KR20220051085A - 왕지네 유래 펩타이드 스콜로펜드라신-13을 포함하는 항균 조성물 - Google Patents

왕지네 유래 펩타이드 스콜로펜드라신-13을 포함하는 항균 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 왕지네 유래의 KLKLKFRFSK-NH2의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드 스콜로펜드라신-13 및 이의 용도에 관한 것으로, 스콜로펜드라신-13은 항균 또는 항진균 효과가 우수하므로, 항균 또는 항진균 제제용 약학적 조성물, 항생제, 식품 방부제, 사료 방부제, 화장료 보존제 또는 의약품 보존제로서 사용이 가능하다.

Description

왕지네 유래 펩타이드 스콜로펜드라신-13을 포함하는 항균 조성물{Composition for Antibacterial comprising peptide, Scolopendrasin-13 isolated from Scolopendra subspinipes mutilans}
본 발명은 왕지네(Scolopendra subspinipes mutilans) 유래의 펩타이드 스콜로펜드라신-13을 포함하는 항균 또는 항진균용 조성물에 관한 것이다.
병원성 미생물의 감염은 인간의 질병에서 가장 흔하고 치명적인 원인 중의 하나인데, 불행하게도 항생제의 남용으로 인하여 병원성 미생물의 항생제 저항성(resistance)이 야기되었다. 실제로, 병원성 미생물이 새로운 항생제에 저항성을 나타내는 속도는 새로운 항생제의 유사체가 개발되는 속도보다 훨씬 더 빠르다. 예를 들면, 생명에 위협을 가할 수 있는 엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis), 마이코박테리움 투버쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 슈도모나스 아루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 등의 병원성 미생물 종들은 지금까지 알려진 모든 항생제에 대한 저항력을 키워왔다.
항생제에 대한 내성(tolerance)은 항생제에 대한 저항성(resistance)과는 구별되는 현상인데, 1970년대에 뉴모코커스(Pneumococcus sp.)에서 최초로 발견이 되었으며 페니실린의 작용 기작에 대한 중요한 단서를 제공하였다. 내성을 보이는 종은 통상적인 농도의 항생제 존재 하에서는 성장을 멈추지만 결과적으로 죽지는 않는다. 이러한 내성은 항생제가 세포벽 합성 효소를 저해할 때 오토라이신(autolysin) 등과 같은 세균의 자가분해(autolytic) 효소의 활성이 일어나지 않기 때문에 발생되는데, 이로 인해 페니실린이 내인성 가수분해 효소 (endogenous hydrolytic enzyme)를 활성화시킴으로써 세균을 죽이며 세균은 또한 이들의 활성을 억제해서 항생제 치료 시에도 생존하는 결과를 나타내게 된다.
병원성 미생물이 항생제에 대한 내성을 가지는 것은 임상적으로 대단히 중요한데, 내성 미생물을 박멸하는 것이 불가능하게 되면 임상적인 감염에서 항생제 치료의 효용이 떨어지기 때문이다. 아울러 내성이 생기는 것은 항생제에 대한 저항성이 생기게 되는 선행 조건이라고 간주되며, 이것은 항생제 치료에도 불구하고 살아남는 균주가 생기기 때문이다. 이러한 균주는 항생제에 저항성을 가지는 새로운 유전 요소를 획득해서 항생제의 존재 하에서도 계속 성장하게 된다. 실제적으로 모든 저항성을 보이는 병원성 미생물들은 내성도 가지고 있는 것으로 알려져 있기에, 이러한 항생제 저항성을 가지는 병원성 미생물을 죽일 수 있는 신규의 항생제의 개발은 시급한 실정이다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 항생제에 저항성을 나타내는 병원성 미생물들에 의한 피해를 막기 위하여 새로운 항생제의 개발이 필요하며, 아울러 오토라이신 활성과는 독립적으로 작용하는 새로운 항생제의 개발이 필요하다. 또한, 그러한 새로운 항생제를 병원성 미생물의 감염을 효과적으로 치료하기 위한 약학적 조성물을 제공하는 것이 필요하다.
