KR20220000220A - Novel antimicrobial peptide from starry flounder and uses thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 Prosaposin-like 단백질에서 항균활성이 예상되는 아미노산 서열을 기반으로 제작된 신규한 항균 펩티드 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a novel antibacterial peptide prepared based on an amino acid sequence expected to have antibacterial activity in a Prosaposin-like protein derived from Platichthys stellatus, and to a use thereof.
프로사포신(Prosaposin, PSAP)은 처음에 사포신(Saposin, SAP) A, B, C 및 D로 알려진 4개의 리소좀 활성제 단백질의 전구체로서 확인되었고, 리소좀 단백질 및 분비형 단백질로 알려졌다. 또한, PSAP는 뇌척수액, 정액, 젖, 췌장액(pancreatic fluid) 및 담즙을 포함하는 많은 분비물에서 확인되는 분비 인자이며, 세포 생존, 신경돌기(neurite) 성장 및 분화를 촉진할 수 있으며 콜린성 세포주에서 신경보호 활성을 나타내는 향신경성 인자(neurotrophic factor)로 알려졌다. 이러한 기능들은 녹아웃 생쥐의 뉴런 및 생식기 발달에 음성적으로 영향을 미쳤고, PSAP는 다양한 암 세포에서 과발현되는 것이 보고되었다. NK-lysin 및 granulysin을 포함하는 일부 SAP-like 단백질 패밀리의 멤버들은 세포막을 침투하여 세균을 죽이는 강력한 항균 활성을 나타낸다.Prosaposin (PSAP) was initially identified as a precursor of four lysosomal activator proteins known as Saposin (SAP) A, B, C and D, and is known as a lysosomal protein and a secretory protein. In addition, PSAP is a secreted factor found in many secretions including cerebrospinal fluid, semen, milk, pancreatic fluid and bile, and can promote cell survival, neurite growth and differentiation, and is neuroprotective in cholinergic cell lines. It is known as a neurotrophic factor showing activity. These functions negatively affected the neuronal and reproductive development of knockout mice, and it has been reported that PSAP is overexpressed in various cancer cells. Some members of the SAP-like protein family, including NK-lysin and granulysin, exhibit potent antibacterial activity that penetrates cell membranes and kills bacteria.
오늘날 의약, 식품 및 농업 분야에 있어서 과도한 항생제의 사용은 세균의 저항성을 증가시켰고, 이러한 세균 감염에 의한 사망 또한 증가되고 있다. 항균 펩티드(Antimicrobial peptide, AMP)는 선천면역의 중요한 구성요소로, 광범위한 항세균, 항진균, 항바이러스 및 항암 활성을 가지는 천연의 물질로 항생제의 직면한 문제인 약물 저항성을 극복할 수 있을 것으로 사료되고 있다. 그러나, 이러한 장점에도 불구하고, 천연의 AMPs는 높은 생산 단가, 짧은 생체 내 반감기 및 체내 독성 때문에 항생제를 대체하기에 문제가 있고, 상기와 같은 문제점들을 극복할 수 있는 AMP의 개발이 요구되고 있다. 현재, 20,000개 이상의 AMP 서열이 DRAMP (Data Repository of Antimicrobial Peptides, http://dramp.cpu-bioinfor.org/) 데이터베이스에 등록되어 있으나, 0.4% 미만의 AMP만 임상적으로 실험되고 있다.Today, excessive use of antibiotics in medicine, food and agriculture has increased bacterial resistance, and deaths due to these bacterial infections are also increasing. Antimicrobial peptide (AMP) is an important component of innate immunity. It is a natural substance with a wide range of antibacterial, antifungal, antiviral and anticancer activity, and is thought to be able to overcome drug resistance, a problem facing antibiotics. . However, despite these advantages, natural AMPs have a problem in replacing antibiotics due to their high production cost, short in vivo half-life, and in vivo toxicity, and development of AMPs capable of overcoming the above problems is required. Currently, more than 20,000 AMP sequences are registered in the DRAMP (Data Repository of Antimicrobial Peptides, http://dramp.cpu-bioinfor.org/) database, but less than 0.4% of AMPs are being clinically tested.
어류 양식 산업에서, 공중보건에 대한 관심 증가 및 항생제 사용의 규제로 인해 AMP가 주목받고 있다. 어류는 다양한 병원체에 노출되는 환경에 서식하므로 새로운 항균 펩티드를 발견하는데 중요한 자원으로 사용될 수 있고, 어류에서 발견된 항균 펩티드에는 Pardaxin, misgurin, cathelicidin, defensin, NK-lysin, hepcidin, 및 piscidin 등이 있다.In the fish aquaculture industry, AMP is attracting attention due to growing public health concerns and regulation of the use of antibiotics. Since fish live in an environment exposed to various pathogens, it can be used as an important resource for discovering new antibacterial peptides. .
강도다리(Platichthys stellatus)는 남한 및 중국의 동해안 근처에서 유망한 양식 어종으로, 북태평양 지역에서 레저어획(leisure fishing)을 위한 인기있는 어종이다. 하지만 강도다리는 상대적으로 수산양식 역사가 짧고 비교적 수요가 적은 수산양식 어종으로, 특히 면역학적 연구에 관한 사례 연구가 부족하다. Platichthys stellatus is a promising aquaculture fish near the east coast of South Korea and China, and is a popular fish for leisure fishing in the North Pacific region. However, as an aquaculture fish species with a relatively short aquaculture history and relatively low demand, case studies on immunological studies are lacking.
한편, 한국공개특허 제2018-0039393호에는 '극지 어류 유래의 신규한 항생 펩타이드'가 개시되어 있고, 한국제2013-0109543호에는 '황다랑어 유래의 새로운 항미생물성 펩타이드 및 이의 용도'가 개시되어 있으나, 본 발명의 강도다리 유래의 신규한 항균 펩티드 및 이의 용도에 대해서는 개시된 바가 없다.Meanwhile, Korea Patent Publication No. 2018-0039393 discloses 'a novel antimicrobial peptide derived from polar fish,' and Korea No. 2013-0109543 discloses 'a new antimicrobial peptide derived from yellowfin and its use'. However, there is no disclosure about the novel antibacterial peptide derived from the strength leg of the present invention and its use.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 Prosaposin-like 단백질(PsPSAPL)로부터 항균 활성이 있을 것으로 예측되는 2개의 합성 펩티드(PsPSAPL-1 및 -2)를 제작하여 항균활성 및 숙주의 적혈구에 대한 세포독성을 확인한 결과, 상기 두 종의 강도다리 유래 항균 펩티드가 다양한 그람 양성균 및 그람 음성균에 대해 항균활성을 나타내며, 숙주의 적혈구에 대해서는 약한 용혈활성을 나타냄을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention has been derived from the above needs, and the present inventors have prepared two synthetic peptides (PsPSAPL-1 and -2) predicted to have antibacterial activity from Prosaposin-like protein (PsPSAPL) derived from Platichthys stellatus. ) and confirmed the antibacterial activity and cytotoxicity to the host's erythrocytes, the antibacterial peptides derived from the two species of strength leg showed antibacterial activity against various gram-positive and gram-negative bacteria, and showed weak hemolytic activity against erythrocytes of the host. By confirming the appearance, the present invention was completed.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진, 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 항균 펩티드를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an antibacterial peptide derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, leg strength leg ( Platichthys stellatus).
