CSF) 를 상기 설명된 바와 같이 형질전환하여 전 배양 후 실시예 4에서와 같이 본 배양하여 단백질의 발현을 유도하고 Ni-NTA 컬럼(BIO-RAD)을 이용하여 정제하였다.The recombinant vector pET_R-COMP-G_CSF (RC-G_CSF) and pET_COMP-R_GCSF (CR-G_CSF) were transformed as described above and pre-cultured, followed by culturing as in Example 4 to induce protein expression And purified using a Ni-NTA column (BIO-RAD).

이후, SDS-PAGE를 통하여 가용성 단백질의 과발현을 확인하였으며 환원제를 첨가하지 않은 샘플에서 재조합 단백질 융합체가 올리고머화하는 것을 확인하였다.(도 11). Thereafter, over-expression of soluble proteins was confirmed by SDS-PAGE and oligomerization of the recombinant protein fusions was confirmed in the sample to which no reducing agent was added (FIG. 11).

2: 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체의 약물동태 실험2: Pharmacokinetics of recombinant granulocyte stimulating factor protein fusants

6주령 C57BL/6 마우스를 각 군당 4 마리로 구성된 실험군으로 분류하였다.6-week-old C57BL / 6 mice were divided into experimental groups consisting of 4 mice per group.

하나의 실험군의 C57BL/6 마우스에 상기 과정을 통해 제조한 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체 (R-C-G_CSF)를 마우스 g당 200 ug의 투여량으로 피하 주사하였고, 인산염 완충용액으로 희석하여 사용하였다. 0, 1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 30, 및 48시간 후 채혈하여 원심분리 후 혈청을 얻었다. 대조군으로는 과립구 자극인자 Filgrastim(Gracin, 제일약품)을 마우스 g 당 100 ug의 투여량으로 피하 주사하였다.Recombinant granulocyte stimulating factor protein fusions (R-C-G_CSF) prepared by the above procedure were subcutaneously injected into C57BL / 6 mice in one experimental group at a dosage of 200 ug / g, and diluted with a phosphate buffer solution. Blood was collected at 0, 1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 30, and 48 hours, and centrifuged to obtain serum. As a control, granulocyte stimulating factor Filgrastim (Gracin, Jeil Pharm) was subcutaneously injected at a dose of 100 ug per mouse.

각 시료에 대하여, 하기 효소면역분석법으로 분석하였다.Each sample was analyzed by the following enzyme immunoassay.

먼저, 과립구 자극인자에 대한 단클론항체(Anti-G-CSF antibody, ab9691, Abcam)를 5 μg/ml의 농도로 상기 실시예 5의 방법에 따라 코팅 및 차단(blocking)하고, 시료는 희석 후 상온에서 2 시간 동안 반응시켰다. 과립구 자극인자 단클론항체-biotin 접합체를 사용하였으며, 이후 과정은 상기 실시예 5의 방법에 따라 수행하였다.First, the anti-G-CSF antibody (ab9691, Abcam) against the granulocyte stimulating factor was coated and blocked at a concentration of 5 μg / ml according to the method of Example 5, For 2 hours. The granulocyte stimulating factor monoclonal antibody-biotin conjugate was used, and the subsequent procedure was carried out according to the method of Example 5 above.

그 결과를 도 12에 도시하였다.The results are shown in Fig.

그 결과, 본 발명의 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체 (R-C-G_CSF)의 혈중 반감기(t1/2)는 18.4시간이고 혈중 최고농도 도달 시간(Tmax)은 8.1 시간이며 시중에 판매되는 과립구 자극인자의 혈중 반감기(t1/2)는 9.4 시간이고 혈중 최고농도 도달 시간(Tmax)은 4.3 시간이다.As a result, the plasma half-life (t 1/2 ) of the recombinant granulocyte stimulating factor protein fusion (RC-G_CSF) of the present invention was 18.4 hours and the maximum blood concentration reaching time (T max ) was 8.1 hours. (T 1/2 ) is 9.4 hours and the maximum blood concentration reaching time (T max ) is 4.3 hours.

상기 결과로부터, 본 발명에 따른 재조합 과립구 자극인자 단백질 융합체는 대조군에 비해 상대적으로 증가된 체내 안정성을 갖는다는 것을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that the recombinant granulocyte stimulating factor protein fusions according to the present invention have relatively increased body stability as compared with the control group.

[실시예 7] 재조합 표적 지향성 도메인 융합체 및 활성 확인  [Example 7] Recombinant target-directed domain fusions and activity confirmation

1: 재조합 표적 지향성 도메인 융합체 발현 및 정제1: Recombinant target-directed domain fusion expression and purification

재조합 표적 지향성 도메인 융합체 발현을 알아보기 위해 COMP 단백질 N-말단에 EGFR 결합 단백질을 융합하였다.The EGFR binding protein was fused to the N-terminus of the COMP protein to reveal recombinant target-directed domain fusion expression.

재조합 벡터 pET_EGFR-R-COMP (EGFR-R-C)를 상기 설명된 바와 같이 형질전환하여 전 배양 후 실시예 4에서와 같이 본 배양하여 단백질의 발현을 유도하고 Ni-NTA 컬럼 (BIO-RAD)을 이용하여 정제하였다.The recombinant vector pET_EGFR-R-COMP (EGFR-RC) was transformed as described above and pre-cultured, and then cultured as in Example 4 to induce expression of the protein. Using Ni-NTA column (BIO-RAD) Lt; / RTI >

이후, SDS-PAGE를 통하여 가용성 단백질의 과발현을 확인하였으며 환원제를 첨가하지 않은 샘플에서 재조합 표적 지향성 도메인 융합체가 올리고머화하는 것을 확인할 수 있었으며, 겔 여과(gel filtration)을 수행한 결과에서도 다중체 단백질의 균질성을 확인하였다(도 13).Thereafter, over-expression of soluble proteins was confirmed by SDS-PAGE, and it was confirmed that the recombinant target-directed domain fusions were oligomerized in a sample to which no reducing agent was added. Also, gel filtration showed that the multimeric protein Homogeneity was confirmed (Fig. 13).

