WO2021201570A1 - 신규한 항균 펩타이드 및 이의 용도 - Google Patents

신규한 항균 펩타이드 및 이의 용도 Download PDF

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김재일
유재하
김상현
이솔
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    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention relates to a novel antibacterial peptide and a composition comprising the same as an active ingredient.
  • Bacterial infection is one of the most common and fatal causes of human disease. Unfortunately, however, due to the abuse of antibiotics, bacteria having antibiotic resistance have emerged. In fact, the rate at which bacteria develop resistance to new antibiotics is much faster than the rate at which new antibiotics are developed. For example, bacterial species such as Enterococcus faecalis , Pseudomonas aeruginosa , and Klebsiella pneumoniae , which can be life-threatening, are resistant to all known antibiotics to date. showing resistance.
  • antibiotic tolerance was first discovered in Pneumococcus sp . in the 1970s and provided important clues about the mechanism of action of penicillin. Species that are resistant to antibiotics stop growing in the presence of normal concentrations of antibiotics, but do not die as a result. Resistance occurs because the activity of bacterial autolytic enzymes such as autolysin does not occur when antibiotics inhibit cell wall synthetase. This fact is that penicillin kills bacteria by activating endogenous hydrolase, and the bacteria can also survive antibiotic treatment by inhibiting their activity (KR 10-2039400 B1).
  • bacteria can kill neighboring bacteria by synthesizing peptides or small organic molecules.
  • These antibacterial peptides are known to play important roles in host defense and innate immune system.
  • These antibacterial peptides have various structures depending on the amino acid sequence. Among these structures, the antibacterial peptide mBjAMP1 found in live fish is an amphiphilic alpha helix. form a structure
  • Patent Document 1 KR 10-2039400 B1
  • an object of the present invention is to provide an antibacterial peptide containing three tryptophan (Trp).
  • one aspect of the present invention provides an antibacterial peptide or a salt thereof containing three tryptophan (Trp).
  • Another aspect of the present invention provides an antibacterial peptide represented by the following Structural Formula I or Structural Formula II, or a salt thereof:
  • N' is the N-terminus of the antibacterial peptide
  • the C-terminal is a carboxyl group or hydroxy (-OH) of the carboxyl group is substituted with an amine group (-NH 2 ),
  • the A consists of the amino acid sequence of (X 1 ) a -(X 2 ) b -(X 3 ) c -(X 4 ) d,
  • a, b, c and d are each independently 0 or 1
  • X 1 to X 4 are each independently Arg, Lys, Asn, Gin, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly, and any one amino acid selected from the group consisting of Tyr,
  • B consists of the amino acid sequence of Trp-(Z 1 ) e -(Z 2 ) f -Trp-(Z 3 ) g -(Z 4 ) h -Trp,
  • Z 1 to Z 4 are each independently an amino acid selected from the group consisting of Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys and His,
  • the C consists of the amino acid sequence of (X 5 ) i -(X 6 ) j -(X 7 ) k -(X 8 ) l,
  • i, j, k and l are each independently 0 or 1
  • X 5 to X 8 are each independently Arg, Lys, Asn, Gin, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly, and any one amino acid selected from the group consisting of Tyr,
  • Trp is C 1-6 may be substituted by alkoxy or halogen, or nitrogen (N) in the indole ring of Trp may be modified with sulfur (S),
  • N-terminal amino acid is Lys
  • a C 3 to C 10 fatty acid may be further bonded to the amine group
  • Tyr may be substituted by halogen
  • the Asn may be glycosylated.
  • Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg
  • Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg
  • Trp-Ala-Ala- Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg
  • Trp-Leu-Ile-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg Trp-Leu-Ile-Gly-Leu-Arg-
  • Another aspect of the present invention provides an antibiotic comprising the antibacterial peptide or a salt thereof as an active ingredient.
  • Another aspect of the present invention provides a cosmetic composition comprising the antibacterial peptide or a salt thereof as an active ingredient.
  • Another aspect of the present invention provides a food additive comprising the antibacterial peptide or a salt thereof as an active ingredient.
  • Another aspect of the present invention provides a feed additive comprising the antibacterial peptide or a salt thereof as an active ingredient.
  • Another aspect of the present invention provides a non-human antibacterial method comprising administering a pharmaceutically effective amount of the antimicrobial peptide or a salt thereof to a subject other than a human.
  • novel antibacterial peptide of the present invention exhibits excellent antibacterial activity against not only gram-positive bacteria but also gram-negative bacteria, has low cytotoxicity, and has excellent antibacterial activity against bacteria resistant to antibiotics, so antibiotics, cosmetic compositions, food additives, feed It can be usefully used as an active ingredient such as additives, biological pesticides and quasi-drugs.
  • Figure 2 is a result of analyzing the stability of some of the present antibacterial peptides (KSH42 and KSH43) for pronase (pronase cocktail) shown.
  • MRSA 7 is an analysis of the degree of induction of disturbance of the membrane potential difference of multi-drug resistant Staphylococcus aureus (MRSA) according to the treatment of KSH29, KSH42 and KSH43.
  • MRSA multi-drug resistant Staphylococcus aureus
  • MREF multi-drug resistant Enterococcus faecalis
  • MRPA Multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa
  • MREF Multi-drug resistant Enterococcus faecalis
  • MRAB Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii
  • MRSA Multi-drug resistant Staphylococcus aureus
  • 26 and 27 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide KSH 3, respectively.
  • 50 and 51 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide KSH 16, respectively.
  • 60 and 61 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide KSH YL of the present application, respectively.
  • 64 and 65 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, KSH VY2, respectively.
  • 70 and 71 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, XSH 2, respectively.
  • 100 and 101 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide KSH 41 of the present application, respectively.
  • 102 and 103 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 42, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 106 and 107 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 44, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 112 and 113 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 47, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 116 and 117 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 49, the antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 122 and 123 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 52, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 132 and 133 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 58, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 140 and 141 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide KSH 62, respectively.
  • 146 and 147 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 19, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 150 and 151 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, LSH 1, respectively.
  • 158 and 159 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, LSH 99, respectively.
  • 162 and 163 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide KSH 67, respectively.
  • 164 and 165 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 68, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 166 and 167 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide, KSH 69, respectively.
  • 170 and 171 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, KSH 71, respectively.
  • 172 and 173 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 72, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 174 and 175 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide KSH 73 of the present application, respectively.
  • 178 and 179 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, KSH 75, respectively.
  • 188 and 189 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide KSH 80 of the present application, respectively.
  • 190 and 191 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide KSH 81, respectively.
  • 200 and 201 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 86, the antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 202 and 203 are results of measuring the purity and molecular weight of KSH 90, an antibacterial peptide of the present application, respectively.
  • 206 and 207 are results of measuring the purity and molecular weight of the present antibacterial peptide KSH 27, respectively.
  • 210 and 211 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, KSH V, respectively.
  • 212 and 213 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, KSH I, respectively.
  • 214 and 215 are results of measuring the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application, KSH F, respectively.
  • mice show the results of analyzing the survival rate of mice (mouse, BALB/c, female, 7-weeks) for antibacterial activity against bacteria (E. coli) according to the treatment of KSH43.
  • One aspect of the present invention provides an antibacterial peptide or a salt thereof containing three Trps.
  • the three Trps may be separated by one or two amino acids.
  • the amino acid present between Trp may be any one selected from the group consisting of Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys and His.
  • the antibacterial peptide may additionally include at least one or more amino acids at the N-terminus and/or C-terminus.
  • the amino acid bound to the N-terminus and/or the C-terminus may be any one selected from the group consisting of Arg, Lys, Asn, Gin, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly and Tyr. .
  • the antibacterial peptide may consist of 6 to 12 amino acids.
  • -COOH at the C-terminus of the antibacterial peptide may be in a modified form with -CONH 2 .
  • fatty acids may be bound to amino acids constituting the peptide.
  • One aspect of the present invention provides an antibacterial peptide represented by the following Structural Formula I or Structural Formula II, or a salt thereof:
  • N' is the N-terminus of the antibacterial peptide
  • the C-terminal is a carboxyl group or hydroxy (-OH) of the carboxyl group is substituted with an amine group (-NH 2 ),
  • the A consists of the amino acid sequence of (X 1 ) a -(X 2 ) b -(X 3 ) c -(X 4 ) d,
  • a, b, c and d are each independently 0 or 1
  • X 1 to X 4 are each independently Arg, Lys, Asn, Gin, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly, and any one amino acid selected from the group consisting of Tyr,
  • B consists of the amino acid sequence of Trp-(Z 1 ) e -(Z 2 ) f -Trp-(Z 3 ) g -(Z 4 ) h -Trp,
  • Z 1 to Z 4 are each independently an amino acid selected from the group consisting of Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys and His,
  • the C consists of the amino acid sequence of (X 5 ) i -(X 6 ) j -(X 7 ) k -(X 8 ) l,
  • i, j, k and l are each independently 0 or 1
  • X 5 to X 8 are each independently Arg, Lys, Asn, Gin, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly, and any one amino acid selected from the group consisting of Tyr,
  • Trp may be substituted with C 1-6 alkoxy or halogen, or nitrogen (N) in the indole ring of Trp may be modified with sulfur (S),
  • N-terminal amino acid is Lys
  • a C 3 to C 10 fatty acid may be further bonded to the amine group
  • Tyr may be substituted by halogen
  • the Asn may be glycosylated.
  • alkoxy means a group having the formula -O-alkyl, wherein the alkyl group as defined above is attached to the parent compound through an oxygen atom.
  • the alkyl portion of the alkoxy group has 1 to 20 carbon atoms (ie, C 1 -C 20 alkoxy), 1 to 12 carbon atoms (ie, C 1 -C 12 alkoxy), or 1 to 6 carbon atoms (ie, C 1 -C 12 alkoxy). C 1 -C 6 alkoxy).
  • alkoxy groups examples include methoxy (-O-CH 3 or -OMe), ethoxy (-OCH 2 CH 3 or -OEt), t-butoxy (-OC(CH 3 ) 3 or -O-tBu) etc.
  • halogen means F, Cl, Br or I unless otherwise specified.
  • any one of e, f, g, and h may be 0, and the rest may be 1.
  • X 1 to X 8 , Z 1 to Z 4 and Trp may each independently be an L-type or D-type amino acid.
  • the C' of the antibacterial peptide may be a carboxyl group in which a hydroxyl group (-OH) is substituted with an amine group (-NH 2 ).
  • the antibacterial peptide according to the present invention may have excellent antibacterial activity against Gram-positive bacteria.
  • the antibacterial peptide may have excellent antibacterial activity against Gram-negative bacteria.
  • the "Gram-positive bacteria” refers to bacteria whose cell walls are stained purple by the Gram staining method as a kind of prokaryotes. Since the cell wall of Gram-positive bacteria is composed of several layers of peptidoglycan, it appears purple without discoloration even after being stained with a basic dye such as crystal violet and treated with ethanol.
  • the Gram-positive bacteria may be Staphylococcus aureus , Streptococcus pneumoniae , Enterococcus faecium , or Lactobacillus lactis , but is not limited thereto.
  • the gram-positive bacteria may be bacteria resistant to antibiotics, and may be gram-positive multidrug-resistant bacteria resistant to two or more types of antibiotics.
  • the "Gram-negative bacteria” is a type of prokaryotic cell and has an outer membrane composed of lipopolysaccharide, lipoprotein, and other complex high molecular substances, instead of having a relatively small amount of peptidoglycan in the cell wall compared to Gram-positive bacteria. After dyeing with a basic dye such as crystal violet, treatment with ethanol causes discoloration, and counterstaining with a red dye such as safranin results in a red color.
  • the cell wall of Gram-negative bacteria is composed of very thin peptidoglycan and outer membrane compared to Gram-positive bacteria. Peptidoglycan is bound to lipoproteins connected to the outer membrane and does not contain teichoic acid. Between the outer and inner membranes of Gram-negative bacteria, the periplasm, a space about 15 nm thick, contains a high concentration of protein and maintains a cytoplasm-like state.
  • the gram-negative bacteria in the present invention Acinetobacter bacteria (Acinetobacter baumannii), E. coli (Escherichia coli), pneumonia rod bacteria (Klebsiella penumoniae), Salmonella (Salmonella spp.), Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa), Haemophilus influenzae (Haemophilus infLeunzae), Enterobacter ( Enterobacter spp. ) or Yersinia pestis may be, but is not limited thereto.
  • the gram-negative bacteria may be bacteria resistant to antibiotics, and may be gram-negative multidrug-resistant bacteria resistant to two or more types of antibiotics.