또한, 본 발명은 상기 항균 펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.In addition, the present invention provides a polynucleotide encoding the antibacterial peptide.
또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In addition, the present invention provides a recombinant vector comprising the polynucleotide.
또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.In addition, the present invention provides a host cell transformed with the recombinant vector.
또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 숙주세포를 형질전환시켜 항균 펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 과발현시키는 단계를 포함하는 항균 펩티드의 생산방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing an antibacterial peptide comprising the step of transforming a host cell with the recombinant vector to overexpress a polynucleotide encoding the antibacterial peptide.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 생산된 항균 펩티드를 제공한다.In addition, the present invention provides an antibacterial peptide produced by the method.
또한, 본 발명은 상기 항균 펩티드를 유효성분으로 함유하는 항균 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides an antibacterial composition containing the antimicrobial peptide as an active ingredient.
또한, 본 발명은 상기 항균 펩티드를 유효성분으로 함유하는 어류용 사료첨가제를 제공한다.In addition, the present invention provides a feed additive for fish containing the antibacterial peptide as an active ingredient.
본 발명에 따른 강도다리 유래의 신규한 항균 펩티드는 다양한 어류 병원균에 대해 우수한 항균활성을 가질 뿐만 아니라, 숙주세포에 대한 세포독성은 거의 나타내지 않기 때문에, 어류의 기존 항생제 대체 물질로 사용하거나, 양식 어류에 대한 사료첨가제 등으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.The novel antibacterial peptide derived from the strength leg according to the present invention not only has excellent antibacterial activity against various fish pathogens, but also shows little cytotoxicity to host cells. It may be usefully used as a feed additive for
도 1은 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 Prosaposin-like 단백질(PsPSAPL)의 다중 정렬 분석 결과 및 계통수를 보여준다.
도 2는 건강한 강도다리 어체의 각 조직에서 PsPSAPL의 발현 수준을 확인한 결과이다.
도 3은 VHSV(A) 또는 스트렙토코커스 파라우베리스(Streptococcus parauberis PH0710, B)를 인공 감염시킨 후 강도다리 어체의 각 조직에서 PsPSAPL의 발현 수준 변화를 확인한 결과이다.
도 4는 PsPSAPL-1 및 -2 항균 펩티드의 생물막 형성 억제능을 확인한 결과이다.
도 5는 PsPSAPL-1 및 -2 항균 펩티드의 항기생충능을 확인한 결과이다.
도 6은 PsPSAPL-1 및 -2 항균 펩티드의 세포 독성을 알아보기 위한 적혈구 용혈 실험 결과이다.Figure 1 shows the results of multiple alignment analysis and phylogenetic tree of Prosaposin-like protein (PsPSAPL) derived from the strength leg ( Platichthys stellatus).
Figure 2 is the result of confirming the expression level of PsPSAPL in each tissue of a healthy legged fish.
3 shows the results of confirming the change in the expression level of PsPSAPL in each tissue of the robin leg fish after artificial infection with VHSV (A) or Streptococcus parauberis PH0710, B).
4 is a result confirming the biofilm formation inhibitory ability of PsPSAPL-1 and -2 antibacterial peptides.
5 is a result confirming the antiparasitic activity of PsPSAPL-1 and -2 antibacterial peptides.
6 is a result of a red blood cell hemolysis experiment to determine the cytotoxicity of PsPSAPL-1 and -2 antibacterial peptides.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진, 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 항균 펩티드를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides an antibacterial peptide derived from the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, leg strength leg ( Platichthys stellatus).
본 발명자는 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 Prosaposin-like 단백질(GenBank accession No. MT044467)에서 항균활성이 예상되는 아미노산 서열을 기반으로 각각 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 두 가지 항균 펩티드를 제작하였으며 이를 각각 PsPSAPL-1 및 PsPSAPL-2로 명명하였다.The present inventors, based on the amino acid sequence expected to have antibacterial activity in Prosaposin-like protein (GenBank accession No. MT044467) derived from Platichthys stellatus, are two antibacterial peptides consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, respectively was produced and named as PsPSAPL-1 and PsPSAPL-2, respectively.
본 발명에 따른 강도다리 유래의 항균 펩티드의 범위는 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열로 표시되는 펩티드 및 상기 펩티드의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩티드와 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 펩티드를 말한다. "실질적으로 동질의 생리활성"이란 항균 활성을 의미한다.The scope of the antibacterial peptide derived from the strength leg according to the present invention includes a peptide represented by an amino acid sequence selected from the group consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, and functional equivalents of the peptide. "Functional equivalent" means at least 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 as a result of addition, substitution or deletion of amino acids, Even more preferably, it refers to a peptide having a sequence homology of 90% or more, and exhibiting physiological activity substantially identical to that of the peptide represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. "Substantially homogenous physiological activity" means antibacterial activity.
본 발명은 또한, 상기 항균 펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. 본 발명의 폴리뉴클레오티드는 상기 항균 펩티드를 코딩하는 DNA 또는 RNA일 수 있다. DNA는 cDNA, 게놈 DNA 또는 인위적인 합성 DNA를 포함하며, DNA는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있다.The present invention also provides a polynucleotide encoding the antibacterial peptide. The polynucleotide of the present invention may be DNA or RNA encoding the antibacterial peptide. DNA includes cDNA, genomic DNA, or man-made synthetic DNA, and the DNA may be single-stranded or double-stranded.
본 발명은 또한, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.The present invention also provides a recombinant vector comprising the polynucleotide.
