KR20220045559A - Stabilized Ace2 Mutant, Ace2-Fc Fusion Protein Using Same and Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating COVID-19 - Google Patents

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KR20220045559A
KR20220045559A KR1020210129658A KR20210129658A KR20220045559A KR 20220045559 A KR20220045559 A KR 20220045559A KR 1020210129658 A KR1020210129658 A KR 1020210129658A KR 20210129658 A KR20210129658 A KR 20210129658A KR 20220045559 A KR20220045559 A KR 20220045559A
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류성언
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a stabilized angiotensin-converting enzyme 2 (Ace2) mutant with increased stability through a disulfide bond, an Ace2-Fc fusion protein using the same, and a pharmaceutical composition for preventing or treating COVID-19. According to the present invention, a disulfide bond is introduced by substituting a residue pair at a predetermined position of an Ace2 protein with cysteine, and thus an Ace2 protein mutant having high binding affinity to a SARS-CoV-2 virus and exhibiting excellent stability even in an aqueous solution can be provided. Accordingly, when the stabilized Ace2 mutant is applied to a treatment for COVID-19, which is an infectious disease of SARS-CoV-2, storage stability, in vivo stability, and therapeutic effect can be improved. In addition, since an amino acid sequence derived from a receptor for SARS-CoV-2 is used, the stabilized Ace2 mutant can effectively act on various variant viruses.

Description

안정화된 Ace2 변이체, 이를 이용한 Ace2-Fc 융합단백질 및 COVID-19 예방 또는 치료용 약학 조성물{Stabilized Ace2 Mutant, Ace2-Fc Fusion Protein Using Same and Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating COVID-19}Stabilized Ace2 mutant, Ace2-Fc fusion protein using same, and pharmaceutical composition for preventing or treating COVID-19 {Stabilized Ace2 Mutant, Ace2-Fc Fusion Protein Using Same and Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating COVID-19}

본 발명은 안정화된 Ace2 변이체, 이를 이용한 Ace2-Fc 융합단백질 및 COVID-19 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이황화 결합을 통해 안정성이 향상된 Ace2 단백질의 변이체, 이를 이용한 Ace2-Fc 융합단백질 및 COVID-19 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a stabilized Ace2 variant, an Ace2-Fc fusion protein using the same, and a pharmaceutical composition for preventing or treating COVID-19, and more particularly, a variant of the Ace2 protein with improved stability through disulfide bond, Ace2-Fc using the same It relates to a fusion protein and a pharmaceutical composition for preventing or treating COVID-19.

코로나바이러스 감염증-19(COVID-19)은 2019년 12월 발생한 이래로 급속도로 확산되어, 세계보건기구(WHO)에서는 홍콩독감, 신종플루에 이어 COVID-19를 세계적인 팬데믹(pendemic)으로 선포하였다.Coronavirus Infectious Disease-19 (COVID-19) has spread rapidly since it occurred in December 2019, and the World Health Organization (WHO) has declared COVID-19 a global pandemic following Hong Kong Flu and H1N1 flu.

COVID-19의 병원체는 사스-코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)로, 감염자의 비말이 호흡기나 눈, 코, 입의 점막으로 침투될 때 전염되며, 약 2~14일의 잠복기를 거친 후 발열 및 기침이나 호흡곤란 등 호흡기 증상, 폐렴 등의 증상이 나타날 수 있다. COVID-19는 전염력이 매우 높고, 노약자나 기저 질병이 있던 사람 등 면역 기능이 낮은 사람이 감염될 경우 치명적일 수 있으며, 심한 경우 사망에 이를 수 있다. 또한, COVID-19의 급속한 확산에 따라 보건 영역 뿐만 아니라 사회, 경제 등 다양한 영역에서 피해가 발생하고 있다. 따라서, COVID-19에 대한 백신 및 치료제의 개발이 시급한 상황이다.The pathogen of COVID-19 is SARS-CoV-2, It is transmitted when droplets of an infected person penetrate the respiratory tract or the mucous membranes of the eyes, nose, and mouth. COVID-19 is highly contagious and can be fatal if infected, such as the elderly or people with low immunity, and in severe cases, death. In addition, with the rapid spread of COVID-19, damage is occurring not only in the health field, but also in various fields such as society and economy. Therefore, there is an urgent need to develop vaccines and therapeutics for COVID-19.

COVID-19에 대한 치료제의 일 예로서, 뉴클레오사이드 유사체를 이용한 항바이러스제가 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-2145197호에는 특정 L-뉴클레오사이드 화합물을 포함하는 약제를 투여함으로써 코로나바이러스 감염을 치료하는 용도에 대해서 기재하고 있다. 그러나, 현재 승인된 항바이러스제는 매우 중증 상태의 환자들에게만 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.As an example of a therapeutic agent for COVID-19, an antiviral agent using a nucleoside analog is being developed. For example, Korean Patent Publication No. 10-2145197 describes the use of treating a coronavirus infection by administering a drug containing a specific L-nucleoside compound. However, currently approved antiviral drugs have only been shown to be effective in patients with very severe conditions.

또 다른 종류의 치료제로는 항체를 이용한 치료제가 있다. 항체 치료제는 외부에서 투입된 항체가 바이러스 표면의 스파이크 단백질에 결합하여 바이러스가 인체 세포 내로 침입하지 못하도록 하는 기전의 치료제다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-2205028호에서는 SARS-CoV-2 표면의 스파이크 단백질에 결합하여 바이러스를 중화시키는 다양한 항체 치료제를 기재하고 있다.Another type of therapeutic agent is a therapeutic agent using an antibody. Antibody therapy is a therapeutic agent with a mechanism that prevents the virus from entering human cells by binding the antibody injected from the outside to the spike protein on the surface of the virus. For example, Korean Patent No. 10-2205028 describes various antibody therapeutics that neutralize viruses by binding to the spike protein on the surface of SARS-CoV-2.

다만, SARS-CoV-2의 경우 처음 바이러스가 발견된 이래로 수많은 변종 바이러스가 보고되었고, 특히 B.1.1.7, B.1.351 등의 변종은 기존 바이러스 대비 전파력이 높은 것으로 밝혀졌다. 그런데 항체는 특정 항원에만 결합하기 때문에, SARS-CoV-2 및 이의 변종 바이러스에 대한 항체 치료제는 표적 바이러스 외의 다른 변종에 대해서는 제대로 작용할 수 없다는 문제가 있었다. However, in the case of SARS-CoV-2, numerous mutated viruses have been reported since the first virus was discovered, and in particular, mutants such as B.1.1.7 and B.1.351 were found to have higher transmission power compared to existing viruses. However, since the antibody binds only to a specific antigen, there is a problem that the antibody therapeutic agent against SARS-CoV-2 and its variant virus cannot work properly against variants other than the target virus.

따라서, SARS-CoV-2 바이러스 감염 질환의 치료 효과가 강력하면서 다양한 변종 바이러스에도 효과를 나타낼 수 있는 치료제에 대한 개발이 필요한 상황이다.Therefore, there is a need to develop a therapeutic agent that has a strong therapeutic effect on SARS-CoV-2 virus-infected diseases and can also exhibit effects on various virus strains.

본 발명의 발명자들은 SARS-CoV-2의 인체세포감염을 유도하는 수용체인 Ace2 유래의 단백질을 이용하면, SARS-CoV-2의 표면에 있는 스파이크 단백질과 Ace2 단백질의 높은 결합 친화도로 인하여 바이러스가 인체 세포 내로 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다는 것을 발견하였다.The inventors of the present invention found that when using a protein derived from Ace2, which is a receptor that induces human cell infection of SARS-CoV-2, the virus can be transmitted to the human body due to the high binding affinity between the spike protein and Ace2 protein on the surface of SARS-CoV-2. It has been found that it can effectively prevent invasion into cells.

그러나, 야생형 Ace2 단백질은 안지오텐신 펩타이드와 상호작용을 할 때 구조의 일부가 움직이는 유동성을 갖고 있어, 안정성이 높지 않다는 문제가 있다. 세포막 단백질 상태의 야생형 Ace2는 안지오텐신 펩타이드와의 상호작용과, 세포막의 다른 단백질 및 생체 분자들과의 상호작용을 통하여 안정화될 수 있으나, 수용성 Ace2 상태에서는 안정성이 매우 낮을 수 있고, 이에 따라 치료제에 적용하기 어렵다는 한계가 있었다.However, the wild-type Ace2 protein has a problem in that stability is not high because a part of the structure moves when interacting with the angiotensin peptide. Wild-type Ace2 in the cell membrane protein state can be stabilized through interaction with angiotensin peptides and interactions with other proteins and biomolecules in the cell membrane, but stability may be very low in the water-soluble Ace2 state, and thus applied to therapeutics There was a limit to what it was difficult to do.

이에 따라, Ace2 단백질을 이용하여 치료 효과가 우수한 치료제를 개발하기 위해서는, Ace2 단백질의 안정성 문제 해결이 필요한 상황이다. Accordingly, in order to develop a therapeutic agent with excellent therapeutic effect using the Ace2 protein, it is necessary to solve the stability problem of the Ace2 protein.

본 발명의 목적은, 이황화 결합을 통해 안정화된 Ace2 변이체를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide Ace2 variants stabilized through disulfide bonds.

본 발명의 다른 목적은, 상기 안정화 Ace2 변이체를 이용한 Ace2-Fc 융합단백질을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an Ace2-Fc fusion protein using the stabilized Ace2 mutant.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 안정화 Ace2 변이체를 이용한 COVID-19 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating COVID-19 using the stabilized Ace2 variant.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Ace2 (Angiotensin-converting enzyme 2) 유래 단백질에 존재하는 아미노산 잔기쌍 중 하나 이상이 시스테인으로 치환되어 형성된 이황화 결합을 포함하는, 안정화 Ace2 변이체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a stabilized Ace2 variant comprising a disulfide bond formed by substituting at least one pair of amino acid residues present in Ace2 (Angiotensin-converting enzyme 2)-derived protein with cysteine.

본 발명에서, 상기 이황화 결합을 형성하는 아미노산 잔기쌍의 중심 탄소(C-alpha) 간의 거리는 4.5 내지 7.0Å인 것이 바람직하다.In the present invention, the distance between the central carbon (C-alpha) of the pair of amino acid residues forming the disulfide bond is preferably 4.5 to 7.0 Å.

본 발명에서, 상기 아미노산 잔기쌍은 Ace2 유래 단백질에 존재하는 N51/V343, N53/Q340, I54/K341, H239/V604, I21/E87, M62/S47, A193/V107, V364/V298, T365/T294, H401/H378, T445/T276, S502/R169, N508/S124 및 A348/H378로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In the present invention, the amino acid residue pair is N51 / V343, N53 / Q340, I54 / K341, H239 / V604, I21 / E87, M62 / S47, A193 / V107, V364 / V298, T365 / T294 present in Ace2-derived protein. , H401/H378, T445/T276, S502/R169, N508/S124 and A348/H378 may include one or more selected from the group consisting of.

본 발명에서, 상기 Ace2 유래 단백질은 Ace2 단백질의 세포외도메인(ectodomain) 유래의 단백질일 수 있다.In the present invention, the Ace2-derived protein may be a protein derived from the extracellular domain (ectodomain) of the Ace2 protein.

본 발명에서, 상기 Ace2 유래 단백질은 야생형 Ace2 단백질의 1 내지 615번 잔기를 포함할 수 있다.In the present invention, the Ace2-derived protein may include residues 1 to 615 of the wild-type Ace2 protein.

본 발명은 또한, 면역글로불린(Immunoglobulin, Ig) 유래의 Fc 도메인을 구성하는 2개의 사슬 중 하나 이상의 사슬에 상기 안정화 Ace2 변이체가 연결된, Ace2-Fc 융합단백질을 제공한다.The present invention also provides an Ace2-Fc fusion protein, wherein the stabilized Ace2 variant is linked to one or more of the two chains constituting the Fc domain derived from immunoglobulin (Ig).