2: 재조합 표적 지향성 도메인 융합체 활성 확인2: Identification of recombinant target-directed domain fusant activity

정제된 재조합 표적 지향성 도메인 융합체 (EGFR-R-C)의 활성을 확인하기 위해 EGFR이 세포 표면에 과발현되는 세포주를 이용하여 FACS를 수행하였다.To confirm the activity of purified recombinant target-directed domain fusions (EGFR-R-C), FACS was performed using cell lines overexpressing EGFR on the cell surface.

먼저, 재조합 표적 지향성 도메인 융합체에 대한 형광 표지를 위해 최종 0.1 M sodium carbonate 버퍼(pH 9.0)로 투석한 후, FITC(Fluorescein isothiocyanate) 를 융합체 mg당 20 μg 첨가하여 잘 혼합한 후 상온에서 2 시간 이상 반응시켰다.First, dialyzed with 0.1 M sodium carbonate buffer (pH 9.0) for fluorescence labeling of recombinant target-directed domain fusions, 20 μg of FITC (Fluorescein isothiocyanate) was added per mg of fusion substance, Lt; / RTI >

이후, PBS(Phosphate Buffered Saline)로 투석하여 free dye를 제거하여 buffering을 하고 -20 ℃에 보관하였다.Subsequently, the cells were dialyzed against phosphate buffered saline (PBS) to remove free dye, buffered and stored at -20 ° C.

반응성 확인을 위한 세포주는 HT29 세포와 A549 세포를 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium) 배지에 10 % FBS(Fetal Bovine Serum) 를 포함한 배지를 사용하여 5% CO2, 37 ℃ 조건에서 배양하였다.HT29 cells and A549 cells were cultured in DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium) at 5% CO 2 and 37 ° C using a medium containing 10% FBS (Fetal Bovine Serum).

배양 24 시간 후 세포를 1 x DPBS(Dulbecco's Phosphate Buffered Saline)로 1 회 세척하였다. 이후, 세포 수가 2 x 105/ml이 되도록 준비하여 FITC 라벨링된 재조합 표적 지향성 도메인 융합체를 농도별로 반응시켰다.After 24 hours of incubation, the cells were washed once with 1 x DPBS (Dulbecco's Phosphate Buffered Saline). Then, the cells were prepared so as to have a cell number of 2 x 10 < 5 > / ml, and the FITC-labeled recombinant target-oriented domain fusions were reacted by concentration.

이후, FACS 를 이용하여 세포주와 결합된 재조합 표적 지향성 도메인 융합체를 형광파장(Ex 490 nm/Em 525 nm)에서 측정하였다. Subsequently, recombinant target-directed domain fusions conjugated with cell lines were measured at the fluorescence wavelength (Ex 490 nm / Em 525 nm) using FACS.

그 결과, 도 14에 도시된 바와 같이, FITC 라벨링된 재조합 표적 지향성 도메인 융합체를 처리한 세포주가 대조군에 비해 더 높은 형광 값을 갖음을 알 수 있으며, 이를 통해 결합능을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 14, it was found that the cell line treated with the FITC-labeled recombinant target-oriented domain fusion had a higher fluorescence value than that of the control, and the binding ability was confirmed through this.

또한, COMP 단백질은 자가 조립성 올리고머화가 가능하므로, 결합 단백질에 적용할 경우, 같은 결합능력(affinity)을 가지고 있어도 복합체에 대한 결합 세기를 지닌 COMP 융합체가 더 높은 결합활성(avidity)을 가질 수 있는데, 이를 확인하기 위해 세포주를 이용한 효소결합면역흡착검사(Enzyme-linked immunosorbent assay)를 수행하였다.In addition, since the COMP protein can be self-assembled oligomerization, the COMP fusions having binding strength to the complex can have higher avidity even when they have the same binding affinity when applied to binding proteins , And an enzyme-linked immunosorbent assay was performed using a cell line to confirm this.

상기와 같은 방법으로 배양한 HT29 세포를 세포수가 2 x 104/100 μl/well 이 되도록 96 well plate에 각각 분주하고 5% CO2, 37 ℃ 조건에서 18 시간 배양하였다. 세포 고정을 위해 4 % p-포름알데히드 처리 후, FITC 라벨링된 재조합 표적 지향성 도메인 융합체와 EGFR 결합 단백질을 농도 별로 웰당 30 분간 반응시켰다.In each divider and 5% CO 2, 37 ℃ conditions the HT29 cell culture in the same way the number of cells in the 96 well plate so that the 2 x 10 4/100 μl / well and the cells were cultured for 18 hours. After 4% p-formaldehyde treatment for cell fixation, FITC-labeled recombinant target-directed domain fusions and EGFR binding protein were reacted per well for 30 minutes per concentration.

이후, PBS로 3회 세척 후 분석기(Tecan Infinite M200 Plate Reader)를 이용하여 형광파장(Ex 490 nm/Em 525 nm)에서 측정하였다. After washing three times with PBS, the fluorescence was measured at a fluorescence wavelength (Ex 490 nm / Em 525 nm) using an analyzer (Tecan Infinite M200 Plate Reader).

그 결과, 도 15에 도시된 바와 같이 재조합 표적 지향성 도메인 융합체 (EGFR-R-C)가 10 nmol 농도부터 EGFR 결합 단독 단백질보다 높은 형광값을 나타내므로, COMP 단백질에 의한 다중화에 의해 결합 활성이 증대된 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 15, since the recombinant target-directed domain fusion (EGFR-RC) exhibits a fluorescent value higher than that of the EGFR-binding single protein at a concentration of 10 nmol, the binding activity is enhanced by multiplexing by the COMP protein Respectively.

[실시예 8] 재조합 표적 지향성 펩타이드 융합체 발현 및 활성 확인  [Example 8] Expression of recombinant target-directed peptide fusion and confirmation of activity

1: 재조합 표적 지향성 펩타이드 융합체 발현 및 정제1: Recombinant target-directed peptide fusion expression and purification

재조합 표적 지향성 펩타이드 융합체 발현을 확인하기 위해 COMP 단백질에 표적 지향성 펩타이드를 융합하였다.Recombinant Targeted Peptide Fusion of the targeting peptide to the COMP protein to confirm fusion expression.