용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소 (translation control element)를 가지는 것이다. 진핵세포에서 이용가능한 번역 조절 요소인 인핸서(enhancer), 리보솜 결합 부위, 종결신호, 폴리아데닐레이션 신호 및 프로모터는 당업계에 공지되어 있다. 상기 발현 벡터는 당업계에 주지된 방법에 의해 구축될 수 있다. 상기 방법은 시험관 내 재조합 DNA 기술, DNA 합성 기술 및 생체 내 재조합 기술 등을 포함한다. 상기 DNA 서열은 mRNA 합성을 이끌기 위해 발현 벡터 내의 적당한 프로모터에 효과적으로 연결될 수 있다. 또한 발현 벡터는 번역 개시 부위로서 리보솜 결합 부의 및 전사 터미네이터를 포함할 수 있다.The term “vector” is used to refer to a DNA fragment(s), a nucleic acid molecule, that is delivered into a cell. The vector replicates DNA and can be reproduced independently in a host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector." The term "expression vector" refers to a recombinant DNA molecule comprising a desired coding sequence and a suitable nucleic acid sequence necessary for expression of an operably linked coding sequence in a particular host organism. In general, any plasmid and vector can be used as long as it is capable of replication and stabilization in the host. An important characteristic of the expression vector is that it has an origin of replication, a promoter, a marker gene and a translation control element. The translation control elements available in eukaryotes, such as enhancers, ribosome binding sites, termination signals, polyadenylation signals, and promoters, are known in the art. The expression vector can be constructed by methods well known in the art. The method includes in vitro recombinant DNA technology, DNA synthesis technology, and in vivo recombination technology. The DNA sequence can be effectively linked to a suitable promoter in an expression vector to direct mRNA synthesis. The expression vector may also contain a ribosome binding moiety and a transcription terminator as a translation initiation site.
본 발명의 벡터는 전형적으로 클로닝 또는 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 또한, 본 발명의 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터(예컨대, pLλ프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, T7 프로모터, tac 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 리보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다. 숙주 세포로서 대장균(E. coli)이 이용되는 경우, 대장균의 트립토판 생합성 경로의 프로모터 및 오퍼레이터 부위, 그리고 파지(λ)의 좌향 프로모터(pLλ프로모터)가 조절 부위로서 이용될 수 있다.Vectors of the invention can typically be constructed as vectors for cloning or expression. In addition, the vector of the present invention can be constructed using a prokaryotic cell or a eukaryotic cell as a host. For example, when the vector of the present invention is an expression vector and a prokaryotic cell is used as a host, a strong promoter capable of propagating transcription (eg, pLλ promoter, trp promoter, lac promoter, T7 promoter, tac promoter, etc.); It generally includes a ribosome binding site for initiation of translation and a transcription/translation termination sequence. When E. coli is used as a host cell, the promoter and operator sites of the tryptophan biosynthesis pathway of E. coli, and the left-handed promoter (pLλ promoter) of phage (λ) may be used as regulatory regions.
한편, 본 발명에 이용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드(예: pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파지(예: λgt4·λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스(예: SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다. 한편, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 진핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 포유동물 세포의 게놈으로부터 유래된 프로모터(예: 메탈로티오닌 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터(예: 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스 프로모터 및 HSV의 tk 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 갖는다.On the other hand, vectors that can be used in the present invention include plasmids (eg, pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX series, pET series and pUC19, etc.) often used in the art, phage (eg, λgt4 λB) , λ-Charon, λΔz1 and M13, etc.) or viruses (eg, SV40, etc.). On the other hand, when the vector of the present invention is an expression vector and a eukaryotic cell is a host, a promoter derived from the genome of a mammalian cell (eg, a metallotionine promoter) or a promoter derived from a mammalian virus (eg, adeno viral late promoter, vaccinia virus 7.5K promoter, SV40 promoter, cytomegalovirus promoter and tk promoter of HSV) can be used, and generally have a polyadenylation sequence as a transcription termination sequence.
본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자가 있다.The vector of the present invention may include an antibiotic resistance gene commonly used in the art as a selection marker, for example, ampicillin, gentamicin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, geneticin, neomycin and a gene for resistance to tetracycline.
본 발명은 또한, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the recombinant vector.
본 발명의 벡터를 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, 대장균(E. coli) JM109, 대장균 BL21, 대장균 RR1, 대장균 LE392, 대장균 B, 대장균 X1776, 대장균 W3110, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 츄린겐시스(Bacillus thuringiensis)와 같은 바실러스 속 균주, 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 세라티아 마르세슨스(Serratia marcescens) 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다.As a host cell capable of stably and continuously cloning and expressing the vector of the present invention, any host cell known in the art may be used, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, Bacillus genus strains such as E. coli B, E. coli X1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis , Bacillus thuringiensis , Salmonella typhimurium , Serratia marcescens and There are enterobacteriaceae and strains such as various Pseudomonas species.
또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주세포로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충 세포, 사람 세포(예컨대, CHO 세포주 (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있다.In addition, when the vector of the present invention is transformed into a eukaryotic cell, as a host cell, yeast ( Saccharomyce cerevisiae ), insect cells, human cells (eg, CHO cell line (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293 ) , HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cells may be used.
본 발명의 벡터를 숙주세포 내로 운반하는 방법은, 숙주세포가 원핵세포인 경우, CaCl2 방법(Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법(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 있다. 또한, 숙주세포가 진핵 세포인 경우에는, 미세주입법(Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘포스페이트 침전법(Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기천공법(Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법(Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법(Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)) 및 유전자 밤바드먼트(Yang et al., Proc.Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 숙주세포 내로 주입할 수 있다.The method of delivering the vector of the present invention into a host cell is, when the host cell is a prokaryotic cell, the CaCl 2 method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114 (1973)) ), the Hanahan method (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580 (1983)) and the electroporation method (Dower, WJ et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145). (1988)) and the like. In addition, when the host cell is a eukaryotic cell, microinjection method (Capecchi, MR, Cell, 22:479 (1980)), calcium phosphate precipitation method (Graham, FL et al., Virology, 52:456 (1973)), electroporation (Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841 (1982)), liposome-mediated transfection (Wong, TK et al., Gene, 10:87 (1980)), DEAE- Dextran treatment (Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190 (1985)) and gene bambadment (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572 (1990)) The vector may be injected into a host cell by such a method.
본 발명은 또한, 상기 재조합 벡터로 숙주세포를 형질전환하여 항균 펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 과발현하는 단계를 포함하는 항균 펩티드의 생산방법 및 상기 방법에 의해 생산된 항균 펩티드를 제공한다.The present invention also provides a method for producing an antibacterial peptide comprising the step of overexpressing a polynucleotide encoding an antibacterial peptide by transforming a host cell with the recombinant vector, and an antibacterial peptide produced by the method.
본 발명의 항균 펩티드를 생산하는 방법은 형질전환체를 공지된 기술을 이용하여 재조합 단백질(펩티드)의 생산에 적합한 배지에서 배양한다. 예를 들어, 세포들은 적합한 배지와 단백질이 발현 및/또는 분리되는 것을 허용하는 조건 하에 실시된 실험실 또는 산업용 발효기에서 소규모 또는 대규모 발효, 쉐이크 플라스크 배양에 의해서 배양될 수 있다. 배양은 공지기술을 사용하여 탄소, 질소원 및 무기염을 포함하는 적합한 배지에서 일어난다. 적합한 배지는 상업적으로 입수하거나 예를 들면, ATCC(American Type Culture Collection)의 카탈로그와 같은 간행물에 기재된 성분 및 조성비에 따라 제조할 수 있다.In the method for producing the antibacterial peptide of the present invention, the transformant is cultured in a medium suitable for the production of a recombinant protein (peptide) using a known technique. For example, the cells may be cultured by small-scale or large-scale fermentation, shake flask culture in a laboratory or industrial fermentor conducted under suitable media and conditions permitting expression and/or isolation of the protein. Cultivation takes place in a suitable medium containing a carbon, nitrogen source and inorganic salts using known techniques. A suitable medium can be obtained commercially or can be prepared according to the components and composition ratios described in publications such as, for example, catalogs of the American Type Culture Collection (ATCC).