본 발명에서, 상기 안정화 Ace2 변이체와 Fc 도메인은 0 내지 20개의 아미노산 잔기로 구성된 링커(linker)를 통해 연결될 수 있다.In the present invention, the stabilizing Ace2 variant and the Fc domain may be linked through a linker consisting of 0 to 20 amino acid residues.

본 발명에서, 상기 Ace2-Fc 융합단백질은 동형이량체(homodimer) 또는 이형이량체(heterodimer)일 수 있다.In the present invention, the Ace2-Fc fusion protein may be a homodimer or a heterodimer.

본 발명에서, 상기 면역글로불린은 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4일 수 있다.In the present invention, the immunoglobulin may be IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4.

본 발명에서, 상기 Fc 도메인을 구성하는 사슬은 (EU 넘버링 기준) IgG1 중쇄의 221 내지 447번 아미노산 잔기를 포함할 수 있다.In the present invention, the chain constituting the Fc domain may include amino acid residues 221 to 447 of an IgG1 heavy chain (based on EU numbering).

본 발명에서, 상기 Fc 도메인 중 하나의 사슬 중 하나 이상의 아미노산이 트립토판(W), 아르기닌(R), 페닐알라닌(F) 및 타이로신(Y)으로 구성된 군에서 선택된 아미노산으로 치환되고, 다른 하나의 사슬 중 하나 이상의 아미노산이 알라닌(A), 세린(S), 트레오닌(T) 및 발린(V)으로 구성된 군에서 선택된 아미노산으로 치환될 수 있다.In the present invention, at least one amino acid in one chain of the Fc domain is substituted with an amino acid selected from the group consisting of tryptophan (W), arginine (R), phenylalanine (F) and tyrosine (Y), and in the other chain One or more amino acids may be substituted with an amino acid selected from the group consisting of alanine (A), serine (S), threonine (T) and valine (V).

본 발명에서, 상기 Ace2-Fc 융합단백질은 면역세포 표면 항원에 결합하는 단백질을 더 포함하는 이중특이적 또는 다중특이적 항체일 수 있다.In the present invention, the Ace2-Fc fusion protein may be a bispecific or multispecific antibody further comprising a protein binding to an immune cell surface antigen.

본 발명에서, 상기 면역세포는 자연 살상 세포(Natural Killer cell, NK cell) 또는 T 세포일 수 있다.In the present invention, the immune cells may be natural killer cells (NK cells) or T cells.

본 발명은 또한, 상기 Ace2-Fc 융합단백질을 포함하는 코로나바이러스 감염증-19(COVID-19)의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating coronavirus infection-19 (COVID-19) comprising the Ace2-Fc fusion protein.

본 발명에 따르면, Ace2 단백질의 특정 위치의 잔기쌍을 시스테인으로 치환하여 이황화 결합을 도입함으로써, SARS-CoV-2 바이러스와의 결합 친화도가 높으면서 수용액 상태에서도 우수한 안정성을 나타내는 Ace2 단백질 변이체를 제공할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 안정화 Ace2 변이체를 SARS-CoV-2 감염질환인 COVID-19의 치료제에 적용하는 경우 보관 안정성, 체내 안정성 및 치료 효과를 모두 향상시킬 수 있다. 또한, SARS-CoV-2에 대한 수용체 유래의 아미노산 서열을 이용하므로, 다양한 변종 바이러스에도 효과적으로 작용할 수 있다.According to the present invention, by introducing a disulfide bond by replacing a pair of residues at a specific position of the Ace2 protein with cysteine, it is possible to provide an Ace2 protein variant that has high binding affinity with SARS-CoV-2 virus and exhibits excellent stability even in aqueous solution. can Accordingly, when the stabilized Ace2 mutant of the present invention is applied to a therapeutic agent for COVID-19, a SARS-CoV-2 infectious disease, it is possible to improve both storage stability, in vivo stability and therapeutic effect. In addition, since the amino acid sequence derived from the receptor for SARS-CoV-2 is used, it can effectively act on various strains of viruses.

도 1은 본 발명에서 제공하는 안정화 Ace2 변이체의 모식적인 설계를 나타낸 것이다.
도 2는 Ace2 단백질 3차원 구조에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프 안정화 돌연변이의 대상이 되는 잔기쌍의 위치를 나타낸 것이다.
도 3은 Ace2 단백질 3차원 구조에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬릭스-헬릭스 또는 스트랜드-헬릭스 안정화 돌연변이의 대상이 되는 잔기쌍의 위치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정화 Ace2-Fc 융합단백질의 발현 벡터가 코딩하는 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정화 Ace2-Fc 융합단백질 및 야생형 Ace2-Fc 융합단백질의 일차 도함수 융해곡선을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안정화 Ace2-Fc 융합단백질 및 야생형 Ace2-Fc 융합단백질의 ELISA 분석 결과를 나타낸 것이다.
1 shows a schematic design of the stabilizing Ace2 variant provided by the present invention.
Figure 2 shows the position of a pair of residues to be subjected to loop stabilization mutation according to an embodiment of the present invention in the three-dimensional structure of the Ace2 protein.
Figure 3 shows the position of a pair of residues to be subjected to helix-helix or strand-helix stabilization mutation according to an embodiment of the present invention in the three-dimensional structure of the Ace2 protein.
4 shows the amino acid sequence encoded by the expression vector of the stabilized Ace2-Fc fusion protein according to an embodiment of the present invention.
5 shows the first derivative melting curves of the stabilized Ace2-Fc fusion protein and the wild-type Ace2-Fc fusion protein according to an embodiment of the present invention.
6 shows the results of ELISA analysis of the stabilized Ace2-Fc fusion protein and the wild-type Ace2-Fc fusion protein according to an embodiment of the present invention.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is those well known and commonly used in the art.

본 발명은 이황화 결합을 통해 안정화된 Ace2 단백질 변이체에 관한 것이다.The present invention relates to Ace2 protein variants stabilized via disulfide bonds.

Ace2는 안지오텐신 전환효소 2(Angiotensin-converting enzyme 2)의 약자로, 안지오텐신 전환효소(ACE)와 관련된 카르복시펩티다아제이다. Ace2는 중증 급성 호흡기 증후군(SARS)와 관련된 코로나바이러스의 기능성 수용체로, SARS-CoV-2가 인체에 침입하면 Ace2가 SARS-CoV-2의 스파이크(spike) 단백질에 결합함으로써 감염이 발생한다.Ace2 is an abbreviation of Angiotensin-converting enzyme 2, and is a carboxypeptidase related to angiotensin-converting enzyme (ACE). Ace2 is a functional receptor of a coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome (SARS). When SARS-CoV-2 enters the human body, Ace2 binds to the spike protein of SARS-CoV-2, resulting in infection.

Ace2 단백질은 805개 아미노산으로 이루어져 있으며, 세포외도메인(ectodomain), 막관통도메인(membrane spanning domain) 및 세포질도메인(cytoplasmic domain)으로 구분된다. 이 중 Ace2 단백질의 세포외도메인은 약 600개의 아미노산으로 이루어진 수용성 단백질로 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질과 높은 친화도를 가진다. 본 발명의 발명자들은 이와 같이 Ace2의 세포외도메인 유래의 단백질이 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질에 강하게 결합하는 특성을 이용하여, SARS-CoV-2 바이러스와 표적세포의 상호작용 및 감염을 방지할 수 있음을 발견하였다.Ace2 protein consists of 805 amino acids, and is divided into an extracellular domain (ectodomain), a transmembrane domain (membrane spanning domain) and a cytoplasmic domain. Among them, the extracellular domain of Ace2 protein is a water-soluble protein consisting of about 600 amino acids and has high affinity with the SARS-CoV-2 virus spike protein. The inventors of the present invention can prevent the interaction and infection of SARS-CoV-2 virus with target cells by using the characteristic that Ace2 extracellular domain-derived protein strongly binds to SARS-CoV-2 spike protein. found that it can.

다만, Ace2 단백질의 세포외도메인은 자연 상태의 기능을 위하여 안지오텐신 펩타이드와 상호작용을 할 때 단백질 구조의 일부가 움직이는 유동성을 갖고 있어, 안정성이 그다지 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 세포막 단백질 상태의 야생형 Ace2는 안지오텐신 펩타이드와의 상호작용, 및 세포막의 다른 단백질 및 생체 분자들과의 상호작용을 통하여 안정화될 수 있으나, 수용성 Ace2 (soluble Ace2) 상태에서는 안정성이 매우 낮아 치료제에 적용하기 어렵다는 문제가 있었다.However, it is known that the extracellular domain of Ace2 protein has poor stability because a part of the protein structure moves when it interacts with the angiotensin peptide for its natural function. Wild-type Ace2 in the state of cell membrane protein can be stabilized through interaction with angiotensin peptides and interactions with other proteins and biomolecules of cell membranes, but stability is very low in soluble Ace2 (soluble Ace2) state, making it suitable for application to therapeutic agents There was a difficult problem.

본 발명은 상기 Ace2 단백질의 불안정성 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 안정화 Ace2 변이체는 도 1에 나타낸 바와 같이 Ace2 유래 단백질에 이황화 결합을 도입하기 위한 돌연변이를 형성한 것이다. The present invention is to solve the problem of instability of the Ace2 protein, and the stabilized Ace2 mutant of the present invention has a mutation for introducing a disulfide bond into the Ace2-derived protein as shown in FIG. 1 .

본 발명의 발명자들은 Ace2 단백질의 특정 아미노산 잔기쌍 중 하나 이상을 시스테인으로 치환하여 구조 안정 이황화 결합을 형성함으로써, Ace2 단백질의 열안정성 및 구조안정성을 향상시켜 수용성 Ace2 상태에서도 안정하면서, 이황화 결합 형성에 의한 구조 변형을 최소화하여 바이러스와의 높은 결합 친화도를 유지할 수 있는 변이체를 개발하였다.The inventors of the present invention have developed a structurally stable disulfide bond by substituting cysteine for at least one pair of specific amino acid residues in the Ace2 protein, thereby improving the thermal stability and structural stability of the Ace2 protein to be stable even in a water-soluble Ace2 state, and to form a disulfide bond. A mutant capable of maintaining high binding affinity with the virus by minimizing structural modification caused by the virus was developed.

본 발명에서, 용어 "이황화 결합" 이란 단백질 아미노산 중 시스테인 (Cysteine)에 있는 설파이드(sulfide, -SH)기가 다른 시스테인의 설파이드기와 만나 공유결합을 이루는 상태를 의미하는 것으로서, 단백질 구조에 큰 안정성을 제공한다.In the present invention, the term "disulfide bond" refers to a state in which a sulfide (-SH) group in cysteine among protein amino acids meets with a sulfide group of another cysteine to form a covalent bond, providing great stability to the protein structure do.

본 발명에서, 용어 "수용성 Ace2" 란 Ace2의 세포외도메인을 유전자 조작으로 잘라내어, 야생형의 막단백질이 아닌 수용액에서 안정한 상태의 단백질 형태로 만든 것을 의미한다. 이와 같이 바이러스 수용체로부터 만들어진 수용성 수용체(soluble receptor)는 바이러스의 세포침입을 막는데 사용될 수 있다.In the present invention, the term "water-soluble Ace2" means that the extracellular domain of Ace2 is genetically engineered to form a protein in a stable state in aqueous solution, not a wild-type membrane protein. As described above, the soluble receptor made from the virus receptor can be used to prevent the virus from entering the cell.

본 발명에서, 용어 "변이"는 아미노산 잔기의 치환, 삽입 및/또는 결실을 포함하는 의미로, 바람직하게, 본 발명의 변이체는 아미노산 잔기의 치환을 포함한다. 아미노산 잔기의 치환은 모체 아미노산 서열의 잔기, 아미노산 잔기의 번호 및 치환된 아미노산 잔기의 순서로 나타낼 수 있다. In the present invention, the term “variant” is meant to include substitution, insertion and/or deletion of amino acid residues, and preferably, the variant of the present invention includes substitution of amino acid residues. Substitution of amino acid residues may be indicated in the order of the residues in the parent amino acid sequence, the number of amino acid residues, and the amino acid residues substituted.