  • Bacteria resistant to the antibiotic may be Acinetobacter pylori, Pseudomonas aeruginosa, enterococci, or Staphylococcus aureus, but is not limited thereto.
  • the antibiotics are resistant to aminoglycoside (aminoglycoside, gentamicin, neomycin, etc.), penicillin (ampicillin, etc.), sulfonamide, beta-lactam (beta-lactam, amoxicillin/clavulanic acid, etc.) ), chloramphenicol class, erythromycin class, florfenicol class, fosfomycin class, kanamycin class, lincomycin class, methicillin class, quinolone class, streptomycin class, tetracycline class, trimethoprim class, and vancomycin class antibiotics may include, but is not limited thereto.
  • B may consist of the amino acid sequence of Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp (SEQ ID NO: 1).
  • the antibacterial peptide is Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Lys-Arg (SEQ ID NO: 2), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg ( SEQ ID NO: 3), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Gln-Arg-Arg-Arg (SEQ ID NO: 4), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Gln-Arg (SEQ ID NO: 5), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg (SEQ ID NO: 6), Lys-Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg (SEQ ID NO: 1).
  • the antimicrobial peptide may be composed of the amino acid sequence of Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg (SEQ ID NO: 8).
  • B may consist of the amino acid sequence of Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp (SEQ ID NO: 9).
  • the antibacterial peptide is Arg-Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys (SEQ ID NO: 10), Lys-Lys-Lys-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp- Lys (SEQ ID NO: 11), Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Arg(D-form) (SEQ ID NO: 12), Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu -Trp-Arg(L-form) (SEQ ID NO: 13), Asn (glycosylated)-Arg-Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp (SEQ ID NO: 9).
  • the antimicrobial peptide is Trp-Leu-Val-Trp-Lys-Trp-Arg-Arg-Arg (SEQ ID NO: 14), Trp-Leu-Val-Trp-Ser-Trp-Arg-Arg -Arg (SEQ ID NO: 15), Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Arg-Arg-Arg (SEQ ID NO: 16), Trp-Leu-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg (SEQ ID NO: 16) Number: 17), Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys (SEQ ID NO: 18), Arg-Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys (SEQ ID NO: 18) Number: 19), Arg-Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ile-Leu-Trp (SEQ ID NO: 20),
  • Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg SEQ ID NO: 24
  • Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg- Lys-Lys SEQ ID NO: 25
  • Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg SEQ ID NO: 48
  • Trp-Ala-Ala-Trp-Ile- Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg SEQ ID NO: 27
  • the amino acid of the antibacterial peptide may be L-type or D-type. Specifically, the amino acid that may have an L-form in the antibacterial peptide was described as L-form, but the form of the amino acid represented by the L-form may be included in the D-form depending on the processing environment, The form of the amino acid is not limited by the indication.
  • each amino acid of the antibacterial peptide may be a modified derivative.
  • the tryptophan (Triptophan, Trp) may be a methoxy-tryptophan (Methoxy-tryptophan, Wm) represented by the following formula (1)
  • benzothienyl-alanine (Benzothienyl-alanine, Ws) represented by the following formula (2)
  • Wf fluoro-tryptophan
  • the tyrosine (Tyrosine, Tyr) may be a monoiodotyrosine (monoiodotyrosine) represented by the following formula (4).
  • hydrogen, C 1-10 alkyl or C 1 -C 20 fatty acid may be bonded to the NH 3 + terminus of the lysine (Lysine, Lys), and in one embodiment, caproic acid ( caproic acid, C 6 fatty acid), but may be capric acid (C 10 fatty acid), but is not limited thereto.
  • the lysine of the antibacterial peptide may form multiple antigenic peptide conjugation (Multiple Antigenic Peptide conjugation, MAP conjugation).
  • the multiple antigenic peptide is an artificially branched peptide, and lysine residues can be used as a scaffolding core to support the formation of 8 or less branches with variable or identical peptide sequences.
  • the lysine of the antibacterial peptide formed a branch with the peptide containing tryptophan.
  • the asparagine (Asn) may be glycosylated asparagine.
  • the antibacterial peptide consisting of the amino acid sequence of Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg is C at the amine group of Lys at the N-terminus.
  • 1 to C 20 fatty acids may be additionally bound, and specifically, C 3 to C 10 fatty acids may be additionally bound.
  • the fatty acid may be caproic acid or capric acid, specifically caproic acid, but is not limited thereto.
  • the antibacterial peptide consisting of the amino acid sequence of Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys is A C 3 to C 10 fatty acid may be additionally bonded to the amine group of Lys at the N-terminus , and specifically, C 3 to C 10 fatty acid may be additionally bonded to the amine group.
  • the fatty acid may be caproic acid or capric acid, specifically caproic acid, but is not limited thereto.
  • Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg may be L-type or D-type.
  • Trp of the antibacterial peptide consisting of the amino acid sequence of Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg may be substituted with C 1-6 alkoxy or halogen, or the indole ring of Trp Nitrogen (N) may be one that can be transformed into sulfur (S).
  • the salt should have low toxicity to humans and should not adversely affect the biological activity and physicochemical properties of the parent compound.
  • the salt may be an acid addition salt formed with a pharmaceutically acceptable free acid.
  • the free acid may be an inorganic acid or an organic acid, wherein the inorganic acid may be hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, hydrobromic acid, etc., and the organic acid may be acetic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, fumaric acid, maleic acid, malonic acid, phthalic acid, succinic acid, lactic acid, citric acid, gluconic acid, tartaric acid, salicylic acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, embonic acid, aspartic acid, glutamic acid, and the like.
  • the inorganic acid may be hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, hydrobromic acid, etc.
  • the organic acid may be acetic acid, methanesulfonic acid, ethanesul
  • the acid addition salt can be prepared by a conventional method, for example, by dissolving the peptide in an aqueous solution of an excess of acid, and precipitating the salt using a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone or acetonitrile. .
  • the salt may be an alkali metal salt (sodium salt, etc.) or alkaline earth metal salt (potassium salt, etc.).
  • the alkali metal salt or alkaline earth metal salt can be obtained, for example, by dissolving the peptide in an excess alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide solution, filtering the undissolved compound salt, and evaporating and drying the filtrate.
  • the antibacterial peptide of the present invention may exhibit excellent antibacterial activity compared to commercially available antibiotics.
  • carbapenem an antibiotic known as an indicator of whether multidrug resistant bacteria is determined
  • KPC Klebsiella pneumoniae carbapenemase
  • NDM New Delhi metallo-beta-lactamase
  • the antibiotic tetracycline (Tetracycline) has insufficient sterilization ability and the target protein tends to be mutated, but the antibacterial peptide of the present invention has antibacterial activity against tetracycline-resistant Acinetobacter pylori. , it was confirmed that the sterilization ability was excellent, and the tendency to mutate the target protein was reduced.
  • vancomycin an antibiotic for Gram-positive bacteria, has a problem of generating resistant strains, but it was confirmed that the antibacterial peptide of the present invention exhibits antibacterial activity against vancomycin-resistant enterococci.
  • bezlotoxumab known as an antibody-based novel antibiotic, is used exclusively for preventing re-infection of Clostridium Difficile (C. Difficile ), but the antibacterial peptide of the present invention is antibacterial It has the advantage that the spectrum of active pathogens is wide.
  • the antibacterial peptide of the present invention shows antibacterial activity against Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria, but commercially available antibiotics Daptomycin and Gramicidin are antibacterial only against Gram-positive bacteria. It was confirmed that the activity was shown.
  • protegrin a peptide that partially satisfies the minimum growth inhibitory concentration for gram-positive and gram-negative bacteria, has a high cytotoxicity problem.
  • antibiotics such as SPR206 and SPR741 have been developed. Specifically, the SPR206 increased the antibacterial activity of colistin by 3 to 4 times, and reduced renal toxicity by 1/3. However, there is a problem that colistin and resistant bacteria are shared. The SPR741 removes the renal toxicity of colistin, but has no antibacterial activity by itself, so there is a problem that it must be administered in combination with antibiotics of gram-positive bacteria.
  • the antibacterial peptide of the present invention not only shows antibacterial activity against gram-positive bacteria and gram-negative bacteria, but also has antibacterial activity against colistin-resistant bacteria, and also inhibits the generation of resistant strains.
  • the antimicrobial peptide of the present invention may have low cytotoxicity to human-derived cells.
  • Another aspect of the present invention provides an antibiotic comprising the antibacterial peptide as an active ingredient.
  • the antibacterial peptide of the present invention can be administered orally or parenterally during clinical administration, and can be used in the form of general pharmaceutical preparations.
  • Formulations for oral administration may take various forms such as syrups, tablets, capsules, creams and lozenges.
  • Parenteral administration may refer to administration via a route other than oral administration, such as rectal, intravenous, peritoneal, intramuscular, arterial, transdermal, nasal, inhalation, ocular, and subcutaneous administration.
  • the antibacterial peptide of the present invention may further include one or more active ingredients exhibiting the same or similar function.
  • the antibacterial peptide of the present invention can be administered in various parenteral dosage forms, and when formulated, it is prepared using a diluent or excipient such as a filler, an extender, a binder, a wetting agent, a disintegrant, and a surfactant. do.
  • a diluent or excipient such as a filler, an extender, a binder, a wetting agent, a disintegrant, and a surfactant. do.
  • Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous preparations, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, and suppositories.
  • the non-aqueous solvent and suspension solution propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate may be used.
  • witepsol macrogol, tween 61, cacao butter, liuli
  • the antibacterial peptide of the present invention can be used by mixing with various pharmaceutically acceptable carriers such as physiological saline or organic solvents, and carbohydrates such as glucose, sucrose, or dextran, to increase stability or absorbability, Antioxidants such as ascorbic acid or glutathione, chelating agents, low molecular weight proteins or other stabilizers may be used as pharmaceuticals.
  • various pharmaceutically acceptable carriers such as physiological saline or organic solvents, and carbohydrates such as glucose, sucrose, or dextran, to increase stability or absorbability
  • Antioxidants such as ascorbic acid or glutathione, chelating agents, low molecular weight proteins or other stabilizers may be used as pharmaceuticals.
  • the effective dose of the antimicrobial peptide of the present invention is 0.01 ⁇ g/kg to 2 mg/kg, specifically 0.5 mg/kg to 1 mg/kg, and may be administered once to 3 times a day.
  • the total effective amount of the novel peptide of the present invention may be administered to a patient in a single dose in a bolus form or by infusion for a relatively short period of time, and multiple administrations Multiple doses may be administered by a fractionated treatment protocol in which they are administered over a long period of time. Since the concentration is determined by considering various factors such as the age and health status of the patient as well as the administration route and number of treatments, the effective dosage of the patient is determined. It will be possible to determine an appropriate effective dosage according to the specific use of the novel peptide as an antibiotic.
  • Another aspect of the present invention provides an antibacterial cosmetic composition comprising the antibacterial peptide as an active ingredient.
  • the cosmetic composition of the present invention includes components commonly used in cosmetic compositions in addition to the antibacterial peptide, for example, conventional adjuvants such as antioxidants, stabilizers, solubilizers, vitamins, pigments and fragrances, and carriers.
  • conventional adjuvants such as antioxidants, stabilizers, solubilizers, vitamins, pigments and fragrances, and carriers.
  • the antibacterial peptide of the present invention may be added in an amount of 0.1 to 50% by weight, preferably 1 to 10% by weight, in the cosmetic composition usually contained therein.
  • the cosmetic composition of the present invention may be prepared in any formulation conventionally prepared in the art, for example, solution, suspension, emulsion, paste, gel, cream, lotion, powder, soap, surfactant-containing cleansing , oil, powder foundation, emulsion foundation, wax foundation, spray, etc., but is not limited thereto. More specifically, it can be prepared in the form of a flexible lotion (skin), a nourishing lotion (milk lotion), a nourishing cream, a massage cream, an essence, an eye cream, a cleansing cream, a cleansing foam, a cleansing water, a pack, a spray or a powder. .
  • the formulation of the present invention is a paste, cream or gel, animal oil, vegetable oil, wax, paraffin, starch, tragacanth, cellulose derivative, polyethylene glycol, silicone, bentonite, silica, talc or zinc oxide, etc. are used as carrier components.
  • the formulation of the present invention is a powder or a spray
  • lactose, talc, silica, aluminum hydroxide, calcium silicate or polyamide powder may be used as a carrier component, and in particular, in the case of a spray, additional chlorofluorohydrocarbon, propane /may contain propellants such as butane or dimethyl ether.