한편, 생물체의 항상성(homeostasis)을 유지하기 위한 과정에서 중요한 역할을 담당하고 있는 물질들 중 일부가 각종 생물체 유래의 생리 활성 물질이다. 지금까지 수많은 생리 활성 물질에 대해 많은 연구가 진행되고 있으며, 그 중, 각종 생물체에서 분리된 항균 펩타이드는 박테리아, 곰팡이 및 바이러스에 이르기까지 다양하게 작용하는 것으로 알려져 있다. 또한 항균 펩타이드들은 숙주 방어 및 선천적 면역계에 있어서 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. 관련 선행기술로 한국등록특허 제10-0964136호(울도하늘소유충으로부터 분리한 항균 또는 항진균 펩타이드 유전자 및 항균 또는 항진균 활성을 가지는 합성펩타이드)와 한국등록특허 제10-1953828호(왕귀뚜라미에서 유래한 항균 펩타이드 테레오그릴루신 1 및 그의 조성물)가 공지되어 있으나, 현재까지 왕지네로부터 분리한 신규 펩타이드 및 이들의 신규 용도에 대한 연구는 이루어져 있지 않은 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 그람 음성균, 그람 양성균 및 진균 등과 같은 균으로부터 발생하는 질환의 예방 또는 치료와 항균, 살균 및 항진균 활성이 필요한 용도에 유용하게 사용될 수 있는 왕지네로부터 분리한 항균 또는 항진균 특성을 가지는 펩타이드 스콜로펜드라신-13 및 이의 용도를 제공하는데 있다.
본 발명은 왕지네(Scolopendra subspinipes mutilans) 유래의 항균 또는 항진균 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 왕지네(Scolopendra subspinipes mutilans)의 전사체로부터 분리한 항균 또는 항진균 유전자에서 합성된 하기 서열번호 1로 표현되는 펩타이드를 제공한다.
서열번호 1: KLKLKFRFSK-NH2
본 발명에 따른 상기 펩타이드를 제공하는 방법은 하기와 같다. 왕지네 (Scolopendra subspinipes mutilans) 유래의 항균 또는 항진균 유전자를 확인하기 위하여 먼저, 왕지네를 액체질소로 급속 동결하여 전체 RNA를 분리하고, 이를 RNA seq 분석법을 이용하여 왕지네 전사체(transcriptome) 들에 관한 유전자 정보를 확인하며, 각각의 전사체들로부터 번역된 아미노산의 서열을 바탕으로 항균 또는 항진균 활성 실험을 통해 후보물질을 선별하는 방법을 포함한다.
본 발명에서, "펩타이드", 및 "단백질"은 호환적으로 사용되며 아미노산 잔기의 중합체에 대한 언급을 포함한다. 상기 용어들을 천연 아미노산 중합체들뿐만 아니라, 하나 이상의 아미노산 잔기가 상응하는 천연 아미노산의 인공적인 화학적 유사체인 아미노산 중합체들에 적용한다. 상기 용어들을 또한 단백질이 작용성으로 남아있도록 보존적인 아미노산 치환을 함유하는 상기 중합체들에 적용한다. 본 발명에서 펩타이드는 유전자 재조합과 단백질 발현 시스템을 이용하여 합성된 것일 수 있고, 바람직하게는 펩타이드 합성기 등을 통하여 시험관 내에서 합성된 것일 수 있다.
본 발명에서, "생물학적으로 활성이 있는"은 상기 서열번호 1의 폴리펩타이드와 유사한 구조적 기능, 및/또는 유사한 조절 기능, 및/또는 유사한 생화학적 기능을 갖는 펩타이드 단편 또한 본 발명에 따른 펩타이드를 의미한다.
본 발명은 상기 서열번호 1의 서열의 변이체를 포함할 수 있다. 구체적으로, 서열번호 1의 펩타이드 서열과 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 91%, 적어도 92%, 적어도 93%, 적어도 94%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 또는 적어도 99%의 서열 상동성을 가지는 것으로, 생물학적 활성이 유지되는 서열을 본 발명의 범주에서 포함할 수 있다.