본 발명에서, 상기 이황화 결합을 도입하기 위한 돌연변이는 Ace2 유래 단백질에 존재하는 아미노산 잔기쌍 중 하나 이상이 시스테인으로 치환된 변이를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 아미노산 잔기쌍은 시스테인 이외의 아미노산으로 구성된 두 개의 아미노산의 쌍(pair)이며, 시스테인 치환을 통해 이황화 결합을 형성하여 구조를 효과적으로 안정화시키기 위하여, 잔기쌍을 이루는 아미노산의 중심 탄소(C-alpha) 간의 거리가 4.5 내지 7.0Å인 것이 바람직하다.In the present invention, the mutation for introducing the disulfide bond may include a mutation in which at least one of the pair of amino acid residues present in the Ace2-derived protein is substituted with cysteine. In this case, the amino acid residue pair is a pair of two amino acids composed of amino acids other than cysteine, and in order to effectively stabilize the structure by forming a disulfide bond through cysteine substitution, the central carbon (C -alpha) is preferably 4.5 to 7.0 Å.

본 발명에서, 변이 대상이 되는 아미노산 잔기쌍은 Ace2 유래 단백질에 존재하는 N51/V343, N53/Q340, I54/K341, H239/V604, I21/E87, M62/S47, A193/V107, V364/V298, T365/T294, H401/H378, T445/T276, S502/R169, N508/S124 및 A348/H378로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 잔기쌍을 포함할 수 있다. In the present invention, the pair of amino acid residues to be mutated are N51 / V343, N53 / Q340, I54 / K341, H239 / V604, I21 / E87, M62 / S47, A193 / V107, V364 / V298, It may include one or more pairs of residues selected from the group consisting of T365/T294, H401/H378, T445/T276, S502/R169, N508/S124 and A348/H378.

본 발명의 실시예에서는, Ace2 단백질의 3차원 구조 분석을 통해 상기 잔기쌍들이 C-alpha 간의 거리가 4.5 내지 7.0Å 범위 내에 있으며, Ace2 단백질의 loop 331-347번 영역, loop 599-614번 영역, helix-helix 영역 및 strand-helix 영역의 안정화에 관여하는 잔기쌍임을 확인하였다. 또한, 상기 아미노산 잔기쌍에 이황화 결합을 형성하였을 때 야생형에 비해 단백질의 융해온도가 유의적으로 상승하면서도 바이러스와의 결합력에는 거의 영향이 없는 실험 결과를 얻었다. 이에 따라, 본 발명의 변이체에 따르면, 이황화 결합 형성에 의한 구조 뒤틀림이 최소화되어 Ace2의 특징인 바이러스와의 우수한 결합 친화도를 유지하면서, 야생형 Ace2 단백질에 비해 향상된 구조 안정성을 구현할 수 있음을 확인하였다. In an embodiment of the present invention, the distance between the C-alpha of the residue pairs is in the range of 4.5 to 7.0 Å through three-dimensional structural analysis of the Ace2 protein, and the loop 331-347 region and loop 599-614 region of the Ace2 protein , it was confirmed that the pair of residues involved in the stabilization of the helix-helix region and the strand-helix region. In addition, when a disulfide bond is formed on the pair of amino acid residues, the melting temperature of the protein is significantly increased compared to the wild-type, but experimental results with little effect on the binding force with the virus were obtained. Accordingly, according to the mutant of the present invention, structural distortion caused by the formation of disulfide bonds is minimized, and it was confirmed that improved structural stability compared to the wild-type Ace2 protein can be implemented while maintaining excellent binding affinity with the virus, which is a characteristic of Ace2. .

본 발명에서, 상기 돌연변이의 모체가 되는 Ace2 유래 단백질은 Ace2 단백질의 1 내지 615번에 해당하는 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함할 수 있다.In the present invention, the Ace2-derived protein, which is the parent of the mutation, may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 corresponding to 1 to 615 of the Ace2 protein.

[서열번호 1] Ace2의 1 내지 615번[SEQ ID NO: 1] 1 to 615 of Ace2

MSSSSWLLLSLVAVTAAQSTIEEQAKTFLDKFNHEAEDLFYQSSLASWNYNTNITEENVQNMNNAGDKWSAFLKEQSTLAQMYPLQEIQNLTVKLQLQALQQNGSSVLSEDKSKRLNTILNTMSTIYSTGKVCNPDNPQECLLLEPGLNEIMANSLDYNERLWAWESWRSEVGKQLRPLYEEYVVLKNEMARANHYEDYGDYWRGDYEVNGVDGYDYSRGQLIEDVEHTFEEIKPLYEHLHAYVRAKLMNAYPSYISPIGCLPAHLLGDMWGRFWTNLYSLTVPFGQKPNIDVTDAMVDQAWDAQRIFKEAEKFFVSVGLPNMTQGFWENSMLTDPGNVQKAVCHPTAWDLGKGDFRILMCTKVTMDDFLTAHHEMGHIQYDMAYAAQPFLLRNGANEGFHEAVGEIMSLSAATPKHLKSIGLLSPDFQEDNETEINFLLKQALTIVGTLPFTYMLEKWRWMVFKGEIPKDQWMKKWWEMKREIVGVVEPVPHDETYCDPASLFHVSNDYSFIRYYTRTLYQFQFQEALCQAAKHEGPLHKCDISNSTEAGQKLFNMLRLGKSEPWTLALENVVGAKNMNVRPLLNYFEPLFTWLKDQNKNSFVGWSTDWSPYADMSSSSWLLLSLVAVTAAQSTIEEQAKTFLDKFNHEAEDLFYQSSLASWNYNTNITEENVQNMNNAGDKWSAFLKEQSTLAQMYPLQEIQNLTVKLQLQALQQNGSSVLSEDKSKRLNTILNTMSTIYSTGKVCNPDNPQECLLLEPGLNEIMANSLDYNERLWAWESWRSEVGKQLRPLYEEYVVLKNEMARANHYEDYGDYWRGDYEVNGVDGYDYSRGQLIEDVEHTFEEIKPLYEHLHAYVRAKLMNAYPSYISPIGCLPAHLLGDMWGRFWTNLYSLTVPFGQKPNIDVTDAMVDQAWDAQRIFKEAEKFFVSVGLPNMTQGFWENSMLTDPGNVQKAVCHPTAWDLGKGDFRILMCTKVTMDDFLTAHHEMGHIQYDMAYAAQPFLLRNGANEGFHEAVGEIMSLSAATPKHLKSIGLLSPDFQEDNETEINFLLKQALTIVGTLPFTYMLEKWRWMVFKGEIPKDQWMKKWWEMKREIVGVVEPVPHDETYCDPASLFHVSNDYSFIRYYTRTLYQFQFQEALCQAAKHEGPLHKCDISNSTEAGQKLFNMLRLGKSEPWTLALENVVGAKNMNVRPLLNYFEPLFTWLKDQNKNSFVGWSTDWSPYAD

구체적으로, 상기 Ace2 유래 단백질에서, N51C/V343C, N53C/Q340C 및 I54C/K341C 로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 변이를 통해 Ace2 단백질의 유동성 루프(loop)인 loop 331-347 영역을 안정화시킬 수 있으며, H239C/V604C 변이를 통해 loop 599-614 영역을 안정화시킬 수 있다. Specifically, in the Ace2-derived protein, through one or more mutations selected from the group consisting of N51C / V343C, N53C / Q340C and I54C / K341C, the loop 331-347 region, which is a fluid loop of the Ace2 protein, can be stabilized, and , it is possible to stabilize the loop 599-614 region through the H239C/V604C mutation.

또한, 21C/E87C, M62C/S47C, A193C/V107C, V364C/V298C, T365C/T294C, H401C/H378C, T445C/T276C, S502C/R169C 및 N508C/S124C로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 변이를 통해, Ace2 단백질의 헬릭스(helix)를 연결하여 안정화시킬 수 있고, A348C/H378C 변이를 통해 스트랜드(strand)와 헬릭스를 안정적으로 연결할 수 있다.In addition, through one or more mutations selected from the group consisting of 21C / E87C, M62C / S47C, A193C / V107C, V364C / V298C, T365C / T294C, H401C / H378C, T445C / T276C, S502C / R169C and N508C / S124C, Ace2 It can be stabilized by linking the helix of the protein, and the strand and the helix can be stably linked through the A348C/H378C mutation.

이와 같이 대상 잔기쌍을 시스테인으로 치환함으로써 이황화 결합이 형성되어 안정화된 Ace2 변이체는, 야생형 Ace2와 같이 SARS-CoV-2 바이러스와의 결합력이 높아 우수한 치료 효과를 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 수용성 Ace2 상태에서도 안정하므로 인체 내에서 질병 치료에 유효한 구조가 장기간 유지되도록 하여 낮은 투여량으로도 장기간의 약효를 나타낼 수 있다.As described above, the Ace2 mutant stabilized by forming a disulfide bond by substituting a target residue pair with cysteine has a high binding affinity to SARS-CoV-2 virus like wild-type Ace2, thereby exhibiting an excellent therapeutic effect. In addition, since it is stable even in a water-soluble Ace2 state, it maintains a structure effective for disease treatment in the human body for a long period of time, thereby exhibiting long-term efficacy even at a low dose.

본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 안정화 Ace2 변이체를 이용하여 Ace2-Fc 융합단백질을 형성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, an Ace2-Fc fusion protein can be formed using the stabilized Ace2 mutant.

본 발명에서, 상기 Ace2-Fc 융합단백질이란 수용성 Ace2 단백질을 면역글로불린 유래의 Fc 도메인에 연결하여 제작된 단백질을 의미한다.In the present invention, the Ace2-Fc fusion protein refers to a protein produced by linking a water-soluble Ace2 protein to an Fc domain derived from immunoglobulin.

본 발명에서, 상기 면역글로불린 유래의 Fc 도메인이란 면역글로불린의 중쇄불변영역 중 CH2 및 CH3 도메인(또는, CH2, CH3 및 CH4 도메인)을 포함하는 C-말단 영역을 의미하며, 야생형(wild-type) Fc 도메인 및 그의 변이체를 포괄하는 의미로 사용된다. 상기 Fc 도메인의 모체가 되는 면역글로불린은 IgG1, IgG2, IgG3, 또는 IgG4일 수 있으며, 바람직하게는 IgG1일 수 있다.In the present invention, the immunoglobulin-derived Fc domain refers to a C-terminal region including CH2 and CH3 domains (or CH2, CH3 and CH4 domains) among the heavy chain constant regions of immunoglobulin, wild-type It is used in the sense of encompassing the Fc domain and its variants. The immunoglobulin serving as the parent of the Fc domain may be IgG1, IgG2, IgG3, or IgG4, preferably IgG1.

본 발명에서, 상기 Fc 도메인의 각 사슬은 인간 IgG1 중쇄의 221번 잔기로부터 C-말단에 이르는 영역, 또는 상기 영역에 힌지를 더 포함하는 영역을 포함할 수 있다. Fc 영역에서 아미노산 잔기의 번호는 인간 면역글로불린 중쇄 내의 잔기 번호를 정의하는 EU 넘버링(Kabat et al. 등 참조)에 따른다.In the present invention, each chain of the Fc domain may include a region extending from residue 221 to the C-terminus of a human IgG1 heavy chain, or a region further comprising a hinge in the region. The numbering of amino acid residues in the Fc region is according to EU numbering (see Kabat et al. et al.), which defines the number of residues in human immunoglobulin heavy chains.