상기 생산 방법에서는 목적 유전자에 의해 발현된 단백질(펩티드)을 당업계에 공지된 단백질 분리방법을 이용하여 회수할 수 있다. 예를 들어 단백질은 원심분리, 여과, 추출, 분무 건조, 증발 또는 침전을 포함하는 통상적인 방법에 의해서 영양배지로부터 분리될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 더 나아가 단백질은 크로마토그래피(예를 들면 이온 교환, 친화성, 소수성 및 크기별 배제), 전기영동, 분별용해(예를 들면 암모늄 설페이트 침전), SDS-PAGE 또는 추출을 포함하여 공지된 다양한 방법을 통해서 정제될 수 있다.In the above production method, the protein (peptide) expressed by the target gene can be recovered using a protein isolation method known in the art. For example, the protein may be separated from the nutrient medium by conventional methods including, but not limited to, centrifugation, filtration, extraction, spray drying, evaporation or precipitation. Furthermore, proteins can be further purified by a variety of known methods including chromatography (eg ion exchange, affinity, hydrophobicity and size exclusion), electrophoresis, fractional lysis (eg ammonium sulfate precipitation), SDS-PAGE or extraction. can be purified.
본 발명의 상기 항균 펩티드는 전술한 바와 같으며, 그람 양성균 또는 그람 음성균 등의 세균에 대한 생육 저해 활성을 가진 항균 펩티드이다.The antibacterial peptide of the present invention is as described above, and is an antibacterial peptide having growth inhibitory activity against bacteria such as gram-positive bacteria or gram-negative bacteria.
또한, 본 발명은 상기 항균 펩티드를 유효성분으로 함유하는 항균 조성물을 제공한다. 상기 항균 조성물은 어류용 항균 조성물로 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the present invention provides an antibacterial composition containing the antimicrobial peptide as an active ingredient. The antimicrobial composition may be used as an antimicrobial composition for fish, but is not limited thereto.
"항균(antimicrobial)"의 의미는 어떤 농도에서 미생물의 성장 또는 생존을 감소, 방지, 억제, 또는 제거하는 능력을 의미하며, 바람직하게는 항세균(anti-bacterial)을 의미할 수 있으며, 상기 세균은 그람 양성균 또는 그람 음성균일 수 있으며, 바람직하게는 상기 그람 양성균은 스트렙토코커스 이니애(Streptococcus iniae) 또는 스트렙토코커스 파라우베리스(S. parauberis)이고, 그람 음성균은 비브리오 알기노리티커스(Vibrio alginolyticus), 비브리오 앙귈라룸(V. anguillarum), 비브리오 캄프벨리(V. campbellii), 비브리오 할베이(Vibrio harveyi) 또는 비브리오 오르달리(Vibrio ordalii)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.By "antimicrobial" is meant the ability to reduce, prevent, inhibit, or eliminate the growth or survival of a microorganism at a certain concentration, and may preferably mean anti-bacterial, wherein the bacterium is gram-positive or gram-negative even number and, preferably, am is the gram-positive Streptococcus Ke (Streptococcus iniae) or Streptococcus para Ube-less (S. parauberis), and gram-negative bacteria is Vibrio see Norris coarse tea (Vibrio alginolyticus) , Vibrio anguillarum ( V. anguillarum ), Vibrio campbellii ( V. campbellii ), Vibrio harveyi ( Vibrio harveyi ) or Vibrio ordalii ( Vibrio ordalii ) may be, but is not limited thereto.
본 발명은 또한, 상기 항균 펩티드를 유효성분으로 함유하는 어류용 사료첨가제를 제공한다. 상기 사료첨가제는 항균 활성을 가지는 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩티드를 유효성분으로 함유하며, 어류의 면역증강 효과를 유도할 수 있다.The present invention also provides a feed additive for fish containing the antibacterial peptide as an active ingredient. The feed additive contains a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 having antibacterial activity as an active ingredient, and can induce an immune enhancing effect of fish.
본 발명의 사료첨가제에는 아미노산, 무기염류, 비타민, 항생물질, 항균물질, 항산화, 항곰팡이 효소, 다른 생균 형태의 미생물 제제 등과 같은 보조제 성분; 곡물, 예를 들면 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀; 식물성 단백질 사료, 예를 들면 평지, 콩 및 해바라기를 주성분으로 하는 것; 동물성 단백질 사료, 예를 들면 혈분, 육분, 골분 및 생선분; 당분 및 유제품, 예를 들면 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분; 지질, 예를 들면 가열에 의해 임의로 액화시킨 동물성 지방 및 식물성 지방 등과 같은 주성분; 영양보충제, 소화 및 흡수향상제, 성장촉진제, 질병 예방제와 같은 첨가제가 추가로 포함될 수 있다.The feed additive of the present invention includes auxiliary components such as amino acids, inorganic salts, vitamins, antibiotics, antibacterial substances, antioxidants, antifungal enzymes, and other live cell types of microbial preparations; grains such as milled or crushed wheat, oats, barley, corn and rice; plant protein feeds, such as those based on rape, soybean and sunflower; animal protein feeds such as blood meal, meat meal, bone meal and fish meal; Dry ingredients consisting of sugar and dairy products, for example, various milk powders and whey powder; lipids, for example main components such as animal fats and vegetable fats optionally liquefied by heating; Additives such as nutritional supplements, digestion and absorption enhancers, growth promoters, and disease prevention agents may be further included.
본 발명의 사료첨가제는 분말 또는 액체 상태의 제제 형태일 수 있으며, 사료 첨가용 부형제를 포함할 수 있다. 사료 첨가용 부형제로는 예를 들어, 탄산칼슘, 말분, 제올라이트, 옥분 또는 미강 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The feed additive of the present invention may be in the form of a powder or liquid formulation, and may include an excipient for adding feed. The excipient for feed addition may include, for example, calcium carbonate, wheat flour, zeolite, jade flour, or rice bran, but is not limited thereto.