타겟 펩타이드는 αvβ3 integrin binding RGD 펩타이드(ACDCRGDCFCG; T)이며, 재조합 벡터 pET_T-mCherry (T-M), pET_T-COMP (T-C), pET_T-COMP-mCherry (T-C-M), pET_T-R-COMP (T-R-C), pET_T-COMP-R1-mCherry (T-C-R1-M), pET_T-R2-COMP-mCherry (T-R2-C-M), pET_T-COMP-mCherry-R3 (T-C-M-R3)를 상기설명된 바와 같이 형질전환하여 전 배양 후 실시예 4에서와 같이 본 배양하여 단백질의 발현을 유도하고 Ni-NTA 컬럼(BIO-RAD)을 이용하여 정제하였다.The target peptide is a recombinant vector pET_T-mCherry (TM), pET_T-COMP (TC), pET_T-COMP-mCherry (TCM), pET_T-R-COMP (TRC), pET_T (TC-R1-M), pET_T-R2-COMP-mCherry (T-R2-CM) and pET_T-COMP-mCherry-R3 After the pre-culture, the protein was cultured as in Example 4 to induce the expression of the protein and purified using a Ni-NTA column (BIO-RAD).

이후, SDS-PAGE를 통하여 재조합 단백질 발현을 확인한 결과, COMP 단백질에 단독으로 표적 지향성 펩타이드가 융합된 클론(pET_T-COMP, pET_T-COMP-mCherry)의 경우, 과발현은 확인되었으나 가용성 비율이 적으며(도 16), 웨스턴 블로팅(western blotting) 방법으로 COMP-펩타이드 융합체를 분석하였을 때, 배양 시간이 경과함에 따라 펩타이드 부위가 분해되어 두 가지 크기의 단백질이 확인되었다(도 17).As a result of confirming the expression of the recombinant protein by SDS-PAGE, overexpression of the clone (pET_T-COMP, pET_T-COMP-mCherry) fused with the target protein alone to the COMP protein was confirmed but the soluble ratio was small 16). When COMP-peptide fusions were analyzed by western blotting, peptide portions were degraded with the lapse of incubation time, and two sizes of proteins were identified (Fig. 17).

상기와 같은 결과는 이는 숙주 내 단백질 가수분해효소(protease)에 의해 불안정한 저분자 펩타이드가 분해되는 것으로 추정할 수 있다. 반면 본 발명에 의해 발현된 번역속도 조절 펩타이드가 포함된 재조합 단백질 융합체 클론의 경우, 형광단백질과 융합하지 않은 융합체(pET_T-R-COMP, 도 18)나 융합한 융합체 (pET_T-COMP-R1-mCherry, pET_T-R2-COMP-mCherry, pET_T-COMP-mCherry-R3, 도 19) 모두 가용성 과발현을 하며, 배양 시간이 경과하더라도 단백질 가수분해효소에 의해 분해되는 현상이 발생하지 않음을 확인하였다.These results suggest that the low-molecular peptide, which is unstable by the protease in the host, is degraded. In contrast, in the case of a recombinant protein fused clone containing the translation rate-regulating peptide expressed by the present invention, a fusion protein (pET_T-R-COMP, FIG. 18) or a fused fusion protein (pET_T-COMP-R1-mCherry , pET_T-R2-COMP-mCherry, pET_T-COMP-mCherry-R3, FIG. 19) were all over soluble and did not show degradation by protein hydrolytic enzymes even after the lapse of incubation time.

일반적으로 다중체화 단백질을 융합파트너로 사용하여 저분자 펩타이드를 발현시키더라도 저분자 펩타이드가 분해되는 한계점이 있으나, 본 발명에 의한 번역속도 조절 펩타이드가 포함된 COMP-펩타이드 융합체는 단백질의 발현량, 가용성, 안정성 등이 모두 우수한 현저한 효과가 있음을 확인하였다.In general, even when a multimeric protein is used as a fusion partner to express a low-molecular peptide, there is a limit to decompose the low-molecular peptide. However, the COMP-peptide fusion comprising the translation rate- Etc., were found to have a remarkable effect.

2: 재조합 표적 지향성 펩타이드 융합체 활성 확인2: Confirmation of activity of recombinant target-oriented peptide fusants

본 발명의 정제된 재조합 표적 지향성 펩타이드 융합체의 활성을 확인하기 위해 동물 세포주를 이용하여 결합능을 분석하였다.In order to confirm the activity of the purified recombinant target-directed peptide fusions of the present invention, binding capacity was analyzed using animal cell lines.

표적 지향성 펩타이드의 양성 대조군으로 α-MEM 배지에 U87MG 세포를, RPMI 1640 배지에 MDA-MB-435 세포와 10 % FBS(Fetal Bovine Serum) 를 포함한 배지를 사용하여 5% CO2, 37 ℃ 조건에서 배양하였다.U87MG cells were cultured in a medium containing 5% CO 2 and MDA-MB-435 cells and 10% FBS (Fetal Bovine Serum) in RPMI 1640 medium at 37 ° C in α-MEM medium as a positive control for the target- Lt; / RTI >

대조군으로는 고농도 글루코스 DMEM 배지에 M21L 세포를 사용하였다.As a control, M21L cells were used in high glucose DMEM medium.

배양 24 시간 후 세포를 1 x DPBS로 1 회 세척하였다. 이후, 세포 수가 3 x 105/ml이 되도록 24 well plate에 분주하여 배양하였다. 16 시간 배양 후, 다시 DPBS로 세척하고 10 mg/ml BSA(bovine serum albumin)이 포함된 DPBS로 차단(blocking)한 후, 500 nM의 정제된 단백질을 각 well에 첨가하여 반응시켰다.After 24 hours of incubation, the cells were washed once with 1 x DPBS. Then, the cells were cultured in a 24-well plate at a density of 3 × 10 5 / ml. After incubation for 16 hours, the cells were washed with DPBS and blocked with DPBS containing 10 mg / ml BSA (bovine serum albumin). Then, 500 nM of purified protein was added to each well for reaction.

