KR20230090589A - 성게 유래 펩타이드 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성게 유래 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성게 유래 펩타이드인 이카이노토신의 V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이카이노토신은 바소프레신 수용체의 일종인 V1B 수용체의 활성화를 유도하는 효과가 있음을 확인하였다. 상기 바소프레신 수용체인 V1B 수용체는 뇌하수체 전엽과 해마 CA2 영역에 존재하며, 세포 내 칼슘 농도를 상승시키고 스트레스에 대한 반응 및 사회성에 관여한다고 알려져 있다. 따라서 본 발명에 따른 이카이노토신은 V1B 수용체 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.

Description

성게 유래 펩타이드 및 이의 용도{Peptide derived from sea urchin and uses thereof}
본 발명은 성게 유래 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성게 유래 펩타이드인 이카이노토신의 V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료 용도에 관한 것이다.
V1B 수용체는 V3 수용체라고도 불린다. 다른 옥시토신/바소프레신 수용체들(V1AR, V2R, OXTR)에 비해 나중에 발견되었다. V1B 수용체의 기능 연구 및 수용체 활성 조절물질에 대한 연구는 아직까지는 다른 수용체들에 비해 상대적으로 적은 실정이다. V1B 수용체는 뇌하수체 전엽과 해마 CA2영역에 위치하며, 그 외에도 다른 뇌 부위와 신체 부위에서도 발견된다. V1B 수용체가 바소프레신과 결합에 의해 활성화되면 G단백질에 의해 매개되는 세포내 신호전달을 일으킨다.
뇌하수체 전엽에 존재하는 V1B 수용체는 활성화되면 부신피질자극호르몬(ACTH) 분비를 자극한다. V1B 수용체를 제거한 생쥐는 정상 생쥐에 비해 혈중 부신피질자극호르몬(ACTH)와 부신피질호르몬(corticosterone) 농도가 낮고, 생쥐에게 스트레스를 주었을 때 스트레스를 견디는 데 필요한 이들 호르몬 증가가 정상적으로 이루어지지 않는다.
V1B 수용체의 단일염기다형성(SNP)은 반복성 주요우울장애(우울증)에 대해 내성을 갖게 하는 것으로 알려져 있고, V1B 수용체의 선택적 길항제가 우울증 치료와 관련하여 연구된 바 있다.
또한, V1B 수용체는 해마의 CA2 영역을 비롯한 다른 뇌 부위들에도 존재함이 밝혀지고 있다. 해마 CA2 영역은 동물이 동종의 다른 동물을 인식하고, 익숙한 대상과 낯선 대상을 구분하고, 사회적 기억이 가능하게 하고, 사회적 공격성, 사회적 동기, 사회적 선호도, 사회적 불안 등 사회적 행동을 나타내는 데 중요한 역할을 하는 뇌 부위이다.
V1B 수용체를 제거한 수컷 생쥐는 다른 수컷 생쥐에 대한 공격성(aggression)이 크게 감소하였고, 다른 생쥐를 인식하는 능력과 사회적 동기가 감소하였다. 다른 생쥐와의 의사소통 방식인 초음파 발성에도 변화가 있었다. V1B 수용체 길항제인 SSR149415 또한 햄스터에서 공격적 반응을 감소시켰다.
V1B 수용체 유전자를 제거한 생쥐에서 V1B 수용체를 다시 발현시키면 사회성과 관련된 행동이 복원된다. V1B 수용체 작용제는 해마 CA2 영역의 신경세포의 흥분성 신호전달을 강화시켰다.
한편, 보라성게(Strongylocentrotus purpuratus)는 극피동물문 성게강 둥근성게속에 속하는 동물이다. 멕시코에서 캐나다까지 이르는 태평양 동쪽에 서식하며 짙은 보라색을 띄고 주황색 알을 낳는다. 보라성게의 유전체는 2006년에 해독되었고, 약 23,300개의 유전자가 포함되어있는 것으로 알려졌다. 보라성게의 유전체에서는 1종의 옥시토신/바소프레신 슈퍼패밀리 유전자가 존재하고 있으며, 이는 이카이노토신(Echinotocin)이라고 명명되었다. 이카이노토신은 유럽성게(Echinus esculentus)에서 분리한 관족과 식도 조직을 수축시키는 효과가 있었다. 그러나 이카이노토신이 인간의 옥시토신/바소프레신 수용체에도 작용하여 생리활성을 가질 수 있는지는 기존에 연구된 바 없다.