  • a solvent, solubilizer or emulsifier is used as a carrier component, for example, water, ethanol, isopropanol, ethyl carbonate, ethyl acetate, benzyl alcohol, benzyl benzoate, propylene glycol, 1 ,3-butylglycol oil, glycerol fatty esters, fatty acid esters of polyethylene glycol or sorbitan.
  • the formulation of the present invention is a suspension
  • a liquid diluent such as water, ethanol or propylene glycol
  • a suspending agent such as ethoxylated isostearyl alcohol, polyoxyethylene sorbitol ester and polyoxyethylene sorbitan ester, microcrystals
  • cellulose aluminum metahydroxide, bentonite, agar or tragacanth
  • bentonite agar or tragacanth
  • the formulation of the present invention is a surfactant-containing cleansing agent
  • Ether sulfate, alkylamidobetaine, fatty alcohol, fatty acid glyceride, fatty acid diethanolamide, vegetable oil, lanolin derivative or ethoxylated glycerol fatty acid ester and the like can be used.
  • Another aspect of the present invention provides an antimicrobial food additive comprising the antimicrobial peptide as an active ingredient.
  • the antibacterial peptide of the present invention When used as a food additive, the antibacterial peptide may be added as it is or used together with other food ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method.
  • the mixing amount of the active ingredient may be appropriately determined according to the purpose of its use.
  • the peptide of the present invention is added in an amount of 15 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, based on the raw material.
  • the amount may be less than the above range, and since there is no problem in terms of stability, the active ingredient may be used in an amount above the above range.
  • foods to which the above substances can be added include meat, sausage, bread, chocolate, candies, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, dairy products including ice cream, various soups, beverages, tea, drinks, There are alcoholic beverages, vitamin complexes, and the like, and includes all foods in a conventional sense.
  • Another aspect of the present invention provides an antibacterial feed additive comprising the antimicrobial peptide as an active ingredient.
  • the feed composition of the present invention replaces the existing antibiotics and suppresses the growth of harmful food pathogens, thereby improving the health of the animal body, improving the weight gain and meat quality of livestock, and increasing milk production and immunity.
  • the feed composition of the present invention may be prepared in the form of fermented feed, compound feed, pellet form, silage, and the like.
  • the fermented feed can be prepared by fermenting organic matter by adding various microbial groups or enzymes other than the peptide of the present invention, and the compounded feed can be prepared by mixing several types of general feed with the peptide of the present invention.
  • the feed in the form of pellets can be prepared by applying heat and pressure to the compounded feed, etc. in a pellet machine, and silage can be prepared by fermenting Cheongye feed with microorganisms.
  • Wet fermented feed collects and transports organic matter such as food waste, mixes excipients for sterilization process and moisture control in a certain ratio, and ferments it at a temperature suitable for fermentation for 24 hours or more so that the moisture content is about 70%. It can be adjusted and manufactured.
  • Fermented dry feed can be prepared by adjusting the moisture content of the wet fermented feed to 30% to 40% through an additional drying process.
  • Another aspect of the present invention provides an antibacterial biological pesticide comprising the antibacterial peptide as an active ingredient.
  • Another aspect of the present invention provides an antiseptic composition comprising the antibacterial peptide as an active ingredient.
  • the preservative composition includes a cosmetic preservative or a pharmaceutical preservative.
  • the food preservatives, cosmetic preservatives and pharmaceutical preservatives are additives used to prevent deterioration, decay, discoloration and chemical change of pharmaceuticals. and functional antibiotics, such as inhibiting the growth or sterilization of putrefactive microorganisms in pharmaceuticals. Under ideal conditions for such a preservative composition, it should be non-toxic and should be effective even in a small amount.
  • Another aspect of the present invention provides an antibacterial quasi-drug composition comprising the antibacterial peptide as an active ingredient.
  • the antibacterial peptide When used as a quasi-drug additive, the antibacterial peptide may be added as it is or used together with other quasi-drugs or quasi-drug ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method.
  • the mixing amount of the active ingredient may be suitably determined according to the purpose of use.
  • the quasi-drug composition of the present invention may be a disinfectant cleaner, shower foam, gargrin, wet tissue, detergent soap, hand wash, humidifier filler, mask, ointment, patch or filter filler, but is not limited thereto.
  • Another aspect of the present invention provides an antibacterial method comprising administering to a subject a pharmaceutically effective amount of the antimicrobial peptide.
  • the subject may be a mammal other than a human, but is not limited thereto.
  • the antibacterial peptide of the present application was prepared by the manufacturing method shown in FIG.
  • the prepared antibacterial peptide was purified with acetonitrile using HPLC C18 column.
  • the concentration of the peptide was 25 to 200 ⁇ M, and was observed at room temperature for 12 hours.
  • the purity and molecular weight of the antibacterial peptide of the present application were measured, respectively, and are shown in Table 2 and FIGS. 24 to 215 below.
  • an uppercase letter is an L-type amino acid and a lowercase letter is a D-type amino acid.
  • the k is capric acid (capric acid, C 10 fatty acid) is bound lysine, the k is caproic acid (caproic acid, C 6 fatty acid) is bound lysine.
  • Wm is methoxy-tryptophan (Wm) represented by Formula 1 below
  • Ws is benzothienyl-alanine represented by Formula 2 below
  • Wf is Formula 2 below
  • Fluoro-tryptophan represented by 3 is Fluoro-tryptophan.
  • Y is monoiodotyrosine represented by the following formula (4).
  • N is glycosylated asparagine.
  • the bacterial solution was prepared by diluting it to 1 x 10 6 cfu/ml with PBS buffer, and the antibacterial peptide prepared in Example 1 was 80 ⁇ M, 40 ⁇ M, 20 ⁇ M, After dilution with CAMHB to 10 ⁇ M, 5 ⁇ M, 2.5 ⁇ M, 1.25 ⁇ M and 0.63 ⁇ M, the microbial solution was treated with the same volume. The MIC was measured after incubation at 37° C. for 18 hours.
  • MIC values were determined using cation-adjusted Mueller Hinton broth (containing 10 mg/L Mg 2+ and 50 mg/L Ca 2+ ). The results are the average of three independent experiments.
  • MRAB and MRSA were treated with the antibacterial peptide prepared in Example 1 at the same concentration as MIC for 0, 15, 30, and 60 minutes, and each 1 hour in 4% paraformaldehyde and 1% osmium tetraoxide solution. treated and fixed. Then, it was freeze-dried after rapid freezing with liquid nitrogen.
  • Pt-coating Field Emission Scanning Electron Microscope-Field Emission Scanning Electron Microscope S-4700, EMAX System
  • the liposome was prepared in the following way.
  • DMPC Phosphatidylcholine
  • DMPG Phosphatidylglycerol
  • the prepared liposome was diluted with the antibacterial peptide prepared in Example 1 at 20 ⁇ M, 2 ⁇ M and 0.2 ⁇ M (the ratio of lipid: peptide is 10: 1, 100: 1, and 1000: 1, respectively.) .
  • Flex conditions, excitation 490 nm, emission 520 nm were photographed for a total of 1,200 seconds, and the antibacterial peptide was injected 30 seconds after the start of photographing.
  • the dynamic light scattering was analyzed in the following way.
  • the antibacterial peptide prepared in Example 1 was diluted to 20 ⁇ M (the ratio of lipid: peptide is 10: 1) in the prepared liposome. 5 ⁇ l of the dilution was loaded into AvidNano black cell, Solute: liposome, Solvent: water, run: 10, Acquistion: 10 After setting, hydrophobic diameter was measured.
  • the degree of induction of the membrane potential difference disturbance was analyzed in the following way.
  • gramicidin 25 ⁇ M, colistin 25 ⁇ M, and sample peptides of MIC 40x, MIC 20x, MIC 10x and MIC 5x were diluted in 5 mM Hydroxyethyl piperazine Ethane Sulfonicacid (HEPES), 20 mM glucose and 100 mM KCl buffer.
  • HEPES Hydroxyethyl piperazine Ethane Sulfonicacid
  • the strains cultured in CAMHB until the midlog phase were washed three times with 5 mM HEPES and 20 mM glucose buffer, and diluted to an OD value of 0.1 with 5 mM HEPES, 20 mM Glucose, and 100 mM KCl buffer to prepare a bacterial solution.
  • DiSC35 dye was added to the diluted bacterial solution so that 2 ⁇ M was added, and after reacting for 30 minutes, 90 ⁇ l of each was dispensed. Under flex conditions, excitation 620 nm, emission 670 nm. A total of 600 seconds were photographed, and after 120 seconds from the start of photographing, 10 ⁇ l of the reagent was added to the bacterial solution.
  • the cell membrane permeability of the E. coli was analyzed as follows.
  • the strains grown in CAMHB were washed three times until the midlog phase, and then diluted with PBS buffer to an OD value of 0.4 to prepare a bacterial solution.
  • PBS buffer pH 7.2
  • the antibacterial peptide prepared in Example 1 was added to a desired concentration 4 times, respectively, to prepare a reagent.
  • the absorbance was measured at 420 nm for ONPG and 490 nm for nitrocefin at 37° C. for 1 hour at 1 minute intervals.
  • Multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa MRPA
  • Multi-drug resistant Enterococcus faecalis MREF
  • Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii MRAB
  • Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii MRAB
  • FIG. 11 The results of analyzing the antibacterial effect of KSH29 for each treatment time on Staphylococcus aureus (Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA) are shown in FIG. 11 .
  • the antibacterial effect for each treatment time was analyzed in the following way.
  • the bacterial solution was prepared by diluting it to 1 x 10 6 cfu/ml with PBS buffer, and the antibacterial peptide prepared in Example 1 was used for each strain 8 times the MIC, After dilution so as to be 4 times and 2 times, the bacteria solution was treated with the same volume and cultured at 37°C. After recovering the mixture every 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours, 8 hours, 16 hours, and 18 hours, dilute 1 / 10,000 or 1 / 100,000 and dispense on CAMHB agar, 37 After incubation at °C, the number of colonies was measured.
  • the minimum inhibitory concentration against the 30 kinds of Acinetobacter pylori was measured in the following way.
  • the bacterial solution was prepared by diluting it to 1 x 10 6 cfu/ml with PBS buffer, and 80 ⁇ M, 40 ⁇ M, 20 ⁇ M, After diluting in CAMHB to 10 ⁇ M, 5 ⁇ M, 2.5 ⁇ M, 1.25 ⁇ M and 0.63 ⁇ M, the microbial solution was treated with the same volume and incubated at 37° C. for 18 hours to confirm the MIC.
  • the strains 1 to 152, 10087 and 19606 were purified and obtained from Kyungpook National University College of Medicine.
  • the strain is resistant to antibiotics imipenem, meropenem, doripenem, cefotaxime, tobramycin, ciprofloxacin (except strain 22), gentamycin (except strain 22), ceftazidime (except strain 22) and tetracycline (except strain 22). .
  • the 1605 strain was purchased from ATCC (American Type Culture Collection, USA).
  • the 40203 strain was purchased from the Korea Microbial Conservation Center.
  • the COL R refers to resistance to colistin
  • TGC R refers to resistance to tigecycline
  • TGC I refers to tigecycline intermediate strains.
  • MIC50 and MIC90 of the peptides against 30 species of Acinetobacter pylori are shown in Table 5 below.
  • Figure 14 shows the results of analyzing the survival rate of the beehive moth ( galleria mellonella ) for antibacterial activity in bacteria ( A. baumannii , S. aureus and E. faecium ) according to the treatment of KSH37 (negative control), KSH42 and KSH43. It was.
  • bacteria A. baumannii, S. aureus and E. faecium
  • PBS buffer PBS buffer
  • KSH37 negative control group
  • KSH42 and KSH43 were treated to be 5 ug/larvae. Then, the survival rate of the larvae was checked for 5 days and compared to measure the in vivo antibacterial activity.
  • FIGS. 15 to 23 The results of the toxicity evaluation analysis of the present antibacterial peptide are shown in FIGS. 15 to 23 .
  • 8% hRBC human Red Blood Cell
  • PBS Human Blood Cell
  • Each antibiotic was diluted with PBS to 200 ⁇ M, 100 ⁇ M, 50 ⁇ M, 25 ⁇ M, 12.5 ⁇ M, 6.25 ⁇ M, 3.13 ⁇ M and 1.07 ⁇ M and treated with the 8% hRBC, and the antibacterial peptide prepared in Example 1 treated the same amount in 8% hRBC and reacted at 37°C for 1 hour.
  • the positive control group was treated with 1% Triton X100 instead of the antibacterial peptide of the present application.
  • the soup was recovered by spinning down 1,000 g, and absorbance was measured at 540 nm. The absorbance of hRBC reacted with 0.2% Triton X-100 was regarded as 100%, and the absorbance of hRBC reacted with PBS was considered as 0%.