사용된 융합체는 pET_T-COMP-R1-mCherry (T-C-R1-M), pET_T-R2-COMP-mCherry (T-R2-C-M), pET_T-COMP-mCherry-R3 (T-C-M-R3)이며, 대조군으로는 pET_T-mCherry (T-M)을 사용하였다.The fusants used were pET_T-COMP-R1-mCherry (TC-R1-M), pET_T-R2-COMP-mCherry PET_T-mCherry (TM) was used.

30분 경과 후, DPBS로 충분히 세척하고 분석기(Tecan Infinite M200 Plate Reader)로, 세포주와 결합된 COMP 융합체를 이용하여 형광파장(Ex 587 nm/ Em 610 nm)에서 측정하였다.After 30 minutes, the cells were washed thoroughly with DPBS and measured at fluorescence wavelength (Ex 587 nm / Em 610 nm) using an analyzer (Tecan Infinite M200 Plate Reader) and COMP fusions conjugated with the cell line.

그 결과, 양성 대조군에서 세포와 결합된 융합체를 확인하였으며, 번역 속도 조절 펩타이드가 포함된 COMP 단백질과 융합되지 않은 대조군 T-M 융합체의 결합 형광세기에 비해 T-C-M 융합체에서 더 높은 형광세기 값을 나타냄으로써, 결합력이 더욱 우수함을 확인하였다. As a result, it was confirmed that the cells were bound to the fusions in the positive control, and the fluorescence intensities of the TCM fusions were higher than the binding fluorescence intensities of the COMP protein and the control fusion fused with the translation rate controlling peptide, .

이후, his-tag을 이용한 ELISA를 수행하였다. Then, ELISA using his-tag was performed.

상기와 같이 세포를 준비하여 웰당 동일한 부피의 8 % p-포름알데히드를 첨가하고 15 분간 반응시켰다. 이후, DPBS로 세척하고 10 mg/ml BSA이 포함된 DPBS로 차단(blocking)한 후, 500 nM의 정제된 단백질을 각 well에 첨가하여 반응시켰다.Cells were prepared as above and 8% p-formaldehyde of the same volume per well was added and allowed to react for 15 minutes. After washing with DPBS and blocking with DPBS containing 10 mg / ml BSA, 500 nM of purified protein was added to each well for reaction.

DPBS로 충분히 세척하고 anti-His 항체(ab18184, Abcam)를 첨가한 후, rabbit anti-Fab 항체(ab87422, Abcam) 투입하여 반응시켰다.After washing with DPBS and adding anti-His antibody (ab18184, Abcam), rabbit anti-Fab antibody (ab87422, Abcam) was added and reacted.

다시 DPBS로 충분히 세척하고 TMB(3,3', 5,5'-테트라메틸벤지딘)를 첨가한 후, 1 M 황산을 혼합하여 반응을 중지하고 450 nm 흡광으로 측정하였다.After sufficiently washing with DPBS and adding TMB (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine), the reaction was stopped by mixing 1 M sulfuric acid and measured by absorption at 450 nm.

그 결과, 양성 실험군에서 세포와 결합된 융합체를 확인할 수 있었으며, 상기 형광 측정의 경우와 마찬가지로, 형광 단백질에 표적 지향성 펩타이드가 융합된 융합체의 결합력에 비해 재조합 표적 지향성 펩타이드 융합체에서 더 높은 결합력을 나타내, 상기 실시예 8에서와 같이 COMP 융합체가 더 높은 결합 활성(bindnig avidity)을 지니는 것을 재확인하여 본 발명을 완성하였다(도 20).As a result, it was possible to confirm the fused cells bound to the cells in the positive test group. As in the case of the fluorescence measurement, the fluorescence protein exhibited a higher binding force in the recombinant target-oriented peptide fusions compared to the binding force of the fused target- The present inventors completed the present invention by confirming that COMP fusions have higher binding activity as in Example 8 (Fig. 20).