본 발명에서, "결실"은 야생형 폴리뉴클레오타이드 또는 폴리펩타이드와 비교하여 각각 하나 이상의 뉴클레오타이드 또는 아미노산 잔기가 없는 뉴클레오타이드 또는 아미노산 서열에서의 변화로 정의된다.
본 발명에서, "삽입" 또는 "부가"는 야생형 폴리뉴클레오타이드 또는 폴리펩타이드와 비교하여 각각 하나 이상의 뉴클레오타이드 또는 아미노산 잔기의 부가로 인한 뉴클레오타이드 또는 아미노산 서열에서의 변화이다.
본 발명에서, "치환"은 야생형 폴리뉴클레오타이드 또는 폴리펩타이드와 비교하여 각각 다른 뉴클레오타이드 또는 아미노산에 의해 하나 이상의 뉴클레오타이드 또는 아미노산의 교체에서 비롯된다.
한편, 치환 위치에서 바람직한 아미노산 변이는 잔기의 극성, 전하, 용해성, 소수성, 친수성 및/또는 양친매성 특성의 유사성에 기반하여 수행되는 것일 수 있다. 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나, 음으로 하전된(negatively charged) 아미노산으로서는 아스파르트산 및 글루타민산을 포함하며; 양으로 하전된(positively charged) 아미노산으로서는 리신 및 아르기닌을 포함하고; 그리고 유사한 친수성값을 가지는 비하전성 극성 헤드기를 가지는 아미노산으로서는 류신, 이소류신 및 발린; 글리신 및 알라닌; 아스파라긴 및 글루타민; 세린, 트레오닌, 페닐알라닌 및 티로신;을 들 수 있다. 상기 변이는 보존적 치환을 포함할 수 있다. '보존적 치환'이란, 어느 아미노산이 유사한 특성을 가지는 다른 아미노산으로 치환되어 당업자라면 그 폴리펩타이드의 2차 구조 및 감수성질(hydropathic nature, 소수성 또는 친수성 성질)이 실질적으로 비변화되었다고 예측할 수 있는 치환이다. 일반적으로 하기 아미노산 군이 보존성 변화를 나타낸다: (1) ala, pro, gly, glu, asp, gln, asn, ser, thr; (2) cys, ser, tyr, thr; (3) val, ile, leu, met, ala, phe; (4) lys, arg, his; 및 (5) phe, tyr, trp, his.
경우에 따라서는, 상기 변이체는 인산화(phosphorylation), 황화(sulfation), 아크릴화(acrylation), 당화(glycosylation), 메틸화(methylation), 파네실화(farnesylation), 아세틸화(acetylation) 및 아밀화(amidation) 등으로 수식(modification)될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 서열은 세포 내 투과를 위해 세포 투과성 펩타이드 서열을 더 포함할 수도 있다. 세포 투과성 펩타이드란 일종의 신호 펩타이드로써 세포 내로 물질 전달을 목적하는 펩타이드 서열이다. 주로 7-30 개 정도의 아미노산 펩타이드 서열로 이루어지며, 세포 내로 전달될 수 있는 신호 펩타이드를 가지는 서열이라면 어떠한 서열이라도 본 발명에서 포함될 수 있다.
예컨대, 세포 투과성 펩타이드는 라이신/아르기닌 등 기본 아미노산 잔기들을 주로 포함하고 있어서 이와 융합된 단백질들을 세포막을 투과하여 세포내로 침투시키는 역할을 한다. 상기 세포 투과성 펩타이드는 HIV-1 Tat 단백질, 드로소필라 안테나페디아의 호메오도메인(페네트라틴), HSV VP22 전사조절단백질, vFGF에서 유도된 MTS 펩타이드, PTD-5, 트랜스포탄 또는 Pep-1 펩타이드에서 유래된 서열 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 바이러스 또는 양이온성 펩타이드로부터 동정/합성된 다양한 CPPs(예를 들어, TAT48-60, 페네트라틴(pAntp)43-58, 폴리아르기닌, Pep-1, 트랜스포탄, 등)은 생물학적 활성 물질은 약물운반체들의 이동을 매개하기 위해 세포 내재화(internalization)가 가능한 활성을 가진다.