  • mice The results of the analysis of the survival rate of mice (mouse, BALB/c, female, 7-weeks) for antibacterial activity against bacteria ( E. coli ) according to the treatment of KSH43 are shown in FIG. 216 .
  • the strain was grown from CAMHB to log phase, washed with PBS buffer, and infected by subcutaneous injection into mice to 1 ⁇ 10 6 cfu/mouse, 1 hour, 24 hours, and 48 hours after KSH43 and PBS (negative control) was administered at a dose of 100 mg/kg. Thereafter, the survival rate of the mice was checked every 12 hours, for 7 days and compared to measure the in vivo antibacterial activity.
  • mice administered KSH43 survived for 7 days, whereas in the case of mice administered with PBS, only about 10% of mice survived on the 3rd day (FIG. 216).

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Abstract

본 발명은 신규한 항균 펩타이드 및 이를 유효성분으로 포함하는 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 신규한 항균 펩타이드는 그람양성균뿐만 아니라 그람음성균에 대해서도 우수한 항균 활성을 보이면서도 세포 독성이 낮으며, 항생제 내성을 가지는 세균에 대해서도 항균 활성이 우수하므로, 항생제, 화장료 조성물, 식품 첨가제, 사료 첨가제, 생물 농약 및 의약외품 등의 유효성분으로 유용하게 활용될 수 있다.

Description

신규한 항균 펩타이드 및 이의 용도
본 발명은 신규한 항균 펩타이드 및 이를 유효성분으로 포함하는 조성물에 관한 것이다.
세균의 감염은 인간의 질병에서 가장 흔하고 치명적인 원인 중의 하나이다. 그러나, 불행하게도 항생제의 남용으로 인하여 항생제 저항성(resistance)을 가지는 세균이 등장하게 되었다. 실제로, 세균이 새로운 항생제에 저항성을 나타내는 속도는 새로운 항생제가 개발되는 속도보다 훨씬 더 빨리 일어난다. 예를 들면, 생명에 위협을 가할 수 있는 엔테로코커스 패칼리스(Enterococcus faecalis), 슈도모나스 에루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 크렙시엘라 뉴모니애(Klebsiella pneumoniae) 등의 세균 종들은 지금까지 알려진 모든 항생제에 저항력을 보이고 있다.
반면, 항생제 내성(tolerance)은 1970년대에 뉴모코커스(Pneumococcus sp.)에서 최초로 발견되었으며 페니실린의 작용 기작에 대한 중요한 단서를 제공하였다. 항생제에 내성을 보이는 종은 통상적인 농도의 항생제 존재하에서는 성장을 멈추지만 결과적으로 죽지는 않는다. 내성은 항생제가 세포벽 합성 효소를 저해할 때 오토라이신(autolysin) 등과 같은 세균의 자가분해(autolytic) 효소의 활성이 일어나지 않기 때문에 생긴다. 이러한 사실은 페니실린이 내인성 가수분해 효소를 활성화시킴으로써 세균을 죽이며, 세균은 또한 이들의 활성을 억제해서 항생제 치료시에도 생존할 수 있게 된다(KR 10-2039400 B1).
세균이 여러 가지 항생제에 대해 내성을 가지는 것은 임상적으로 대단히 중요한데, 이는 내성 세균을 제거하는 것이 불가능하게 되면, 세균 감염시 항생제 치료의 효용이 떨어지기 때문이다. 아울러, 내성이 생기는 것은 항생제에 대한 저항성이 생기게 되는 선행조건이라고 간주되는데, 이것은 항생제 치료에도 불구하고 살아남는 균주가 생기기 때문이다. 이러한 균주는 항생제에 저항성을 가지는 새로운 유전 요소를 획득해서 항생제의 존재 하에서도 계속 성장하게 된다. 실제로 항생제에 저항성을 보이는 모든 세균들은 내성도 가지고 있는 것으로 알려져 있으므로, 이러한 항생제 저항성을 가지는 세균을 죽일 수 있는 신규한 항생제의 개발이 필요하다.
한편, 세균은 펩타이드나 작은 유기물 분자들을 합성해서 이웃하는 세균을 죽일 수 있다. 곤충을 포함하는 동물들은 자연적으로 생성되는 펩타이드 항생제를 생산하는데, 상기의 항생제는 구조적으로 세 개의 그룹으로 나누어진다. 첫 번째는 시스테인이 풍부한 β-시트 펩타이드이고, 두 번째는 α-나선형 양친화성 분자이며, 세 번째는 프롤린이 풍부한 펩타이드이다. 이들 항균 펩타이드들은 숙주방어 및 선천적 면역계에 있어서 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있는데, 이러한 항균 펩타이드들은 아미노산 서열에 따라 다양한 구조를 가지며, 이들 구조 중 활유어에서 발견된 항균 펩타이드인 mBjAMP1은 양친화성 알파 나선형 구조를 형성한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR 10-2039400 B1
본 발명자들은 특정 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드가 항균 활성을 보이며, 특히, 항생제 내성을 보이는 세균에 대해서도 항균 활성을 보이는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 3개의 트립토판(Trp)이 포함된 항균 펩타이드를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 3개의 트립토판(Trp)이 포함된 항균 펩타이드 또는 이의 염을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 하기의 구조식 I 또는 구조식 II로 표시되는 항균 펩타이드 또는 이의 염을 제공한다:
[구조식 I]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000001
[구조식 II]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000002
상기 식에서,
상기 N'은 항균 펩타이드의 N-말단이고,
상기 C'은 항균 펩타이드의 C-말단이고,
상기 C-말단은 카르복시기 또는 카르복시기의 히드록시(-OH)가 아민기(-NH2)로 치환된 것이고,
상기 A는 (X1)a-(X2)b-(X3)c-(X4)d의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
상기 a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
상기 X1 내지 X4는 각각 독립적으로 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이고,
상기 B는 Trp-(Z1)e-(Z2)f-Trp-(Z3)g-(Z4)h-Trp의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
상기 e, f, g 및 h는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
상기 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys 및 His로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이고,
상기 C는 (X5)i-(X6)j-(X7)k-(X8)l의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
상기 i, j, k 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
상기 X5 내지 X8은 각각 독립적으로 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이며,
상기 Trp이 C1-6 알콕시 또는 할로겐에 의해 치환될 수 있거나, Trp의 인돌고리 내 질소(N)가 황(S)으로 변형될 수 있고,
상기 N-말단의 아미노산이 Lys인 경우, 아민기에 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합될 수 있으며,
상기 Tyr은 할로겐에 의해 치환될 수 있고,
상기 Asn은 글리코실화될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys, Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Ile-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Phe-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Tyr-Trp-Ile-Leu-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Val-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Ile-Trp-Val-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Val-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Val-His-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Arg-Arg-Arg-His-Val-His-Val-Val-Trp-Lys, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg-Tyr, Trp-Leu-Val-Tyr-Val-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Ser-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Val-His-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg-Asn(glycosylated), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Val-Val-Val-Trp, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys, Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Lys-Lys-Lys-Lys, Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Tyr-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Val-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Trp-Val-Trp-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Val-Trp-Val-Trp-Val-Trp-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Val-Trp-Val-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Ala-Trp-Leu-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Leu-Tyr-Ala-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg-Arg, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg-Lys-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Arg-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Val-Trp 및 Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Val-Val-Trp-Trp으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 항생제를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 식품 첨가제를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 사료 첨가제를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 약학적으로 유효한 양의 상기 항균 펩타이드 또는 이의 염을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 인간을 제외한 항균 방법을 제공한다.
본 발명의 신규한 항균 펩타이드는 그람양성균뿐만 아니라 그람음성균에 대해서도 우수한 항균 활성을 보이면서도 세포 독성이 낮으며, 항생제 내성을 가지는 세균에 대해서도 항균 활성이 우수하므로, 항생제, 화장료 조성물, 식품 첨가제, 사료 첨가제, 생물 농약 및 의약외품 등의 유효성분으로 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본원 항균 펩타이드가 도출되는 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본원 항균 펩타이드들의 일부(KSH42 및 KSH43)가 보여주는 프로나제(pronase cocktail)에 대한 안정성을 분석한 결과이다.
도 3은 KSH29, KSH42 및 KSH43 처리에 따른 인공 세포막 누출 정도를 비교한 결과이다.
도 4는 KSH29의 처리에 따른 다제내성 균주(아시네토박터균 및 황색포도상 구균)의 형태를 전자현미경으로 촬영한 것이다.
도 5는 KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 리포솜 누출 정도를 분석한 결과이다.
도 6은 KSH29, KSH42 및 KSH43 처리에 따른 동적광산란 정도를 분석한 결과이다.
도 7은 KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 다제내성 황색포도상 구균(Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)의 막 전위차 교란 유발 정도를 분석한 것이다.
도 8은 KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 다제내성 장구균(Multi-drug resistant Enterococcus faecalis, MREF)의 막 전위차 교란 유발 정도를 분석한 것이다.
도 9는 KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 다제내성 아시네토박터균(Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii, MRAB)의 막 전위차 교란 유발 정도를 분석한 것이다.
도 10은 KSH29, KSH42 및 KSH43과 니트로세핀(nitrocefin) 또는 ONPG(O-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside)의 처리에 따른 대장균의 세포막 투과성을 분석한 결과이다.
도 11은 다제내성 녹농균(Multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa, MRPA), 다제내성 장구균(Multi-drug resistant Enterococcus faecalis, MREF), 다제내성 아시네토박터균(Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii, MRAB) 및 다제내성 황색포도상 구균(Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)에 대한 KSH29의 처리 시간별 항균 효과를 분석한 결과이다.
도 12는 다제내성 아시네토박터균(Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii, MRAB) 및 다제내성 황색포도상 구균(Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)에 대한 KSH42 및 KSH43의 처리 시간별 항균 효과를 분석한 결과이다.
도 13은 KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 미생물의 저항성 획득 유도 정도를 분석한 결과이다.
도 14는 KSH37(음성대조군), KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 세균(A. baumannii, S. aureus 및 E. faecium)에 대한 항균 활성을 벌집나방(galleria mellonella)의 생존율로 분석하여 나타낸 결과이다.
도 15 내지 도 23은 본원 항균 펩타이드의 독성 평가 분석 결과이다.