<110> University Industry Liaison Office Of Chonnam National University <120> ethod of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof <130> P17120761474 <160> 35 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 234 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP protein multimerization moiety + histidine tag <400> 1 atgccgccta ctccgccaac tccgtctccg tctactccgc caactccgtc tccgggatcc 60 ggagacctgg gcccgcagat gctgcgtgaa ctgcaggaaa ccaacgctgc tctgcaggac 120 gttcgtgact acctgcgtca gctggttcgt gaaatcacct tcctgaaaaa caccgttatg 180 gaatgcgacg cttgcggtat gcagcagact agtcatcacc atcaccatca ctaa 234 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP1 <400> 2 atacatatgc cgcctactcc gccaactccg 30 <210> 3 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP2 <400> 3 gccgcaagct ttcgtgatcc tccctgctgc ataccg 36 <210> 4 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP3 <400> 4 gccgcaagct tcaccatcac catcaccatt cgtgatcctc cctgctgcat accg 54 <210> 5 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MCH1 <400> 5 cagcagggag gatcacgagt gagcaagggc gaggaggata aca 43 <210> 6 <211> 41 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MCH2 <400> 6 gtgctcgagt gcggccgcct acttgtacag ctcgtccatg c 41 <210> 7 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RLU1 <400> 7 cagcagggag gatcacgagc ttccaaggtg tacgaccc 38 <210> 8 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RLU2 <400> 8 gtgctcgagt gcggccgctc aatgatgatg atgatgatgg tcga 44 <210> 9 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> INSU1 <400> 9 atatcatatg tttgtgaacc aacacctgtg c 31 <210> 10 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> INSU2 <400> 10 atataagctt ctatccgcag tagttctcca gctgg 35 <210> 11 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COINSU1 <400> 11 cagcagggag gatcacgatt tgtgaaccaa cacctgtgc 39 <210> 12 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COINSU2 <400> 12 gtgctcgagt gcggccgcct atccgcagta gttctccagc tgg 43 <210> 13 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COHGH1 <400> 13 cagcagggag gatcacgaga attcaggact gaatcgtgct caca 44 <210> 14 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COHGH2 <400> 14 gtgctcgagt gcggccgcga attcaacagg catctactga gtgg 44 <210> 15 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COCSF1 <400> 15 cagcagggag gatcacgagg acctgccacc cagagc 36 <210> 16 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COCSF2 <400> 16 gtgctcgagt gcggccgctc agggctgggc aagg 34 <210> 17 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFCO1 <400> 17 gaaggagata tacatatgga aaccattacc gtgag 35 <210> 18 <211> 79 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFCO2 <400> 18 agttggcgga gtaggcgggg atcctccacc tcctgatcca ccacctccag aaccgcctcc 60 accggtcggg caaataatg 79 <210> 19 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDM1 <400> 19 atatcatatg gcttgtgact gcaggggaga ctgcttctgc ggtgtgagca agggcga 57 <210> 20 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDM2 <400> 20 gactcgaagc ttctacttgt acagctcgtc catgcc 36 <210> 21 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDCO1 <400> 21 gaaggagata tacatatggc ttgtgactgc agggga 36 <210> 22 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDCO2 <400> 22 agttggcgga gtaggcggac cccagaagca gtctcccct 39 <210> 23 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R1COMPIN <400> 23 atatacatat gtgccactgc caccgatctc gatctccgcc tactccgcca a 51 <210> 24 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R2COMPIN <400> 24 atatacatat gcgatgtcga tgttgccact gccacaggtc tccgcctact ccgccaa 57 <210> 25 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R3COMPIN <400> 25 atatacatat gcgatctcga tctaggcaca ggccgcctac tccgccaa 48 <210> 26 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R4COMPIN <400> 26 atatacatat gcgatgtcga tgtaggcaca ggcactgccc gcctactccg ccaa 54 <210> 27 <211> 55 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMRHGH <400> 27 cttgcggtat gcagcagagg tgtaggtgtc gatctgaatt caggactgaa tcgtg 55 <210> 28 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RCOMCSF <400> 28 tatacatatg cgacaccgac acaggtgtag gtgttgctct tgctctccgc ctactccgcc 60 aact 64 <210> 29 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMRCSF <400> 29 tgcggtatgc agcagcgaca ccgacactgc tgttgctgta gg 42 <210> 30 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFRRCOM <400> 30 cgatgtcgat gttgctcttg cccgcctact ccgccaact 39 <210> 31 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TRCOM <400> 31 aggcacaggc actgctgttg ctgtccgcct actccgccaa ct 42 <210> 32 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TCOMR1M <400> 32 tgcggtatgc agcagtgcca ctgccaccga tgtcgatgta gg 42 <210> 33 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TR2COMM <400> 33 caccgacaca ggtgtaggcc gcctactccg ccaact 36 <210> 34 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TCOMMR3 <400> 34 cgacaccgac actgctcttg ctctagg 27 <210> 35 <211> 77 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP protein multimerization moiety + histidine tag : protein sequence <400> 35 Met Pro Pro Thr Pro Pro Thr Pro Ser Pro Ser Thr Pro Pro Thr Pro 1 5 10 15 Ser Pro Gly Ser Gly Asp Leu Gly Pro Gln Met Leu Arg Glu Leu Gln 20 25 30 Glu Thr Asn Ala Ala Leu Gln Asp Val Arg Asp Tyr Leu Arg Gln Leu 35 40 45 Val Arg Glu Ile Thr Phe Leu Lys Asn Thr Val Met Glu Cys Asp Ala 50 55 60 Cys Gly Met Gln Gln Thr Ser His His His His His His 65 70 75 <110> University Industry Liaison Office of Chonnam National University <120> ethod of producing recombinant protein by combining          multimerization moiety and solubility controlling technique and          use thereof <130> P17120761474 <160> 35 <170> KoPatentin 3.0 <210> 1 <211> 234 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP protein multimerization moiety + histidine tag <400> 1 atgccgccta ctccgccaac tccgtctccg tctactccgc caactccgtc tccgggatcc 60 ggagacctgg gcccgcagat gctgcgtgaa ctgcaggaaa ccaacgctgc tctgcaggac 120 gttcgtgact acctgcgtca gctggttcgt gaaatcacct tcctgaaaaa caccgttatg 180 gaatgcgacg cttgcggtat gcagcagact agtcatcacc atcaccatca ctaa 234 <210> 2 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP1 <400> 2 atacatatgc cgcctactcc gccaactccg 30 <210> 3 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP2 <400> 3 gccgcaagct ttcgtgatcc tccctgctgc ataccg 36 <210> 4 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP3 <400> 4 gccgcaagct tcaccatcac catcaccatt cgtgatcctc cctgctgcat accg 54 <210> 5 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MCH1 <400> 5 cagcagggag gatcacgagt gagcaagggc gaggaggata aca 43 <210> 6 <211> 41 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MCH2 <400> 6 gtgctcgagt gcggccgcct acttgtacag ctcgtccatg c 41 <210> 7 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RLU1 <400> 7 cagcagggag gatcacgagc ttccaaggtg tacgaccc 38 <210> 8 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RLU2 <400> 8 gtgctcgagt gcggccgctc aatgatgatg atgatgatgg tcga 44 <210> 9 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> INSU1 <400> 9 atatcatatg tttgtgaacc aacacctgtg c 31 <210> 10 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> INSU2 <400> 10 atataagctt ctatccgcag tagttctcca gctgg 35 <210> 11 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COINSU1 <400> 11 cagcagggag gatcacgatt tgtgaaccaa cacctgtgc 39 <210> 12 <211> 43 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COINSU2 <400> 12 gtgctcgagt gcggccgcct atccgcagta gttctccagc tgg 43 <210> 13 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COHGH1 <400> 13 cagcagggag gatcacgaga attcaggact gaatcgtgct caca 44 <210> 14 <211> 44 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COHGH2 <400> 14 gtgctcgagt gcggccgcga attcaacagg catctactga gtgg 44 <210> 15 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COCSF1 <400> 15 cagcagggag gatcacgagg acctgccacc cagagc 36 <210> 16 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COCSF2 <400> 16 gtgctcgagt gcggccgctc agggctgggc aagg 34 <210> 17 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFCO1 <400> 17 gaaggagata tacatatgga aaccattacc gtgag 35 <210> 18 <211> 79 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFCO2 <400> 18 agttggcgga gtaggcgggg atcctccacc tcctgatcca ccacctccag aaccgcctcc 60 accggtcggg caaataatg 79 <210> 19 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDM1 <400> 19 atatcatatg gcttgtgact gcaggggaga ctgcttctgc ggtgtgagca agggcga 57 <210> 20 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDM2 <400> 20 gactcgaagc ttctacttgt acagctcgtc catgcc 36 <210> 21 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDCO1 <400> 21 gaaggagata tacatatggc ttgtgactgc agggga 36 <210> 22 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RGDCO2 <400> 22 agttggcgga gtaggcggac cccagaagca gtctcccct 39 <210> 23 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R1COMPIN <400> 23 atatacatat gtgccactgc caccgatctc gatctccgcc tactccgcca a 51 <210> 24 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R2COMPIN <400> 24 atatacatat gcgatgtcga tgttgccact gccacaggtc tccgcctact ccgccaa 57 <210> 25 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R3COMPIN <400> 25 atatacatat gcgatctcga tctaggcaca ggccgcctac tccgccaa 48 <210> 26 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> R4COMPIN <400> 26 atatacatat gcgatgtcga tgtaggcaca ggcactgccc gcctactccg ccaa 54 <210> 27 <211> 55 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMRHGH <400> 27 cttgcggtat gcagcagagg tgtaggtgtc gatctgaatt caggactgaa tcgtg 55 <210> 28 <211> 64 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RCOMCSF <400> 28 tatacatatg cgacaccgac acaggtgtag gtgttgctct tgctctccgc ctactccgcc 60 aact 64 <210> 29 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COMRCSF <400> 29 tgcggtatgc agcagcgaca ccgacactgc tgttgctgta gg 42 <210> 30 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EGFRRCOM <400> 30 cgatgtcgat gttgctcttg cccgcctact ccgccaact 39 <210> 31 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TRCOM <400> 31 aggcacaggc actgctgttg ctgtccgcct actccgccaa ct 42 <210> 32 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TCOMR1M <400> 32 tgcggtatgc agcagtgcca ctgccaccga tgtcgatgta gg 42 <210> 33 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TR2COMM <400> 33 caccgacaca ggtgtaggcc gcctactccg ccaact 36 <210> 34 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TCOMMR3 <400> 34 cgacaccgac actgctcttg ctctagg 27 <210> 35 <211> 77 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> COMP protein multimerization moiety + histidine tag: protein          sequence <400> 35 Met Pro Pro Thr Pro Pro Thr Pro Ser Ser Thr Pro Pro Thr Pro   1 5 10 15 Ser Pro Gly Ser Gly Asp Leu Gly Pro Gln Met Leu Arg Glu Leu Gln              20 25 30 Glu Thr Asn Ala Leu Gln Asp Val Arg Asp Tyr Leu Arg Gln Leu          35 40 45 Val Arg Glu Ile Thr Phe Leu Lys Asn Thr Val Met Glu Cys Asp Ala      50 55 60 Cys Gly Met Gln Gln Thr Ser His His His His His  65 70 75