상기 펩타이드의 아미노산 서열은 KLKLKFRFSK-NH2로 10개의 아미노산으로 구성되며, 이를 스콜로펜드라신-13(Scolopendrasin-13)이라고 명명한다.
본 발명에 의하면, 상기 펩타이드는 그람 양성균, 그람 음성균 또는 진균에 대해 우수한 항균 또는 항진균 활성을 나타낼 수 있으므로, 항균 또는 항진균 제제용 약학적 조성물로 유용하다. 상기 그람 양성균 또는 그람 음성균은 예컨대 대장균(Escherichia coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 페렴간균(Klebsiella pneumoniae), MRSA균(Staphylococcus aureus subsp. aureus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus), 프로피오니박테리움 아크니스(Propionibacterium acnes), 쥐티투스균(Salmonella typhimurium) 또는 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 진균은 예컨대 칸디다 알비칸스(Candida albicans)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면 상기 펩타이드는 세포에 대해 무독성인 것이 특징이다. 상기 세포는 예컨대, 휴먼 각질형성세포 또는 마우스 섬유아세포일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 펩타이드를 휴먼 각질형성세포인 HacaT (human keratinocyte)와 마우스 섬유아세포인 NIH3T3 (mouse fibroblast)에 처리한 결과 세포 독성을 나타내지 않는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 펩타이드는 안전한 항균제 또는 항진균제로서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 하기 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드인 스콜로펜드라신-13 (Scolopendrasin-13)을 포함하는 항균 또는 항진균용 조성물을 제공한다.
서열번호 1: KLKLKFRFSK-NH2
본 발명에서, 상기 "항균용 조성물", 또는 "항진균용 조성물"은 항미생물제를 총칭하는 의미인 항생제와 같은 의미일 수 있고, 항균제, 항진균제, 살균제, 방부제, 보존제 또는 제균제와 같은 의미일 수 있으며, 일예로 식중독을 일으키거나 화농성 감염증의 원인이 되는 세균, 수술, 화상 등 생체의 저항력이 저하되어 있는 경우 감염으로 인해 질환을 악화시킬 수 있는 세균, 구강 질환이나 질염의 원인이 되는 세균을 포함하는, 병원성 미생물의 발육과 생활 기능을 저지, 억제 또는 사멸할 수 있는 물질을 의미한다.
또한, 본 발명은 상기 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드, 스콜로펜드라신-13 (Scolopendrasin-13)을 유효성분으로 포함하는 항생제를 제공한다. 본 발명에 따른 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 병원성 미생물, 특히 항생제 내성을 갖는 병원성 미생물에 대해 항균 또는 항진균 활성을 가지므로 항생제로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 항생제로의 사용은 치료 또는 예방의 목적의 약학 조성물로의 이용을 포함한다.
본 발명에서, "치료" 및 "치료하는"은 질병 또는 건강 관련 상태의 치료 이점을 얻을 목적의 대상체에의 치료제의 투여 또는 적용 또는 대상체에서의 절차 또는 방식의 수행을 지칭한다. "예방", "예방하는" 등은 질환 또는 병태의 발생 또는 재발 가능성을 예방하거나, 저해하거나 또는 감소시키기 위한 접근을 나타낸다. 또한 질환 또는 병태의 개시 또는 재발을 지연시키거나 또는 질환 또는 병태의 발생 또는 재발을 지연시키는 것을 지칭한다.
본 발명에서, "대상체" 및 "환자"는 인간 또는 비 인간, 예컨대 영장류, 포유류, 척추동물을 지칭한다. 특정 실시형태에서, 대상체는 인간이다.
본 발명에서, "치료 이점" 또는 "치료적으로 유효한"은 이러한 상태의 의학적 치료와 관련하여 대상체의 건강을 촉진하거나 증대시키는 임의의 것을 지칭한다. 이는 이에 제한되는 것은 아니나, 질병의 징후 또는 증상의 빈도 또는 중증도의 감소를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 스콜로펜드라신-13은 본 발명의 약학 조성물에 0.001~95 중량%로 하여 첨가될 수 있다. 상기 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 상기 약학 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 펩타이드 스콜로펜드라신-13에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물의 투여량은 치료받을 대상의 연령, 성별, 체중과 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여경로 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 일반적으로 투여량은 0.01㎎/㎏/일 내지 대략 2000㎎/㎏/일의 범위이다. 더 바람직한 투여량은 1㎎/㎏/일 내지 500㎎/㎏/일이다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 약학 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 정맥 내 투여 또는 체강 내 투여를 포함하여 비경구 투여에 적합하다.