도 24 및 도 25는 본원 항균 펩타이드인 KSH 1의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 26 및 도 27은 본원 항균 펩타이드인 KSH 3의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 28 및 도 29는 본원 항균 펩타이드인 KSH 4의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 30 및 도 31은 본원 항균 펩타이드인 KSH 5의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 32 및 도 33은 본원 항균 펩타이드인 KSH 6의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 34 및 도 35는 본원 항균 펩타이드인 KSH 7의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 36 및 도 37은 본원 항균 펩타이드인 KSH 8의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 38 및 도 39는 본원 항균 펩타이드인 KSH 9의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 40 및 도 41은 본원 항균 펩타이드인 KSH 10의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 42 및 도 43은 본원 항균 펩타이드인 KSH 11의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 44 및 도 45는 본원 항균 펩타이드인 KSH 12의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 46 및 도 47은 본원 항균 펩타이드인 KSH 13의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 48 및 도 49는 본원 항균 펩타이드인 KSH 15의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 50 및 도 51은 본원 항균 펩타이드인 KSH 16의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 52 및 도 53은 본원 항균 펩타이드인 KSH 18의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 54 및 도 55는 본원 항균 펩타이드인 KSH 20의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 56 및 도 57은 본원 항균 펩타이드인 IKSH 5-1의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 58 및 도 59는 본원 항균 펩타이드인 IKSH 5-2의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 60 및 도 61은 본원 항균 펩타이드인 KSH YL의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 62 및 도 63은 본원 항균 펩타이드인 KSH VY의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 64 및 도 65는 본원 항균 펩타이드인 KSH VY2의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 66 및 도 67은 본원 항균 펩타이드인 KSH VY3의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 68 및 도 69는 본원 항균 펩타이드인 KSH VY4의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 70 및 도 71은 본원 항균 펩타이드인 XSH 2의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 72 및 도 73은 본원 항균 펩타이드인 LSH 6의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 74 및 도 75는 본원 항균 펩타이드인 LSH 7의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 76 및 도 77은 본원 항균 펩타이드인 LSH 8의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 78 및 도 79는 본원 항균 펩타이드인 LSH 9의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 80 및 도 81은 본원 항균 펩타이드인 KSH 29의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 82 및 도 83은 본원 항균 펩타이드인 KSH 30의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 84 및 도 85는 본원 항균 펩타이드인 KSH 31의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 86 및 도 87은 본원 항균 펩타이드인 KSH 32의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 88 및 도 89는 본원 항균 펩타이드인 KSH 33의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 90 및 도 91은 본원 항균 펩타이드인 KSH 35의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 92 및 도 93은 본원 항균 펩타이드인 KSH 36의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 94 및 도 95는 본원 항균 펩타이드인 KSH 37의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 96 및 도 97은 본원 항균 펩타이드인 KSH 39의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 98 및 도 99는 본원 항균 펩타이드인 KSH 40의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 100 및 도 101은 본원 항균 펩타이드인 KSH 41의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 102 및 도 103은 본원 항균 펩타이드인 KSH 42의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 104 및 도 105는 본원 항균 펩타이드인 KSH 43의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 106 및 도 107은 본원 항균 펩타이드인 KSH 44의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 108 및 도 109는 본원 항균 펩타이드인 KSH 45의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 110 및 도 111은 본원 항균 펩타이드인 KSH 46의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 112 및 도 113은 본원 항균 펩타이드인 KSH 47의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 114 및 도 115는 본원 항균 펩타이드인 KSH 48의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 116 및 도 117은 본원 항균 펩타이드인 KSH 49의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 118 및 도 119는 본원 항균 펩타이드인 KSH 50의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 120 및 도 121은 본원 항균 펩타이드인 KSH 51의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 122 및 도 123은 본원 항균 펩타이드인 KSH 52의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 124 및 도 125는 본원 항균 펩타이드인 KSH 54의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 126 및 도 127은 본원 항균 펩타이드인 KSH 55의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 128 및 도 129는 본원 항균 펩타이드인 KSH 56의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 130 및 도 131은 본원 항균 펩타이드인 KSH 57의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 132 및 도 133은 본원 항균 펩타이드인 KSH 58의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 134 및 도 135는 본원 항균 펩타이드인 KSH 59의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 136 및 도 137은 본원 항균 펩타이드인 KSH 60의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 138 및 도 139는 본원 항균 펩타이드인 KSH 61의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 140 및 도 141은 본원 항균 펩타이드인 KSH 62의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 142 및 도 143은 본원 항균 펩타이드인 KSH 63의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 144 및 도 145는 본원 항균 펩타이드인 KSH 64의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 146 및 도 147은 본원 항균 펩타이드인 KSH 19의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 148 및 도 149는 본원 항균 펩타이드인 LSH 28의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 150 및 도 151은 본원 항균 펩타이드인 LSH 1의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 152 및 도 153은 본원 항균 펩타이드인 LSH 2의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 154 및 도 155는 본원 항균 펩타이드인 LSH 3의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 156 및 도 157은 본원 항균 펩타이드인 LSH 5의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 158 및 도 159는 본원 항균 펩타이드인 LSH 99의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 160 및 도 161은 본원 항균 펩타이드인 KSH 66의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 162 및 도 163은 본원 항균 펩타이드인 KSH 67의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 164 및 도 165는 본원 항균 펩타이드인 KSH 68의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 166 및 도 167은 본원 항균 펩타이드인 KSH 69의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 168 및 도 169는 본원 항균 펩타이드인 KSH 70의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 170 및 도 171은 본원 항균 펩타이드인 KSH 71의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 172 및 도 173은 본원 항균 펩타이드인 KSH 72의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 174 및 도 175는 본원 항균 펩타이드인 KSH 73의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 176 및 도 177은 본원 항균 펩타이드인 KSH 74의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 178 및 도 179는 본원 항균 펩타이드인 KSH 75의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 180 및 도 181은 본원 항균 펩타이드인 KSH 76의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 182 및 도 183은 본원 항균 펩타이드인 KSH 77의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 184 및 도 185는 본원 항균 펩타이드인 KSH 78의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 186 및 도 187은 본원 항균 펩타이드인 KSH 79의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 188 및 도 189는 본원 항균 펩타이드인 KSH 80의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 190 및 도 191은 본원 항균 펩타이드인 KSH 81의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 192 및 도 193은 본원 항균 펩타이드인 KSH 82의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 194 및 도 195는 본원 항균 펩타이드인 KSH 83의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 196 및 도 197은 본원 항균 펩타이드인 KSH 84의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 198 및 도 199는 본원 항균 펩타이드인 KSH 85의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 200 및 도 201은 본원 항균 펩타이드인 KSH 86의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 202 및 도 203은 본원 항균 펩타이드인 KSH 90의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 204 및 도 205는 본원 항균 펩타이드인 KSH 91의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 206 및 도 207은 본원 항균 펩타이드인 KSH 27의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 208 및 도 209는 본원 항균 펩타이드인 KSH 28의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 210 및 도 211은 본원 항균 펩타이드인 KSH V의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 212 및 도 213은 본원 항균 펩타이드인 KSH I의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 214 및 도 215는 본원 항균 펩타이드인 KSH F의 순도 및 분자량을 각각 측정한 결과이다.
도 216은 KSH43의 처리에 따른 세균(E. coli)에 대한 항균활성을 쥐(mouse, BALB/c, female, 7-weeks)의 생존률을 분석하여 나타낸 결과이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은 3개의 Trp이 포함된 항균 펩타이드 또는 이의 염을 제공한다. 이 때, 3개의 Trp은 1개 또는 2개의 아미노산에 의해 이격될 수 있다. 이때, Trp 사이에 존재하는 아미노산은 Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys 및 His로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산일 수 있다. 또한, 상기 항균 펩타이드는 N-말단 및/또는 C-말단에 적어도 하나 이상의 아미노산을 추가적으로 포함할 수 있다. 이때, N-말단 및/또는 C-말단에 결합되는 아미노산은 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산일 수 있다. 상기 항균 펩타이드는 6개 내지 12개의 아미노산으로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 항균 펩타이드의 C 말단의 -COOH가 -CONH2로 변형된 형태일 수 있다. 또한, 상기 펩타이드를 구성하는 아미노산에 지방산이 결합될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 하기의 구조식 I 또는 구조식 II로 표시되는 항균 펩타이드 또는 이의 염을 제공한다:
[구조식 I]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000003
[구조식 II]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000004
상기 식에서,
상기 N'은 항균 펩타이드의 N-말단이고,
상기 C'은 항균 펩타이드의 C-말단이고,
상기 C-말단은 카르복시기 또는 카르복시기의 히드록시(-OH)가 아민기(-NH2)로 치환된 것이고,
상기 A는 (X1)a-(X2)b-(X3)c-(X4)d의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
상기 a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
상기 X1 내지 X4는 각각 독립적으로 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이고,
상기 B는 Trp-(Z1)e-(Z2)f-Trp-(Z3)g-(Z4)h-Trp의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
상기 e, f, g 및 h는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
상기 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys 및 His로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이고,
상기 C는 (X5)i-(X6)j-(X7)k-(X8)l의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
상기 i, j, k 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
상기 X5 내지 X8은 각각 독립적으로 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이며,
상기 Trp이 C1-6 알콕시 또는 할로겐에 의해 치환될 수 있거나, Trp의 인돌고리 내 질소(N)가 황(S)으로 변형될 수 있고,
상기 N-말단의 아미노산이 Lys인 경우, 아민기에 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합될 수 있으며,
상기 Tyr은 할로겐에 의해 치환될 수 있고,
상기 Asn은 글리코실화될 수 있다.
상기 "알콕시"는, 달리 명시되지 않는 한, 앞에 정의한 알킬기가 산소 원자를 통하여 모 화합물에 부착되어 있는, 화학식 -O-알킬을 갖는 기를 의미한다. 알콕시기의 알킬 부분은 1 내지 20개의 탄소원자(즉, C1-C20 알콕시), 1 내지 12개의 탄소원자(즉, C1-C12 알콕시), 또는 1 내지 6개의 탄소원자(즉, C1-C6 알콕시)를 가질 수 있다. 적합한 알콕시기의 예로는 메톡시(-O-CH3 또는 -OMe), 에톡시(-OCH2CH3 또는 -OEt), t-부톡시(-O-C(CH3)3 또는 -O-tBu) 등이 있다.
본 명세서에 있어서, 용어 "할로겐"은 다른 언급이 없으면 F, Cl, Br 또는 I를 의미한다.
본 발명에서 상기 e, f, g 및 h 중 어느 하나는 0이고, 나머지는 1일 수 있다.
또한, 상기 X1 내지 X8, Z1 내지 Z4 및 Trp은 각각 독립적으로 L형 또는 D형의 아미노산일 수 있다.
본 발명에서 상기 항균 펩타이드의 상기 C'은 카르복시기의 히드록시기(-OH)가 아민기(-NH2)로 치환된 것 수 있다.
본 발명에 따른 항균 펩타이드는 그람양성균에 대한 우수한 항균 활성을 가질 수 있다. 또한, 상기 항균 펩타이드는 그람음성균에 대한 우수한 항균 활성을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 "그람양성균"은 원핵생물의 한 종류로서 그람염색법에 의해 세포벽이 보라색으로 염색되는 세균을 총칭한다. 그람양성균의 세포벽은 여러겹의 펩티도글리칸으로 구성되어 있어 크리스탈 바이올렛과 같은 염기성 염료로 염색한 후 에탄올을 처리해도 탈색되지 않고 보라색으로 나타난다. 본 발명에서 상기 그람양성균은 황색포도상 구균(Staphylococcus aureus), 폐렴연쇄상구균(Streptococcus pneumoniae), 장구균(Enterococcus faecium) 또는 유산연쇄상구균(Lactobacillus lactis)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 상기 그람양성균은 항생제에 내성을 갖는 세균일 수 있으며, 2종 이상의 항생제에 내성을 갖는 그람양성 다제내성균일 수 있다.
본 발명에서 상기 "그람음성균"은 원핵세포의 한 종류로서 세포벽이 그람양성균에 비해 상대적으로 적은 양의 펩티도글리칸을 갖는 대신 지질다당질, 지질단백질, 및 다른 복잡한 고분자물질로 구성된 외막을 갖는다. 크리스탈 바이올렛과 같은 염기성 염료로 염색한 후 에탄올을 처리하면 탈색이 일어나고 사프라닌과 같이 붉은색의 염료로 대비 염색을 하면 붉은색으로 관찰된다. 그람음성균의 세포벽은 그람양성균에 비해 매우 얇은 펩티도글리칸과 외막으로 구성되어 있다. 펩티도글리칸은 외막과 연결되어 있는 지질단백질과 결합하고 있으며 테이코산은 포함하지 않는다. 그람음성균의 외막과 내막 사이에는 약 15 nm 두께의 공간인 세포주변질(periplasm)이 존재하며 높은 농도의 단백질을 포함하여 세포질과 유사한 상태를 유지한다.
본 발명에서 상기 그람음성균은 아시네토 박터균(Acinetobacter baumannii), 대장균(Escherichia coli), 폐렴막대균(Klebsiella penumoniae), 살모넬라(Salmonella spp.), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 헤모필루스 인플루엔자(Haemophilus infLeunzae), 엔테로박터(Enterobacter spp.) 또는 페스트균(Yersinia pestis)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 상기 그람음성균은 항생제에 내성을 갖는 세균일 수 있으며, 2종 이상의 항생제에 내성을 갖는 그람음성 다제내성균일 수 있다.
상기 항생제에 내성을 갖는 세균은 아시네토 박터균, 녹농균, 장구군 또는 황색포도상 구균일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 항생제는 내성을 갖는 아미노글리코사이드 계열(아미노글리코사이드, 겐타마이신, 네오마이신 등), 페니실린 계열(앰피실린 등), 술폰아미드 계열, 베타-락탐 계열(베타-락탐, 아목시실린/클라불란산 등), 클로람페니콜 계열, 에리트로마이신 계열, 플로르페니콜 계열, 포스포마이신 계열, 카나마이신 계열, 린코마이신 계열, 메티실린 계열, 퀴놀론 계열, 스트렙토마이신 계열, 테트라사이클린 계열, 트리메소프림 계열 및 반코마이신 계열의 항생제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 항균 펩타이드의 일 구체예에서 상기 B는 Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp(서열번호: 1)의 아미노산 서열로 이루어져 있을 수 있다. 이때, 상기 항균 펩타이드는 Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Lys-Arg(서열번호: 2), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호 3), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Gln-Arg-Arg-Arg(서열번호: 4), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Gln-Arg(서열번호: 5), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg(서열번호: 6), Lys-Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 7) 및 및 Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Lys-Arg(서열번호: 75)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드일 수 있다.