이에 본 발명자들은 보라성게 유래 펩타이드 이카이노토신의 V1B 수용체 조절 효과를 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 이카이노토신은 바소프레신 수용체인 V1B 수용체의 활성화를 유도하는 효과가 있음을 확인하였다. 상기 바소프레신 수용체인 V1B 수용체는 뇌하수체 전엽과 해마 CA2 영역에 존재하며, 세포 내 칼슘 농도를 상승시키고 스트레스에 대한 반응 및 사회성에 관여한다고 알려져 있다. 따라서 본 발명에 따른 이카이노토신은 V1B 수용체 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보라성게 유래 이카이노토신의 인간 옥시토신/바소프레신 수용체 활성화 효과를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보라성게 유래 이카이노토신의 인간 옥시토신/바소프레신 수용체 억제 효과를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 양태에 따르면, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체예에서, 상기 펩타이드는 V1B 수용체 활성화용인 것이 바람직하나, 이에 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.
본 발명의 구체예에서, 상기 펩타이드는 보라성게(Strongylocentrotus purpuratus) 유래인 것이 바람직하나, 이에 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.
상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 보라성게의 전사체 분석을 통해 발굴된 이카이노토신(Echinotocin)이다. 상기 이카이노토신은 유럽성게(Echinus esculentus)에서 분리한 관족과 식도 조직을 수축시키는 효과가 있음이 알려져 있다. 그러나 이카이노토신이 인간의 옥시토신/바소프레신 수용체에도 작용하여 생리활성을 가질 수 있는지는 기존에 연구된 바 없다.
일반적으로, 다른 생물종에서 진화적으로 보존된 상동 유전자에 의해 만들어지는 산물들을 모두 같은 이름으로 부르며 비슷한 기능을 가지는 것으로 보지만, 예외적으로 옥시토신/바소프레신 수퍼 패밀리에 속하는 펩타이드들은 아미노산 서열 한두개 차이로도 기능이 크게 달라지는 경우가 있기 때문에 화학적 구조에 약간이라도 차이가 있으면 별도의 이름을 부여하여 별도의 물질로 취급한다.
본 발명의 구체예에서, 상기 서열번호 1의 이카이노토신은 C-말단에 아민기(-NH2)를 추가로 포함할 수 있고, 1번 아미노산과 6번 아미노산 사이에 이황화 결합이 형성되어 있는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 펩타이드는 펩타이드 결합에 의해 아미노산 잔기들이 서로 결합되어 형성된 선형의 분자를 의미한다. 상기 펩타이드는 당업계에 공지된 화학적 합성방법에 따라 제조될 수 있으며, 바람직하게는 고체상 합성기술에 따라 제조될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 펩타이드는 천연에서 추출하거나 DNA 서열을 기본으로 하는 유전자 재조합 및 발현시스템에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 범위에는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 기능적 동등물을 포함한다.
상기 기능적 동등물이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드와 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 펩타이드를 말한다. 부가 또는 치환을 위해 도입하는 아미노산은 자연 아미노산 뿐만 아니라 비자연(unnatural) 아미노산과 광학 이성질체 아미노산도 포함될 수 있다.
상기 실질적으로 동질의 생리활성은 본 발명의 펩타이드의 활성, 즉, 옥시토신/바소프레신 수용체 조절 활성이며 더 바람직하게는 V1B 수용체 활성의 선택적 촉진을 의미한다. 본 발명의 기능적 동등물의 범위에는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 기본골격과 옥시토신/바소프레신 수용체 조절 활성을 유지하면서 펩타이드의 일부 화학 구조가 변형된 유도체가 포함된다. 예를 들어 펩타이드의 안정성, 저장성, 휘발성 또는 용해도 등을 변경시키기 위한 구조변경, 고리화(cyclization), 이합체화(dimerization), 다합체화(multimerization), 형광물질 등 다른 물질과의 결합(conjugation)이 이에 포함된다. 또한 펩타이드의 일부 단편이 동질의 생리활성을 나타내는 것을 포함한다. 기능적 동등물의 범위는 펩타이드의 화학적 합성 과정에 첨가되게 되는 염(salt)의 종류에 제한되지 않는다.