또한, 본 발명은 상기 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드, 스콜로펜드라신-13 (Scolopendrasin-13)을 포함하는 항균 또는 항진균용 피부 외용제를 제공한다. 본 발명에 따른 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 그람 양성균 또는 그람 음성균에 대해 항균 활성을 갖고, 진균에 대해 항진균 활성을 가지므로, 항균 또는 항진균용 피부 외용제로서 유용하게 사용될 수 있다.
아울러, 본 발명은 펩타이드 스콜로펜드라신-13을 포함하는 식품 방부제, 사료 방부제, 화장료 보존제, 의약품 보존제를 제공한다. 이때, 식품 방부제, 사료 방부제, 화장료 보존제, 의약품 보존제는 식품이나 사료, 의약품, 화장료의 변질, 부패, 변색 및 화학변화를 방지하기 위해 사용되는 첨가물로서 살균제, 산화방지제가 포함되며, 세균, 곰팡이, 효모 등 미생물의 증식을 억제하여 식품 또는 의약품에서 부패미생물의 발육저지 또는 살균작용을 하는 등의 기능성 항생제도 포함된다. 이러한 식품 방부제, 화장품 또는 의약품 보존제의 이상적인 조건으로는 독성이 없어야 하며, 미량으로도 효과가 있어야 한다.
특히, 본 발명의 신규한 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 항균 또는 항진균 활성을 나타내고 독성이 미미하므로 식품 또는 사료의 방부제, 화장품 또는 의약품 보존제로 유용하게 사용될 수 있다.
위와 같은 식품 또는 사료의 방부제로의 사용은 일반 식용 또는 사료용 물질에 추가로 첨가되는 것으로, 상기 식품 및 사료의 종류에는 제한이 없다.
위와 같은 화장품 또는 의약품 보존제로의 사용은 사용목적 등에 맞게 임의로 선정한 물질을 첨가할 수 있다. 예를 들어, 정제수, 유분, 계면활성제, 보습제, 고급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 지방산, 왁스, pH 조절제, 향료 등이 첨가될 수 있다.
이외에도 본 발명에 따른 펩타이드는 항균, 살균 또는 항진균 활성이 요구되는 다양한 목적 및 용도로 사용될 수 있다. 구체적으로는 피부 세정제, 모발 세정제, 질 세정제, 구강 세정제, 욕실용 세정제, 주방용 세정제, 식품첨가제, 사료첨가제, 소독제 또는 가습기 살균제 소재 등으로 사용될 수 있다.
위 언급한 식품 및/또는 사료의 방부제, 화장품 또는 의약품 보존제, 피부 세정제, 모발 세정제, 질 세정제, 구강 세정제, 욕실용 세정제, 주방용 세정제, 식품첨가제, 사료첨가제, 소독제 또는 가습기 살균제 소재 등으로 사용에 있어서는 펩타이드를 첨가제 총 중량에 대하여 0.00001 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 1 ㎍/㎖ 내지 10000 ㎍/㎖의 농도로 포함할 수 있다. 또한 추가의 항균 활성을 가지는 다른 공지 항균 물질이나 기타 기능성을 부여할 수 있는 물질을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 왕지네로부터 유래한 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 세포 독성이 거의 없고, 우수한 항균 또는 항진균 활성을 나타내므로 항균 또는 항진균용 약학조성물, 항생제, 식품 또는 사료 방부제, 화장품 또는 의약품 보존제 등으로 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스콜로펜드라신-13의 항균 및 항진균 활성 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스콜로펜드라신-13의 세포독성 테스트 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<실시예 1. 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드 스콜로펜드라신 -13 (Scolopendrasin-13)의 제조>
왕지네로부터 항균 활성을 나타내는 펩타이드 유전자를 확인하기 위해 먼저 왕지네를 액체질소로 급속 동결하여 전체 RNA를 분리하고, 이를 RNA seq 분석법을 이용하여 왕지네 전사체(transcriptome) 들에 관한 유전자 정보를 확인하였으며, 각각의 전사체들로부터 번역된 아미노산의 서열을 바탕으로 생물정보학을 활용해 후보물질을 선발하였다. 선별된 아미노산 서열은 KLKLKFRFSK-NH2으로 10개의 아미노산 서열로 구성되어 있으며, 스콜로펜드라신-13(Scolopendrasin-13)으로 명명하였다.