본 발명의 사료첨가제는 하나 이상의 효소 제제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어 리파제와 같은 지방 분해 효소, 피틴산(phytic acid)을 분해하여 인산염과 이노시톨인산염을 만드는 파이타제(phytase), 녹말과 글리코겐 등에 포함되어 있는 알파-1,4-글리코시드 결합(α-1,4-glycoside bond)을 가수분해하는 효소인 아밀라제, 유기인산에스테르를 가수분해하는 효소인 포스파타제(phosphatase), 말토오스를 두 분자의 글루코스로 가수분해하는 말타제 및 사카로스를 가수분해하여 글루코스-프룩토스 혼합물을 만드는 전환효소 등을 포함할 수 있다.The feed additive of the present invention may further comprise one or more enzyme preparations. For example, lipolytic enzymes such as lipase, phytase that breaks down phytic acid to produce phosphate and inositol phosphate, and alpha-1,4-glycosidic bonds (α-1) contained in starch and glycogen Amylase, an enzyme that hydrolyzes 4-glycoside bonds, phosphatase, an enzyme that hydrolyzes organophosphate esters, maltase that hydrolyzes maltose into two molecules of glucose, and glucose-fruc by hydrolyzing saccharose It may contain a converting enzyme, etc. to make a toss mixture.
본 발명의 사료첨가제는 어류에게 단독으로 투여되거나 식용 담체 중에서 다른 사료첨가제와 조합되어 투여될 수 있다. 또한, 상기 사료 첨가용 조성물에는 탑 드레싱으로서 또는 이들을 사료에 직접 혼합하거나 또는 사료와 별도로, 별도의 경구 제형으로, 또는 다른 성분과 조합하여 쉽게 투여할 수 있다. 통상적으로, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 단독 일일 섭취량 또는 분할 일일 섭취량을 사용할 수 있다.The feed additive of the present invention may be administered to the fish alone or in combination with other feed additives in an edible carrier. In addition, the composition for addition to the feed can be easily administered as a top dressing, directly mixed with the feed, or separately from the feed, in a separate oral formulation, or in combination with other ingredients. Typically, single daily intakes or divided daily intakes may be used as is well known in the art.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of Examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
재료 및 방법Materials and Methods
1. One. PsPSAPLPsPSAPL 유전자의 확인 및 클로닝 Identification and cloning of genes
PsPSAPL (Platichthys stellatus Prosaposin-like) 유전자의 ORF(open reading frame) 서열은 서브 클로닝 및 이전의 연구에서 획득한 서열 기반의 생어 시퀀싱을 통해 확인하였다. 간단하게, PsPSAPL의 ORF 서열은 PCR을 통해 증폭하고 pGEM T-easy 벡터(Promega, USA)로 라이게이션한 후, E.coli JM109 균주로 형질전환 하였다. 상기 대장균 균주를 배양하고 플라스미드를 추출한 후 생어 시퀀싱을 통해 서열을 결정하였다. The open reading frame (ORF) sequence of the PsPSAPL ( Platichthys stellatus Prosaposin-like) gene was confirmed through subcloning and Sanger sequencing based on the sequence obtained in the previous study. Briefly, the ORF sequence of PsPSAPL was amplified by PCR, ligated with pGEM T-easy vector (Promega, USA), and transformed into E. coli JM109 strain. After culturing the E. coli strain and extracting the plasmid, the sequence was determined through Sanger sequencing.
2. 다중 정렬 및 계통발생 분석2. Multiple Sorting and Phylogenetic Analysis
획득한 PsPSAPL의 cDNA 서열은 GENETYX software version 8.0 (SDC Software Development, Japan)을 사용하여 예측하였고, 관련있는 PSAPL의 서열은 BLAST 알고리즘을 이용하여 NCBI 데이터베이스(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast)로부터 획득하였다. 다중 정렬을 통해 확인한 아미노산 서열은 ClustalX2 알고리즘을 이용한 GeneDoc을 통해 시각화하였고, 도메인 및 모티프 예측은 PROSITE profile 데이터베이스(http://www.expasy.org/tools/scanprosite/)를 사용하여 확인하였다. 계통수는 neighbour-joining 방법을 이용하여 1,000 부스트트랩 반복수로 ClustalW를 통해 구축하고, MEGA software version 6.0을 사용하여 시각화하였다.The obtained cDNA sequence of PsPSAPL was predicted using GENETYX software version 8.0 (SDC Software Development, Japan), and the related PSAPL sequence was obtained from the NCBI database (http://www.ncbi.nlm.nih. gov/blast). The amino acid sequence confirmed through multiple alignment was visualized through GeneDoc using the ClustalX2 algorithm, and domain and motif prediction was confirmed using the PROSITE profile database (http://www.expasy.org/tools/scanprosite/). The phylogenetic tree was constructed through ClustalW with 1,000 boost trap iterations using the neighbor-joining method, and visualized using MEGA software version 6.0.
3. 3. In vivoin vivo 유전자 발현 프로파일링 gene expression profiling
3-1. 어류 및 병원성 미생물3-1. Fish and pathogenic microorganisms
건강한 강도다리(weight: 128.7 ± 18.2 g, body length: 21.5 ± 1.3 cm)는 포항 소재의 사설양식장에서 구매하였으며, 바닷물 조건에서 2주 동안 순치하였다. 주요 질병 진단을 위해서 바닷물에 익숙해진 강도다리 중에서 무작위로 선택하였고, PCR을 이용한 임상학적 검사를 통해 건강 상태를 확인한 후 실험에 사용하였다.Healthy strength legs (weight: 128.7 ± 18.2 g, body length: 21.5 ± 1.3 cm) were purchased from a private farm in Pohang and acclimatized for 2 weeks in seawater conditions. For the diagnosis of major diseases, it was randomly selected from among robbers accustomed to seawater, and the health status was confirmed through a clinical examination using PCR, and then used in the experiment.
본 발명에 사용된 병원성 세균은 다음과 같다: 에드워드시엘라 피스시시다(Edwardsiella piscicida) FSW910410, 스트렙토코커스 이니애(Streptococcus iniae) FP5228, 스트렙토코커스 파라우베리스(S. parauberi) KSP28, 스트렙토코커스 파라우베리스 PH0710, 비브리오 알기노리티커스(Vibrio alginolyticus) KCCM2928, 비브리오 앙귈라룸(V. anguillarum) TR14001NF, 비브리오 캄프벨리(V. campbellii) KCCM40684, 비브리오 할베이(Vibrio harveyi) ATCC14126 및 비브리오 오르달리(Vibrio ordalii) KCCM41669. 상기 병원성 세균은 국립수산과학원에서 제공받아 사용하였다.The pathogenic bacteria used in the present invention are as follows: Edwardsiella piscicida FSW910410, Streptococcus iniae FP5228, S. parauberi KSP28, Streptococcus parauberi KSP28 Lis PH0710, Vibrio alginolyticus ( Vibrio alginolyticus ) KCCM2928, Vibrio anguillarum ( V. anguillarum ) TR14001NF, Vibrio campbelli ( V. campbellii ) KCCM40684, Vibrio halvei ( Vibrio ordalii ) KCCM2928, Vibrio ordalii ( Vibrio ordalii ) ATCC14126 and . The pathogenic bacteria were provided and used by the National Institute of Fisheries Science.