상기 펩타이드 구조변경은 생체 내의 단백질 절단 효소들로부터 보호하고 안정성을 증가시키기 위하여, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 N 말단 또는 C 말단을 변형하거나 여러 유기단으로 보호한 형태일 수 있다. 즉, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 C 말단은 안정성을 증가시키기 위해서 변형될 수 있는 형태라면, 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 히드록시기(-OH) 또는 아미노기(-NH2)로 변형되는 것일 수 있다. 또한 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 N 말단은 안정성을 증가시키기 위해서 변형될 수 있는 형태라면, 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 아세틸(Acetyl)기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐(Fmoc)기, 포르밀(Formyl)기, 팔미토일(Palmitoyl)기, 미리스틸(Myristyl)기, 스테아릴(Stearyl)기 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 이루어진 군에서 선택되는 기로 변형되는 것이거나 탈아미노화시킨 것일 수 있다.
본 발명에 따른 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 특정 농도에서 V1B 수용체만을 선택적으로 활성화시키나, 다른 수용체에는 거의 작용하지 않는 것을 실험을 통해 확인하였다. 구체적으로, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드가 V1B 수용체를 선택적으로 활성화시키는 농도는 바람직하게는 1μM 이하이고 더욱 바람직하게는 10nM 이하이다. V1B 수용체 선택성을 극대화하는 농도 범위는 실험 방법에 따라 달라질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 옥시토신/바소프레신 수용체를 동시에 억제 또는 활성화 시킬 수 있다. 구체적으로, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 농도가 10 내지 100nM인 경우 V1B 수용체 및 V2 수용체를 동시에 활성화시킬 수 있으며, 100nM 초과인 경우 V1B 수용체 및 V2 수용체 활성화; 및 옥시토신 수용체와 V1A 수용체 억제; 효과가 동시에 나타난다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체(vasopressin 1b receptor) 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체예에서, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 C-말단에 아민기(-NH2)를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 구체예에서, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 1번 및 6번 아미노산 사이에 이황화 결합이 형성된 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, V1B 수용체 관련 질환은 바소프레신 수용체의 하나인 V1B 수용체의 활성화를 필요로 하는 질환을 의미한다. 즉, V1B 수용체 관련 질환은 V1B 수용체를 활성화시킴으로써 예방, 개선 및 치료할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 V1B 수용체 관련 질환은 자폐스펙트럼장애, 조현병 스펙트럼장애, 주의력결핍과잉행동증후군, 양극성장애, 우울증, 대인기피증, 회피성 성격장애, 망상장애, 사회불안장애, 사회공포증, 사회적 의사소통장애, 분리불안장애, 반응성 애착장애, 성욕 감퇴, 성욕 상실, 반사회성 성격장애, 비사교적 인격장애, 분리불안장애, 반응성 애착장애 및 공황장애로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 정신질환일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한 상기 V1B 수용체 관련 질환은 췌장 기능 장애, 뇌부종 및 염증성 장질환으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 질환인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다. 전술한 V1B 수용체 관련 질환들은 당 분야에서 V1B 수용체와 깊은 연관성이 있다는 것이 널리 알려져 있다.
본 발명에 따른 V1B 수용체 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물은 약학적 조성물, 식품 조성물 또는 건강기능식품 조성물일 수 있다.
본 발명의 조성물이 V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물인 경우 본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이때 약제학적으로 허용 가능한 첨가제로는 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀룰로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니톨, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 약제학적으로 허용 가능한 첨가제는 상기 조성물에 대해 0.1 ~ 90 중량부 포함되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 실제 임상투여 시에 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제할 수 있으며, 당해 기술 분야에 알려진 적합한 제제는 문헌(Remington's Pharmaceutical Science, 최근, Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘 카보네이트(Calcium carbonate), 수크로스(Sucrose) 또는 락토오스(Lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 또한, 상기 경구 투여를 위한 액상제제로는 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.