< 시험예 1. 병원성 미생물에 대한 항균/항진균 활성 평가>
병원성 미생물에 대하여 펩타이드 스콜로펜드라신-13의 항균 활성을 평가하기 위해 RDA (radial diffusion assay)를 수행하였다. 본 발명에서 항균 펩타이드는 -20℃에 보관하며, 멸균된 3차 증류수에 녹여서 사용하였다.
<항균 활성 검정>
항균 활성 검정을 위해, 먼저 병원성 세균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 여드름 원인균인 프로피오니박테리움 아크니스(Propionibacterium acnes), 항생제 내성균인 MRSA(Methicillin resistant Staphylococcus aureus)를 3 %(w/v) TSB (trypticase soy broth)에서 37℃, 200rpm조건으로 18시간 배양한 후, 다시 동일한 조건에서 4×106 CFU (colony forming units)/㎖ 농도가 되도록 2시간 30분간 2차 배양하였다.
다음으로 시트레이트 포스페이트 버퍼(Citrate phosphate buffer; 9 mM sodium phosphate, 1 mM sodium citrate, pH 7.4) 와 1%(w/v) typeⅠ(low electroendosmosis) 아가로스, 0.03 % TSB로 구성된 멸균된 언더레이 겔(underlay gel)에다 배양된 세균(4×106 colony forming units/㎖)을 넣고 혼합해준 뒤, 사각플레이트에 붓고, 언더레이 겔이 굳으면 지름 3 mm의 구멍을 내어 농도별(0, 12.5, 25, 50, 100 및 200 ㎍/㎖)로 펩타이드(스콜로펜드라신-13)을 5 ㎕씩 구멍에 넣었다.
펩타이드가 확산되도록 37℃에서 3시간 배양한 후, 오버레이 겔(6 % TSB, 1 % agarose) 10 ㎖을 붓고, 37℃에서 다시 배양하여 클리어 존(clear zone)의 형성 여부를 확인하였으며 얻어진 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 그람 양성균, 그람 음성균, 여드름 원인균, 항생제 내성균에 대한 활성이 있는 것으로 나타났으며, 항균 활성은 농도의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 발명에 따른 펩타이드 스콜로펜드라신-13이 알려진 유해 균주에 대한 치료제로서의 이용 가능성이 높고 항균 활성이 우수함을 확인하였다.
< 항진균 활성 검정 >
펩타이드의 항진균 활성의 측정을 위하여, 병원성 진균인 칸디다 알비칸스(Candida albicans)를 TSB 배지(trypticase soy broth)에서 30℃, 200 rpm 조건으로 밤새 키운 후, 이를 새 배지에 접종하여 3시간 동안 키워 대수기가 되도록 하였다.
다음으로시트레이트 포스페이트 버퍼(Citrate phosphate buffer; 9 mM sodium phosphate, 1 mM sodium citrate, pH 7.4) 와 1%(w/v) type Ⅰ(low electroendosmosis) agarose, 0.03% TSB로 구성된 멸균된 언더레이 겔(underlay gel)에다 배양된 세균(4×106 colony forming units/㎖)을 넣고 혼합해준 뒤, 사각플레이트에 붓고, 언더레이 겔이 굳으면 지름 3 mm의 구멍을 내어 농도별(0, 12.5, 25, 50, 100 및 200 ㎍/㎖)로 펩타이드(스콜로펜드라신-13)를 5 ㎕씩 구멍에 넣었다.