3-2. 시료 준비 및 조직 수집3-2. Sample preparation and tissue collection
PsPSAPL mRNA의 발현 프로파일링은 임상적으로 건강한 강도다리의 다양한 조직(뇌, 눈, 아가미, 두신(head kidney), 심장, 장, 간, 근육, 피부, 이자, 위 및 몸통 신장(trunk kidney))으로부터 측정하였다. 미부정맥으로부터 혈액을 수집한 후, 퍼콜(Sigma-Aldrich, USA) 농도 구배를 통해 PBLs(peripheral blood leukocytes)와 RBCs(red blood cells)를 분리하였다. 준비한 조직 시료들은 총 RNA 추출 전까지 -80℃에 보관하였다. Expression profiling of PsPSAPL mRNA was performed in various tissues of clinically healthy strength legs (brain, eyes, gills, head kidney, heart, intestine, liver, muscle, skin, pancreas, stomach and trunk kidney). was measured from After blood was collected from caudal arrhythmias, peripheral blood leukocytes (PBLs) and red blood cells (RBCs) were isolated through a concentration gradient of Percoll (Sigma-Aldrich, USA). The prepared tissue samples were stored at -80°C until total RNA extraction.
병원균 인공 감염 실험은, 스트렙토코커스 파라우베리스 PH0710(1 Х 103 CFU/fish) 또는 VHSV(Viral Hemorrhagic Septicemia virus, 1 Х 106 copies/fish)를 각각 감염시킨 후 17 또는 25℃에서 양식시켰다. 주요 조직은 인공 감염 후 1시간, 12시간, 1일, 3일, 5일 및 7일째에 수집하고 총 RNA 추출 전까지 -80℃에 보관하였다.Pathogen artificial infection experiment, Streptococcus parauberis PH0710 (1
3-3. 총 RNA 추출 및 cDNA 합성3-3. Total RNA extraction and cDNA synthesis
각각의 조직은 균질화한 후, RNAiso Plus 시약(Takara, Japan)을 이용하여 제조사의 지침에 따라 총 RNA를 추출하였다. 추출 과정 동안, DNase I kit (Takara)를 사용하여 게노믹 DNA의 오염을 제거하였다. 추출한 총 RNA의 품질은 NanoVue 분광광도계(GE Healthcare, USA)를 사용하여 측정하였으며, PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit (Takara)를 사용하여 cDNA를 합성하였다.After each tissue was homogenized, total RNA was extracted using RNAiso Plus reagent (Takara, Japan) according to the manufacturer's instructions. During the extraction process, genomic DNA was decontaminated using a DNase I kit (Takara). The quality of the extracted total RNA was measured using a NanoVue spectrophotometer (GE Healthcare, USA), and cDNA was synthesized using the PrimeScript TM 1st Strand cDNA Synthesis Kit (Takara).
3-4. 정량적 실시간 PCR (Quantitative real-time PCR)3-4. Quantitative real-time PCR
PsPSAPL mRNA의 발현 수준은 SYBR green 방법으로 분석하였으며, Thermal Cycler Dice® Real Time System Ⅲ (Takara)를 사용하였다. 상대적 발현 분석을 위해, PsPSAPL 특이적 프라이머[forward: CTGCACCTGGCTCCTAACTC (서열번호 3) 및 reverse: TCCCAAAACCTTCTGCAGTC (서열번호 4)]와 PsEF1α 특이적 프라이머[forward: GTGGCAAGTCCACCACCA (서열번호 5) 및 reverse: GCTTGTCCAGCACCCAGG (서열번호 6)]를 사용하였고, 2-△△CT 방법을 사용하여 계산하였다. The expression level of PsPSAPL mRNA was analyzed by the SYBR green method, and Thermal Cycler Dice ® Real Time System Ⅲ (Takara) was used. For relative expression analysis, PsPSAPL specific primers [forward: CTGCACCTGGCTCCTAACTC (SEQ ID NO: 3) and reverse: TCCCAAAACCTTCTGCAGTC (SEQ ID NO: 4)] and PsEF1α specific primers [forward: GTGGCAAGTCCACCACCA (SEQ ID NO: 5) and reverse: GCTTGTCCAGCACCCAGG (SEQ ID NO: 5) 6)] and calculated using the 2 -ΔΔCT method.
4. 펩티드 합성4. Peptide Synthesis
항균 활성이 있을 것으로 예측된 PsPSAPL의 아미노산 서열은 펩트론(Daejeon, South Korea)에 의뢰하여 합성하였다. 합성된 펩티드(항균 펩티드)는 다음과 같으며, PSB (phosphate-buffered saline) 버퍼에 녹여 실험에 사용하였다: PsPSAPL-1: YLPKVLHQTPGHLKP (서열번호 1) 및 PsPSAPL-2: FTKIYGSRLQKVLGN (서열번호 2).The amino acid sequence of PsPSAPL predicted to have antibacterial activity was synthesized at the request of Peptron (Daejeon, South Korea). The synthesized peptides (antibacterial peptides) were as follows, dissolved in PSB (phosphate-buffered saline) buffer and used for the experiment: PsPSAPL-1 : YLPKVLHQTPGHLKP (SEQ ID NO: 1) and PsPSAPL-2 : FTKIYGSRLQKVLGN (SEQ ID NO: 2).
5. 최소저해농도(Minimal inhibitory concentration, MIC) 분석5. Minimum inhibitory concentration (MIC) analysis
합성한 2개의 항균 펩티드의 항균 활성을 평가하기 위해서, MIC 값을 분석하였다. BHI (brain heart infusion; BD Biosciences, USA) 배지에서 배양한 세균(E. piscicida, S. iniae, S. parauberis KSP28, S. parauberis PH0710, V. alginolyticus, V. anguillarum, V. campbellii, V. harveyi 및 V. ordalii)을 mueller-hinton (MH; BD Biosciences) 배지에 1 Х 106 CFU/㎖이 되도록 희석하고, 2배씩 연속으로 희석한 항균 펩티드(0 to 500 ㎍/㎖)를 각각의 세균 용액에 동량 혼합하였다. 그 후 혼합물을 96웰 플레이트로 옮긴 후, 28℃에서 8시간 동안 배양하고 VICTOR3 plate reader (PerkinElmer, USA)를 사용하여 595 nm에서 흡광도를 측정하였다.In order to evaluate the antimicrobial activity of the two synthesized antimicrobial peptides, MIC values were analyzed. Bacteria cultured in BHI (brain heart infusion; BD Biosciences, USA) medium ( E. piscicida , S. iniae , S. parauberis KSP28, S. parauberis PH0710, V. alginolyticus, V. anguillarum , V. campbellii , V. harveyi and V. ordalii ) were diluted to 1 Х 10 6 CFU/ml in mueller-hinton (MH; BD Biosciences) medium, and the antibacterial peptide (0 to 500 μg/ml) serially diluted two times was added to each bacterial solution. was mixed in the same amount. Then, the mixture was transferred to a 96-well plate, incubated at 28° C. for 8 hours, and absorbance was measured at 595 nm using a VICTOR3 plate reader (PerkinElmer, USA).