상기 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 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 약학적 조성물의 투여량은 상기 약학적 조성물의 제제화 방법, 투여 방식, 투여 시간 및/또는 투여 경로 등에 의해 다양해질 수 있으며, 상기 약학적 조성물의 투여로 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 투여 대상이 되는 개체의 종류, 연령, 체중, 일반적인 건강 상태, 질병의 증세나 정도, 성별, 식이, 배설, 해당 개체에 동시 또는 이시에 함께 사용되는 약물 기타 조성물의 성분 등을 비롯한 여러 인자 및 의약 분야에서 잘 알려진 유사 인자에 따라 다양해질 수 있으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 목적하는 치료에 효과적인 투여량을 용이하게 결정하고 처방할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 예를 들어, 0.05 내지 5 mg/kg의 농도로 투여되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 0.1 내지 0.4 mg/kg, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.35 mg/kg, 더더욱 바람직하게는 0.25 mg/kg일 수 있으나, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로 및 투여 방식은 각각 독립적일 수 있으며, 그 방식에 있어 특별히 제한되지 아니하며, 목적하는 해당 부위에 상기 약학적 조성물이 도달할 수 있는 한 임의의 투여 경로 및 투여 방식에 따를 수 있다.
상기 약학적 조성물은 경구 투여 또는 비경구 투여 방식으로 투여할 수 있다. 상기 비경구 투여 방식으로는 예를 들어 정맥 내 투여, 복강 내 투여, 근육 내 투여, 경피 투여, 피하 투여, 비강 내 투여, 경막 내 투여 또는 뇌내 투여 등이 포함된다.
본 발명의 약학적 조성물은 V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물 또는 건강기능식품 조성물일 수 있다.
본 발명에 있어서, 식품은 질병의 예방 및 개선, 생체방어, 면역, 병후의 회복, 노화 억제 등 생체조절 기능을 가지는 식품을 말하는 것으로, 장기적으로 복용하였을 때 인체에 무해해야 한다.
본 발명의 식품 조성물이 식품 첨가물인 경우 상기 유효성분인 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 유효성분인 펩타이드는 원료에 대하여 15중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 수프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
본 발명에 따른 건강기능식품 조성물은 건강음료 등 다양한 형태일 수 있다. 본 발명의 건강기능식품 조성물이 건강음료 형태인 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 포함할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스, 수크로오스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 0.01 내지 10 g, 바람직하게는 약 0.01 내지 0.1 g이다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물 또는 건강기능식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일주스, 과일주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
중복되는 내용은 본 명세서의 복잡성을 고려하여 생략하며, 본 명세서에서 달리 정의되지 않은 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 보라성게 유래 펩타이드 발굴
NCBI의 유전체/전사체 정보 및 유전자 정보 검색과 선행문헌 조사를 통해 보라성게 유래 펩타이드인 이카이노토신(Echinotocin)을 확인하였다.
본 발명에서는 이카이노토신의 유전자 정보와 기존에 알려진 아미노산 서열을 바탕으로 펩타이드를 제작하여 사용했지만, 보라성게의 추출물 분리 분석을 통해서도 동일한 물질들이 얻어질 수 있다. 또한 보라성게 뿐만 아니라 다른 종류의 성게에서도 동일한 물질이 얻어질 수 있다.
발굴된 펩타이드인 이카이노토신의 서열은 표 1에 나타내었다.
이 름 활성펩타이드의 아미노산 서열 (N→C)
인간 바소프레신 C Y F Q N C P R G
인간 옥시토신 C Y I Q N C P L G
이카이노토신(서열번호 1) C F I S N C P K G
표 1에 나타낸 바와 같이, 이카이노토신은 인간 옥시토신 및 바소프레신과 아미노산 서열과 상이한 것을 확인하였다.
실시예 2. 이카이노토신의 인간 옥시토신/바소프레신 수용체 조절 효과 확인
바소프레신 유사물질들이 어느 수용체에 어떻게 작용하는지에 따라 서로 상이한 효과를 가지므로, 이카이노토신의 인간에서의 유효성 여부 및 효과 양상 또한 실험을 통해서만 알 수 있음이 자명하다. 따라서, 본 발명에서는 여러 농도의 이카이노토신이 인간의 바소프레신/옥시토신 수용체 각각에 어떻게 작용하는지 시험하였다.