본 발명에서, 상기 Fc 도메인의 각 사슬은 IgG1의 중쇄 221 내지 447번 서열을 포함할 수 있다. 상기 IgG1의 중쇄 221 내지 447번 서열은 아래 서열번호 2의 아미노산 서열로 나타낼 수 있다.In the present invention, each chain of the Fc domain may include sequences 221 to 447 of the heavy chain of IgG1. The heavy chain sequences 221 to 447 of the IgG1 may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 below.

[서열번호 2] IgG1의 중쇄 221 내지 447번[SEQ ID NO: 2] heavy chains 221 to 447 of IgG1

DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGKDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQKVSLTCLDSDNGQPQSDIKVYTLPPSRDELTKKNQVSLTCLDWSDNGQFQSDIKFSKVVSHEDGSGFFNWYTKSKSPVWSDNGGFN

본 발명의 Ace2-Fc 융합단백질에서, 상기 안정화 Ace2 변이체는 Fc 도메인을 구성하는 2개의 사슬 중 하나 이상의 사슬에 연결될 수 있다.In the Ace2-Fc fusion protein of the present invention, the stabilizing Ace2 variant may be linked to one or more of the two chains constituting the Fc domain.

이 때, 상기 Ace2 변이체와 Fc 도메인은 0 내지 20개의 아미노산 잔기에 의해 연결될 수 있다. 즉, 상기 Ace2 변이체와 Fc 도메인은 직접적으로 연결되거나, 1 내지 20개의 아미노산으로 이루어진 링커(linker)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 Ace2 변이체는 Fc 도메인의 N-말단 또는 C-말단에 연결될 수 있다.In this case, the Ace2 variant and the Fc domain may be linked by 0 to 20 amino acid residues. That is, the Ace2 variant and the Fc domain may be directly linked or linked through a linker consisting of 1 to 20 amino acids. In addition, the Ace2 variant may be linked to the N-terminus or C-terminus of the Fc domain.

본 발명의 Ace2-Fc 융합단백질은 동형이량체(homodimer) 또는 이형이량체(heterodimer) 형태일 수 있으며, Ace2 변이체가 Fc 도메인의 양쪽 사슬에 연결되거나, 또는 한쪽 사슬에만 연결된 형태일 수 있다.The Ace2-Fc fusion protein of the present invention may be in the form of a homodimer or heterodimer, and the Ace2 variant may be linked to both chains of the Fc domain, or may be linked to only one chain.

본 발명의 일 실시 형태에서, Ace2-Fc 융합단백질이 이형이량체, 예를 들어 이중특이적(또는 다중특이적) 항체를 형성하는 경우, Fc 도메인에 이합체를 형성하기 위한 재조합 변이체가 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the Ace2-Fc fusion protein forms a heterodimer, for example, a bispecific (or multispecific) antibody, a recombinant variant for forming a dimer in the Fc domain may be formed. there is.

예를 들어, 상기 이합체를 형성하기 위한 재조합 변이체로는 놉-인투-홀(knobs-into-hole) 기술을 이용할 수 있다.For example, a knob-into-hole technique may be used as the recombinant mutant for forming the dimer.

상기 놉-인투-홀 기술은 항체 단편의 중쇄 사이에 이종이합체 만이 형성되게 하기 위하여 설계된 기술이다. 여기에서, 놉(knob)은 반대측 사슬로 돌출된 측쇄를 가지도록 설계되어, 반대측 도메인의 홀(hole)에 삽입된다. 이로 인하여, 중쇄들은 측쇄 충돌로 인하여 동종이합체화(homodimerization) 될 수 없고, 이종이합체화(heterodimerization) 만이 가능하게 된다. 본 발명에서, Fc 도메인의 각 사슬에 놉 또는 홀이 형성된 구조를 각각 Fc-knob 또는 Fc-hole이라 할 수 있다.The knob-into-hole technology is a technology designed to allow only heterodimers to be formed between the heavy chains of antibody fragments. Here, the knob is designed to have a side chain protruding to the opposite side chain, and is inserted into the hole of the opposite side domain. Due to this, heavy chains cannot be homodimerized due to side chain collision, and only heterodimerization is possible. In the present invention, a structure in which a knob or a hole is formed in each chain of the Fc domain may be referred to as an Fc-knob or an Fc-hole, respectively.

상기 Fc-knob은 Fc 도메인을 구성하는 사슬에서 하나 이상의 아미노산을 트립토판(W), 아르기닌(R), 페닐알라닌(F) 및 타이로신(Y)으로 구성된 군에서 선택되는 큰 아미노산으로 치환함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Fc-knob은 IgG1-Fc 중쇄 221 내지 447번 서열에 T366W 변이가 형성된 것일 수 있다.The Fc-knob may be formed by substituting one or more amino acids in the chain constituting the Fc domain with a large amino acid selected from the group consisting of tryptophan (W), arginine (R), phenylalanine (F) and tyrosine (Y). . For example, the Fc-knob may be one in which the T366W mutation is formed in sequences 221 to 447 of the IgG1-Fc heavy chain.

상기 Fc-hole은 Fc 도메인을 구성하는 사슬에서 하나 이상의 아미노산을 알라닌(A), 세린(S), 트레오닌(T) 및 발린(V)으로 구성된 군에서 선택되는 작은 아미노산으로 치환함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Fc-hole은 IgG1-Fc 중쇄 221 내지 447번 서열에 T366S, L368A 및 Y407V 변이가 형성된 것일 수 있다.The Fc-hole may be formed by substituting one or more amino acids in the chain constituting the Fc domain with small amino acids selected from the group consisting of alanine (A), serine (S), threonine (T) and valine (V). . For example, Fc-holes are T366S, L368A and Y407V in the sequences 221 to 447 of the IgG1-Fc heavy chain. A mutation may be formed.

이와 같이 본 발명의 안정화 Ace2 변이체를 Fc 도메인과 융합시키면, Ace2 변이체가 바이러스에 강하게 결합하여 감염을 저해할 수 있을 뿐만 아니라, 면역반응을 유도하여 바이러스를 제거할 수 있고, Fc 수용체와의 상호작용에 의해 체내 잔류 기간을 연장하여 약효를 증강시킬 수 있다. 또한, 이를 이용하여 이중특이성 또는 다중특이성 항체를 제작함으로써 NK 세포나 면역세포를 감염세포로 유도하여, 적극적인 감염세포 살상 및 면역반응 활성화를 통해 바이러스 유래 질환을 치료할 수 있다.In this way, when the stabilizing Ace2 variant of the present invention is fused with the Fc domain, the Ace2 variant can not only strongly bind to the virus to inhibit infection, but also induce an immune response to eliminate the virus, and interact with the Fc receptor. It is possible to enhance the drug effect by extending the period of residence in the body. In addition, by producing a bispecific or multispecific antibody using this, NK cells or immune cells are induced into infected cells, and virus-derived diseases can be treated through active killing of infected cells and activation of immune responses.

본 발명에서, 용어 "이중특이적(또는 다중특이적) 항체"란 서로 다른 두 종류(또는 그 이상)의 항원에 결합할 수 있는 항체를 의미하는 것으로서, 유전공학에 의해 생산된 형태를 포함한다. 본 발명에서, 상기 이중특이적(또는 다중특이적) 항체는 표적 항원 및 면역세포 표면 항원에 동시에 결합함으로써, 항체의존성 세포독성에 의해 표적 항원의 사멸을 유도하는 항체를 의미할 수 있다.As used herein, the term "bispecific (or multispecific) antibody" refers to an antibody capable of binding to two different (or more) antigens, and includes a form produced by genetic engineering. . In the present invention, the bispecific (or multispecific) antibody may refer to an antibody that simultaneously binds to a target antigen and an immune cell surface antigen, thereby inducing apoptosis of the target antigen by antibody-dependent cytotoxicity.

본 발명에서, 상기 이중특이적(또는 다중특이적) 항체는 Fab, Fab', F(ab')2, Fv 단편, rIgG, 단일 사슬 Fv 단편(scFv), 탠덤 단일 사슬 Fv 단편(scFv)2, 이중특이적 T-세포 관여자(BiTE), 디아바디(Diabody), 탠덤 디아바디(TandAb), 트리아바디(Triabody) 또는 테트라바디(Tetrabody) 형태일 수 있다.In the present invention, the bispecific (or multispecific) antibody is Fab, Fab', F(ab')2, Fv fragment, rIgG, single chain Fv fragment (scFv), tandem single chain Fv fragment (scFv)2 , bispecific T-cell participant (BiTE), diabody (Diabody), tandem diabody (TandAb), triabody (Triabody) or tetrabody (Tetrabody) form.

본 발명에서, 용어 "면역세포"는 항원을 인식하고 직간접적으로 공격하는 세포로서, 바람직하게는 자연 살상 세포(Natural Killer cell, NK cell) 또는 T 세포일 수 있다.In the present invention, the term "immune cell" refers to a cell that recognizes an antigen and attacks it directly or indirectly, preferably a natural killer cell (NK cell) or T cell.

본 발명에서, 용어 "면역세포 표면 항원"이란 면역세포의 표면에 존재하는 표적 분자 및 항원을 포함하는 개념이다. 예를 들어, 상기 면역세포 표면 항원은 IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-1R, IL-4, IL-5, IL-6R, IL-9, IL-12, IL-13, IL-18, IL-18R, IL-25, TARC, MDC, MEF, TGF-β, LHR agonist, TWEAK, CL25, SPRR2a, SPRR2b, ADAM8, PED2, TNF alpha, TGF beta, VEGF, MIF, ICAM-1, PGE4, PEG2, RANK 리간드, Te38, BAFF, CTLA-4, GP130, HER1, HER2, HER3, HER4, VEGF-A, PDGF, VEGF-A, VEGF-C, VEGF-D, DR5, MET, EGFR, MAPG, CSPGs, CTLA-4, IGF1, IGF2, Erb2B, MAG, RGM A, NogoA, NgR, OMGp, PDL-I, NRP1, NRP2, 2B4, CD2, CD3 zeta, CD3, CD8, CD16, CD19, CD20, CD22, CD27, CD28, CD40, CD56, CD57, CD62L, CD64, CD94, CD96, CD100, CD160, CD244, CEACAM1, CRACC, CRTAM, CS1, DAP10, DAP12, DNAM-1(CD226), FcR gamma, KIRs(KIR2DS1, KIR2DS2, KIR2DS3, KIR2DS4, KIR2DS5, KIR2DL4, KIR3DL2, KIR3DS1), LFA-1, NCRs, NKG2A, NKG2C, NKG2D, NKG2E, NKG2H, NKp30a, NKp30b, NKp44, NKp46, NKp80, NTB-A, OX40, PSGL1, semaphoring 4D, SLAMF4, SLAMF6, SLAMF7, TIGIT, TLR 및 TRAIL로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 또는, 이들 중 1종 이상의 추가의 표적 분자에 결합하여 다중특이적 항체 형태로 이용하는 것도 가능하다.In the present invention, the term "immune cell surface antigen" is a concept including target molecules and antigens present on the surface of immune cells. For example, the immune cell surface antigen is IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-1R, IL-4, IL-5, IL-6R, IL-9, IL-12, IL-13, IL- 18, IL-18R, IL-25, TARC, MDC, MEF, TGF-β, LHR agonist, TWEAK, CL25, SPRR2a, SPRR2b, ADAM8, PED2, TNF alpha, TGF beta, VEGF, MIF, ICAM-1, PGE4 , PEG2, RANK ligand, Te38, BAFF, CTLA-4, GP130, HER1, HER2, HER3, HER4, VEGF-A, PDGF, VEGF-A, VEGF-C, VEGF-D, DR5, MET, EGFR, MAPG, CSPGs, CTLA-4, IGF1, IGF2, Erb2B, MAG, RGM A, NogoA, NgR, OMGp, PDL-I, NRP1, NRP2, 2B4, CD2, CD3 zeta, CD3, CD8, CD16, CD19, CD20, CD22, CD27, CD28, CD40, CD56, CD57, CD62L, CD64, CD94, CD96, CD100, CD160, CD244, CEACAM1, CRACC, CRTAM, CS1, DAP10, DAP12, DNAM-1 (CD226), FcR gamma, KIRs (KIR2DS1, KIR2DS2, KIR2DS3, KIR2DS4, KIR2DS5, KIR2DL4, KIR3DL2, KIR3DS1), LFA-1, NCRs, NKG2A, NKG2C, NKG2D, NKG2E, NKG2H, NKp30a, NKp30b, NKp40, PSGL1, se NK horp80, NKp It may be selected from the group consisting of 4D, SLAMF4, SLAMF6, SLAMF7, TIGIT, TLR and TRAIL. Alternatively, it is also possible to use in the form of a multispecific antibody by binding to one or more additional target molecules.