펩타이드가 확산되도록 37℃에서 3시간 배양한 후, 오버레이 겔(6 % TSB, 1 % agarose) 10 ㎖을 붓고, 37℃에서 다시 배양하여 클리어 존(clear zone)의 형성 여부를 확인하였으며 얻어진 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 칸디다 알비칸스에 대하여 클리어 존(CLEAR ZONE)이 형성되었으며, 농도의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 발명에 따른 펩타이드 스콜로펜드라신-13이 항진균 활성이 우수함을 확인하였다.
< 시험예 2. 세포 독성 검사>
스콜로펜드라신-13 펩타이드에 대한 세포독성을 조사하기 위해 MTS assay를 수행하였다. 세포는 휴먼 각질형성세포인 HacaT (human keratinocyte)와 마우스 섬유아세포인 NIH3T3 (mouse fibroblast)을 이용하여 진행하였고, 펩타이드는 -20℃에 보관하며, 멸균된 3차 증류수에 녹여서 사용하였다.
96-well 배양용기에 2 × 104 cell/well 세포를 100 ㎕ 씩 분주한 후 스콜로펜드라신-13을 농도별(0, 50, 100 및 200 ㎍/㎖)로 24시간 동안 처리하였다. 이후 10 ㎕ CellTiter 96® AQueous One Solution Reagent (MTS) (Promega, USA)를 첨가하고 3~4시간 동안 반응시켜 색의 변화를 확인하고 흡광도(590mm)를 측정하였다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 HacaT, NIH3T3 세포에 대해 200 ㎍/㎖ 까지 고농도로 처리하여도 세포 생존율의 변화가 미미함을 보여주었다. 이를 통해, 본 발명에 따른 펩타이드 스콜로펜드라신-13은 세포독성이 미미하므로 안전한 항균, 항진균제및 항생제로 이용가능할 뿐만 아니라, 식품 또는 사료 방부제, 및 화장품 또는 의약품 보존제로서 유용하게 적용이 가능함을 확인하였다.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> Composition for Antibacterial comprising peptide, Scolopendrasin-13 isolated from Scolopendra subspinipes <130> NSH1-151 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Scolopendra subspinipes <400> 1 Lys Leu Lys Leu Lys Phe Arg Phe Ser Lys 1 5 10

Claims (12)

  1. 하기 서열번호 1로 표현되는 펩타이드:
    서열번호 1: KLKLKFRFSK-NH2
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펩타이드는 항균 또는 항진균 활성을 나타내는 것인, 펩타이드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펩타이드는 대장균(Escherichia coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 페렴간균(Klebsiella pneumoniae), MRSA균(Staphylococcus aureus subsp. aureus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus), 프로피오니박테리움 아크니스(Propionibacterium acnes), 쥐티투스균(Salmonella typhimurium), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri) 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대하여 항균 또는 항진균 활성을 나타내는 것인, 펩타이드.
  4. 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드 스콜로펜드라신-13 (Scolopendrasin-13)을 포함하는 항균 또는 항진균용 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    대장균(Escherichia coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 페렴간균(Klebsiella pneumoniae), MRSA균(Staphylococcus aureus subsp. aureus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus), 프로피오니박테리움 아크니스(Propionibacterium acnes), 쥐티투스균(Salmonella typhimurium) 및 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 대하여 항균 활성을 나타내는 것인, 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    칸디다 알비칸스(Candida albicans)에 대하여 항진균 활성을 나타내는 것인, 조성물.
  7. 서열번호 1의 아미노산 서열을 갖는 펩타이드 스콜로펜드라신-13 (Scolopendrasin-13)을 유효성분으로 포함하는 항생제.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 펩타이드를 포함하는 항균 또는 항진균용 피부 외용제.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 펩타이드를 포함하는 식품 방부제.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 펩타이드를 포함하는 사료 방부제.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 펩타이드를 포함하는 화장료 보존제.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 펩타이드를 포함하는 의약품 보존제.
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KR20190051610A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 대한민국(농촌진흥청장) 왕지네 유래의 항염증성 펩타이드 스콜로펜드라신-10, 이를 유효성분으로 포함하는 패혈증의 치료용 조성물
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