<실험 방법>
본 실시예에서는 이카이노토신(서열번호 1)의 옥시토신 수용체 및 바소프레신 수용체 조절 작용을 확인하였다. 서열번호 1의 이카이노토신은 C-말단에 아민기(-NH2)를 추가로 포함하며 1번 아미노산과 6번 아미노산 사이에 이황화 결합이 형성된 것을 사용하였다. 바소프레신 수용체는 V1 및 V2 유형으로 나뉜다. 상기 V1a 수용체는 혈관 평활근에 존재하며 세포 내 칼슘 농도를 상승시키고 혈관을 수축시킨다. 상기 V1b 수용체는 뇌하수체 전엽과 해마 CA2 영역에 존재하며 세포 내 칼슘 농도를 상승시키고 스트레스에 대한 반응과 사회성에 관여한다. 또한 상기 V2 수용체는 신장의 집합 세뇨관에 존재하며, 세포 내 cAMP 농도를 상승시키고 집합관에서 물의 재흡수를 촉진하는 것으로 알려져 있다
이카이노토신에 의한 옥시토신 수용체 OXTR 활성/억제 효과 시험
재조합한 인간 옥시토신 수용체를 과발현시킨 인간 상피세포(세포주 이름 : ECV304)를 배양하여 상온에서 이카이노토신을 농도별로 처리하고, 이카이노토신-옥시토신 수용체 결합에 의해 유도되는 세포 내 칼슘 농도 변화를 칼슘염료 형광이미징 방법으로 측정했다.
수용체 활성화 효과는 옥시토신 1uM이 일으킬 수 있는 세포 내 칼슘 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 옥시토신 없이 이카이노토신만 단독으로 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
수용체 억제 효과는 옥시토신 30nM이 일으킬 수 있는 세포 내 칼슘 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 옥시토신 30nM과 이카이노토신을 동시에 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
이카이노토신에 의한 바소프레신 수용체 V1AR 활성/억제 효과 시험
재조합한 인간 바소프레신 V1A 수용체를 과발현시킨 중국햄스터 난소세포(세포주 이름 : CHO)를 배양하여 상온에서 이카이노토신을 농도별로 처리하고, 이카이노토신-바소프레신 V1A 수용체 결합에 의해 유도되는 세포 내 칼슘 농도 변화를 칼슘염료 형광이미징 방법으로 측정했다.
수용체 활성화 효과는 바소프레신 1uM이 일으킬 수 있는 세포 내 칼슘 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 바소프레신 없이 이카이노토신만 단독으로 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
수용체 억제 효과는 바소프레신 10nM이 일으킬 수 있는 세포 내 칼슘 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 바소프레신 10nM과 이카이노토신을 동시에 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
이카이노토신에 의한 바소프레신 수용체 V1BR 활성/억제 효과 시험
재조합한 인간 바소프레신 V1B 수용체를 과발현시킨 쥐 호염기성 백혈병세포(세포주 이름 : RBL)를 배양하여 상온에서 이카이노토신을 농도별로 처리하고, 이카이노토신-바소프레신 V1B수용체 결합에 의해 유도되는 세포 내 칼슘 농도 변화를 칼슘염료 형광이미징 방법으로 측정했다.
수용체 활성화 효과는 바소프레신 0.1uM이 일으킬 수 있는 세포 내 칼슘 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 바소프레신 없이 이카이노토신만 단독으로 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
수용체 억제 효과는 바소프레신 5nM이 일으킬 수 있는 세포 내 칼슘 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 바소프레신 5nM과 이카이노토신을 동시에 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
이카이노토신에 의한 바소프레신 수용체 V2R 활성/억제 효과 시험
재조합한 인간 바소프레신 V2 수용체를 과발현시킨 중국햄스터 난소세포(세포주 이름 : CHO)를 배양하여 상온에서 이카이노토신을 농도별로 30분간 처리하고, 이카이노토신-바소프레신 V2수용체 결합에 의해 30분 동안 축적된 세포 내 cAMP 농도를 HTRF 형광이미징 방법으로 측정했다. 수용체 활성화 효과는 바소프레신 1nM이 30분간 일으키는 세포 내 cAMP 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 바소프레신 없이 이카이노토신만 단독으로 30분 동안 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다. 수용체 억제 효과는 바소프레신 0.03nM이 30분간 일으킬 수 있는 세포 내 cAMP 농도 증가 반응을 100% 기준으로 삼고, 바소프레신 0.03nM과 이카이노토신을 동시에 처리했을 때 유도된 반응의 상대적 크기를 측정했다.