본 발명의 Ace2-Fc 융합단백질에서, Fc 도메인의 사슬에 안정화 Ace2 변이체 및 면역세포 표면 항원에 결합하는 결합 단백질을 각각 연결함으로써, 이중특이적 항체를 제작할 수 있다. 이러한 이중특이적 항체는 SARS-CoV-2 바이러스 및 면역세포 표면 항원에 동시에 결합할 수 있다. 또는, 면역세포 표면 항원에 결합하는 결합 단백질을 2종 이상 연결함으로써, 다중특이적 항체를 제작하는 것도 가능하다.In the Ace2-Fc fusion protein of the present invention, a bispecific antibody can be prepared by linking a stabilizing Ace2 variant and a binding protein binding to an immune cell surface antigen to the chain of the Fc domain, respectively. This bispecific antibody can simultaneously bind to SARS-CoV-2 virus and immune cell surface antigen. Alternatively, multispecific antibodies can be prepared by linking two or more types of binding proteins that bind to immune cell surface antigens.

이와 같은 이중특이적(또는 다중특이적) 항체를 이용하면, 항체의존성 세포독성(antibody dependent cellular cytotoxicity, ADCC)에 의해 면역세포가 SARS-CoV-2를 인식하여 바이러스의 중화를 유도할 수 있다. When such a bispecific (or multispecific) antibody is used, immune cells can recognize SARS-CoV-2 by antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC) and induce virus neutralization.

본 발명의 안정화 Ace2 변이체를 이용하면, SARS-CoV-2와 Ace2 간의 높은 결합력으로 인하여 면역세포가 SARS-CoV-2를 효과적으로 인식하고 사멸시킬 수 있으며, Ace2가 구조적으로 안정하기 때문에 치료제에 적용하는 경우 보관 및 환경 변화에 대해 안정성이 우수하고, 인체 내에서 질병 치료에 유효한 구조가 장기간 유지되도록 하여 낮은 투여량으로도 장기간의 약효를 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 바이러스에 변종이 생기더라도 표면 항원에서 세포수용체를 인식하는 부위는 변하지 않기 때문에, 다양한 변종에 대해 바이러스 사멸 효과가 나타난다는 장점이 있다.By using the stabilized Ace2 mutant of the present invention, immune cells can effectively recognize and kill SARS-CoV-2 due to the high binding affinity between SARS-CoV-2 and Ace2, and because Ace2 is structurally stable, it is applied to therapeutic agents. In this case, it has excellent stability against storage and environmental changes, and maintains a structure effective for disease treatment in the human body for a long period of time, so that it can exhibit long-term efficacy even at low doses. In addition, even if a virus is mutated, since the site for recognizing cell receptors on the surface antigen does not change, there is an advantage in that the virus killing effect appears for various mutants.

이에 따라, 본 발명은 안정화 Ace2 변이체 또는 Ace2-Fc 융합단백질을 포함하는 SARS-CoV-2 바이러스 감염질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating a SARS-CoV-2 virus infection disease comprising a stabilized Ace2 mutant or Ace2-Fc fusion protein.

본 발명의 안정화 Ace2 변이체는 SARS-CoV-2의 인간세포수용체인 Ace2 유래의 단백질을 포함하므로 SARS-CoV-2에 강하게 결합할 수 있다. 따라서, SARS-CoV-2와 인간 세포에 존재하는 Ace2 수용체 간의 상호작용을 방해할 수 있다. 또한, 상기 안정화 Ace2 변이체를 도입한 Ace2-Fc 융합단백질은 면역반응을 통해 SARS-CoV-2 바이러스를 효과적으로 중화시킬 수 있다.Since the stabilized Ace2 mutant of the present invention contains a protein derived from Ace2, which is a human cell receptor for SARS-CoV-2, it can strongly bind to SARS-CoV-2. Therefore, it may interfere with the interaction between SARS-CoV-2 and the Ace2 receptor present in human cells. In addition, the Ace2-Fc fusion protein introduced with the stabilized Ace2 mutant can effectively neutralize SARS-CoV-2 virus through an immune response.

본 발명자의 선행 특허출원 제10-2021-0090947호에 기재된 실험 결과에 따르면, SARS-CoV-2 스파이크 발현 벡터로 트랜스펙션한 폐세포에 야생형 Ace2-Fc 융합단백질을 처리한 결과 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 발현 폐세포를 사멸시킬 수 있다는 사실을 확인하였다. 또한, SARS-CoV-2 바이러스를 감염시킨 형질전환 마우스의 복강에 Ace2-Fc 융합단백질을 처리한 경우 대조군에 비하여 viral titer가 현저히 감소하는 것을 확인하였다. According to the experimental results described in the present inventor's prior patent application No. 10-2021-0090947, as a result of treating lung cells transfected with the SARS-CoV-2 spike expression vector with a wild-type Ace2-Fc fusion protein, SARS-CoV- 2 It was confirmed that the spike protein expression can kill lung cells. In addition, when Ace2-Fc fusion protein was treated in the abdominal cavity of transgenic mice infected with SARS-CoV-2 virus, it was confirmed that the viral titer was significantly reduced compared to the control group.

이에 따라, 본 발명자의 선행 특허출원의 연구를 통해 Ace2-Fc 융합단백질이 SARS-CoV-2 감염 질환에 치료 효과를 나타내는 것을 확인하였으며, 본 발명의 후술하는 실험예에서 안정화 Ace2의 변이체를 이용한 경우 야생형 Ace2 단백질과 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 결합력이 유사하면서 안정성은 더 우수한 것을 확인하였는 바, 본 발명에 따른 안정화 Ace2 변이체를 이용하였을 때 SARS-CoV-2 바이러스 감염질환의 예방 또는 치료 효과가 우수할 것임을 알 수 있다.Accordingly, it was confirmed that the Ace2-Fc fusion protein exhibits a therapeutic effect on SARS-CoV-2 infection diseases through the study of the present inventor's prior patent application. It was confirmed that the binding affinity of wild-type Ace2 protein and SARS-CoV-2 spike protein was similar and stability was better. know it will do.

따라서, 본 발명의 안정화 Ace2 변이체 또는 Ace2-Fc 융합단백질을 이용하면, SARS-CoV-2 바이러스 감염질환인 코로나바이러스 감염증-19(COVID-19)를 예방 또는 치료할 수 있는 약학 조성물을 제공할 수 있다.Therefore, by using the stabilized Ace2 mutant or Ace2-Fc fusion protein of the present invention, it is possible to provide a pharmaceutical composition that can prevent or treat coronavirus infection-19 (COVID-19), a SARS-CoV-2 virus infection disease. .

본 발명의 약학 조성물은 상기 안정화 Ace2 변이체 또는 안정화 Ace2-Fc 융합단백질 외에, 약학적으로 허용가능한 담체를 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may include a pharmaceutically acceptable carrier in addition to the stabilized Ace2 mutant or stabilized Ace2-Fc fusion protein.

상기 약학적으로 허용가능한 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약학 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. The pharmaceutically acceptable carriers are those commonly used in formulation, and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia gum, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like. The pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, and the like, in addition to the above components.

본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 내피 투여, 국소 투여, 비내 투여, 폐내 투여 및 직장내 투여 등으로 투여할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally, and in the case of parenteral administration, intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, endothelial administration, topical administration, intranasal administration, intrapulmonary administration, rectal administration, etc. can be administered as

본 발명의 약학 조성물은, 통상의 방법에 따라 멸균 주사용액, 동결건조(lyophilized) 제형, 사전 충전식 주사(pre-filled syringe) 용액제, 경구형 제형, 외용제 또는 좌제 등의 형태로 제형화될 수 있다. 경구 투여시, 단백질 또는 펩타이드는 소화가 되기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화 될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may be formulated in the form of a sterile injection solution, a lyophilized formulation, a pre-filled syringe solution, an oral formulation, an external formulation, or a suppository according to a conventional method. there is. Since the protein or peptide is digested upon oral administration, oral compositions may be formulated to coat the active agent or to protect it from degradation in the stomach.

본 발명의 약학 조성물은 추가로 적어도 하나의 다른 치료제 또는 진단제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페론, 항-S 단백질 단일클론 항체, 항-S 단백질 폴리클로날 항체, 뉴클레오시드 유사체, DNA 폴리머라제 저해제, siRNA 제제 또는 치료백신을 항바이러스 약물로서 추가로 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may further comprise at least one other therapeutic or diagnostic agent. For example, interferon, anti-S protein monoclonal antibody, anti-S protein polyclonal antibody, nucleoside analog, DNA polymerase inhibitor, siRNA agent or therapeutic vaccine may be further included as an antiviral drug.

본 발명의 약학 조성물을 인간을 포함하는 포유동물에게 투여함으로써 SARS-CoV-2 감염 및 SARS-CoV-2 감염에 의해 유발되는 질병을 예방 또는 치료할 수 있다. 이때, 투여량은 처리되는 대상, 질병 또는 상태의 심각도, 투여의 속도 및 처방 의사의 판단에 따른다.By administering the pharmaceutical composition of the present invention to mammals including humans, it is possible to prevent or treat SARS-CoV-2 infection and diseases caused by SARS-CoV-2 infection. In this case, the dosage depends on the subject to be treated, the severity of the disease or condition, the rate of administration, and the judgment of the prescribing physician.

실시예Example

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위하여 일부 실험방법과 조성을 나타낸 것으로, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these Examples show some experimental methods and compositions for illustrative purposes of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these Examples.

제조예 1: 안정화 Ace2 변이체의 제조Preparation Example 1: Preparation of stabilized Ace2 variants

Ace2 단백질 구조에서 불안정성을 야기하는 잔기쌍에 이황화 결합을 도입한 변이체를 설계하여 아래 표 1에 나타내었다. 또한, 돌연변이 대상이 되는 아미노산 잔기쌍에서, 아미노산 간의 C-alpha 거리 및 안정화 기작을 표 1에 함께 나타내었다.A mutant in which a disulfide bond was introduced into a pair of residues causing instability in the Ace2 protein structure was designed and shown in Table 1 below. In addition, in the pair of amino acid residues to be mutated, the C-alpha distance between amino acids and the stabilization mechanism are shown together in Table 1.

No.No. 돌연변이mutation C-alpha 거리(Å)C-alpha distance (Å) 안정화 기작stabilization mechanism 1One N51C/V343CN51C/V343C 5.35.3 loop 331-347 영역 안정화loop 331-347 region stabilization 22 N53C/Q340CN53C/Q340C 5.95.9 33 I54C/K341CI54C/K341C 6.06.0 44 H239C/V604CH239C/V604C 6.16.1 loop 599-614 영역 안정화loop 599-614 region stabilization 55 I21C/E87CI21C/E87C 6.66.6 helix-helix 안정화helix-helix stabilization 66 M62C/S47CM62C/S47C 4.84.8 77 A193C/V107CA193C/V107C 6.56.5 88 V364C/V298CV364C/V298C 6.66.6 99 T365C/T294CT365C/T294C 4.84.8 1010 H401C/H378CH401C/H378C 5.75.7 1111 T445C/T276CT445C/T276C 5.25.2 1212 S502C/R169CS502C/R169C 6.26.2 1313 N508C/S124CN508C/S124C 5.65.6 1414 A348C/H378CA348C/H378C 6.36.3 strand-helix 안정화strand-helix stabilization

도 2 및 3은 Ace2 단백질 3차원 구조에서 상기 돌연변이의 대상이 되는 잔기쌍의 위치를 나타낸 것이다. 2 and 3 show the positions of the pairs of residues to be mutated in the three-dimensional structure of the Ace2 protein.