본 발명의 항균 펩타이드의 일 구체예에서 상기 항균 펩타이드는 Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 8)의 아미노산 서열로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 항균 펩타이드의 일 구체예에서 상기 B는 Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp(서열번호: 9)의 아미노산 서열로 이루어져 있을 수 있다. 이때, 상기 항균 펩타이드는 Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys(서열번호: 10), Lys-Lys-Lys-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys(서열번호: 11), Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Arg(D-form)(서열번호: 12), Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Arg(L-form)(서열번호: 13), Asn(glycosylated)-Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys(서열번호 57), Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys-Asn(서열번호: 79) 및 Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp(서열번호: 84)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서 상기 항균 펩타이드는 Trp-Leu-Val-Trp-Lys-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 14), Trp-Leu-Val-Trp-Ser-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 15), Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 16), Trp-Leu-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 17), Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys(서열번호: 18), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys(서열번호: 19), Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ile-Leu-Trp(서열번호: 20), Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ile-Ile-Trp(서열번호: 21), 및 Trp-Ile-Ile-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 22), Trp-Val-Leu-Trp-Val-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 67), Asp-Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 56), Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Lys-Lys-Lys(서열번호: 77), Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys-Lys-Lys(서열번호: 78), Trp-Ala-Ala-Trp-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호 81), Trp-Val-Val-Trp-Ala-Ala-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 83), Arg-Arg-Arg-Gly-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys(서열번호: 98) 및 Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Trp-Leu-Trp-Lys(서열번호: 40), Arg-Arg-Lys-Trp-Ile-Trp-Trp-Leu-Trp-Lys(서열번호: 41), Arg-Arg-Lys-Trp-Ile-Trp-Trp-Leu-Trp-Lys-Lys-Lys(서열번호: 42), Trp-Leu-Leu-Trp-Val-Leu-Trp-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 69), Trp-Val-Ala-Trp-Ala-Val-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 82), Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ala-Ala-Trp-Lys(서열번호: 85), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Trp-Val-Trp-Trp(서열번호: 90), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Trp-Val-Val-Trp(서열번호: 91), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Trp(서열번호 92), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Trp(서열번호: 94), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp(서열번호: 95) 및 Arg-Arg-His-His-Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys(서열번호: 99)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 24), Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys(서열번호: 25), Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 48), Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 27), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 28), Trp-Leu-Ile-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 29), Trp-Leu-Phe-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 30), Trp-Leu-Tyr-Trp-Ile-Leu-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 31), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 32), Trp-Leu-Val-Trp-Val-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호 33), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 34), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 35), Trp-Leu-Ile-Trp-Val-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 36), Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Arg-Arg-Arg(서열번호: 37), Trp-Val-Val-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 38), Trp-Val-Val-His-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg(서열번호: 39), Arg-Arg-Arg-His-Val-His-Val-Val-Trp-Lys(서열번호: 43), Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg-Tyr(서열번호: 65), Trp-Leu-Val-Tyr-Val-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 68), Ser-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 55), Trp-Val-Val-His-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg-Asn(glycosylated)(서열번호: 59), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Val-Val-Val-Trp(서열번호: 97), Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 23), Lys(caproic aicd(C6) attached)-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 26), Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys(서열번호: 47), Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 49), Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Lys-Lys-Lys-Lys(서열번호: 50), Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 51), Tyr-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 64), Trp Leu Leu Trp Val Tyr Val Arg Lys Lys Arg(서열번호: 66), Trp-Leu-Trp-Val-Trp-Val-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 70), Val-Trp-Val-Trp-Val-Trp-Val-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호 76), Trp-Val-Val-Trp-Val-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 71), Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호 72), Trp-Leu-Ala-Trp-Leu-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호: 73), Trp-Leu-Leu-Trp-Leu-Tyr-Ala-Arg-Lys-Lys-Arg(서열번호 74), Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg-Arg(서열번호: 80), Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Lys(서열번호: 86), Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg-Lys-Lys(서열번호: 87), Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Arg-Lys(서열번호: 88), Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg(서열번호: 89), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Val-Trp(서열번호: 93) 및 Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Val-Val-Trp-Trp(서열번호: 96)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 항균 펩타이드의 아미노산은 L형 또는 D형일 수 있다. 구체적으로, 상기 항균 펩타이드에서 L형의 형태를 가질 수 있는 아미노산에 대해서는 L-form으로 표시하여 기재하였으나, 상기 L-form으로 표시된 아미노산의 형태는 처리 환경에 따라 D-form으로 포함될 수 있으므로, 상기 표시에 의해 아미노산의 형태가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 항균 펩타이드의 각 아미노산은 변형된 유도체일 수 있다. 구체적으로, 상기 트립토판(Triptophan, Trp)은 하기 화학식 1로 표시되는 메톡시-트립토판(Methoxy-tryptophan, Wm)일 수 있고, 하기 화학식 2로 표시되는 벤조티에닐-알라닌(Benzothienyl-alanine, Ws)일 수 있으며, 하기 화학식 3으로 표시되는 플루오르-트립토판(Fluoro-tryptophan, Wf)일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000005
[화학식 2]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000007
또한, 본 발명의 일 구체예에서, 상기 티로신(Tyrosine, Tyr)은 하기 화학식 4로 표시되는 모노요오드티로신(monoiodotyrosine)일 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000008
더불어, 본 발명의 일 구체예에서, 상기 라이신(Lysine, Lys)의 NH3 + 말단에는 수소, C1-10알킬 또는 C1-C20지방산이 결합될 수 있고, 일 구체예로 카프로산(caproic acid, C6지방산) 카프릭산(capric acid, C10지방산)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 한편, 본 발명의 일 구체예에서, 상기 항균 펩타이드의 라이신은 다중 항원성 펩타이드 컨쥬게이션(Multiple Antigenic Peptide conjugation, MAP conjugation)을 형성할 수 있다. 상기 다중 항원성 펩타이드(MAP)는 인공적으로 분지된 펩타이드로서, 라이신의 잔기는 스캐폴딩 코어로 사용되어 가변 또는 동일한 펩타이드 서열을 갖는 8개 이하의 분지 형성을 지지할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 상기 항균 펩타이드의 라이신은 트립토판을 포함하는 펩타이드와 분지를 형성하였다.
또한, 본 발명의 일 구체예에서, 상기 아스파라진(Asparagine, Asn)은 글리코실화된 아스파라진일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드는 N-말단의 Lys의 아민기에 C1 내지 C20의 지방산이 추가로 결합된 것일 수 있고, 구체적으로는 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합한 것일 수 있다. 상기 지방산은 카프로산(caproic acid) 또는 카프릭산(capric acid)일 수 있고, 구체적으로는 카프로산일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드는 N-말단의 Lys의 아민기에 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합된 것일 수 있고, 구체적으로는 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합한 것일 수 있다. 상기 지방산은 카프로산(caproic acid) 또는 카프릭산(capric acid)일 수 있고, 구체적으로는 카프로산일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드의 C 말단에 있는 Arg은 L형 또는 D형일 수 있다.
상기 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드의 Trp이 C1-6 알콕시 또는 할로겐에 의해 치환될 수 있거나, Trp의 인돌고리 내 질소(N)가 황(S)으로 변형될 수 있는 것일 수 있다.
상기 염은 인간에 대한 독성이 낮아야 하며, 모 화합물의 생물학적 활성 및 물리화학적 특성에 임의의 부정적인 영향을 주지 않아야 한다. 예를 들어, 상기 염은 약학적으로 허용가능한 유리 산(free acid)에 의해 형성된 산부가염일 수 있다.
상기 유리 산으로는 무기산 또는 유기산을 사용할 수 있으며, 이때 무기 산은 염산, 황산, 질산, 인산, 과염소산, 브롬산 등일 수 있고, 유기 산은 아세트산, 메탄설폰산, 에탄설폰산, p-톨루엔설폰산, 푸마르산, 말레산, 말론산, 프탈산, 석신산, 락트산, 시트르산, 글루콘산, 타르타르산, 살리실산, 말산, 옥살산, 벤조산, 엠본산, 아스파트산, 글루탐산 등일 수 있다.
상기 산부가염은 통상의 방법, 예를 들어 상기 펩타이드를 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조될 수 있다.
또한, 상기 염은 알칼리금속염(나트륨염 등) 또는 알칼리토금속염(칼륨염 등)일 수 있다. 상기 알칼리금속염 또는 알칼리토금속염은, 예를 들어 상기 펩타이드를 과량의 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리토금속 수산화물 용액 중에 용해시키고, 미용해된 화합물 염을 여과한 후 여액을 증발 및 건조시켜 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 항균 펩타이드는 시판되고 있는 항생제와 비교하여 우수한 항균 활성을 보일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 구체예에서, 다제내성균 판단 여부의 지표로 알려진 항생제인 카바페넴(Carbapenem)를 처리하면 내성 효소인 KPC(Klebsiella pneumoniae carbapenemase) 및 NDM(New Delhi metallo-beta-lactamase)를 보유하는 균주가 증가하게 되나, 본 발명의 항균 펩타이드는 카바페넴 내성 아시네토 박터균 및 슈도모나스 에루지노사에 대해 우수한 항균 활성을 보임을 확인하였다. 또한, 본 발명의 일 구체예에서, 항생제인 테트라사이클린(Tetracycline)은 살균 능력이 미비하고 표적 단백질이 돌연변이되는 경향이 나타날 수 있으나, 본 발명의 항균 펩타이드는 테트라사이클린 내성 아시네토 박터균에 항균 활성을 보이며, 살균 능력이 우수하고, 표적 단백질이 돌연변이되는 경향이 감소함을 확인하였다. 더불어, 본 발명의 일 구체예에서, 그람양성균에 대한 항생제인 반코마이신(Vancomycin)은 내성 균주가 발생하는 문제가 있으나, 본 발명의 항균 펩타이드는 반코마이신 내성 장구균에 항균 활성을 보임을 확인하였다. 본 발명의 일 구체예에서, 항체 기반 신규 항생제로 알려진 베즐로톡수맙(bezlotoxumab)은 클로스트리디움 디피실(Clostridium Difficile, C. Difficile)의 재감염 방지 전용으로 사용되나, 본 발명의 항균 펩타이드는 항균 활성을 보이는 병원균의 스펙트럼이 넓은 장점이 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 항균 펩타이드는 그람양성균 및 그람음성균에 대해 항균 활성을 보이나, 시판되고 있는 항생제인 답토마이신(Daptomycin) 및 그라마이시딘(Gramicidin)은 그람양성균에 대해서만 항균 활성을 보임을 확인하였다. 또한, 그람양성균 및 그람음성균에 대한 최소 성장 저해 농도를 일부 만족하는 펩타이드인 프로테그린(Protegrin)은 세포 독성이 높은 문제점이 있다.
한편, 다제내성 그람음성균 항생제인 콜리스틴(Colistin)은 치명적 신장 손상을 유발하고, 다른 약제와 병용 투여가 어려우며, 내성균이 발생하는 문제가 있다. 이에, SPR206 및 SPR741 등의 항생제가 개발되었다. 구체적으로, 상기 SPR206은 콜리스틴의 항균 활성을 3 내지 4배 증가시켰고, 신장 독성을 1/3로 감소시켰다. 그러나, 콜리스틴과 내성균을 공유한다는 문제가 있다. 상기 SPR741은 콜리스틴의 신장 독성을 제거하였으나, 단독으로는 항균 활성이 없으므로 그람양성균의 항생제와 병용투여해야 하는 문제가 있다. 한편, 본 발명의 항균 펩타이드는 그람양성균 및 그람음성균에 대해 항균 활성을 보일 뿐만 아니라, 콜리스틴 내성균에 대해서도 항균 활성을 가지며, 내성 균주의 발생도 억제시킨다.
본 발명의 상기 항균 펩타이드는 인간 유래 세포에 대하여 낮은 세포 독성을 가진 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항생제를 제공한다.
본 발명의 항균 펩타이드는 임상투여시 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 경구 투여용 제형은 시럽, 정제, 캡슐, 크림 및 로젠지(lozenge)와 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 비경구 투여는 직장, 정맥, 복막, 근육, 동맥, 경피, 비강(nasal), 흡입, 안구 및 피하와 같은 경구 이외의 투여경로를 통한 투여를 의미할 수 있다. 본 발명의 항균 펩타이드를 의약품으로 사용하는 경우, 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상을 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 항균 펩타이드는 실제의 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수용성용제, 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, 리우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 항균 펩타이드는 생리식염수 또는 유기용매와 같이 약제로 허용된 여러 전달체(carrier)와 혼합하여 사용될 수 있고, 안정성이나 흡수성을 증가시키기 위하여 글루코스, 수크로스 또는 덱스트란과 같은 카보하이드레이트, 아스코르브산(ascorbic acid) 또는 글루타치온과 같은 항산화제(antioxidants), 킬레이트화제(chelating agents), 저분자 단백질 또는 다른 안정화제(stabilizers)들이 약제로 사용될 수 있다.