각 수용체에 대한 이카이노토신의 작용제(agonost) 또는 길항제(antagonist) 효과를 확인한 결과는 도 1 및 2에 각각 나타내었다.
<실험 결과>
도 1에 나타낸 바와 같이, 이카이노토신은 V1B 수용체를 활성화(EC50 = 49.1nM) 시키고, V2 수용체를 활성화(EC50 = 3.68nM) 시키는 것을 확인하였다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 이카이노토신의 농도가 높아지면 V1A 수용체 활성을 억제(IC50 = 1uM)할 수 있고, 옥시토신 수용체의 활성 또한 억제할 수 있음(IC50 = 1.7uM)을 확인하였다.
따라서, 이카이노토신을 적절한 농도로 처리한다면(10nM 이하) V1B 수용체만 선택적으로 활성화시키고 다른 수용체에는 거의 작용하지 않을 것으로 예측할 수 있다. 마찬가지로 이카이노토신의 농도를 고농도로 변화시키면 어느 수용체를 얼마나 활성화/억제할 것인지 조절할 수 있다.
V1B 수용체 선택성을 극대화하는 농도 범위는 실험 방법에 따라 달라질 수 있지만, 나노몰 이하의 저농도에서 V1B 수용체만 선택적으로 활성화시킬 수 있다는 점은 산업적으로 이용 가능성이 높다.
이하, 제제예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 제제예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 제제예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는다.
제제예 1. 약학적 조성물의 제조
1-1. 산제의 제조
서열번호 1의 서열로 표시되는 아미노산 20 mg
유당 100 mg
탈크 10 mg
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.
1-2. 정제의 제조
서열번호 1의 서열로 표시되는 아미노산 10 mg
옥수수전분 100 mg
유당 100 mg
스테아린산 마그네슘 2 mg
상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.
1-3. 캡슐제의 제조
서열번호 1의 서열로 표시되는 아미노산 10 mg
결정성 셀룰로오스 3 mg
락토오스 14.8 mg
마그네슘 스테아레이트 0.2 mg
통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.
1-4. 주사제의 제조
서열번호 1의 서열로 표시되는 아미노산 10 mg
만니톨 180 mg
주사용 멸균 증류수 2974 mg
Na2HPO42H2O 26 mg
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당 (2 ml) 상기의 성분 함량으로 제조한다.
1-5. 액제의 제조
서열번호 1의 서열로 표시되는 아미노산 20 mg
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ml로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 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 의해 정의된다고 할 것이다.
<110> National Marine Biodiversity Institute of Korea <120> Peptide derived from sea urchin and uses thereof <130> 1.14P <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 9 <212> PRT <213> Strongylocentrotus purpuratus <400> 1 Cys Phe Ile Ser Asn Cys Pro Lys Gly 1 5

Claims (9)

  1. 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펩타이드는 V1B 수용체(vasopressin 1b receptor) 활성화용인, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펩타이드는 보라성게(Strongylocentrotus purpuratus) 유래인, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 C-말단에 아민기(-NH2)를 포함하는 것인, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 1번 및 6번 아미노산 사이에 이황화 결합이 형성된 것인, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 V1B 수용체 관련 질환은 자폐스펙트럼장애, 조현병 스펙트럼장애, 주의력결핍과잉행동증후군, 양극성장애, 우울증, 대인기피증, 회피성 성격장애, 망상장애, 사회불안장애, 사회공포증, 사회적 의사소통장애, 분리불안장애, 반응성 애착장애, 성욕 감퇴, 성욕 상실, 반사회성 성격장애, 비사교적 인격장애, 분리불안장애, 반응성 애착장애 및 공황장애로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 정신질환인, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 V1B 수용체 관련 질환은 췌장 기능 장애, 뇌부종 및 염증성 장질환으로 이루어진 군에서 선택된 1종이상의 질환인, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  8. 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  9. 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는, V1B 수용체 관련 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
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