구체적으로, 도 2의 (a) 및 (b)는 Ace2 단백질의 loop 영역의 안정화 잔기를 나타낸 것이다. 도 2에서, 녹색 부분이 Ace2 단백질을 나타내며, 청록색 부분은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질을 나타낸다.Specifically, (a) and (b) of Figure 2 shows the stabilizing residues of the loop region of the Ace2 protein. In FIG. 2 , the green part represents the Ace2 protein, and the cyan part represents the SARS-CoV-2 spike protein.

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 이황화 결합을 도입하여 loop 331-347번 영역을 안정화시킬 수 있는 잔기 쌍으로서 N51/V343, N53/Q340 및 I54/K341를 선정하였으며, (b)에 나타낸 바와 같이, loop 599-614번 영역을 안정화시킬 수 있는 잔기 쌍으로서 H239/V604를 선정하였다. 상기 잔기쌍 간의 C-alpha 거리는 최소 5.2Å, 최대 6.1Å으로서, 4.5 내지 7.0Å 범위 내에 있는 것을 확인하였다.As shown in (a) of Figure 2, N51 / V343, N53 / Q340 and I54 / K341 were selected as a residue pair capable of stabilizing the loop 331-347 region by introducing a disulfide bond, and shown in (b) As shown, H239/V604 was selected as a pair of residues capable of stabilizing the loop 599-614 region. The C-alpha distance between the pair of residues was a minimum of 5.2 Å and a maximum of 6.1 Å, and it was confirmed that it was within the range of 4.5 to 7.0 Å.

도 3의 (a) 내지 (i)는 Ace2 단백질의 helix-helix 영역의 안정화 잔기를 나타낸 것이다.3 (a) to (i) show the stabilizing residues of the helix-helix region of the Ace2 protein.

도 3의 (a) 내지 (i)에 나타낸 바와 같이, 이황화 결합을 도입하여 헬릭스 영역을 안정화시킬 수 있는 잔기 쌍으로서 I21/E87, M62/S47, A193/V107, V364C/V298C, T365/T294, H401/H378, T445/T276, S502/R169 및 N508/S124를 선정하였다. 상기 잔기쌍 간의 C-alpha 거리는 최소 4.8Å, 최대 6.6Å으로서, 4.5 내지 7.0Å 범위 내에 있는 것을 확인하였다.As shown in (a) to (i) of Figure 3, as a pair of residues capable of stabilizing the helix region by introducing a disulfide bond, 121/E87, M62/S47, A193/V107, V364C/V298C, T365/T294, H401/H378, T445/T276, S502/R169 and N508/S124 were selected. The C-alpha distance between the pair of residues was a minimum of 4.8 Å and a maximum of 6.6 Å, and it was confirmed that it was within the range of 4.5 to 7.0 Å.

도 3의 (j)는 Ace2 단백질의 strand-helix 영역의 안정화 잔기를 나타낸 것이다.Figure 3 (j) shows the stabilizing residues of the strand-helix region of the Ace2 protein.

도 3의 (j)에 나타낸 바와 같이, 이황화 결합을 도입하여 스트랜드-헬릭스 영역을 안정화시킬 수 있는 잔기 쌍으로서 A348/H378를 선정하였다. 상기 잔기쌍 간의 C-alpha 거리는 6.3Å으로서, 4.5 내지 7.0Å 범위 내에 있는 것을 확인하였다.As shown in (j) of FIG. 3, A348/H378 was selected as a residue pair capable of stabilizing the strand-helix region by introducing a disulfide bond. The C-alpha distance between the pair of residues was 6.3 Å, which was confirmed to be in the range of 4.5 to 7.0 Å.

제조예 2: Ace2-Fc 융합단백질 제조Preparation Example 2: Preparation of Ace2-Fc fusion protein

상기 Ace2 단백질의 안정화 변이체를 토대로, Ace2-Fc 융합단백질을 제작하였다.Based on the stabilizing mutant of the Ace2 protein, an Ace2-Fc fusion protein was prepared.

2-1. 발현 벡터 제작2-1. Expression vector construction

발현 벡터는 pcDNA 3.1 / Myc His-A (Invitrogen)을 바탕으로 제작하였다. The expression vector was prepared based on pcDNA 3.1 / Myc His-A (Invitrogen).

목표 단백질의 아미노산 서열을 코딩하는 DNA를 연쇄효소중합반응으로 증폭한 뒤, 제한효소와 T4 DNA 결합효소를 통해 클로닝하였다. 이를 통해 Ace2 단백질 1 내지 615번 잔기의 C 말단부에 인간 면역글로불린 G1 (IgG1) Fc 태그 및 히스티딘 태그를 가지고 발현되도록 하였다. DNA encoding the amino acid sequence of the target protein was amplified by chain enzyme polymerization and cloned using restriction enzymes and T4 DNA binding enzymes. Through this, human immunoglobulin G1 (IgG1) Fc tag and histidine tag were expressed at the C terminus of residues 1 to 615 of Ace2 protein.

Quik Change Site-directed mutagenesis (Stratagene) 프로토콜에 따라 프라이머를 제작하고 연쇄효소중합 반응을 통해 돌연변이를 도입하였다. 처리 후, DNA 시퀀싱 서비스를 이용하여 모든 뉴클레오티드에 의도한 서열의 변화가 이루어졌음을 확인하였다. Primers were prepared according to the Quik Change Site-directed mutagenesis (Stratagene) protocol, and mutations were introduced through a chain enzyme polymerization reaction. After treatment, it was confirmed that the intended sequence change was made to all nucleotides using a DNA sequencing service.

도 4의 (a) 내지 (n)은 제조예의 돌연변이 1 내지 14가 도입된 안정화 Ace2-Fc 발현 벡터가 코딩하는 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 4에서, 직선 밑줄로 표시한 부분이 Ace2 유래 단백질 영역에 해당하며, 파선 밑줄로 표시한 부분이 Fc 도메인의 IgG1 221~447 영역에 해당한다. 야생형 Ace2에서 시스테인으로 치환된 잔기는 별표로 표시하였고, 링커 및 태그는 별도로 표시하지 않았다.4 (a) to (n) show the amino acid sequence encoded by the stabilized Ace2-Fc expression vector into which Mutations 1 to 14 of Preparation Examples are introduced. In FIG. 4, a portion indicated by a straight underline corresponds to the Ace2-derived protein region, and a portion indicated by a dashed underline corresponds to the IgG1 221 to 447 region of the Fc domain. Residues substituted with cysteine in wild-type Ace2 are marked with an asterisk, and linkers and tags are not indicated separately.

2-2. 단백질 발현2-2. protein expression

ExpiCHO™ 세포에 발현 벡터를 트랜스펙션(transfection)하여 일시적으로 각 단백질을 발현하였다. Each protein was transiently expressed by transfection of the expression vector into ExpiCHO™ cells.

트랜스펙션에서 세포 농도는 6 x 106세포/mL로 희석하였고, 발현 벡터의 최종 농도가 0.8μgDNA/mL가 되도록 발현 벡터를 혼합하였다. 이 과정에서 ExpiCHO™ Expression Medium, OptiPRO™ SFM 및 ExpiFectamine™ transfection kit (Gibco)를 제조사 지침에 따라 사용하였다. In transfection, the cell concentration was diluted to 6 x 10 6 cells/mL, and the expression vector was mixed so that the final concentration of the expression vector was 0.8 μgDNA/mL. In this process, ExpiCHO™ Expression Medium, OptiPRO™ SFM and ExpiFectamine™ transfection kit (Gibco) were used according to the manufacturer's instructions.

트랜스펙션 과정을 거친 세포들을 이산화탄소 인큐베이터에서 8% 이산화탄소 조건으로 8일 간 배양한 후, 원심분리를 통해 재조합 단백질을 포함하는 상층액을 분리하였다. After culturing the transfected cells in a carbon dioxide incubator under 8% carbon dioxide conditions for 8 days, the supernatant containing the recombinant protein was separated by centrifugation.

2-3. 정제2-3. refine

각각의 재조합 단백질을 포함하는 배양액에서 목표 단백질들을 분리하기 위해 Ni-NTA (Qiagen) 컬럼을 이용한 친화도 크로마토그래피(affinity chromatography)를 실시하였다. Affinity chromatography using a Ni-NTA (Qiagen) column was performed to separate target proteins from a culture medium containing each recombinant protein.

구체적으로, Ni-NTA 컬럼에 50mM Tris-HCl pH 7.5 및 200mM NaCl을 포함하는 완충용액을 채운 후, 원심분리를 통해 획득된 배양액을 0.45μm 여과지로 여과하여 투입하였다. 배양액과 반응을 마친 뒤, 컬럼을 50mM Tris-HCl pH 7.5 및 500mM NaCl을 포함하는 완충용액과 50mM Tris-HCl pH 7.5, 200mM NaCl 및 30mM imidazole을 포함하는 완충용액으로 순차적으로 세척하였다. 최종적으로 50mM Tris-HCl pH 7.5, 200mM NaCl 및 500mM imidazole을 포함하는 완충용액을 사용하여, 컬럼에 결합한 단백질을 용출하였다. 용출 후, Hitrap™ Desalting (GE healthcare) 컬럼을 이용하여 상기 단백질을 포함하는 완충용액의 조성을 20mM Tris-HCl pH 7.5 및 150 mM NaCl을 함유하는 조성으로 교체하였다.Specifically, after filling the Ni-NTA column with a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.5 and 200 mM NaCl, the culture solution obtained through centrifugation was filtered with a 0.45 μm filter paper and added. After completion of the reaction with the culture solution, the column was sequentially washed with a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.5 and 500 mM NaCl and a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 200 mM NaCl and 30 mM imidazole. Finally, using a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 200 mM NaCl, and 500 mM imidazole, the protein bound to the column was eluted. After elution, the composition of the buffer solution containing the protein was replaced with a composition containing 20 mM Tris-HCl pH 7.5 and 150 mM NaCl using a Hitrap™ Desalting (GE healthcare) column.

실험예 1: 열변성 분석을 통한 단백질 안정성 측정Experimental Example 1: Measurement of protein stability through heat denaturation analysis

단백질의 안정도를 측정하기 위하여, Protein Thermal Shift™ Dye Kit (Thermo Fisher Scientific)를 이용하여 열변성 분석(Thermal shift assay)을 실시하였다.To measure protein stability, thermal shift assay was performed using Protein Thermal Shift™ Dye Kit (Thermo Fisher Scientific).

형광 염색약 원액과 단백질을 혼합용액의 최종 조성이 0.1M HEPES pH 7.5, 150mM NaCl가 되도록 완충용액에 희석한 후 혼합하였다. 최종농도가 0.5mg/ml 수준이 되도록 단백질의 농도를 조정하였다. 혼합된 용액을 MicroAmp Optical 8-Tube Strip (Thermo Fisher Scientific)에 20μl씩 분주하였다. 실시간 형광 측정을 위하여 Applied Biosystems 7500 Real-Time PCR System (Thermo Fisher Scientific) 기기를 사용하였으며, 소프트웨어에 입력된 융해곡선 프로토콜을 이용하여 융해곡선을 획득하였다. The fluorescent dye stock solution and protein were diluted in a buffer so that the final composition of the mixed solution was 0.1M HEPES pH 7.5 and 150mM NaCl, and then mixed. The concentration of the protein was adjusted so that the final concentration was at a level of 0.5 mg/ml. 20 μl of the mixed solution was dispensed onto MicroAmp Optical 8-Tube Strip (Thermo Fisher Scientific). For real-time fluorescence measurement, an Applied Biosystems 7500 Real-Time PCR System (Thermo Fisher Scientific) instrument was used, and a melting curve was obtained using the melting curve protocol entered into the software.