본 발명의 항균 펩타이드의 유효 용량은 0.01 μg/kg 내지 2 mg/kg이고, 구체적으로는 0.5 mg/kg 내지는 1 mg/kg 이며, 하루 1회 내지 3회 투여될 수 있다.
본 발명의 항생제에서 본 발명의 신규한 펩타이드의 총 유효량은 볼루스(bolus) 형태 혹은 상대적으로 짧은 기간 동안 주입(infusion) 등에 의해 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)이 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 상기 농도는 약의 투여 경로 및 치료 횟수뿐만 아니라 환자의 나이 및 건강상태 등 다양한 요인들을 고려하여 환자의 유효 투여량이 결정되는 것이므로 이러한 점을 고려할 때, 이 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 신규한 펩타이드의 항생제로서의 특정한 용도에 따른 적절한 유효 투여량을 결정할 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항균용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 화장료 조성물은 상기 항균 펩타이드 이외에 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들이 포함되며, 예켠대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함한다.
본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 통상적으로 함유되는 화장료 조성물에 본 발명의 항균 펩타이드는 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 상세하게는, 유연 화장수(스킨), 영양 화장수(밀크로션), 영양 크림, 맛사지 크림, 에센스, 아이크림, 클렌징 크림, 클렌징폼, 클렌징 워터, 팩, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.
본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물성 유, 식물성 유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라가칸타, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다. 본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다. 본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용해화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다. 본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소 결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라가칸타 등이 이용될 수 있다. 본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클렌징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 라놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항균용 식품 첨가제를 제공한다.
본 발명의 항균 펩타이드를 식품 첨가물로 사용하는 경우, 상기 항균 펩타이드를 그대로 첨가하거나 다른 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 펩타이드는 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안정성 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, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항균용 사료 첨가제를 제공한다.
본 발명의 사료 조성물은 기존의 항생제를 대체하고 유해한 식품 병원성균의 생장을 억제하여 동물체의 건강상태를 양호하게 하고, 가축의 증체량과 육질을 개선시키며, 산유량 및 면역력을 증가시키는 효과가 있다. 본 발명의 사료 조성물은 발효사료, 배합사료, 펠렛 형태 및 사일레지 등의 형태로 제조될 수 있다.
상기 발효사료는 본 발명의 펩타이드 이외의 여러 가지 미생물군 또는 효소들을 첨가함으로서 유기물을 발효시켜 제조할 수 있으며, 배합사료는 여러 종류의 일반사료와 본 발명의 펩타이드를 혼합하여 제조할 수 있다. 펠렛 형태의 사료는 상기 배합사료 등을 펠렛기에서 열과 압력을 가하여 제조할 수 있으며, 사일레지는 청예사료를 미생물로 발효시킴으로써 제조할 수 있다. 습식발효사료는 음식물 쓰레기 등과 같은 유기물을 수집 및 운반하여 살균과정과 수분조절을 위한 부형제를 일정비율로 혼합한 후, 발효에 적당한 온도에서 24시간 이상 발효하여, 수분함량이 약 70%로 포함되도록 조절하여 제조할 수 있다. 발효건조사료는 습식발효사료를 건조과정을 추가로 거쳐 수분함량이 30% 내지 40% 정도 함유되도록 조절하여 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항균용 생물 농약을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 방부 조성물을 제공한다.
상기 방부 조성물에는 화장품 보존제 또는 의약품 보존제 등이 있다. 상기 식품의 방부제, 화장품 보존제 및 의약품 보존제는 의약품의 변질, 부패, 변색 및 화학변화를 방지하기 위해 사용되는 첨가물로서 살균제, 산화방지제가 이에 포함되며 세균, 곰팡이, 효모 등 미생물의 증식을 억제하여 식품 및 의약품에서 부패미생물의 발육저지 또는 살균작용을 하는 등의 기능성 항생제도 포함된다. 이러한 방부 조성물의 이상적인 조건으로는 독성이 없어야 하며, 미량으로도 효과가 있어야 한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 항균 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항균용 의약외품 조성물을 제공한다.
상기 항균 펩타이드를 의약외품 첨가물로 사용할 경우, 상기 항균 펩타이드를 그대로 첨가하거나 다른 의약외품 또는 의약외품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 본 발명의 의약외품 조성물은 소독청결제, 샤워폼, 가그린, 물티슈, 세제비누, 핸드워시, 가습기 충진제, 마스크, 연고제, 패치 또는 필터 충진제일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 측면은 약학적으로 유효한 양의 상기 항균 펩타이드를 개체에 투여하는 단계를 포함하는 항균 방법을 제공한다. 상기 개체는 인간을 제외한 포유류일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 항균 펩타이드의 제조
본원 항균 펩타이드는 도 1에 도시된 제조방법으로 제조하였다.
구체적으로, Rink-amide-MBHA 레진을 디클로로메탄으로 swelling한 후, 피페리딘(Piperidin)으로 탈보호화하였다. D,D-Dimethylformaide, Diisopropylcarbodiimide 및 1-Hydroxybenzotriazole 용액으로 Fmoc-protected amino acid를 변경해가면서 연결한 후, 티오아니솔(Thioinisole) 및 TFA로 절단하여 본원의 항균 펩타이드를 제조하였다.
상기 제조된 항균 펩타이드를 HPLC C18 colume 사용하여 아세토니트릴(Acetonitrile)로 정제하였다.
실험예 1. 항균 펩타이드 분석
실험예 1.1. 항균 펩타이드의 가용성 분석
본원 항균 펩타이드의 가용성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
Figure PCTKR2021003939-appb-T000001
상기 펩타이드의 농도는 25 내지 200 μM이고, 12시간 동안 실온에서 관찰하였다.
또한, 본원 항균 펩타이드 중 KSH42 및 KSH43의 프로나제에 대한 안정성을 분석한 결과를 도 2에 나타내었다.
더불어, KSH29, KSH42 및 KSH43 처리에 따른 인공 세포막 누출 정도를 비교한 결과를 도 3에 나타내었다.
실험예 1.2. 항균 펩타이드의 분자량 및 순도 측정
본원 항균 펩타이드의 순도 및 분자량을 각각 측정하여 아래 표 2 및 도 24 내지 도 215에 나타내었다.
Figure PCTKR2021003939-appb-T000002
Figure PCTKR2021003939-appb-I000009
Figure PCTKR2021003939-appb-I000010
상기 표 2의 아미노산 서열에서 대문자는 L형 아미노산이고 소문자는 D형 아미노산이다. 상기 k 는 카프릭산(capric acid, C10지방산)이 결합된 라이신이고, 상기 k 는 카프로산(caproic acid, C6지방산)이 결합된 라이신이다. 더불어, 상기 Wm은 하기 화학식 1로 표시되는 메톡시-트립토판(Methoxy-tryptophan, Wm)이고, 상기 Ws는 하기 화학식 2로 표시되는 벤조티에닐-알라닌(Benzothienyl-alanine)이며, 상기 Wf는 하기 화학식 3으로 표시되는 플루오르-트립토판(Fluoro-tryptophan)이다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000011
[화학식 2]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000012
[화학식 3]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000013
상기 Y는 하기 화학식 4로 표시되는 모노요오드티로신(monoiodotyrosine)이다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2021003939-appb-I000014
상기 N 은 글리코실화된 아스파라진이다.
실험예 2. 최저발육저지농도(MIC) 분석
본원 항균 펩타이드의 최저발육저지농도를 측정하여 아래 표 3에 나타내었다.
구체적으로, CAMHB에서 midlog phase까지 균주를 키운 후 PBS 버퍼로 1 x 106 cfu/ml이 되도록 희석하여 균액을 준비하였고, 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드는 80 μM, 40 μM, 20 μM, 10 μM, 5 μM, 2.5 μM, 1.25 μM 및 0.63 μM이 되도록 CAMHB로 희석한 후, 상기 균액에 동일한 부피로 처리하였다. 이를 37℃에서 18시간 배양 후 MIC를 측정하였다.
Figure PCTKR2021003939-appb-T000003
Figure PCTKR2021003939-appb-I000015
Figure PCTKR2021003939-appb-I000016
MIC 값은 양이온이 조정된 뮬러 힌튼 브로스(10 mg/L의 Mg2+ 및 50 mg/L의 Ca2+를 포함)를 이용하여 결정하였다. 상기 결과는 3개의 독립적인 실험의 평균값이다.
실험예 3. in vitro 에서의 항균 활성 분석
KSH29의 처리에 따른 다제내성 균주(아시네토박터균 및 황색포도상 구균)의 형태를 전자현미경으로 촬영하여 도 4에 나타내었다.
구체적으로, MRAB 및 MRSA에 MIC와 같은 농도의 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드를 0, 15, 30, 및 60분간 처리하고, 4% 파라포름알데히드 및 1% 오스뮴 테트라옥사이드 용액에 각각 1시간씩 처리하여 고정시켰다. 이후, 액체질소로 급속 빙결 후 동결건조하였다. Pt-coating 전계방사형 주사전자현미경-Field Emission Scanning Electron Microscope(S-4700, EMAX System)을 이용하여 10,000 배율로 관찰하였다.
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 리포솜 누출 정도를 분석한 결과를 도 5에 나타내었다.
상기 리포솜은 아래와 같은 방법으로 준비하였다.
구체적으로, DMPC(Phosphatidylcholine) 7 μM 및 DMPG(Phosphatidylglycerol) 3 μM을 메탄올에 녹인 후 증발 건조시켰다. 이후, 70 mM의 칼세인이 포함된 트리스버퍼를 투입하였고, Vortexing과 freeze thaw를 반복하였다. Avestin 50x Polycaronate membrane (diam = 0.75 nm. Pore diam = 100 nm) filter를 사용하여 100 μm size의 리포솜을 형성하였다. 상기 형성된 리포솜을 Sephadex G50 칼럼을 이용하여 pore 분리하였고, 200 μM으로 희석하여 준비하였다.
또한, 상기 리포솜 누출 정도는 아래와 같은 방법으로 분석하였다.
구체적으로, 상기 준비된 리포솜에 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드를 20 μM, 2 μM 및 0.2 μM(지질 : 펩타이드의 비율은 각각 10 : 1, 100 : 1 및 1000 : 1이다.)로 희석하였다. Flex 조건, excitation 490 nm, emission 520 nm에서 총 1,200초간 촬영하였고, 상기 항균 펩타이드는 촬영 시작 30초 후에 투입하였다.
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 동적광산란(dynamic light scattering)을 분석한 결과를 도 6에 나타내었다.
상기 동적광산란은 아래와 같은 방법으로 분석하였다.
구체적으로, 상기 준비된 리포솜에 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드를 20 μM (지질 : 펩타이드의 비율은 10 : 1이다.)으로 희석하였다. AvidNano black cell에 상기 희석액을 5 ㎕ 로딩하고, Solute: liposome, Solvent: water, run: 10, Acquistion: 10 설정 후 소수성 지름(hydrophobic diameter)을 측정하였다.
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 다제내성 황색포도상 구균(Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)의 막 전위차 교란 유발 정도를 분석한 결과를 도 7에 나타내었다.
상기 막 전위차 교란 유발 정도는 아래와 같은 방법으로 분석하였다.
구체적으로, 그라미시딘 25 μM, 콜리스틴 25 μM, 및 MIC 40x, MIC 20x, MIC 10x 및 MIC 5x의 샘플 펩타이드를 5 mM HEPES(Hydroxyethyl piperazine Ethane Sulfonicacid), 20 mM 글루코스 및 100 mM KCl 버퍼에 희석하여 시약을 준비하였다. midlog phase까지 CAMHB에서 배양한 균주를 5 mM HEPES 및 20 mM 글루코스 버퍼로 3회 세척하였고, 5 mM HEPES, 20 mM Glucose 및 100 mM KCl 버퍼로 OD값이 0.1이 되도록 희석하여 균액을 준비하였다. 상기 희석한 균액에 diSC35 dye가 2 μM이 되도록 투입하고, 30분간 반응시킨 후, 90 ㎕씩 분주하여 준비하였다. Flex 조건에서, excitation 620 nm, emission 670 nm. 총 600초 촬영하였고, 촬영 시작 120초 후 상기 균액에 상기 시약을 10 ㎕ 투입하였다.
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 다제내성 장구균(Multi-drug resistant Enterococcus faecalis, MREF)의 막 전위차 교란 유발 정도를 분석한 결과를 도 8에 나타내었다.
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 다제내성 아시네토박터균(Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii, MRAB)의 막 전위차 교란 유발 정도를 분석한 결과를 도 9에 나타내었다.