6. 미생물의 생물막 분석6. Microbial biofilm analysis
본 발명의 항균 펩티드(PsPSAPL-1 및 -2)가 세균의 생물막(biofilm) 형성에 미치는 영향을 크리스탈 바이올렛 어세이를 통해 분석하였다. BHI 배지에 세균(S. iniae, S. parauberis PH0710, V. alginolyticus, V. campbellii, V. harveyi 및 V. ordalii)을 배양하고, M9 최소 배지(Welgene, South Korea)에 1 Х 107 CFU/㎖ 농도로 각각 희석한 후, 항균 펩티드(125 to 250 ㎍/㎖)와 혼합한 후 28℃에서 반응시켰다. 24시간 후, 상층액을 거두고 에탄올로 고정하였다. 그 후 상층액을 PBS로 3회 세척하고 1% 크리스탈 바이올렛 용액으로 10분간 염색시켰다. 증류수로 5회 세척하고, 30% 아세트산 용액을 첨가하여 10분간 반응시키고, 생물막 형성 여부를 595 nm에서 흡광도를 측정하여 확인하였다.The effect of the antimicrobial peptides (PsPSAPL-1 and -2) of the present invention on the formation of a bacterial biofilm was analyzed through a crystal violet assay. 1 Х 10 in the BHI culture medium of bacteria (S. iniae, S. parauberis PH0710, V. alginolyticus, V. campbellii, V. harveyi and V. ordalii) the culture, the minimal medium M9 (Welgene, South Korea) 7 CFU / After each dilution to a concentration of ㎖, after mixing with an antibacterial peptide (125 to 250 ㎍ / ㎖) was reacted at 28 ℃. After 24 hours, the supernatant was collected and fixed with ethanol. Then, the supernatant was washed 3 times with PBS and stained with 1% crystal violet solution for 10 minutes. It was washed 5 times with distilled water, reacted for 10 minutes by adding a 30% acetic acid solution, and it was confirmed by measuring the absorbance at 595 nm to determine whether a biofilm was formed.
7. 항기생충(Antiparasitic) 분석7. Antiparasitic analysis
PsPSAPL-1 및 -2의 항기생충 활성을 측정하기 위해, 배양한 스쿠티카충(Miamiensis avidus)을 PBS에 희석하고, 650Хg에서 5분간 원심분리하였다. 세척 후, PBS에 1 Х 105 cells/㎖의 농도로 희석하고 항균 펩티드를 혼합한 후, 혼합물을 24웰 플레이트로 옮기고 20℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 그 후, 스쿠티카충의 사멸을 propidium iodide (Sigma-Aldrich) 및 유세포분석기를 사용하여 측정하였다.In order to measure the antiparasitic activity of PsPSAPL-1 and -2, the cultured Scotika (Miamiensis avidus ) was diluted in PBS, and centrifuged at 650Х g for 5 minutes. After washing, diluted to a concentration of 1
8. 세포독성 분석8. Cytotoxicity assay
항균 펩티드의 세포독성을 분석하기 위해서, 분리한 강도다리 RBCs를 PBS 버퍼에 4%의 비율로 희석하고 항균 펩티드(0 to 500 ㎍/㎖)와 혼합한 후 96웰 플레이트에 2배씩 연속적으로 단계 희석하며 분주하였다. 양성 대조구는 항균 펩티드대신 0.1% 트리톤 X-100을 혼합하였으며, 30분간 반응시켰다. 그 후, 1,000Хg에서 10분간 원심분리하여 상층액을 회수한 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.To analyze the cytotoxicity of antibacterial peptides, the isolated strength leg RBCs were diluted in PBS buffer at a ratio of 4%, mixed with antibacterial peptides (0 to 500 μg/ml), and serially diluted two-fold in a 96-well plate. and was busy. A positive control was mixed with 0.1% Triton X-100 instead of the antibacterial peptide, and reacted for 30 minutes. Thereafter, the supernatant was recovered by centrifugation at 1,000Х g for 10 minutes and absorbance was measured at 540 nm.
9. 통계분석9. Statistical Analysis
모든 시료는 3반복으로 수행하였으며, 결과는 평균±표준편차로 보고하였다. 통계 분석은 SPSS 소프트웨어 version 19(IBM, USA)를 사용하여 수행하였으며, 결과는 ANOVA(one-way analysis of variance)를 사용하여 검증하고, 결과값 간의 비교를 위해 Tukey's test를 사용하였다(*p < 0.05 및 **p < 0.01).All samples were performed in triplicate, and the results were reported as mean±standard deviation. Statistical analysis was performed using SPSS software version 19 (IBM, USA), the results were verified using ANOVA (one-way analysis of variance), and Tukey's test was used for comparison between the results (* p < 0.05 and ** p < 0.01).
실시예 1. PsPSAPL의 확인 및 아미노산 서열 분석Example 1. Identification and amino acid sequence analysis of PsPSAPL
본 발명자는 강도다리(Platichthys stellatus) 유래의 Prosaposin-like 단백질 유전자(PsPSAPL)의 cDNA 및 아미노산 서열을 NCBI 데이터베이스에 등록시켰다(accession No. MT044467). PsPSAPL cDNA의 ORF 서열은 987 bp이고, 328개의 아미노산을 코딩하고 있다. 다른 어종의 PSAPL 아미노산 서열과 PsPSAPL의 다중 정렬 결과, 3개의 사포신 B 유형 도메인(36~117, 148~229 및 237~317번째 아미노산)이 매우 높은 수준으로 보존되어 있는 것이 확인되었다(도 1A). 강도다리의 PSAPL는 넙치(olive flounder)의 PSAPL과 가장 높은 상동성을 보였으며(85.2%), 그 뒤를 이어 바라문디(77.5%), 잿방어(75.9%)의 순으로 확인되었다.The present inventors registered the cDNA and amino acid sequence of the Prosaposin-like protein gene ( PsPSAPL ) derived from Platichthys stellatus in the NCBI database (accession No. MT044467). The ORF sequence of PsPSAPL cDNA is 987 bp and encodes 328 amino acids. As a result of multiple alignment of PsPSAPL with the PSAPL amino acid sequence of other fish species, it was confirmed that the three saposin B-type domains (36-117, 148-229, and 237-317 amino acids) were conserved at a very high level (Fig. 1A). . The PSAPL of the robber leg showed the highest homology with that of the olive flounder (85.2%), followed by barramundi (77.5%) and grayfish (75.9%).
계통수는 강도다리 PSAPL이 어류 PSAPL과 구분되는 클러스터에 속하는 것을 보여주었고, 넙치의 PSAPL과 유사성에서 가장 가까운 것을 보여주었다(도 1B).The phylogenetic tree showed that PSAPL belonged to a cluster distinct from that of fish PSAPL, and was closest in similarity to PSAPL of halibut (Fig. 1B).