상기 열변성 분석을 통한 안정화 Ace2(N51C/V343C)-Fc 단백질의 일차 도함수 융해곡선을 도 5에 나타내었으며, 비교를 위하여 야생형 Ace2(WT)-Fc 단백질에 동일한 분석을 수행하여 함께 나타내었다. 도 5에서, 안정화 Ace2(N51C/V343C)-Fc 단백질의 융해곡선은 붉은색 파선으로 나타내었고, 야생형 Ace2(WT)-Fc 단백질의 융해곡선은 검은색 직선으로 나타내었다. 또한, 상기 곡선을 통해 단백질의 용해온도를 산출하여 표 2에 나타내었다.The first derivative melting curve of the stabilized Ace2(N51C/V343C)-Fc protein through the thermal denaturation analysis is shown in FIG. 5, and for comparison, the same analysis was performed on the wild-type Ace2(WT)-Fc protein and shown together. In FIG. 5, the melting curve of the stabilized Ace2(N51C/V343C)-Fc protein is indicated by a dashed red line, and the melting curve of the wild-type Ace2(WT)-Fc protein is indicated by a black straight line. In addition, the dissolution temperature of the protein was calculated through the curve and shown in Table 2.

단백질protein Tm(℃)Tm(℃) 야생형 Ace2-Fcwild-type Ace2-Fc 53.953.9 안정화 Ace2-FcStabilizing Ace2-Fc 58.858.8

도 5 및 표 2에서 확인 가능한 바와 같이, 안정화 Ace2를 이용한 단백질의 용해온도가 야생형보다 약 5℃나 상승한 것을 확인하였다. 이와 같이 우수한 열안정성 결과를 통해, 본 발명의 안정화 Ace2 변이체가 야생형에 비해 구조적으로 매우 안정화된 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in FIG. 5 and Table 2, it was confirmed that the dissolution temperature of the protein using the stabilized Ace2 was increased by about 5° C. than that of the wild type. Through such excellent thermal stability results, it was confirmed that the stabilized Ace2 mutant of the present invention was structurally very stable compared to the wild type.

실험예 2: 효소 결합 면역 흡착 어세이(ELISA)를 통한 SARS-CoV-2 스파이크 단백질에 대한 결합력 측정Experimental Example 2: Measurement of binding affinity to SARS-CoV-2 spike protein through enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)

SARS-CoV-2 스파이크 단백질(잔기 319~541)을 0.1M sodium carbohydrate pH 9.0 조성의 완충용액에 2.5μg/ml의 농도로 희석하고, 96 웰 플레이트에 코팅하였다. SARS-CoV-2 spike protein (residues 319 to 541) was diluted to a concentration of 2.5 μg/ml in a buffer of 0.1 M sodium carbohydrate pH 9.0, and coated on a 96-well plate.

코팅 후 플레이트는 5% (w/v) 탈지분유를 이용하여 블로킹 처리하였다. 코팅된 각 웰에 Ace2(N51C/V343C)-Fc 단백질 및 야생형 Ace2(WT)-Fc 단백질을 5% (w/v) 탈지분유에 각각의 농도로 희석하여 첨가한 후 상온에서 2시간 반응시켰다. After coating, the plate was blocked using 5% (w/v) skim milk. Ace2(N51C/V343C)-Fc protein and wild-type Ace2(WT)-Fc protein were diluted to each concentration in 5% (w/v) skim milk powder and added to each coated well, followed by reaction at room temperature for 2 hours.

반응이 끝난 용액을 버리고, 인간 Fc 항체와 결합 가능한 HRP 결합 2차 항체(GW Vitek)를 5% (w/v) 탈지분유에 희석하여 첨가한 후 상온에서 2시간 반응시켰다. 각 과정이 끝날 때마다 웰을 인산 완충용액으로 3차례 세척하였다. The reaction solution was discarded, and an HRP-binding secondary antibody (GW Vitek) capable of binding to a human Fc antibody was diluted in 5% (w/v) skim milk powder and added, followed by reaction at room temperature for 2 hours. At the end of each procedure, the wells were washed three times with phosphate buffer.

반응을 마친 각 웰에 tetramethylbenzidine (고마바이오텍) 용액을 넣어 발색 현상이 나타나도록 방치한 후, 0.2M 황산 용액을 첨가하여 반응을 정지시켰다. 반응이 끝난 용액은 450nm에서 흡광도를 측정하여, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서, 각각의 농도에서 왼쪽 막대는 야생형 Ace2(WT)-Fc 단백질에 대한 결과이며, 오른쪽 막대는 안정화 Ace2(N51C/V343C)-Fc 단백질에 대한 결과를 나타낸다.After the reaction was completed, a solution of tetramethylbenzidine (Goma Biotech) was added to each well and left for color development to appear, and then 0.2 M sulfuric acid solution was added to stop the reaction. The absorbance of the reaction solution was measured at 450 nm, and the results are shown in FIG. 6 . In FIG. 6 , the left bar shows the results for the wild-type Ace2(WT)-Fc protein at each concentration, and the right bar shows the results for the stabilized Ace2(N51C/V343C)-Fc protein at each concentration.

도 6의 결과에 따라, 본 발명에 따른 안정화 Ace2를 도입한 단백질이 야생형 Ace2를 도입한 단백질과 매우 유사한 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 결합력을 가지는 것을 확인하였다. According to the results of FIG. 6 , it was confirmed that the protein into which the stabilizing Ace2 according to the present invention was introduced had the SARS-CoV-2 spike protein binding ability very similar to that of the protein into which the wild-type Ace2 was introduced.

이에 따라, 본 발명의 안정화 Ace2 변이체는 SARS-CoV-2 스파이크 단백질과의 결합력에 유의미한 영향을 미치지 않으면서, Ace2 단백질의 안정성만을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.Accordingly, it was confirmed that the stabilized Ace2 mutant of the present invention could effectively improve only the stability of the Ace2 protein without significantly affecting the binding ability with the SARS-CoV-2 spike protein.

이상으로 본 발명의 내용의 특정부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby It will be obvious. Accordingly, it is intended that the substantial scope of the present invention be defined by the appended claims and their equivalents.