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43과 니트로세핀(nitrocefin) 또는 ONPG(O-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside)의 처리에 따른 대장균의 세포막 투과성을 분석한 결과를 도 10에 나타내었다.
상기 대장균의 세포막 투과성은 아래와 같은 방법으로 분석하였다.
구체적으로, midlog phase까지 CAMHB에 키운 균주를 3회 세척한 후, PBS 버퍼로 OD값이 0.4이 되도록 희석하여 균액을 준비하였다. 10 mM ONPG(O-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside) 및 120 μM 니트로세핀을 로딩한 후, 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드를 각각 원하는 농도의 4배가 되도록 투입하여 시약을 준비하였다. 상기 시약을 상기 균액에 처리한 후, ONPG는 420 nm, nitrocefin은 490 nm에서 37℃, 1시간 동안 1분 간격으로 흡광도 측정하였다.
또한, 다제내성 녹농균(Multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa, MRPA), 다제내성 장구균(Multi-drug resistant Enterococcus faecalis, MREF), 다제내성 아시네토박터균(Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii, MRAB) 및 다제내성 황색포도상 구균(Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)에 대한 KSH29의 처리 시간별 항균 효과를 분석한 결과를 도 11에 나타내었다.
상기 처리 시간별 항균 효과는 아래와 같은 방법으로 분석하였다.
구체적으로, CAMHB에서 midlog phase까지 균주를 키운 후 PBS 버퍼로 1 x 106 cfu/ml이 되도록 희석하여 균액을 준비하였고, 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드를 각 균주에 대한 MIC의 8 배, 4 배 및 2 배가 되도록 희석한 후, 상기 균액에 동일한 부피로 처리하여 37℃에서 배양하였다. 5분, 15분, 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 8시간, 16시간 및 18시간마다 혼합물을 회수한 후, 1 / 10,000 또는 1 / 100,000로 희석하여 CAMHB agar에 분주하고, 37℃에서 배양한 후 콜로니 개수를 측정하였다.
또한, 다제내성 아시네토박터균(Multi-drug resistant Acinetobacter baumannii, MRAB) 및 다제내성 황색포도상 구균(Multi-drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)에 대한 KSH42 및 KSH43의 처리 시간별 항균 효과를 분석한 결과를 도 12에 나타내었다.
또한, 30종의 아시네토 박터균(A. baumannii)에 대한 KSH29, KSH42 및 KSH43의 최소저해농도를 측정한 결과를 아래 표 4에 나타내었다.
상기 30종의 아시네토 박터균에 대한 최소저해농도는 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
구체적으로, CAMHB에서 midlog phase까지 균주를 키운 후 PBS 버퍼로 1 x 106 cfu/ml이 되도록 희석하여 균액을 준비하였고, 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드를 80 μM, 40 μM, 20 μM, 10 μM, 5 μM, 2.5 μM, 1.25 μM 및 0.63 μM 되도록 CAMHB에 희석한 후, 상기 균액에 동일한 부피로 처리하여 37℃에서 18시간동안 배양한 후 MIC를 확인하였다.
Figure PCTKR2021003939-appb-T000004
상기 1 내지 152, 10087 및 19606 균주는 경북대학교 의과대학에서 정제 및 입수하였다. 상기 균주는 항생제인 imipenem, meropenem, doripenem, cefotaxime, tobramycin, ciprofloxacin(균주 22는 제외), gentamycin(균주 22는 제외), ceftazidime(균주 22는 제외) 및 tetracycline(균주 22는 제외)에 내성을 보인다.
상기 1605 균주는 ATCC(American Type Culture Collection, USA)에서 구입하였다. 또한, 상기 40203 균주는 한국 미생물 보존센터에서 구입하였다.
상기 COLR은 콜리스틴에 대한 저항성을 의미하고, 상기 TGCR은 타이제사이클린(tigecycline)에 대한 저항성을 의미하며, 상기 TGCI는 타이제사이클린 중재 균주(tigecycline intermediate strains)를 의미한다.
더불어, 30종의 아시네토 박터균에 대한 상기 펩타이드의 MIC50 및 MIC90을 아래 표 5에 나타내었다.
Figure PCTKR2021003939-appb-T000005
또한, KSH29, KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 미생물의 저항성 획득 유도 정도를 분석한 결과를 도 13에 나타내었다.
실험예 4. 유충(larvae) in vivo 에서의 항균 활성
KSH37(음성대조군), KSH42 및 KSH43의 처리에 따른 세균(A. baumannii, S. aureus 및 E. faecium)에서의 항균 활성을 벌집나방(galleria mellonella)의 생존율을 분석하여 나타낸 결과를 도 14에 나타내었다.
구체적으로, CAMHB에서 midlog phase까지 세균(A. baumannii, S. aureus 및 E. faecium)를 키운 후 PBS 버퍼로 세척하고 1×106, 5×105, 5×107 cfu/ml이 되도록 감염시켰고, 상기 KSH37(음성대조군), KSH42 및 KSH43는 5 ug/larvae가 되도록 처리하였다. 이후 유충의 생존률을 5일간 확인하고 비교하여 in vivo 항균 활성을 측정하였다
실험예 5. 독성 분석
본원 항균 펩타이드의 독성 평가 분석 결과를 도 15 내지 도 23에 나타내었다.
구체적으로, 8% hRBC(human Red Blood Cell)를 PBS로 희석하였다. 각각의 항생제는 200 μM, 100 μM, 50 μM, 25 μM, 12.5 μM, 6.25 μM, 3.13 μM 및 1.07 μM이 되도록 PBS로 희석하여 상기 8% hRBC에 처리하였으며, 상기 실시예 1에서 제조한 항균 펩타이드는 8% hRBC에 동일한 양을 처리하여 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 양성대조군에는 본원의 항균 펩타이드 대신 1% Triton X100를 처리하였다. 적혈구의 용혈현상은 1,000 g 스핀다운하여 수프(soup)를 회수하였고, 540 nm에서 흡광도 측정하였다. 0.2% 트리톤 X-100과 반응한 hRBC의 흡광도를 100%, PBS와 반응한 hRBC의 흡광도를 0%로 간주하여 비교하였다.
실험예 6. 마우스 in vivo 에서의 항균 활성
KSH43의 처리에 따른 세균(E.coli)에 대항한 항균 활성을 마우스(mouse, BALB/c, female, 7-weeks)의 생존율을 분석하여 나타낸 결과를 도 216에 나타내었다.
구체적으로, CAMHB에서 log phase까지 균주를 키운 후 PBS 버퍼로 세척하고 1×106 cfu/mouse가 되도록 마우스에 피하 주사하여 감염시켰고, 1시간, 24시간, 48시간 후 KSH43 및 PBS(음성대조군)을 100 mg/kg 용량으로 투여하였다. 그 후, 마우스의 생존률을 12시간마다, 7일 동안 확인하고 비교하여 in vivo 항균 활성을 측정하였다.
그 결과, KSH43을 투여한 마우스의 경우 7일동안 모두 생존한 반면, PBS를 투여한 마우스의 경우 3일째에 10% 정도의 마우스만이 생존하였다(도 216).

Claims (20)

  1. 하기의 구조식 I 또는 구조식 II로 표시되는 항균 펩타이드 또는 이의 염:
    [구조식 I]
    Figure PCTKR2021003939-appb-I000017
    [구조식 II]
    Figure PCTKR2021003939-appb-I000018
    상기 식에서,
    상기 N'은 항균 펩타이드의 N-말단이고,
    상기 C'은 항균 펩타이드의 C-말단이고,
    상기 C-말단은 카르복시기 또는 카르복시기의 히드록시(-OH)가 아민기(-NH2)로 치환된 것이고,
    상기 A는 (X1)a-(X2)b-(X3)c-(X4)d의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
    상기 a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
    상기 X1 내지 X4는 각각 독립적으로 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이고,
    상기 B는 Trp-(Z1)e-(Z2)f-Trp-(Z3)g-(Z4)h-Trp의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
    상기 e, f, g 및 h는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
    상기 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 Val, Leu, Ile, Gly, Ala, Ser, Phe, Tyr, Trp, Lys 및 His로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이고,
    상기 C는 (X5)i-(X6)j-(X7)k-(X8)l의 아미노산 서열로 이루어져 있고,
    상기 i, j, k 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
    상기 X5 내지 X8은 각각 독립적으로 Arg, Lys, Asn, Gln, Asp, Val, Leu, Ser, His, Gly 및 Tyr으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 아미노산이며,
    상기 Trp이 C1-6 알콕시 또는 할로겐에 의해 치환될 수 있거나, Trp의 인돌고리 내 질소(N)가 황(S)으로 변형될 수 있고,
    상기 N-말단의 아미노산이 Lys인 경우, 아민기에 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합될 수 있으며,
    상기 Tyr은 할로겐에 의해 치환될 수 있고,
    상기 Asn은 글리코실화될 수 있는, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 e, f, g 및 h 중 어느 하나는 0이고, 나머지는 1인, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 B는 Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 항균 펩타이드는 Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Gln-Arg-Arg-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Gln-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg, Lys-Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg 및 Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Lys-Arg으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항균 펩타이드는 Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 B는 Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 항균 펩타이드는 Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys, Lys-Lys-Lys-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys, Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Arg, Asn(glycosylated)-Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys, Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Lys-Asn 및 Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Val-Leu-Trp-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드의 C 말단에 있는 Arg은 L형 또는 D형인, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 항균 펩타이드는 Trp-Leu-Val-Trp-Lys-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ser-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Leu-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg, Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys, Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ile-Leu-Trp, Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ile-Ile-Trp, Trp-Ile-Ile-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Leu-Trp-Val-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Asp-Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Trp-Arg-Arg Arg, Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Lys-Lys-Lys, Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys-Lys-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Val-Trp-Ala-Ala-Trp-Arg-Arg-Arg, Arg-Arg-Arg-Gly-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys, Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Trp-Leu-Trp-Lys, Arg-Arg-Lys-Trp-Ile-Trp-Trp-Leu-Trp-Lys, Arg-Arg-Lys-Trp-Ile-Trp-Trp-Leu-Trp-Lys-Lys-Lys, Trp-Leu-Leu-Trp-Val-Leu-Trp-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Ala-Trp-Ala-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Arg-Arg-Arg-Trp-Ile-Trp-Ala-Ala-Trp-Lys, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Trp-Val-Trp-Trp, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Trp-Val-Val-Trp, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Trp-Trp, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Trp-Val-Trp-Trp, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp 및 Arg-Arg-His-His-Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Trp-Lys으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  10. Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys, Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Ile-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Phe-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Tyr-Trp-Ile-Leu-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Val-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Ile-Trp-Val-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Val-Trp-Ile-Tyr-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Val-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Trp-Val-Val-His-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg, Arg-Arg-Arg-His-Val-His-Val-Val-Trp-Lys, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg-Tyr, Trp-Leu-Val-Tyr-Val-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Ser-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Val-His-Val-Val-Trp-Arg-Arg-Arg-Asn(glycosylated), Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Val-Val-Val-Trp, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys, Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Lys-Lys-Lys-Lys, Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Tyr-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Val-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Trp-Val-Trp-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Val-Trp-Val-Trp-Val-Trp-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Val-Trp-Val-Tyr-Val-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Val-Val-Trp-Val-Val-Tyr-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Ala-Trp-Leu-Tyr-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Leu-Tyr-Ala-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg-Arg, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg-Lys-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Arg-Lys, Trp-Ala-Ala-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Arg, Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Trp-Val-Val-Val-Trp 및 Arg-Arg-Arg-Trp-Val-Val-Val-Val-Trp-Trp으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 아미노산 서열로 이루어진, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 Lys-Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드는 N-말단의 Lys의 아민기에 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합된, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 C3 내지 C10의 지방산은 카프로산(caproic acid) 또는 카프릭산(capric acid)인, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg, Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드는 N-말단의 Lys의 아민기에 C3 내지 C10의 지방산이 추가로 결합된, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 C3 내지 C10의 지방산은 카프릭산(capric acid)인, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Ala-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드의 C 말단에 있는 Arg은 L형 또는 D형인, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 Trp-Leu-Leu-Trp-Ile-Gly-Leu-Arg-Lys-Lys-Arg의 아미노산 서열로 이루어진 항균 펩타이드의 Trp이 C1-6 알콕시 또는 할로겐에 의해 치환될 수 있거나, Trp의 인돌고리 내 질소(N)가 황(S)으로 변형될 수 있는 것인, 항균 펩타이드 또는 이의 염.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 항생제.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물.
  19. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 식품 첨가제.
  20. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 항균 펩타이드 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 항균용 사료 첨가제 조성물.
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