실시예 2. Example 2. PsPSAPLPsPSAPL 의 유전자 발현 프로파일링gene expression profiling
건강한 강도다리에서 PsPSAPL mRNA는 근육, 아가미 및 RBCs에 비해 뇌 조직에서 풍부하게 발현되는 것이 확인되었다(도 2). It was confirmed that PsPSAPL mRNA was abundantly expressed in brain tissue compared to muscles, gills and RBCs in healthy strength legs (FIG. 2).
VHSV를 인공 감염시킨 경우 PsPSAPL의 mRNA 발현 수준은 대부분의 조직에서 하향 조절되었으며, 아가미와 간 조직에서의 발현 수준은 일정 수준이 유지되는 것으로 확인되었다(도 3A). 반면, 스트렙토코커스 파라우베리스(Streptococcus parauberis)를 인공 감염시킨 경우 PsPSAPL의 mRNA 발현 수준은 심장, 간 및 장 조직에서 의미있게 상향 조절되었으며, 아가미와 이자 조직에서는 최저 수준으로 하향 조절되는 것이 확인되었다(도 3B).When VHSV was artificially infected, the mRNA expression level of PsPSAPL was down-regulated in most tissues, and it was confirmed that the expression level in gill and liver tissues was maintained at a constant level ( FIG. 3A ). On the other hand, when Streptococcus parauberis was artificially infected, the mRNA expression level of PsPSAPL was significantly up-regulated in heart, liver and intestinal tissues, and it was confirmed that it was down-regulated to the lowest level in gill and pancreatic tissues ( Figure 3B).
실시예 3. 항균 활성 분석Example 3. Antimicrobial activity assay
항균 활성 분석에 사용한 합성한 PsPSAPL-1 및 -2 항균 펩티드의 순도는 98%였다. 그람 양성 및 그람 음성균에 대한 PsPSAPL-1 및 -2 항균 펩티드의 MIC 값은 하기 표 1과 같다.The purity of the synthesized PsPSAPL-1 and -2 antibacterial peptides used in the antimicrobial activity assay was 98%. The MIC values of PsPSAPL-1 and -2 antibacterial peptides against Gram-positive and Gram-negative bacteria are shown in Table 1 below.
PsPSAPL-1은 스트렙토코커스 이니애(Streptococcus iniae) FP5228, 스트렙토코커스 파라우베리스(S. parauberi) PH0710, 비브리오 할베이(Vibrio harveyi) ATCC14126의 성장을 저해하는 것으로 확인되었으며, PsPSAPL-2는 광범위한 세균 종(S. iniae, S. parauberis PH0710, V. alginolyticus, V. anguillarum, V. campbellii, V. harveyi 및 V. ordalii)에 대하여 항균 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.PsPSAPL-1 is am trying Streptococcus (Streptococcus iniae) FP5228, it is a wide range of bacterial species Streptococcus para Ube lease (S. parauberi) PH0710, halbeyi Vibrio (Vibrio harveyi) were found to inhibit the growth of ATCC14126, PsPSAPL-2 ( S. iniae, S. parauberis PH0710, V. alginolyticus, V. anguillarum, V. campbellii, V. harveyi and V. ordalii ) were confirmed to exhibit antibacterial activity.
실시예 4. 생물막 형성 억제능 및 항기생충능Example 4. Inhibition of biofilm formation and antiparasitic ability
PsPSAPL-1 및 -2 펩티드는 실험에 사용된 세균들의 생물막 형성을 유의적으로 감소시키는 것으로 확인되었다(도 4).PsPSAPL-1 and -2 peptides were confirmed to significantly reduce the biofilm formation of bacteria used in the experiment (FIG. 4).
또한, PsPSAPL-1 및 -2 펩티드는 농도 의존적으로 항기생충 활성을 보여주었는데(도 5), 항균 활성과 다르게 PsPSAPL-1 펩티드가 PsPSAPL-2 펩티드에 비해 항기생충능이 우수한 것이 확인되었다.In addition, PsPSAPL-1 and -2 peptides showed concentration-dependent antiparasitic activity (FIG. 5). Unlike the antibacterial activity, it was confirmed that the PsPSAPL-1 peptide had superior antiparasitic activity compared to the PsPSAPL-2 peptide.
실시예 5. 세포 독성 분석Example 5. Cytotoxicity assay
본 발명자는 RBCs를 이용하여 PsPSAPL-1 및 -2 펩티드의 용혈 활성을 측정하였다. 그 결과, 도 6에서 확인되는 것과 같이 PsPSAPL-1 및 -2 항균 펩티드는 최고 처리 농도인 500 ㎍/㎖에서도 용혈활성이 전혀 나타나지 않는 것으로 확인되어, 세포 독성이 없는 항균 펩티드임을 알 수 있었다.The present inventors measured the hemolytic activity of PsPSAPL-1 and -2 peptides using RBCs. As a result, as shown in FIG. 6 , it was confirmed that the PsPSAPL-1 and -2 antibacterial peptides did not show any hemolytic activity even at the highest treatment concentration of 500 μg/ml, indicating that they were antibacterial peptides without cytotoxicity.
<110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION GYEONGSANG NATIONAL UNIVERSITY <120> Novel antimicrobial peptide from starry flounder and uses thereof <130> PN20097 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> Unknown <220> <223> Platichthys stellatus <400> 1 Tyr Leu Pro Lys Val Leu His Gln Thr Pro Gly His Leu Lys Pro 1 5 10 15 <210> 2 <211> 15 <212> PRT <213> Unknown <220> <223> Platichthys stellatus <400> 2 Phe Thr Lys Ile Tyr Gly Ser Arg Leu Gln Lys Val Leu Gly Asn 1 5 10 15 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ctgcacctgg ctcctaactc 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 tcccaaaacc ttctgcagtc 20 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 gtggcaagtc caccacca 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 gcttgtccag cacccagg 18 <110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION GYEONGSANG NATIONAL UNIVERSITY <120> Novel antimicrobial peptide from starry flounder and uses thereof <130> PN20097 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 15 <212> PRT <213> Unknown <220> <223> Platichthys stellatus <400> 1 Tyr Leu Pro Lys Val Leu His Gln Thr Pro Gly His Leu Lys Pro 1 5 10 15 <210> 2 <211> 15 <212> PRT <213> Unknown <220> <223> Platichthys stellatus <400> 2 Phe Thr Lys Ile Tyr Gly Ser Arg Leu Gln Lys Val Leu Gly Asn 1 5 10 15 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ctgcacctgg ctcctaactc 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 tcccaaaacc ttctgcagtc 20 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 gtggcaagtc caccacca 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 gcttgtccag cacccagg 18
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FEBS Journal , 277, 2010, pp.453-465 * |
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