<110> IUCF-HYU (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) <120> Stabilized Ace2 Mutant, Ace2-Fc Fusion Protein Using Same and Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating COVID-19 <130> HPN21055 <150> KR 10-2020-0128402 <151> 2020-10-05 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 615 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Ser Ser Ser Ser Trp Leu Leu Leu Ser Leu Val Ala Val Thr Ala 1 5 10 15 Ala Gln Ser Thr Ile Glu Glu Gln Ala Lys Thr Phe Leu Asp Lys Phe 20 25 30 Asn His Glu Ala Glu Asp Leu Phe Tyr Gln Ser Ser Leu Ala Ser Trp 35 40 45 Asn Tyr Asn Thr Asn Ile Thr Glu Glu Asn Val Gln Asn Met Asn Asn 50 55 60 Ala Gly Asp Lys Trp Ser Ala Phe Leu Lys Glu Gln Ser Thr Leu Ala 65 70 75 80 Gln Met Tyr Pro Leu Gln Glu Ile Gln Asn Leu Thr Val Lys Leu Gln 85 90 95 Leu Gln Ala Leu Gln Gln Asn Gly Ser Ser Val Leu Ser Glu Asp Lys 100 105 110 Ser Lys Arg Leu Asn Thr Ile Leu Asn Thr Met Ser Thr Ile Tyr Ser 115 120 125 Thr Gly Lys Val Cys Asn Pro Asp Asn Pro Gln Glu Cys Leu Leu Leu 130 135 140 Glu Pro Gly Leu Asn Glu Ile Met Ala Asn Ser Leu Asp Tyr Asn Glu 145 150 155 160 Arg Leu Trp Ala Trp Glu Ser Trp Arg Ser Glu Val Gly Lys Gln Leu 165 170 175 Arg Pro Leu Tyr Glu Glu Tyr Val Val Leu Lys Asn Glu Met Ala Arg 180 185 190 Ala Asn His Tyr Glu Asp Tyr Gly Asp Tyr Trp Arg Gly Asp Tyr Glu 195 200 205 Val Asn Gly Val Asp Gly Tyr Asp Tyr Ser Arg Gly Gln Leu Ile Glu 210 215 220 Asp Val Glu His Thr Phe Glu Glu Ile Lys Pro Leu Tyr Glu His Leu 225 230 235 240 His Ala Tyr Val Arg Ala Lys Leu Met Asn Ala Tyr Pro Ser Tyr Ile 245 250 255 Ser Pro Ile Gly Cys Leu Pro Ala His Leu Leu Gly Asp Met Trp Gly 260 265 270 Arg Phe Trp Thr Asn Leu Tyr Ser Leu Thr Val Pro Phe Gly Gln Lys 275 280 285 Pro Asn Ile Asp Val Thr Asp Ala Met Val Asp Gln Ala Trp Asp Ala 290 295 300 Gln Arg Ile Phe Lys Glu Ala Glu Lys Phe Phe Val Ser Val Gly Leu 305 310 315 320 Pro Asn Met Thr Gln Gly Phe Trp Glu Asn Ser Met Leu Thr Asp Pro 325 330 335 Gly Asn Val Gln Lys Ala Val Cys His Pro Thr Ala Trp Asp Leu Gly 340 345 350 Lys Gly Asp Phe Arg Ile Leu Met Cys Thr Lys Val Thr Met Asp Asp 355 360 365 Phe Leu Thr Ala His His Glu Met Gly His Ile Gln Tyr Asp Met Ala 370 375 380 Tyr Ala Ala Gln Pro Phe Leu Leu Arg Asn Gly Ala Asn Glu Gly Phe 385 390 395 400 His Glu Ala Val Gly Glu Ile Met Ser Leu Ser Ala Ala Thr Pro Lys 405 410 415 His Leu Lys Ser Ile Gly Leu Leu Ser Pro Asp Phe Gln Glu Asp Asn 420 425 430 Glu Thr Glu Ile Asn Phe Leu Leu Lys Gln Ala Leu Thr Ile Val Gly 435 440 445 Thr Leu Pro Phe Thr Tyr Met Leu Glu Lys Trp Arg Trp Met Val Phe 450 455 460 Lys Gly Glu Ile Pro Lys Asp Gln Trp Met Lys Lys Trp Trp Glu Met 465 470 475 480 Lys Arg Glu Ile Val Gly Val Val Glu Pro Val Pro His Asp Glu Thr 485 490 495 Tyr Cys Asp Pro Ala Ser Leu Phe His Val Ser Asn Asp Tyr Ser Phe 500 505 510 Ile Arg Tyr Tyr Thr Arg Thr Leu Tyr Gln Phe Gln Phe Gln Glu Ala 515 520 525 Leu Cys Gln Ala Ala Lys His Glu Gly Pro Leu His Lys Cys Asp Ile 530 535 540 Ser Asn Ser Thr Glu Ala Gly Gln Lys Leu Phe Asn Met Leu Arg Leu 545 550 555 560 Gly Lys Ser Glu Pro Trp Thr Leu Ala Leu Glu Asn Val Val Gly Ala 565 570 575 Lys Asn Met Asn Val Arg Pro Leu Leu Asn Tyr Phe Glu Pro Leu Phe 580 585 590 Thr Trp Leu Lys Asp Gln Asn Lys Asn Ser Phe Val Gly Trp Ser Thr 595 600 605 Asp Trp Ser Pro Tyr Ala Asp 610 615 <210> 2 <211> 227 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 2 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly 1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met 20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His 35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val 50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile 100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val 115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Ser 130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val 180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met 195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser 210 215 220 Pro Gly Lys 225 <110> IUCF-HYU (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) <120> Stabilized Ace2 Mutant, Ace2-Fc Fusion Protein Using Same and Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating COVID-19 <130> HPN21055 <150> KR 10-2020-0128402 <151> 2020-10-05 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 615 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Ser Ser Ser Ser Trp Leu Leu Leu Ser Leu Val Ala Val Thr Ala 1 5 10 15 Ala Gln Ser Thr Ile Glu Glu Gln Ala Lys Thr Phe Leu Asp Lys Phe 20 25 30 Asn His Glu Ala Glu Asp Leu Phe Tyr Gln Ser Ser Leu Ala Ser Trp 35 40 45 Asn Tyr Asn Thr Asn Ile Thr Glu Glu Asn Val Gln Asn Met Asn Asn 50 55 60 Ala Gly Asp Lys Trp Ser Ala Phe Leu Lys Glu Gln Ser Thr Leu Ala 65 70 75 80 Gln Met Tyr Pro Leu Gln Glu Ile Gln Asn Leu Thr Val Lys Leu Gln 85 90 95 Leu Gln Ala Leu Gln Gln Asn Gly Ser Ser Val Leu Ser Glu Asp Lys 100 105 110 Ser Lys Arg Leu Asn Thr Ile Leu Asn Thr Met Ser Thr Ile Tyr Ser 115 120 125 Thr Gly Lys Val Cys Asn Pro Asp Asn Pro Gln Glu Cys Leu Leu Leu 130 135 140 Glu Pro Gly Leu Asn Glu Ile Met Ala Asn Ser Leu Asp Tyr Asn Glu 145 150 155 160 Arg Leu Trp Ala Trp Glu Ser Trp Arg Ser Glu Val Gly Lys Gln Leu 165 170 175 Arg Pro Leu Tyr Glu Glu Tyr Val Val Leu Lys Asn Glu Met Ala Arg 180 185 190 Ala Asn His Tyr Glu Asp Tyr Gly Asp Tyr Trp Arg Gly Asp Tyr Glu 195 200 205 Val Asn Gly Val Asp Gly Tyr Asp Tyr Ser Arg Gly Gln Leu Ile Glu 210 215 220 Asp Val Glu His Thr Phe Glu Glu Ile Lys Pro Leu Tyr Glu His Leu 225 230 235 240 His Ala Tyr Val Arg Ala Lys Leu Met Asn Ala Tyr Pro Ser Tyr Ile 245 250 255 Ser Pro Ile Gly Cys Leu Pro Ala His Leu Leu Gly Asp Met Trp Gly 260 265 270 Arg Phe Trp Thr Asn Leu Tyr Ser Leu Thr Val Pro Phe Gly Gln Lys 275 280 285 Pro Asn Ile Asp Val Thr Asp Ala Met Val Asp Gln Ala Trp Asp Ala 290 295 300 Gln Arg Ile Phe Lys Glu Ala Glu Lys Phe Phe Val Ser Val Gly Leu 305 310 315 320 Pro Asn Met Thr Gln Gly Phe Trp Glu Asn Ser Met Leu Thr Asp Pro 325 330 335 Gly Asn Val Gln Lys Ala Val Cys His Pro Thr Ala Trp Asp Leu Gly 340 345 350 Lys Gly Asp Phe Arg Ile Leu Met Cys Thr Lys Val Thr Met Asp Asp 355 360 365 Phe Leu Thr Ala His His Glu Met Gly His Ile Gln Tyr Asp Met Ala 370 375 380 Tyr Ala Ala Gln Pro Phe Leu Leu Arg Asn Gly Ala Asn Glu Gly Phe 385 390 395 400 His Glu Ala Val Gly Glu Ile Met Ser Leu Ser Ala Ala Thr Pro Lys 405 410 415 His Leu Lys Ser Ile Gly Leu Leu Ser Pro Asp Phe Gln Glu Asp Asn 420 425 430 Glu Thr Glu Ile Asn Phe Leu Leu Lys Gln Ala Leu Thr Ile Val Gly 435 440 445 Thr Leu Pro Phe Thr Tyr Met Leu Glu Lys Trp Arg Trp Met Val Phe 450 455 460 Lys Gly Glu Ile Pro Lys Asp Gln Trp Met Lys Lys Trp Trp Glu Met 465 470 475 480 Lys Arg Glu Ile Val Gly Val Val Glu Pro Val Pro His Asp Glu Thr 485 490 495 Tyr Cys Asp Pro Ala Ser Leu Phe His Val Ser Asn Asp Tyr Ser Phe 500 505 510 Ile Arg Tyr Tyr Thr Arg Thr Leu Tyr Gln Phe Gln Phe Gln Glu Ala 515 520 525 Leu Cys Gln Ala Ala Lys His Glu Gly Pro Leu His Lys Cys Asp Ile 530 535 540 Ser Asn Ser Thr Glu Ala Gly Gln Lys Leu Phe Asn Met Leu Arg Leu 545 550 555 560 Gly Lys Ser Glu Pro Trp Thr Leu Ala Leu Glu Asn Val Val Gly Ala 565 570 575 Lys Asn Met Asn Val Arg Pro Leu Leu Asn Tyr Phe Glu Pro Leu Phe 580 585 590 Thr Trp Leu Lys Asp Gln Asn Lys Asn Ser Phe Val Gly Trp Ser Thr 595 600 605 Asp Trp Ser Pro Tyr Ala Asp 610 615 <210> 2 <211> 227 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 2 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly 1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met 20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His 35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val 50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile 100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val 115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Ser 130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val 180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met 195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser 210 215 220 Pro Gly Lys 225

Claims (14)

Ace2 (Angiotensin-converting enzyme 2) 유래 단백질에 존재하는 아미노산 잔기쌍 중 하나 이상이 시스테인으로 치환되어 형성된 이황화 결합을 포함하는, 안정화 Ace2 변이체.Ace2 (Angiotensin-converting enzyme 2) stabilizing Ace2 mutant comprising a disulfide bond formed by substituting cysteine for at least one of the pair of amino acid residues present in the derived protein. 제 1 항에 있어서,
상기 이황화 결합을 형성하는 아미노산 잔기쌍의 중심 탄소(C-alpha) 간의 거리가 4.5 내지 7.0Å인, 안정화 Ace2 변이체.
The method of claim 1,
The distance between the central carbons (C-alpha) of the pair of amino acid residues forming the disulfide bond is 4.5 to 7.0 Å, the stabilized Ace2 variant.
제 1 항에 있어서,
상기 아미노산 잔기쌍이 Ace2 유래 단백질에 존재하는 N51/V343, N53/Q340, I54/K341, H239/V604, I21/E87, M62/S47, A193/V107, V364/V298, T365/T294, H401/H378, T445/T276, S502/R169, N508/S124 및 A348/H378로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 안정화 Ace2 변이체.
The method of claim 1,
N51/V343, N53/Q340, I54/K341, H239/V604, I21/E87, M62/S47, A193/V107, V364/V298, T365/T294, H401/H378, A stabilizing Ace2 variant comprising at least one selected from the group consisting of T445/T276, S502/R169, N508/S124 and A348/H378.
제 1 항에 있어서,
상기 Ace2 유래 단백질이 Ace2 단백질의 세포외도메인(ectodomain) 유래의 단백질인, 안정화 Ace2 변이체.
The method of claim 1,
The Ace2 derived protein is a protein derived from the extracellular domain (ectodomain) of the Ace2 protein, the stabilized Ace2 mutant.
제 1 항에 있어서,
상기 Ace2 유래 단백질이 야생형 Ace2 단백질의 1 내지 615번 잔기를 포함하는, 안정화 Ace2 변이체.
The method of claim 1,
The stabilizing Ace2 variant, wherein the Ace2 derived protein comprises residues 1 to 615 of the wild-type Ace2 protein.
면역글로불린(Immunoglobulin, Ig) 유래의 Fc 도메인을 구성하는 2개의 사슬 중 하나 이상의 사슬에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 안정화 Ace2 변이체가 연결된, Ace2-Fc 융합단백질.An Ace2-Fc fusion protein wherein the stabilizing Ace2 variant according to any one of claims 1 to 5 is linked to at least one of the two chains constituting the Fc domain derived from immunoglobulin (Ig). 제 6 항에 있어서,
상기 안정화 Ace2 변이체와 Fc 도메인이 0 내지 20개의 아미노산 잔기로 구성된 링커(linker)를 통해 연결된, Ace2-Fc 융합단백질.
7. The method of claim 6,
The stabilizing Ace2 variant and the Fc domain are linked through a linker (linker) consisting of 0 to 20 amino acid residues, Ace2-Fc fusion protein.
제 6 항에 있어서,
상기 Ace2-Fc 융합단백질이 동형이량체(homodimer) 또는 이형이량체(heterodimer)인, Ace2-Fc 융합단백질.
7. The method of claim 6,
The Ace2-Fc fusion protein is a homodimer or a heterodimer, Ace2-Fc fusion protein.
제 6 항에 있어서,
상기 면역글로불린이 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4인, Ace2-Fc 융합단백질.
7. The method of claim 6,
The immunoglobulin is IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4, Ace2-Fc fusion protein.
제 6 항에 있어서,
상기 Fc 도메인을 구성하는 사슬이 (EU 넘버링 기준) IgG1 중쇄의 221 내지 447번 아미노산 잔기를 포함하는, Ace2-Fc 융합단백질.
7. The method of claim 6,
The chain constituting the Fc domain comprises amino acid residues 221 to 447 of an IgG1 heavy chain (based on EU numbering), Ace2-Fc fusion protein.
제 6 항에 있어서,
상기 Fc 도메인 중 하나의 사슬에서, 하나 이상의 아미노산이 트립토판(W), 아르기닌(R), 페닐알라닌(F) 및 타이로신(Y)으로 구성된 군에서 선택된 아미노산으로 치환되고,
다른 하나의 사슬에서, 하나 이상의 아미노산이 알라닌(A), 세린(S), 트레오닌(T) 및 발린(V)으로 구성된 군에서 선택된 아미노산으로 치환된, Ace2-Fc 융합단백질.
7. The method of claim 6,
In one chain of said Fc domain, at least one amino acid is substituted with an amino acid selected from the group consisting of tryptophan (W), arginine (R), phenylalanine (F) and tyrosine (Y);
An Ace2-Fc fusion protein, wherein in another chain, one or more amino acids are substituted with an amino acid selected from the group consisting of alanine (A), serine (S), threonine (T) and valine (V).
제 6 항에 있어서,
상기 Ace2-Fc 융합단백질이 면역세포 표면 항원에 결합하는 단백질을 더 포함하는 이중특이적 또는 다중특이적 항체인, Ace2-Fc 융합단백질.
7. The method of claim 6,
The Ace2-Fc fusion protein is a bispecific or multispecific antibody further comprising a protein binding to an immune cell surface antigen, Ace2-Fc fusion protein.
제 12 항에 있어서,
상기 면역세포가 자연 살상 세포(Natural Killer cell, NK cell) 또는 T 세포인, Ace2-Fc 융합단백질.
13. The method of claim 12,
The immune cells are natural killer cells (Natural Killer cells, NK cells) or T cells, Ace2-Fc fusion protein.
면역글로불린(Immunoglobulin, Ig) 유래의 Fc 도메인을 구성하는 2개의 사슬 중 하나 이상의 사슬에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 안정화 Ace2 변이체가 연결된 Ace2-Fc 융합단백질을 포함하는 코로나바이러스 감염증-19(COVID-19)의 예방 또는 치료용 약학 조성물.A coronavirus comprising an Ace2-Fc fusion protein in which the stabilizing Ace2 variant according to any one of claims 1 to 5 is linked to at least one of the two chains constituting the Fc domain derived from immunoglobulin (Ig). A pharmaceutical composition for preventing or treating Infectious Disease-19 (COVID-19).
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