Claims (18)

a) 자가 조립성 다중체 단백질을 코딩하는 유전자; 및
번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열이 목적 단백질을 코딩하는 유전자 또는 상기 자가 조립성 다중체 단백질과 목적 단백질의 융합 단백질(fusion protein)을 코딩하는 핵산 서열의 내부 또는 외부에 접목된, 핵산 서열;을 포함하는 벡터를 제조하는 단계;
b) 상기 벡터를 숙주 세포에 형질전환하여 형질전환체를 제조하는 단계; 및
c) 상기 형질전환체를 배양하여 재조합 단백질을 수득하는 단계;
를 포함하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
a) a gene encoding an autogenous multimeric protein; And
Wherein the nucleic acid sequence encoding the peptide for controlling the translation rate is selected from the group consisting of a gene encoding a target protein or a nucleic acid sequence encoding a fusion protein of the self- Preparing a vector comprising the sequence;
b) transforming the vector into a host cell to produce a transformant; And
c) culturing the transformant to obtain a recombinant protein;
&Lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 자가 조립성 다중체 단백질은 기질 단백질군(matrix protein family), 전사 인자 단백질군(transcription protein family), 성장인자군(growth factor family) 또는 분비 단백질군(secretory protein family)에 포함되는 도메인을 포함하는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
The method according to claim 1,
The self-assembling multispecific protein includes a domain contained in a matrix protein family, a transcription protein family, a growth factor family, or a secretory protein family. Wherein the recombinant fusion protein is a recombinant fusion protein.
제 2항에 있어서,
상기 기질 단백질군에 속하는 도메인은 연골 기질 단백질(cartilage matrix protein) 또는 연골 올리고머 기질 단백질(cartilage oligomeric matrix protein; COMP)에 포함되는 도메인인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the domain belonging to the substrate protein group is a domain contained in a cartilage matrix protein or a cartilage oligomeric matrix protein (COMP).
제 3항에 있어서,
상기 연골 올리고머 기질 단백질은 5 개의 동일한 설파이드 결합 서브 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the cartilage oligomer substrate protein is composed of five identical sulfide binding subunits.
제 1항에 있어서,
상기 번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열은 숙주 세포의 희귀 코돈(rare codon)의 수집을 통해 얻는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nucleic acid sequence encoding the peptide for controlling the translation rate is obtained by collecting a rare codon of the host cell.
제 5항에 있어서,
상기 번역 속도 조절을 위한 펩타이드를 코딩하는 핵산 서열은 서열번호 23 내지 서열번호 34로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the nucleic acid sequence encoding the peptide for the translation rate regulation is selected from SEQ ID NO: 23 to SEQ ID NO: 34.
제 5항에 있어서,
상기 희귀 코돈의 수집은 코돈의 빈도수 및 이소 수용체(isoacceptor) tRNA 유전자 수를 분석하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the collection of the rare codons is performed by analyzing the frequency of codons and the number of isoacceptor tRNA genes.
제 7항에 있어서,
상기 희귀 코돈의 빈도 수는 0.1 내지 1 %인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the frequency of the rare codon is 0.1 to 1%.
제 7항에 있어서,
상기 이소 수용체 tRNA의 유전자 수는 0 내지 2개인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the number of genes of the isoceptor tRNA is 0 to 2.
제 1항에 있어서,
상기 목적 단백질을 코딩하는 유전자의 내부 또는 외부에 접목된 핵산 서열은 리더 서열 또는 분리정제용 태그를 코딩하는 핵산 서열인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nucleic acid sequence grafted to the inside or the outside of the gene encoding the target protein is a nucleic acid sequence encoding a leader sequence or a tag for separation and purification.
제 10항에 있어서,
상기 리더 서열은 pelB, gene Ⅲ, ompA, ompB, ompC, ompD, ompE, ompF, ompT, phoAphoE로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 유전자의 핵산 서열인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the leader sequence is a nucleic acid sequence of any one or two or more genes selected from the group consisting of p elB, gene Ⅲ, ompA, ompB, ompC, ompD, ompE, ompF, ompT, phoA and phoE . &Lt; / RTI &gt;
제 10항에 있어서,
상기 분리정제용 태그를 코딩하는 핵산 서열은 GST, poly-Arg, FLAG, poly-His 및 c-myc로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 태그를 코딩하는 핵산 서열을 순차적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The nucleic acid sequence encoding the tag for separation and purification is sequentially linked with a nucleic acid sequence encoding any one or two or more tags selected from the group consisting of GST, poly-Arg, FLAG, poly-His and c-myc &Lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 숙주 세포는 에스케리치아 속(Escehreichia sp.), 살모넬라 속(Salmonellae sp.), 예르시니아 속(Yersinia sp.), 쉬겔라 속(Shigella sp.), 엔테로박터 속(Enterobacter sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 프로테우스 속 (Proteus sp.) 또는 클레브시엘라 속(Klebsiella sp.)의 박테리아인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
The method according to claim 1,
The host cell may be selected from the group consisting of Escherichia sp., Salmonella sp., Yersinia sp., Shigella sp., Enterobacter sp. Wherein the recombinant fusion protein is a bacterium of the genus Pseudomonas sp., Proteus sp. Or Klebsiella sp.
제 1항에 있어서,
상기 목적 단백질은 호르몬류 및 이의 수용체, 생물학적반응 조절물질(biological response modifier) 및 이의 수용체, 사이토카인류 및 이의 수용체, 효소류, 항체류, 항체 단편류를 포함하는 생리활성 단백질인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target protein is a physiologically active protein including hormones and receptors thereof, biological response modifiers and receptors thereof, cytokines and receptors thereof, enzymes, antisera, and antibody fragments A method for producing a recombinant fusion protein.
제 14항에 있어서,
상기 목적 단백질은 인간 성장 호르몬(hGH), 인슐린, 난포자극호르몬(follicle-stimulating hormone, FSH), 인간 융모성 성선자극호르몬(human chorionic gonadotropin), 부갑상선호르몬(parathyroid hormone, PTH), 적혈구 촉진인자(EPO), 혈소판생성 촉진인자(TPO), 과립구 콜로니 자극인자(G-CSF), 과립구 대식세포 콜로니 자극인자(GM-CSF), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨, 대식세포 (marophage) 활성화 인자, 종양괴사인자(tumor necrosis factor), 조직플라스미노겐 활성체(tissue plasminogen activator), 혈액응고인자 Ⅶ/Ⅶa, hBMP2 (human bone morphogenic protein 2), KGF(keratinocyte growth factor), PDGF (platelet-derived growth factor), 알파-갈락토시다제 A(α-galactosidase A), 이두로네이트-2-설파타제(iduronate-2-sulfatase), 락타제(lactase), 아데노신 데아미나제(adenosine deaminase), 부티릴콜린에스터라제(butyrylcholinesterase), 키티나제(chitinase), 글루타메이트 디카복실라제(glutamate decarboxylase), 이미글루세라제(imiglucerase), 리파제(lipase), 유리카제(uricase), 혈소판-활성인자 아세틸하이드롤라제(platelet-activating factor acetylhydrolase), 중성 엔도펩티다제(neutral endopeptidase), 유로키나제, 스트렙토키나제, 마이엘로퍼옥시다제 (myeloperoxidase), 수퍼옥사이드디스뮤타제(superoxide dismutase), 보톨리늄 독소, 콜라게나제, 히알루로니다제 (hyaluronidase), L-아스파라기나제(L-asparaginase), 단일클론항체, 다클론항체, scFv, Fab, Fab', F(ab')2 및 Fd로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
15. The method of claim 14,
The target protein may be selected from the group consisting of human growth hormone (hGH), insulin, follicle-stimulating hormone (FSH), human chorionic gonadotropin, parathyroid hormone (PTH) EPO), platelet growth promoting factor (TPO), granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), interferon alpha, interferon beta, interferon gamma, interleukin, Tumor necrosis factor, tissue plasminogen activator, blood clotting factor VII / VIIa, human bone morphogenic protein 2 (hBMP2), keratinocyte growth factor (KGF), platelet- derived growth factor, alpha -galactosidase A, iduronate-2-sulfatase, lactase, adenosine deaminase, Butyrylcholine &lt; / RTI &gt; a chitinase, a glutamate decarboxylase, an imiglucerase, a lipase, a uricase, a platelet-activating factor, a platelet-activating factor acetylhydrolase, neutral endopeptidase, urokinase, streptokinase, myeloperoxidase, superoxide dismutase, botulinum toxin, collagenase, hyaluronidase ), L-asparaginase, monoclonal antibody, polyclonal antibody, scFv, Fab, Fab ', F (ab') 2 and Fd A method for producing a recombinant fusion protein.
제 14항에 있어서,
상기 목적 단백질은 글루카곤-유사 펩티드-1(glucagon-like peptide-1, GLP-1) 및 이의 유사체, 소마토스타틴(somatostatin) 및 이의 유사체, LHRH(luteinizing hormone-releasing hormone) 작용제 및 길항제, 아드레노코티코트로픽 호르몬(adrenocorticotropic hormone), 성장호르몬-방출 호르몬(growth hormone-releasing hormone), 옥시토신(oxytocin), 티모신 알파-1 (thymosin alpha-1), 칼시토닌(calcitonin), 바소프레신 유사체(vasopressin analogues), 펩타이드 호르몬 (somatostatins, bombesin, cholecystokinin, gastrin analog), EGFR(epidermal growth factor receptor), EDB(human fibronectin extradomain B) 및 상기 제 15항의 생리활성 단백질의 단편으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질의 제조방법.
15. The method of claim 14,
The target protein may be selected from the group consisting of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and its analogues, somatostatin and its analogues, luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) agonists and antagonists, adrenocorticotropic Hormones such as adrenocorticotropic hormone, growth hormone-releasing hormone, oxytocin, thymosin alpha-1, calcitonin, vasopressin analogues, peptide hormone and fragments of the physiologically active protein of claim 15, which are selected from the group consisting of somatostatins, bombesin, cholecystokinin and gastrin analogues, epidermal growth factor receptor (EGFR), human fibronectin extradomain B (EDB) &Lt; / RTI &gt;
제 1항 내지 제 16항으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 한 항의 재조합 단백질 제조방법을 통해 제조된 재조합 융합 단백질.A recombinant fusion protein produced by a method for producing a recombinant protein of any one of claims 1 to 16. 제 17항에 있어서,
상기 재조합 융합 단백질은 서열번호 1로부터 도입되어 번역되는 COMP 단백질 다중화영역을 특징으로 하는 재조합 융합 단백질.
18. The method of claim 17,
Wherein said recombinant fusion protein is a recombinant fusion protein characterized by a COMP protein multiplexing region introduced and translated from SEQ ID NO: 1.
KR1020180005021A 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof KR102005712B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180005021A KR102005712B1 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180005021A KR102005712B1 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190086908A true KR20190086908A (en) 2019-07-24
KR102005712B1 KR102005712B1 (en) 2019-07-31

Family

ID=67473937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180005021A KR102005712B1 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102005712B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109022389A (en) * 2018-07-19 2018-12-18 陕西慧康生物科技有限责任公司 A kind of production method of Bacillus coli expression people Iduronate-2-sulfatase

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050004198A (en) * 2002-05-21 2005-01-12 고규영 Fusion Protein Comprising Angiopoietin Receptor-binding and a Multimerization Domain
KR20140112888A (en) 2013-03-14 2014-09-24 전남대학교산학협력단 Translational rate-regulating ramp tag for recombinant protein over- expression and use thereof
KR20150074016A (en) * 2012-10-22 2015-07-01 잇빤 자이단호진 가가쿠오요비겟세이료호겐쿠쇼 Vaccine for preventing porcine edema disease

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050004198A (en) * 2002-05-21 2005-01-12 고규영 Fusion Protein Comprising Angiopoietin Receptor-binding and a Multimerization Domain
KR20150074016A (en) * 2012-10-22 2015-07-01 잇빤 자이단호진 가가쿠오요비겟세이료호겐쿠쇼 Vaccine for preventing porcine edema disease
KR20140112888A (en) 2013-03-14 2014-09-24 전남대학교산학협력단 Translational rate-regulating ramp tag for recombinant protein over- expression and use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Microbial Cell Factories, Vol. 8, pp. 41(1-9) (2009.07.24.) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109022389A (en) * 2018-07-19 2018-12-18 陕西慧康生物科技有限责任公司 A kind of production method of Bacillus coli expression people Iduronate-2-sulfatase

Also Published As

Publication number Publication date
KR102005712B1 (en) 2019-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4504014B2 (en) Methods for producing insulinotropic GLP-1 (7-36) polypeptides and / or GLP-1 analogs
RU2412253C2 (en) Recombinant protein expression in double-strand c form
US20200299343A1 (en) C-peptides and proinsulin polypeptides comprising the same
US20090220455A1 (en) Pharmaceutical compositions comprising elp fusion proteins
CN110305223B (en) Method for preparing target polypeptide by recombinant tandem fusion protein
US20050118136A1 (en) Recombinant production of polyanionic polymers, and uses thereof
US20010034050A1 (en) Fusion peptides isolatable by phase transition
ES2661404T3 (en) Methods for the expression of peptides and proteins
CN101578373A (en) Fusion peptide therapeutic compositions
JP5823483B2 (en) Processing enzyme fused to a basic protein tag
KR20170085129A (en) Fusion partners for peptide production
AU766154C (en) Method of producing mouse and human endostatin
Liew et al. Preparation of recombinant thioredoxin fused N-terminal proCNP: analysis of enterokinase cleavage products reveals new enterokinase cleavage sites
US20210317171A1 (en) Recombinant lectin variants
CN110724187A (en) Recombinant engineering bacterium for efficiently expressing liraglutide precursor and application thereof
US20090305351A1 (en) Method for preparing soluble and active recombinant proteins using pdi as a fusion partner
KR102005712B1 (en) Method of producing recombinant protein by combining multimerization moiety and solubility controlling technique and use thereof
US20080233100A1 (en) Targeted enzymes
JP2018507253A (en) Use of polypeptide complexes as polypeptide or protein drug carriers, methods and fusion protein complexes thereof
Ma et al. Intein-mediated expression and purification of an analog of glucagon-like peptide-1 in Escherichia coli
EP4353742A1 (en) Development of novel fgf21 variant, and production technique and use thereof
Rani et al. Bioprocessing of inclusion bodies from E. coli. to prosduce bioactive recombinant proteins
WO2004031243A1 (en) Protein polymer and process for producing the same
KR100818982B1 (en) Transformed e.coli producing antihypertensive peptide and the method for mass producing recombinant antihypertensive peptide using the same
KR19990016368A (en) Method for producing human growth hormone using fusion protein

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant