WO2023043213A2 - Angiotensin converting enzyme 2 receptor and use thereof - Google Patents

Angiotensin converting enzyme 2 receptor and use thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2023043213A2
WO2023043213A2 PCT/KR2022/013772 KR2022013772W WO2023043213A2 WO 2023043213 A2 WO2023043213 A2 WO 2023043213A2 KR 2022013772 W KR2022013772 W KR 2022013772W WO 2023043213 A2 WO2023043213 A2 WO 2023043213A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ace2
variant
capture
sars cov
virions
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/013772
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Other versions
WO2023043213A3 (en
Inventor
한장현
서미영
Original Assignee
한장현
서미영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220115664A external-priority patent/KR20230042642A/en
Application filed by 한장현, 서미영 filed Critical 한장현
Publication of WO2023043213A2 publication Critical patent/WO2023043213A2/en
Publication of WO2023043213A3 publication Critical patent/WO2023043213A3/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses

Abstract

The present invention relates to an ACE2 ectodomain-redesigned ACE2 variant comprising: i) an ACE variant, lacking the enzymatic activity of ACE2, for capturing virions of Sars CoV-2 or variants thereof and ii) an ACE2 receptor, having the enzymatic activity of ACE2, for detecting virions of Sars CoV-2 or variants thereof, and a method for detecting virions of Sars CoV-2 or its variants by using same. Compared to conventional antigen and antibody diagnostic kits that detect past viral infections by using non-structural proteins of viruses and cannot distinguish past inactive viral infections from currently active viral infections, the present invention excludes causative substances that may come from past infection and inactive infection history in light of the feature wherein it detects virions of Sars CoV-2 or its variants that are currently active. In addition, in the present invention, the ACE2 variants were polymerized to increase the affinity for the virions by up to thousands of times, compared to the conventional ACE2, and the number of ACE2 molecules bound per virion was significantly increased to amplify the diagnostic signal.

Description

안지오텐신전환효소 2 수용체 및 이의 용도Angiotensin-converting enzyme 2 receptor and uses thereof
본 발명은 안지오텐신전환효소 2(Angiotensin converting enzyme 2;ACE2) 변형체 및 ACE2 다량체를 이용하여 사스코로나바이러스-2(Sars CoV-2)의 비리온을 검출하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for detecting virions of Sars coronavirus-2 (Sars CoV-2) using an angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) variant and an ACE2 multimer.
Sars CoV-2는 단일 가닥 RNA(single-stranded RNA) 코로나바이러스로서, 인간에게 전염성이 있고 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)의 원인이다.Sars CoV-2 is a single-stranded RNA coronavirus that is infectious to humans and causes coronavirus disease-19 (COVID-19).
기존의 Sars CoV-2의 검출은 Sars CoV-2의 표면에 존재하는 스파이크 단백질(Spike protein, S protein) 또는 이의 수용체 결합부위(RBD;Receptor binding domain) 영역을 인식하는 항체를 이용하였다. 그러나, 새로 나타나는 Sars CoV-2 변이체(variant)의 경우, 기존의 스파이크 단백질에 결합하는 항체로는 인식할 수 없어, 변이체 바이러스 감염 여부를 진단할 수 없었다. 또한, 전통적인 항체, 항원 진단 키트는 바이러스의 비구조 단백질(nonstructural protein)을 사용하여 주로 과거의 바이러스 감염을 검출하였다. 기존 PCR이나 핵산을 이용한 진단키트 역시 바이러스 감염 후 수개월 동안 체내에서 방출되지 않고 존재하거나 심지어 숙주의 유전체로 삽입되어 있던 바이러스 RNA 등의 핵산을 검출하는 방식이라서, 현재 살아서 활동 중인 활성형 바이러스를 과거의 감염과 구분하여 검출할 수 없는 문제점이 있었다. Conventional detection of Sars CoV-2 used an antibody recognizing spike protein (S protein) or its receptor binding domain (RBD) region present on the surface of Sars CoV-2. However, in the case of the newly emerging Sars CoV-2 variant, it was not possible to diagnose whether or not the mutant virus was infected because it could not be recognized by an antibody that binds to the existing spike protein. In addition, traditional antibody and antigen diagnostic kits mainly detect past viral infections by using nonstructural proteins of viruses. Existing PCR or nucleic acid diagnostic kits are also methods of detecting nucleic acids, such as viral RNA, that have not been released from the body for several months after virus infection or have even been inserted into the genome of the host. There was a problem that could not be detected separately from infection.
인체에 감염된 바이러스는 숙주세포 내에서 감염 재생산 가능한 활성형 바이러스 입자(비리온)과 그 수천 내지 수만 배의 비활성형 바이러스 입자(ineterfering particles)를 생산하여 모두 세포 외부로 분비한다. 기존의 항원 및 항체를 이용한 진단키트는 이 두 가지를 식별하지 못하고 무작위적으로 측정하게 되고, PCR을 이용한 바이러스 검사 또한 바이러스의 양을 측정할 뿐 생산된 바이러스의 활동성까지는 측정할 수 없었다. Viruses that infect the human body produce active viral particles (virions) capable of infecting and reproducing within host cells and inactive viral particles (ineterfering particles) thousands to tens of thousands of times larger, and secrete both of them to the outside of the cell. Existing diagnostic kits using antigens and antibodies do not identify these two and measure them randomly, and virus tests using PCR only measure the amount of virus, but cannot measure the activity of the virus produced.
이에 본 발명에서는 현재 활동 중인 활성형 Sars CoV-2 뿐만 아니라 이의 변이체의 바이러스 입자를 특이적으로 검출하는 방법을 개발하고자 하였다.Accordingly, the present invention attempted to develop a method for specifically detecting viral particles of not only the currently active form of Sars CoV-2 but also variants thereof.
본 발명의 발명자들은 Sars CoV-2 또는 이의 변이체가 숙주세포로 침입하기 위해 숙주세포 내에 존재하는 ACE2 수용체를 인식해야 하므로, 상기 수용체 인식에 필요한 스파이크 단백질의 구조 결정기(determinant)는 유지되어야 하는 점을 인지였다. 이러한 스파이크 단백질의 변이에도 불구하고 스파이크 단백질의 구조 결정기를 통해 ACE2 수용체와 결합을 하므로, ACE2의 수용체를 이용하여, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온의 존재를 명확하게 진단할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention point out that since Sars CoV-2 or its variants must recognize the ACE2 receptor present in the host cell in order to invade the host cell, the structure determinant of the spike protein necessary for recognizing the receptor must be maintained. it was cognition Despite the mutation of the spike protein, it binds to the ACE2 receptor through the structure determinant of the spike protein, so it is confirmed that the presence of Sars CoV-2 or its variant virions can be clearly diagnosed using the ACE2 receptor completed the present invention.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 목적은 i) Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 포획용으로 ACE2의 효소 활성이 없는 ACE2 변형체 및 ii) Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용으로 ACE2의 효소 활성이 있는 ACE2 변형체를 포함하는, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, an object of the present invention is i) an ACE2 variant without enzymatic activity of ACE2 for capturing Sars CoV-2 or variant virions thereof and ii) for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof It is to provide ACE2 variants in which the ectodomain of ACE2 is redesigned, including ACE2 variants having an enzymatic activity of ACE2.
본 발명의 다른 목적은 상기 ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof, including an ACE2 variant in which the ACE2 ectodomain is redesigned.
본 발명의 다른 목적은 상기 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물을 포함하는, 진단키트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a diagnostic kit comprising the composition for detecting Sars CoV-2 or its variant virions.
본 발명의 다른 목적은 i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 상기 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계; 및 ii) 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온과 결합한 검출용 ACE2 변형체의 효소 활성을 측정하는 단계를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is i) contacting a biological sample with the redesigned ACE2 variant comprising the capture ACE2 variant immobilized on a solid support; and ii) measuring the enzymatic activity of the ACE2 variant for detection bound to Sars CoV-2 or its variant virions captured by the ACE2 variant for capture immobilized on the solid support. It is to provide a method for detecting mutant virions.
본 발명의 또 다른 목적은 i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 상기 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계; 및 ii) 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체에 결합된 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온의 RNA를 포획된 비리온 특이적 프라이머로 증폭하는 단계를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to i) contact a biological sample with the redesigned ACE2 variant comprising the capture ACE2 variant immobilized on a solid support; and ii) amplifying RNA of Sars CoV-2 or its variant virion bound to the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection immobilized on the solid support with a primer specific to the captured virion, Sars CoV It is to provide a method for detecting -2 or variant virions thereof.
본 발명은 ACE2 변형체를 이용하여 활성형 Sars CoV-2 또는 이의 변이체(variant)의 비리온을 검출할 수 있다. The present invention can detect virions of active Sars CoV-2 or variants thereof using ACE2 variants.
기존의 항원 및 항체 진단 키트가 바이러스의 비구조 단백질을 이용하여 과거의 비활성 바이러스 감염을 검출한 것에 비해, 본 발명은 현재 활동 중인 활성형 Sars CoV-2 또는 이의 변이체의 비리온을 검출하는 점에서, 과거 및 비활성 감염 이력에서 나올 수 있는 원인 물질이 배제되는 장점이 있다.Compared to conventional antigen and antibody diagnostic kits that used non-structural proteins of viruses to detect inactive viral infections in the past, the present invention detects virions of currently active Sars CoV-2 or variants thereof. However, it has the advantage of excluding possible causative agents from past and inactive infection histories.
또한, ACE2 변형체를 중합하여, 비리온과의 결합력을 수십, 수백, 수천 배까지 기하급수적으로 증가시키고, 이에 의해 비리온과 결합한 분자 수를 증가시키고, 그 효소활성 또한 강력하게 증가시키는 효과가 있다. 이는 비리온과의 친화력을 현저히 증가시켜 진단 시그널을 증폭한다.In addition, by polymerizing the ACE2 variant, the binding force with virions is exponentially increased by tens, hundreds, and thousands of times, thereby increasing the number of molecules bound to virions and strongly increasing the enzymatic activity. . This significantly increases the affinity with virions and amplifies the diagnostic signal.
도 1은 Sars CoV-2의 비리온을 검출하는 본 발명의 전체적인 모식도를 나타내는 것으로, FRET ASSAY, RNA 증폭, LFT(Laterial flow assay) 방식을 통해 Sars CoV-2의 비리온을 검출한다. 1 shows an overall schematic diagram of the present invention for detecting Sars CoV-2 virions, and Sars CoV-2 virions are detected through FRET ASSAY, RNA amplification, and LFT (Laterial flow assay) methods.
도 2는 Sars CoV-2의 비리온을 검출하는 FRET ASSAY 방법을 나타내는 것이다.Figure 2 shows the FRET ASSAY method for detecting virions of Sars CoV-2.
도 3은 고체 지지체에 코팅된 헤파린을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다.Figure 3 shows a method for capturing Sars CoV-2 virions using heparin coated on a solid support.
도 4는 고체 지지체에 코팅된 단백질 A 또는 단백질 G와 포획용 ACE2 변형체에 결합된 Fc 단편(IgG, IgA, IgM)의 결합을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다. 이 때, IgA의 Fc 단편과 결합 시 포획용 ACE2 변형체의 사량체, IgM의 Fc 단편과 결합 시 ACE2 변형체의 십량체까지 중합될 수 있다.4 shows a method for capturing Sars CoV-2 virions by using the binding of protein A or protein G coated on a solid support and an Fc fragment (IgG, IgA, IgM) bound to an ACE2 variant for capture. In this case, when it binds to the Fc fragment of IgA, it can polymerize up to a tetramer of the ACE2 variant for capture and a decamer of the ACE2 variant when it binds to the Fc fragment of IgM.
도 5는 고체 지지체에 코팅된 스트렙타비딘과 포획용 ACE2 변형체에 결합된 비오틴화된 애비택의 결합을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다.FIG. 5 shows a method for capturing Sars CoV-2 virions using a combination of streptavidin coated on a solid support and biotinylated Abitac coupled to an ACE2 variant for capture.
도 6은 고체 지지체에 코팅된 스트렙택틴-XT과 포획용 ACE2 변형체에 결합된 스트렙택II의 결합을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다.FIG. 6 shows a method for capturing Sars CoV-2 virions using the binding of streptactin-XT coated on a solid support and streptactin II coupled to the ACE2 variant for capture.
도 7은 Sars CoV-2의 비리온의 RNA를 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 RT-PCR 방법을 이용하여 검출하는 과정을 나타낸다.7 shows a process of detecting Sars CoV-2 virion RNA using RT-PCR using virion-specific primers.
도 8은 FRET ASSAY 결과를 나타낸 것이다.8 shows the FRET ASSAY results.
도 9는 Sars CoV-2의 비리온의 RNA를 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 검출한 결과를 나타낸다.9 shows the results of detecting Sars CoV-2 virion RNA using virion-specific primers.
도 10은 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체 그리고 형광이 라벨된 기질을 이용하여 일부는 FRET ASSAY를 진행하고, 나머지 샘플은 RNA를 방출시킨 후 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 RT-PCR을 수행한 결과를 나타낸다.10 shows FRET ASSAY for some using ACE2 variants for capture, ACE2 variants for detection, and fluorescently labeled substrates, and RT-PCR using virion-specific primers for the remaining samples after releasing RNA shows a result.
도 11은 포획용 ACE2 변형체의 비리온에 대한 결합능을 확인한 것이다. 구체적으로, 포획용 ACE2 변형체를 Protein A sepharose에 부착시킨 후, 희석된 오미크론 바이러스와 결합하는 활성을 RT-PCR 로 확인한 것이다.11 confirms the binding ability of ACE2 variants for capture to virions. Specifically, after attaching the ACE2 variant for capture to Protein A sepharose, the activity of binding to the diluted Omicron virus was confirmed by RT-PCR.
도 12는 포획용 ACE2 변형체의 다량체 형성을 확인한 것이다.12 confirms the formation of multimers of ACE2 variants for capture.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각에 대한 다른 설명 및 실시형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기에 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.A detailed description of this is as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in the present invention may also be applied to other descriptions and embodiments for each. That is, all combinations of the various elements disclosed herein fall within the scope of the present invention. In addition, it cannot be seen that the scope of the present invention is limited by the specific descriptions described below.
본 명세서에서 사용되는 「포함하는」과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.Expressions such as “comprising” used in this specification are understood as open-ended terms that include the possibility of including other embodiments, unless specifically stated otherwise in a phrase or sentence in which the expression is included. It should be.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선을 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors use the concept of terms appropriately in order to explain their invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 i) Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 포획용으로 ACE2의 효소 활성이 제거된 ACE2 변형체 및 ii) Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용으로 ACE2의 효소 활성이 있는 ACE2 변형체를 포함하는, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체를 제공한다. As one aspect for achieving the above object, the present invention provides i) an ACE2 variant in which the enzymatic activity of ACE2 is removed for capturing Sars CoV-2 or variant virions thereof, and ii) detection of Sars CoV-2 or variant virions thereof Provided are ACE2 variants in which the ACE2 ectodomain has been redesigned, including ACE2 variants with enzymatic activity of ACE2 for use.
본 발명에서 용어 "Sars CoV-2"는 단일 가닥 RNA(single-stranded RNA) 코로나바이러스로서, 인간에게 전염성이 있고 코로나바이러스 감염증-19(COVID-19)의 원인이다.In the present invention, the term "Sars CoV-2" is a single-stranded RNA coronavirus, which is contagious to humans and causes Coronavirus Disease-19 (COVID-19).
본 발명에서 용어 "상기 Sars CoV-2의 변이체"는 알파, 베타, 감마, 델타, 오미크론 등의 모든 바이러스 변이를 포함하여 Sars CoV-2의 변이체 바이러스를 통칭하는 의미이다. 상기 Sars CoV-2는 바이러스 표면에 존재하는 스파이크 단백질과 숙주세포의 수용체인 ACE2 사이의 상호작용에 의해 수용체 매개 세포 내 도입 과정(receptor-mediated endocytosis)에 의해 표적세포 내부로 진입하게 된다. 효과적인 백신이 도입된 이후에도 Sars CoV-2는 숙주의 면역체계를 피하고 계속 돌파감염이 가능하도록 지속적으로 돌연변이를 유발하여 항체를 이용한 전통적인 진단방법에 의해 진단이 불가능하게 된다. In the present invention, the term "the variant of Sars CoV-2" refers to variant viruses of Sars CoV-2, including all viral variants such as alpha, beta, gamma, delta, and omicron. The Sars CoV-2 enters into the target cell by receptor-mediated endocytosis by the interaction between the spike protein present on the surface of the virus and ACE2, a receptor of the host cell. Even after an effective vaccine is introduced, Sars-CoV-2 evades the host's immune system and continuously induces mutations to enable breakthrough infection, making diagnosis impossible by traditional diagnostic methods using antibodies.
Sars CoV-2의 스파이크 단백질의 수용체 결합부위(RBD)에는 항체가 인식할 수 있는 항원결정기(epitope)와 ACE2 수용체가 인식할 수 있는 구조 결정기 (determinant)가 별도로 존재한다. 바이러스는 전자(항원결정기)를 변화시켜 숙주의 중화반응을 회피하고 후자(구조 결정기)는 보존함으로써 생존을 지속한다. 이러한 원리로 수용체를 이용한 진단은 모든 바이러스의 변이체를 포획하고 인식할 수 있다. 따라서, 스파이크 단백질에 돌연변이가 있는 Sars CoV-2 변이체의 경우에도 숙주세포로 침입하기 위해 수용체 인식에 필요한 구조 결정기(determinant)는 동일하게 유지되므로, ACE2 수용체와 결합하는 성질을 잃지 않는다. 이에, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온에 있어서 ACE2 수용체가 인식할 수 있는 구조 결정기는 보존되는 점에 착안하여, Sars CoV-2 또는 이의 변이체를 포획하기 위하여 C-말단 부위를 축소하고, ACE2의 효소 기능이 제거된 ACE2 변형체와 상기 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하기 위하여 C-말단 부위를 축소하고 ACE2의 효소 활성이 있는 ACE2 변형체를 포함하는, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체를 이용하여 Sars CoV-2의 감염이 진행 중인 개체에서 활성형 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하고자 하였다. 또한, 본 발명에 의하면, 현존하는 Sars CoV-2나 이의 변이체 뿐만 아니라 향후 발생하는 변이체도 제한없이 검출할 수 있다. In the receptor binding site (RBD) of the spike protein of Sars CoV-2, there are separate epitopes that antibodies can recognize and structural determinants that ACE2 receptors can recognize. Viruses maintain their survival by changing the former (epithelial determinant) to evade host neutralization and conserving the latter (structural determinant). According to this principle, diagnosis using receptors can capture and recognize variants of all viruses. Therefore, even in the case of a Sars CoV-2 mutant having a mutation in the spike protein, the structure determinant required for receptor recognition to invade the host cell remains the same, and therefore, it does not lose its ability to bind to the ACE2 receptor. Therefore, focusing on the fact that the structural determinant that the ACE2 receptor can recognize is conserved in Sars CoV-2 or its variant virions, the C-terminal region is reduced to capture Sars CoV-2 or its variants, and ACE2 An ACE2 variant in which the ectodomain of ACE2 is redesigned, including an ACE2 variant in which the enzymatic function of ACE2 has been removed and a C-terminal region is reduced to detect the Sars CoV-2 or its variant virion, and an ACE2 variant with enzymatic activity of ACE2 is included. was used to detect active Sars CoV-2 or its mutant virions in an individual infected with Sars CoV-2. In addition, according to the present invention, not only existing Sars CoV-2 or its variants but also future variants can be detected without limitation.
본 발명에서 용어 "ACE2"는 Sars CoV-2 표면에 존재하는 스파이크 단백질이 결합하는 숙주세포의 수용체를 의미하며, 본 발명에서 ACE2 또는 ACE2 수용체는 혼용하여 기재될 수 있으며, 동일한 의미로 해석된다.In the present invention, the term "ACE2" refers to a host cell receptor to which the spike protein present on the surface of Sars CoV-2 binds, and in the present invention, ACE2 or ACE2 receptors may be used interchangeably and are interpreted in the same meaning.
상기 용어 "비리온(virion)"은 감염 가능한 완전한 바이러스 입자를 의미한다.The term “virion” refers to an intact viral particle capable of infecting.
본 발명은 알파, 베타, 감마, 델타, 오미크론 등 모든 Sars CoV-2의 변이체를 검출할 수 있으며, Sars CoV-2 뿐만 아니라 Sars CoV, 그리고 일반 감기바이러스인 코로나바이러스-NL63 (CoV-NL63)에도 적용할 수 있다.The present invention can detect all variants of Sars CoV-2, such as alpha, beta, gamma, delta, and omicron, and can detect not only Sars CoV-2 but also Sars CoV, and coronavirus-NL63 (CoV-NL63), a common cold virus. can also be applied to
상기 ACE2 수용체 폴리펩티드는 NCBI GenBank에 등재된 Homo sapiens 유래의 ACE2 단백질(NCBI GenBank: NP_068576.1, 이의 유전자 서열_NCBI GenBank: AF241254.1)로 서열번호 30(1~805번의 아미노산 서열)을 가지고 있다. The ACE2 receptor polypeptide is an ACE2 protein derived from Homo sapiens listed in NCBI GenBank (NCBI GenBank: NP_068576.1, its gene sequence_NCBI GenBank: AF241254.1) and has SEQ ID NO: 30 (amino acid sequence from 1 to 805). .
상기 ACE2 엑토도메인(ectodomain)이 재설계된 ACE2 변형체는 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체를 포함하며, 상기 ACE2 엑토도메인(ectodomain)은 ACE2 (NCBI GenBank: AAF78220.1)(서열번호 30)에서 C-말단 부위가 축소된 것으로, 18-740번째 아미노산 서열(723개)(서열번호 1), 18-615 번째 아미노산 서열(598개)(서열번호 2) 또는 18-357 번째 아미노산 서열 (340개)(서열번호 3)에 해당한다. The ACE2 variants in which the ACE2 ectodomain is redesigned include an ACE2 variant for capture and an ACE2 variant for detection, and the ACE2 ectodomain is C in ACE2 (NCBI GenBank: AAF78220.1) (SEQ ID NO: 30). -The terminal region is reduced, the 18-740th amino acid sequence (723 pieces) (SEQ ID NO: 1), the 18-615th amino acid sequence (598 pieces) (SEQ ID NO: 2), or the 18-357th amino acid sequence (340 pieces) Corresponds to (SEQ ID NO: 3).
상기 검출용 ACE2 변형체는 상기 ACE2 아미노산 서열(서열번호 30)에서 C-말단 부위를 축소한 것으로, ACE2 기질에 대한 효소 활성을 가지므로 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출(detect)할 수 있으며, 서열번호 1 내지 서열번호 3의 아미노산 서열로 이루어진 군에서 선택되는 서열을 포함할 수 있다. 구체적으로, 서열번호 30의 아미노산 서열에서 18-740번째 아미노산 서열(723개)(서열번호 1), 18-615 번째 아미노산 서열(598개)(서열번호 2) 및 18-357 번째 아미노산 서열 (340개)(서열번호 3)로 이루어진 군에서 선택되는 서열을 포함할 수 있다. The ACE2 variant for detection is a reduction of the C-terminal region in the ACE2 amino acid sequence (SEQ ID NO: 30), and has enzymatic activity for the ACE2 substrate, so Sars CoV-2 or its variant virions can be detected. And, it may include a sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 3. Specifically, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 30, the 18-740th amino acid sequence (723) (SEQ ID NO: 1), the 18-615th amino acid sequence (598) (SEQ ID NO: 2) and the 18-357th amino acid sequence (340 dog) (SEQ ID NO: 3) may include a sequence selected from the group consisting of.
본 발명에서 상기 검출용 ACE2 변형체를 코딩하는 유전자는 서열번호 4 내지 6의 염기서열로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. In the present invention, the gene encoding the ACE2 variant for detection may be selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 4 to 6.
상기 포획용 ACE2 변형체는 효소 활성을 제거하기 위해, 돌연변이가 도입된 폴리펩티드로, 인위적으로 변이를 유도하여 ACE2 기질에 대한 효소 활성은 없으나, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온의 스파이크 단백질 또는 이의 변이체와 결합하여 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 포획(capture)할 수 있다. 상기 포획용 ACE2 변형체는 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열에서 357번째와 361번째의 히스티딘(H)이 아스파라긴(N)으로 치환되거나, 또는 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열에서 256번째 아르기닌(R), 361번째 히스티딘(H)와 385번째 글루탐산(E)이 알라닌(A)으로 치환될 수 있다.The ACE2 variant for capture is a polypeptide into which a mutation has been introduced to remove the enzymatic activity, and there is no enzymatic activity for the ACE2 substrate by artificially inducing mutation, but Sars CoV-2 or its variant Spike protein of virion or its variant Can be combined with to capture Sars CoV-2 or its mutant virions. In the ACE2 variant for capture, histidine (H) at positions 357 and 361 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 is substituted with asparagine (N), or at position 256 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 Arginine (R), histidine at position 361 (H) and glutamic acid at position 385 (E) may be substituted with alanine (A).
구체적으로, 상기 포획용 ACE2 변형체는 서열번호 7 내지 10의 아미노산 서열로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 상기 포획용 ACE2 변형체를 코딩하는 유전자는 서열번호 11 내지 14의 염기서열로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Specifically, the ACE2 variant for capture may be selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 7 to 10, and the gene encoding the ACE2 variant for capture may be selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 11 to 14 can
상기 검출용 ACE2 변형체와 포획용 ACE2 변형체는 ACE2(서열번호 30)의 아미노산 서열에서 C-말단 부위를 축소한 것으로, 상기 검출용 ACE2 변형체가 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함할 때, 상기 포획용 ACE2 변형체는 서열번호 8 또는 서열번호 10의 아미노산 서열을 포함한다. 또한, 상기 검출용 ACE2 변형체가 서열번호 2의 아미노산 서열을 포함할 때, 상기 포획용 ACE2 변형체는 서열번호 7 또는 서열번호 9의 아미노산 서열을 포함한다. 이에 따라, 서열번호 30의 아미노산 서열에서 상기 검출 또는 포획용 ACE2 변형체 어느 한쪽은 C-말단 부위(616~740 아미노산 잔기)를 포함하지 않게 된다. 상기 ACE2의 C-말단 부위(616-740 아미노산 잔기)는 ACE2 간의 이량체(dimer)결합이 가능한 영역이다. 이러한 ACE2의 C-말단 부위 축소로 인해, 본 발명에서는 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체 또는 이들의 다량체의 결합은 차단되게 된다. 즉, 포획용 또는 검출용 ACE2 변형체 중 어느 하나의 C-말단 부위 (616-740 아미노산 잔기)를 축소하게 되어, 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체 간의 이량체 결합은 차단할 수 있다. 이를 통해 비리온과 결합하지 않은 검출용 ACE2 변형체는 포획용 ACE2 변형체와 이량체를 이루지 못하고, 후술하는 바와 같이 검출 단계에서 워싱(washing) 되어 제거되므로, 비리온과 결합한 검출용 ACE2 변형체만이 남게 된다. The ACE2 variant for detection and the ACE2 variant for capture are obtained by reducing the C-terminal region in the amino acid sequence of ACE2 (SEQ ID NO: 30), and when the ACE2 variant for detection includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the capture The ACE2 variant comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 10. In addition, when the ACE2 variant for detection includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the ACE2 variant for capture includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 9. Accordingly, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 30, either of the ACE2 variants for detection or capture does not include the C-terminal region (amino acid residues 616 to 740). The C-terminal region (616-740 amino acid residues) of ACE2 is a region capable of dimer binding between ACE2s. Due to the reduction of the C-terminal region of ACE2, the binding between the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection or multimers thereof is blocked in the present invention. That is, by reducing the C-terminal region (amino acid residues 616-740) of either the ACE2 variant for capture or ACE2 for detection, dimer binding between the ACE2 variant for capture and ACE2 variant for detection can be blocked. Through this, the ACE2 variant for detection that is not bound to virion does not form a dimer with the ACE2 variant for capture, and as described later, it is washed and removed in the detection step, leaving only the ACE2 variant for detection that is bound to virion. do.
바이러스 감염 후 채취한 생물학적 시료 내에는 비감염성 불활성 비리온과 감염성 활성 비리온이 공존한다. 오직 후자(활성 비리온)만이 완전한 ACE2 수용체 결합잔기를 보유하고 있다. 이러한 성질상 ACE2 수용체를 이용한 본 발명은 생체 내에 현존하는 감염성 활성 비리온을 검출 또는 진단할 수 있다.Noninfectious inactive virions and infectiously active virions coexist in biological samples collected after viral infection. Only the latter (active virions) retain intact ACE2 receptor binding moieties. Due to these properties, the present invention using the ACE2 receptor can detect or diagnose infectiously active virions existing in vivo.
또한, 상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 N-말단에 알라닌(A)-알라닌(A) 서열을 포함할 수 있다. In addition, the ACE2 variant for capture or the ACE2 variant for detection may include an alanine (A)-alanine (A) sequence at the N-terminus.
상기 알라닌-알라닌 다이펩타이드 결합에 의해 상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 포획 또는 검출용 ACE2 변형체의 생성량과 세포 밖으로 분비되는 양이 증진될 수 있다. 구체적으로, 상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체에 상보적인 염기서열을 이용하여 재조합 플라스미드를 제조한 후 이를 형질전환용 세포에 도입하여 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체를 제조할 수 있는 데, 알라닌-알라닌 다이펩타이드의 결합에 의해 형질전환된 세포에서 생산되어 세포 밖으로 분비되는 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체의 양이 크게 증가하게 된다.Due to the alanine-alanine dipeptide bond, the amount of the ACE2 variant for capture or detection of the ACE2 variant for capture or detection and the amount of production and extracellular secretion of the ACE2 variant for capture or detection can be increased. Specifically, a recombinant plasmid is prepared using a nucleotide sequence complementary to the ACE2 variant for capture or ACE2 variant for detection, and then introduced into cells for transformation to prepare an ACE2 variant for capture or ACE2 variant for detection. , The amount of the ACE2 variant for capture or the ACE2 variant for detection produced in the transformed cell and secreted out of the cell by the binding of the alanine-alanine dipeptide is greatly increased.
상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 스파이크 단백질 또는 이의 변이체에 결합하는 수용체일 수 있다.The ACE2 variant for capture or the ACE2 variant for detection may be a receptor that binds to spike protein or a variant thereof.
상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 이량체, 삼량체, 사량체, 오량체, 육량체, 칠량체, 팔량체, 십량체 또는 그 이상의 다량체일 수 있으며, 다량체 형성에 의해 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 포획하는 수가 현저히 증가되게 되고, 보다 강한 결합이 가능하게 된다. 상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 i) 폴돈 또는 3개의 나선 번들(3HB)의 합성 펩타이드, ii) 면역글로불린 IgG, IgA, 또는 IgM의 Fc 단편, iii) 스트렙타비딘(streptavidin), 애비딘(avidin), 뉴트라비딘(NeutrAvidin), 또는 이들의 유도체 및 iv) 애비택(AviTag™), 비오틴화된 애비택, 스트렙택(Strep-tag II®) 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 링커를 이용하여 공유결합에 의해 중합될 수 있으며, 이에 의해 다량체 형태로 제조가 가능하다. The ACE2 variant for capture or the ACE2 variant for detection may be a dimer, a trimer, a tetramer, a pentamer, a hexamer, a heptamer, an octamer, a decamer, or more multimers, and Sars CoV- 2 or a variant thereof, the number of capturing virions is significantly increased, and stronger binding becomes possible. The ACE2 variants for capture or ACE2 variants for detection include i) a synthetic peptide of foldon or three helix bundle (3HB), ii) an Fc fragment of immunoglobulin IgG, IgA, or IgM, iii) streptavidin, Abs. Dean (avidin), neutravidin (NeutrAvidin), or derivatives thereof and iv) AviTag™, biotinylated Abitak, Strep-tag (Strep-tag II ® ) or derivatives thereof selected from the group consisting of It can be polymerized by covalent bonding using one or more linkers, thereby making it possible to prepare in the form of a multimer.
상기 폴돈(foldon)은 T4 fibritin의 C-말단으로, GYIPEAPRDGQAYVRKDGEWVLLSTFL의 아미노산 서열(서열번호 25)을 가진다. 상기 3개의 나선 번들(3HB)은 GEIAAIKQEIAAIKKEIAAIKWEIAAIKQGYG의 아미노산 서열(서열번호 26)을 가진다. 상기 스트렙타비딘(streptavidin)은 서열번호 27의 아미노산 서열을 가진다. 상기 애비택(Avitag™)은 GLNDIFEAQKIEWHE 아미노산 서열(서열번호 28)을 가질 수 있으며, 구체적으로 비오틴화된 애비택을 사용할 수 있다. 상기 스트렙택(Streptag II®)은 WSHPQFEK 아미노산 서열(서열번호 29)을 가질 수 있다.The foldon is the C-terminus of T4 fibritin and has the amino acid sequence of GYIPEAPRDGQAYVRKDGEWVLLSTFL (SEQ ID NO: 25). The three helix bundle (3HB) has the amino acid sequence of GEIAAIKQEIAAIKKEIAAIKWEIAAIKQGYG (SEQ ID NO: 26). The streptavidin has an amino acid sequence of SEQ ID NO: 27. The Avitag™ may have the GLNDIFEAQKIEWHE amino acid sequence (SEQ ID NO: 28), and specifically, biotinylated Avitag may be used. The Streptag II ® may have the WSHPQFEK amino acid sequence (SEQ ID NO: 29).
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof, including an ACE2 variant in which the ACE2 ectodomain is redesigned.
상기 재설계된 ACE2 변형체는 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 다량체를 포함한다. 본 발명에서 용어 "재설계된 ACE2 변형체", "ACE2 엑토도메인", "포획용 ACE2 변형체", "검출용 ACE2 변형체", "다량체", "Sars CoV-2", "Sars CoV-2의 변이체", 및 "비리온"에 대한 설명은 전술한 바와 같다. The redesigned ACE2 variants include ACE2 variants for capture and ACE2 multimers for detection. In the present invention, the term "redesigned ACE2 variant", "ACE2 ectodomain", "ACE2 variant for capture", "ACE2 variant for detection", "multimer", "Sars CoV-2", "variant of Sars CoV-2" ", and the description of "virion" is as described above.
상기 검출용 조성물은 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체 이외에, 상기 검출용 ACE2 변형체에 대한 기질을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 검출용 ACE2 변형체의 ACE2 효소 활성에에 의해 절단되어 형광을 발산하거나 발색하도록 하는 기질을 포함한다. 포획용 ACE2 변형체는 기질에 대한 효소 활성이 없으며, 상기 검출용 ACE2 변형체 또는 다량체는 기질에 대한 효소 활성을 가질 수 있다. ACE2의 효소활성을 이용한 형광검출 방식은 FRET (Fluorescent Resonance Energy Transfer) assay를 이용할 수 있으며, 기질의 5' 및 3' 각 부분이 형광염료 및 소거제(또는 그 반대)로 표지되어 있고, ACE2의 효소활성에 의해 형광신호가 방출되는 원리이다. 사용되는 구체적 방식은 검출장비, 사용되는 구체적인 형광염료 및 소거제, 펩타이드 서열 등에 따라 달라질 수 있다. The composition for detection may include, in addition to the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection, a substrate for the ACE2 variant for detection. Specifically, the ACE2 variant for detection is cleaved by the ACE2 enzyme activity to emit fluorescence or Contains a substrate that causes color development. The ACE2 variant for capture has no enzymatic activity for a substrate, and the ACE2 variant or multimer for detection may have an enzymatic activity for a substrate. The fluorescence detection method using the enzyme activity of ACE2 can use FRET (Fluorescent Resonance Energy Transfer) assay, and each part of the 5' and 3' of the substrate is labeled with a fluorescent dye and a scavenger (or vice versa), and the It is the principle that a fluorescent signal is emitted by enzyme activity. The specific method used may vary depending on the detection equipment, the specific fluorescent dye and scavenger used, and the peptide sequence.
본 발명에서 사용된 용어 "형광염료"(fluorophore, fluorochrome)는 특정한 제1 파장의 에너지를 흡수하고 다른 제2 파장의 에너지를 방출할 수 있는 물질을 의미한다. 예를 들면, 플루오레신 또는 그 유도체 예컨대 플루오레신 아이소티오시아네이트, FAM과 같은 카르복시 플루오레신, 플루오레신 아마디이트, Cy3, Cy5, Cy7과 같은 시아닌 또는 그 유도체, TAMRA (tetramethylrhodamine)과 같은 로다민 또는 그 유도체, 쿠마린 또는 그 유도체 등을 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다. The term "fluorescent dye" (fluorophore, fluorochrome) used in the present invention refers to a material capable of absorbing energy of a specific first wavelength and emitting energy of a different second wavelength. For example, fluorescein or a derivative thereof such as fluorescein isothiocyanate, carboxy fluorescein such as FAM, fluorescein amadite, cyanine or derivative thereof such as Cy3, Cy5, Cy7, TAMRA (tetramethylrhodamine) and Rhodamine or derivatives thereof, coumarin or derivatives thereof, and the like, but are not limited thereto.
상기 "소거제"(quencher)는 형광염료에서 발생하는 여기(excitation) 에너지를 받아들이는 형광소거제 (fluorophore quencher) 또는 비형광 소거제 (dark quencher)이다. 상기 형광소거제는 전달된 에너지가 특정 파장의 빛으로 방출되고, 비형광 소거제는 열 등을 이용하여 확인할 수 있다. 상기 형광염료와 소거제는 상술한 형광에너지 전달 방식, 각 물질의 파장, 검출장비 등을 고려하여 적절한 것을 선택할 수 있다. The "quencher" is a fluorophore quencher or a dark quencher that accepts excitation energy generated from a fluorescent dye. In the fluorescent quencher, the transferred energy is emitted as light of a specific wavelength, and the non-fluorescent quencher can be identified using heat or the like. The fluorescent dye and the quencher may be appropriately selected in consideration of the above-described fluorescence energy transfer method, wavelength of each material, and detection equipment.
본 발명에서 검출용 ACE2 변형체의 기질 펩티드는 5'에 형광염료, 3'에는 소거제를 표지할 수 있으며 FRET 방식으로 사용될 수 있다. In the present invention, the substrate peptide of the ACE2 variant for detection can be labeled with a fluorescent dye at 5' and a scavenger at 3', and can be used in a FRET method.
상기 기질은 형광염료(fluoropore)과 소거제(quencher)로 라벨된 ACE2의 기질로, Mca-YVADAPK(Dnp), Mca-RPPGFSAFK(Dnp), 및 Mca-APK(Dnp)로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 상기 Mca은 형광염료(fluoropore)로 메톡시쿠마린을 의미하고, Dnp는 소거제(quencher)로 디니트로페놀을 의미한다. The substrate is a substrate of ACE2 labeled with a fluorescent dye (fluoropore) and a quencher, and may be selected from the group consisting of Mca-YVADAPK (Dnp), Mca-RPPGFSAFK (Dnp), and Mca-APK (Dnp) And, Mca means methoxycoumarin as a fluorescent dye (fluoropore), and Dnp means dinitrophenol as a quencher.
효소 활성을 가지는 ACE2 변형체를 다량체 형태로 제조하여 사용함으로써, 비리온에 결합할 ACE2의 분자 수를 증가시켜, FRET 분석 시 신호를 증폭시킬 수 있다.By preparing and using the ACE2 variant having enzymatic activity in the form of a multimer, the number of ACE2 molecules bound to virions can be increased, thereby amplifying the signal in FRET analysis.
전술한 바와 같이, 상기 포획용 ACE2 변형체는 기질에 대한 효소 활성이 없으며, 상기 검출용 ACE2 변형체는 기질에 대한 효소 활성을 가진다. 즉, 포획용 ACE2 변형체는 아미노산 서열 변형을 통해 ACE2의 효소 기능을 제거하여 기질에 대한 효소 활성이 없으며, 단지 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 포획하는 역할을 한다.As described above, the ACE2 variant for capture has no enzymatic activity for a substrate, and the ACE2 variant for detection has an enzymatic activity for a substrate. That is, the ACE2 variant for capture has no enzymatic activity for the substrate by removing the enzymatic function of ACE2 through amino acid sequence modification, and serves only to capture Sars CoV-2 or its mutant virions.
상기 검출용 ACE2 변형체 또는 다량체는 기질에 대한 효소 활성을 가지므로, 상기 포획용 ACE2 변형체에 포획된 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온에 결합할 뿐만 아니라, 효소로서 ACE2의 기질을 절단함에 따라 형광을 발산하게 되므로, 전술한 FRET 방법에 의해 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하게 된다. Since the ACE2 variant or multimer for detection has enzymatic activity for the substrate, it not only binds to Sars CoV-2 or its variant virion captured by the ACE2 variant for capture, but also cleaves the substrate of ACE2 as an enzyme Since it emits fluorescence, Sars CoV-2 or its variant virions are detected by the FRET method described above.
또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물을 포함하는 진단키트를 제공한다. As another aspect, the present invention provides a diagnostic kit including the composition for detecting Sars CoV-2 or its variant virions.
본 발명에서 용어 "재설계된 ACE2 변형체", "ACE2 엑토도메인", "포획용 ACE2 변형체", "검출용 ACE2 변형체", "다량체", "Sars CoV-2", "Sars CoV-2의 변이체", "비리온", "검출용 조성물"에 대한 설명은 전술한 바와 같다.In the present invention, the term "redesigned ACE2 variant", "ACE2 ectodomain", "ACE2 variant for capture", "ACE2 variant for detection", "multimer", "Sars CoV-2", "variant of Sars CoV-2" ", "virion", and "detection composition" are as described above.
상기 진단키트는 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물을 포함하며, 전술 및 후술하는 바와 같이, 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체와 효소 활성을 가지는 검출용 ACE2 변형체 또는 이들의 다량체를 이용하여 FRET 방법에 의해 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출할 수 있다. 이외에도 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체와 효소 활성을 가지는 검출용 ACE2 변형체 또는 이들의 다량체를 이용하여 측방 유동 분석(Laterial flow assay) 방법에 의해 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출할 수 있다. 상기 측방 유동 분석(Laterial flow assay)은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 적용이 가능하다. The diagnostic kit includes a composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof, and, as described above and below, a capture ACE2 variant immobilized on a solid support and an ACE2 variant for detection having enzymatic activity or a multimer thereof Sars CoV-2 or its variant virions can be detected by the FRET method using. In addition, it is possible to detect Sars CoV-2 or its variant virions by lateral flow assay using an ACE2 variant for capture immobilized on a solid support, an ACE2 variant for detection having enzymatic activity, or a multimer thereof. can The lateral flow assay can be applied using a method known in the art.
또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 상기 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계; 및 ii) 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온과 결합된 검출용 ACE2 변형체의 효소 활성을 측정하는 단계를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method comprising: i) contacting a biological sample with the redesigned ACE2 variant including the capture ACE2 variant immobilized on a solid support; and ii) measuring the enzymatic activity of the ACE2 variant for detection bound to Sars CoV-2 or its variant virions captured by the ACE2 variant for capture immobilized on the solid support. A method for detecting its mutant virion is provided.
본 발명에서 용어 "재설계된 ACE2 변형체", "포획용 ACE2 변형체", "검출용 ACE2 변형체", "다량체", "FRET assay", "Sars CoV-2", " Sars CoV-2의 변이체", "비리온"에 대한 설명은 전술한 바와 같다.In the present invention, the term “redesigned ACE2 variant”, “capture ACE2 variant”, “detection ACE2 variant”, “multimer”, “FRET assay”, “Sars CoV-2”, “sars CoV-2 variant” , The description of "virion" is as described above.
본 발명의 검출방법은 i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 상기 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계를 포함한다.The detection method of the present invention includes i) contacting a biological sample with the redesigned ACE2 variant including the capture ACE2 variant immobilized on a solid support.
상기 "생물학적 시료"란 코 또는 비인두 분비물, 침, 소변, 대변, 전혈, 혈청, 혈장, 조직, 세포, 조직 부검 시료(뇌, 피부, 림프절, 척수 등), 세포 배양 상등액, 파열된 진핵세포 등 인체에서 분리된 시료를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The "biological sample" means nasal or nasopharyngeal secretions, saliva, urine, feces, whole blood, serum, plasma, tissue, cells, tissue autopsy samples (brain, skin, lymph node, spinal cord, etc.), cell culture supernatant, ruptured eukaryotic cells Samples isolated from the human body may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 접촉 단계에서, 상기 포획용 ACE2 변형체는 고체 지지체에 고정된 상태로, 생물학적 시료 내에 존재하는 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 전술한 바와 같이 포획하여 농축하는 역할을 하며, 상기 재설계된 ACE2 변형체에 포함되는 검출용 ACE2 변형체가 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온에 결합하게 된다. In the contacting step, the ACE2 variant for capture serves to capture and concentrate Sars CoV-2 or its variant virions present in the biological sample in a state immobilized on a solid support as described above, and the redesigned ACE2 The ACE2 variant for detection included in the variant binds to Sars CoV-2 or its mutant virion captured by the ACE2 variant for capture immobilized on a solid support.
본 발명의 검출방법은 ii) 상기 검출용 ACE2 변형체의 효소 활성을 측정하는 단계를 포함한다. The detection method of the present invention includes ii) measuring the enzyme activity of the ACE2 variant for detection.
상기 고체 지지체에 고정된 효소활성이 없는 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온과 결합한 검출용 ACE2 변형체를 효소로 이용하는 방법으로, 검출용 ACE2 변형체가 기질을 절단하는 ACE2의 효소 활성을 전술한 FRET assay 방법에 의해 측정하여 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출할 수 있다. A method of using, as an enzyme, an ACE2 variant for detection bound to Sars CoV-2 or its variant virion captured in a capture ACE2 variant without enzymatic activity immobilized on the solid support, wherein the ACE2 variant for detection cleaves the substrate Sars CoV-2 or its mutant virions can be detected by measuring the enzymatic activity of ACE2 by the FRET assay described above.
또한, 상기 i) 단계 이후에 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체-Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온-검출용 ACE2 변형체의 결합을 형성하지 않은 검출용 ACE2 변형체를 워싱(washing)하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, after step i), the ACE2 variant for detection that does not form a bond between the ACE2 variant for capture-Sars CoV-2 or its variant virion-detection ACE2 variant immobilized on the solid support is removed by washing Further steps may be included.
상기 워싱(washing) 과정에 의해 포획용 ACE2 변형체에 포획된 비리온과 이와 결합된 검출용 ACE2 변형체를 제외한 모든 것들이 제거된다. 즉, 상기 워싱 과정에 의해 비리온과 결합하지 않은 검출용 ACE2 변형체는 제거되고, 완전한 ACE 수용체 결합 잔기를 보유하고 있는 감염성 활성 비리온과 결합한 검출용 ACE2 변형체만 존재하게 되므로, 검출용 ACE2 변형체의 효소 활성을 측정하여 감염성 활성 비리온의 검출이 가능하게 된다. By the washing process, all but the virion captured by the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection bound thereto are removed. That is, the washing process removes the ACE2 variants for detection that do not bind to virions, and only the ACE2 variants for detection that bind to infectiously active virions having complete ACE receptor binding residues exist. Enzymatic activity is measured to allow detection of infectiously active virions.
도 1은 Sars CoV-2의 비리온을 검출하는 본 발명의 전체적인 모식도를 나타내고, 도 2는 Sars CoV-2의 비리온을 검출하는 FRET ASSAY 방법을 나타낸다.1 shows an overall schematic diagram of the present invention for detecting Sars CoV-2 virions, and FIG. 2 shows a FRET ASSAY method for detecting Sars CoV-2 virions.
구체적으로, 고체 지지체에 고정된 효소 활성이 없는 포획용 ACE2 변형체가 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 포획하고, 효소 활성이 있는 검출용 ACE2 변형체는 상기 포획용 ACE2 변형체에 포획된 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온에 결합한 후, 효소 활성을 통해 기질을 절단하여 FRET 방법을 통해 나타나는 형광을 검출함으로써, 비리온을 검출한다. 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체와 효소 활성을 가지는 검출용 ACE2 변형체 또는 이들의 다량체를 이용하여 측방 유동 분석(Laterial flow assay) 방법에 의해 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출할 수 있다. 상기 측방 유동 분석(Laterial flow assay)은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 적용이 가능하다.Specifically, an ACE2 variant for capture without enzymatic activity immobilized on a solid support captures Sars CoV-2 or a variant virion thereof, and an ACE2 variant for detection with enzymatic activity captures Sars CoV-2 or a mutant virion thereof. 2 or its variant After binding to virions, virions are detected by cleavage of the substrate through enzymatic activity and detecting fluorescence that appears through the FRET method. Sars CoV-2 or its variant virions can be detected by a lateral flow assay method using an ACE2 variant for capture immobilized on a solid support, an ACE2 variant for detection having enzymatic activity, or a multimer thereof. there is. The lateral flow assay can be applied using a method known in the art.
도 3 내지 도 6은 고체 지지체에 고정된 코팅 물질과 포획용 ACE2 변형체에 결합된 링커를 이용하여 Sars CoV-2와 이의 변이체를 포획하는 방법을 나타낸다. 도 3은 고체 지지체에 코팅된 헤파린을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다. 도 4는 고체 지지체에 코팅된 단백질 A 또는 단백질 G와 포획용 ACE2 변형체에 결합된 Fc 단편(IgG, IgA, IgM)의 결합을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다. 도 5는 고체 지지체에 코팅된 스트렙타비딘(streptavidin)과 포획용 ACE2 변형체에 결합된 비오틴화된 애비택(AviTag™)의 결합을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다. 도 6은 고체 지지체에 코팅된 스트렙택틴-XT(StrepTactin-XT)과 포획용 ACE2의 변형체에 결합된 스트렙택II(Strep-tag II®)의 결합을 이용하여 Sars CoV-2의 비리온을 포획하는 방법을 나타내는 것이다.3 to 6 show methods for capturing Sars CoV-2 and variants thereof using a coating material immobilized on a solid support and a linker coupled to the ACE2 variant for capture. Figure 3 shows a method for capturing Sars CoV-2 virions using heparin coated on a solid support. 4 shows a method for capturing Sars CoV-2 virions by using the binding of protein A or protein G coated on a solid support and an Fc fragment (IgG, IgA, IgM) bound to an ACE2 variant for capture. 5 shows a method for capturing virions of Sars CoV-2 using a combination of streptavidin coated on a solid support and biotinylated AviTag™ coupled to an ACE2 variant for capture. . Figure 6 captures virions of Sars CoV-2 using the combination of StrepTactin-XT coated on a solid support and Strep-tag II ® bound to a variant of ACE2 for capture It shows how to do it.
상기와 같이 고체 지지체의 코팅 물질에 포획용 ACE2 변형체에 결합된 링커가 결합함으로서 포획용 ACE2 변형체가 고체 지지체에 고정되게 된다. 상기 고정된 포획용 ACE2 변형체는 생물학적 시료 내에 존재하는 Sars CoV-2 또는 이의 변이체를 포획하는 포획(capture) 수용체로 기능하게 된다. 상기와 같은 포획에 의해 적은 양의 생물학적 시료를 흘려 주어도 되므로, 바이러스의 농축 효과가 있다. As described above, the linker bound to the ACE2 variant for capture is bound to the coating material of the solid support, thereby fixing the variant of ACE2 for capture to the solid support. The immobilized ACE2 variant for capture functions as a capture receptor that captures Sars CoV-2 or a variant thereof present in a biological sample. Since a small amount of biological sample may be flowed by the capture as described above, there is an effect of concentrating the virus.
상기 고체 지지체는 포획용 ACE2 변형체를 고정화하기 위하여 사용되는 것으로, 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체-비리온-검출용 ACE2 변형체의 결합을 형성한 비리온은 워싱에 의해 제거되지 않고 포획용 ACE2 변형체를 통해 고체 지지체에 고정되게 된다.The solid support is used to immobilize the ACE2 variant for capture, and the virion formed by the binding of the ACE2 variant for capture-virion-ACE2 variant for detection immobilized on the solid support is not removed by washing, and the ACE2 for capture It is fixed to the solid support through the deformable body.
상기 고체 지지체는, 예를 들어 표면, 입자, 다공성 기질 등의 형태의 지지체를 포함하며, 필수적으로 수불용성이고 면역분석 측정법에서 유용한 불활성 지지체 또는 담체일 수도 있다. 통상적으로 사용되는 지지체의 예는 작은 시트, 세파덱스, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아크릴아미드, 플라스틱 비드, 자성비드, 금 입자, 필터 스트립, 및 96-웰 마이크로타이터 플레이트를 포함하며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등으로부터 제조된 분석 플레이트 또는 시험관, 튜브 뿐만 아니라 여과지, 아가로스, 가교된 덱스트란 및 기타 다당류와 같은 입상 물질을 포함한다.The solid support includes, for example, a support in the form of a surface, particle, porous matrix, etc., and may be an inert support or carrier that is essentially water-insoluble and useful in immunoassay assays. Examples of commonly used supports include small sheets, sephadex, polyvinyl chloride, polyacrylamide, plastic beads, magnetic beads, gold particles, filter strips, and 96-well microtiter plates, polyethylene, polypropylene particulate materials such as filter paper, agarose, cross-linked dextran, and other polysaccharides, as well as assay plates or test tubes, tubes made from , polystyrene, and the like.
상기 고체 지지체는 i) 헤파린 또는 이의 유도체, ii) 단백질 A 또는 단백질 G, 및 iii) 스트렙타비딘, 애비딘, 뉴트라비딘, 스트렙택틴 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 물질이 코팅될 수 있다. The solid support may be coated with a coating material selected from the group consisting of i) heparin or a derivative thereof, ii) protein A or protein G, and iii) streptavidin, avidin, neutravidin, streptactin, or a derivative thereof. there is.
상기 포획용 ACE2 변형체는 i) 폴돈 또는 3개의 나선 번들(3HB)의 합성 펩타이드, ii) 면역글로불린 IgG, IgA, 또는 IgM의 Fc 단편, iii) 스트렙타비딘, 애비딘, 뉴트라비딘, 또는 이들의 유도체 및 iv) 애비택, 비오틴화된 애비택, 스트렙택 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 링커와 결합될 수 있으며, 또한 상기 링커를 이용하여 포획용 ACE2 변형체가 중합되어 ACE2 변형체의 다량체를 형성할 수 있다. 또한 포획용 ACE2 변형체는 다량체 상태로 비리온을 강하게 결합하고 포획할 수 있다. 상기 고체 지지체의 코팅 물질과 상기 포획용 ACE2 변형체에 결합된 링커가 결합되어 고체 지지체상에 포획용 ACE2 변형체가 도 3 내지 도 6과 같이 고정될 수 있다.The ACE2 variant for capture is i) a synthetic peptide of foldon or three helix bundle (3HB), ii) an Fc fragment of immunoglobulin IgG, IgA, or IgM, iii) streptavidin, avidin, neutravidin, or any of these derivatives and iv) at least one linker selected from the group consisting of Abitac, biotinylated Abitac, Streptac, or derivatives thereof, and the ACE2 variant for capture is polymerized using the linker to obtain the ACE2 variant. Can form multimers. In addition, the ACE2 variant for capture can strongly bind and capture virions in a multimeric state. The coating material of the solid support and the linker bound to the ACE2 variant for capture may be bonded to the solid support to immobilize the ACE2 variant for capture as shown in FIGS. 3 to 6 .
상기 고체 지지체에 고정된 코팅 물질과 포획용 ACE2 변형체에 결합된 링커의 결합에 의해 Sars CoV-2와 이의 변이체 비리온이 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획되게 된다. 이에 의해 포획용 ACE2 변형체에 포획된 비리온이 고체 지지체에서 이탈되지 않고 강하게 고정되게 된다. 이와 같이, 상기 포획용 ACE2 변형체에 결합된 링커를 통해 고체 지지체에 코팅된 코팅 물질과 강하게 결합되어 상기 포획용 ACE2 변형체를 고체 지지체 상에 강하게 고정시킴으로써, 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온에 결합된 검출용 ACE2 변형체 및 다량체의 효소활성을 측정하는 것이 가능하다.Sars CoV-2 and its variant virions are captured by the ACE2 variant for capture immobilized on the solid support by binding of the linker to the coating material immobilized on the solid support and the ACE2 variant for capture. As a result, the virions captured by the ACE2 variant for capture are strongly immobilized without being separated from the solid support. In this way, the ACE2 variant for capture is strongly bound to the coating material coated on the solid support through the linker attached to the ACE2 variant for capture, thereby strongly immobilizing the ACE2 variant for capture on the solid support, thereby capturing the ACE2 variant for capture immobilized on the solid support It is possible to measure the enzymatic activity of ACE2 variants and multimers for detection bound to Sars CoV-2 or its mutant virions.
또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 상기 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계; 및 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체에 결합된 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온의 RNA를 포획된 비리온 특이적 프라이머로 증폭하는 단계를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method comprising: i) contacting a biological sample with the redesigned ACE2 variant including the capture ACE2 variant immobilized on a solid support; and amplifying RNA of Sars CoV-2 or its mutant virion bound to the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection immobilized on the solid support with a primer specific to the captured virion, Sars CoV-2 Or it provides a method for detecting a variant virion thereof.
본 발명에서 용어 "생물학적 시료", "고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체", "재설계된 ACE2 변형체", "포획용 ACE2 변형체", "검출용 ACE2 변형체", "다량체", "Sars CoV-2", "Sars CoV-2의 변이체", "비리온"에 대한 설명은 전술한 바와 같다.In the present invention, the terms "biological sample", "capture ACE2 variant immobilized on a solid support", "redesigned ACE2 variant", "capture ACE2 variant", "detection ACE2 variant", "multimer", "Sars CoV -2", "variant of Sars CoV-2", and "virion" are described above.
본 방법은 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체에 결합된 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온에 열 또는 계면활성제(detergent) 등을 가해 RNA를 방출시키고, 상기 RNA를 포획된 비리온 특이적 프라이머로 증폭하여 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 것이다. This method releases RNA by applying heat or a detergent to Sars CoV-2 or its variant virions bound to the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection immobilized on a solid support, and the captured RNA Sars CoV-2 or its variant virions are detected by amplification with virion-specific primers.
상기 비리온 특이적 프라이머는 서열번호 23 및 서열번호 24로 이루어진 프라이머 쌍 또는 서열번호 25 및 서열번호 26으로 이루어진 프라이머 쌍으로 이루어진다.The virion-specific primers consist of a primer pair consisting of SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24 or a primer pair consisting of SEQ ID NO: 25 and SEQ ID NO: 26.
상기 서열번호 23 및 서열번호 24로 이루어진 프라이머 쌍과 서열번호 25 및 서열번호 26으로 이루어진 프라이머 쌍은 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온의 N gene을 타겟으로 하는 2 종류의 프라이머 쌍에 해당한다. 포획용 ACE2 변형체로 활성형 비리온을 포획하고, 검출용 ACE2 변형체가 결합된 비리온 내 RNA를 특이적으로 검출할 수 있으므로, 효소 활성만을 이용한 방식에 비해 특이성면에서 우수하다. The primer pair consisting of SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24 and the primer pair consisting of SEQ ID NO: 25 and SEQ ID NO: 26 correspond to two types of primer pairs targeting the N gene of Sars CoV-2 or its mutant virion. Since an active virion can be captured with the ACE2 variant for capture and RNA in the virion to which the ACE2 variant for detection is bound can be specifically detected, it is superior in specificity to a method using only enzymatic activity.
도 7은 Sars CoV-2의 비리온의 RNA를 상기와 같은 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 RT-PCR 방법을 이용하여 검출하는 과정을 나타낸다.7 shows a process of detecting Sars CoV-2 virion RNA using the RT-PCR method using the virion-specific primers as described above.
도 8은 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체 그리고 형광이 라벨된 기질을 이용하여 일부는 FRET ASSAY를 진행한 것이다.8 shows a partial FRET ASSAY process using ACE2 variants for capture, ACE2 variants for detection, and fluorescently labeled substrates.
도 9는 Sars CoV-2의 비리온의 RNA를 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 증폭한 결과를 나타낸다. 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 상기 바이러스 특이적인 RNA를 검출할 수 있으므로, 이 방법에 의해 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 것이 가능하다. 9 shows the result of amplifying Sars CoV-2 virion RNA using virion-specific primers. Since the virus-specific RNA can be detected using a virion-specific primer, it is possible to detect Sars CoV-2 or mutant virions thereof by this method.
도 10은 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체 그리고 형광이 라벨된 기질을 이용하여 일부는 FRET ASSAY를 진행하고, 나머지 샘플은 RNA를 방출시킨 후 비리온 특이적 프라이머를 이용하여 RT-PCR을 수행한 결과를 나타낸다.10 shows FRET ASSAY for some using ACE2 variants for capture, ACE2 variants for detection, and fluorescently labeled substrates, and RT-PCR using virion-specific primers for the remaining samples after releasing RNA shows a result.
상기 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체 그리고 형광이 라벨된 기질을 이용한 FRET ASSAY 검출방법을 바이러스 실시간유전자증폭방법(RT-PCR)과 결합하면, 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체와 결합된 활성 중인 감염성 바이러스 병원체로부터 나온 바이러스 RNA를 검출할 수 있다.When the FRET ASSAY detection method using the ACE2 variant for capture, the ACE2 variant for detection, and a fluorescently labeled substrate is combined with the viral real-time gene amplification method (RT-PCR), the activity associated with the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection Viral RNA from infectious viral pathogens can be detected.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
실시예 1. 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체의 유전자 재조합 클로닝Example 1. Recombinant cloning of ACE2 variants for capture and ACE2 variants for detection
1-1. 포획용 ACE2 변형체의 유전자 재조합 클로닝1-1. Genetic recombination cloning of ACE2 variants for capture
IL2 signal peptide의 염기서열과 Ala-Ala(alanine dipeptide)의 염기서열을 서열번호 12의 NN 변이형 ACE2 염기서열(서열번호 8의 18~615 아미노산 잔기의 NN 변이형 ACE2에 대응)의 N-terminal에 오도록 디자인하고 이를 IgG1의 Fc 단편에 해당하는 염기서열과 C-terminal에서 연결되도록 서열번호 18의 염기서열로 이루어진 포획용 ACE2 변형체를 제조하였다. 상기 서열번호 18(서열번호 16의 아미노산 서열에 대응)의 포획용 ACE2 변형체를 유전자 재조합 클로닝 방법을 통해 포유류 동물세포에서 발현하는 플라스미드 DNA를 제조하였다. The nucleotide sequence of the IL2 signal peptide and the nucleotide sequence of Ala-Ala (alanine dipeptide) are the N-terminal of the NN variant ACE2 nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12 (corresponding to the NN variant ACE2 of amino acid residues 18 to 615 of SEQ ID NO: 8) , and a ACE2 variant for capture consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 linked at the C-terminal with the nucleotide sequence corresponding to the Fc fragment of IgG1 was prepared. Plasmid DNA expressing the ACE2 variant for capture of SEQ ID NO: 18 (corresponding to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16) in mammalian cells was prepared through genetic recombination cloning.
1-2. 검출용 ACE2 변형체의 유전자 재조합 클로닝1-2. Genetic recombination cloning of ACE2 variants for detection
IL2 signal peptide의 염기서열과 Ala-Ala(alanine dipeptide)의 염기서열을 서열번호 4의 ACE2 염기서열(서열번호 1의 18-740 ACE2 아미노산 잔기에 대응)의 N-terminal에 위치하도록 서열번호 17의 염기서열(서열번호 15의 아미노산 서열에 대응)을 디자인하였다. 효소 활성이 유지되도록 야생형 ACE2 유전자 서열과 동일하면서, Fc 단편없이 제조한 염기서열을 유전자 재조합 클로닝 방법을 통해 포유류 동물세포에서 발현하는 플라스미드 DNA를 제조하였다. The nucleotide sequence of IL2 signal peptide and the nucleotide sequence of Ala-Ala (alanine dipeptide) of SEQ ID NO: 17 are located at the N-terminal of the ACE2 nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 (corresponding to 18-740 amino acid residues of ACE2 of SEQ ID NO: 1) A base sequence (corresponding to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15) was designed. A plasmid DNA expressing a nucleotide sequence identical to the wild-type ACE2 gene sequence without the Fc fragment in mammalian animal cells through genetic recombination cloning was prepared so as to maintain enzyme activity.
실시예 2. 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체 단백질의 준비Example 2. Preparation of ACE2 variants for capture and ACE2 variant proteins for detection
실시예 1에서 제조된 plasmid DNA를 transfection 하기 위해, transfection의 하루 전에 293 세포를 3X106 세포 수가 되도록 T25 플라스크에 seeding하였다. 리포좀(liposome)을 이용하여 약 5㎍의 효소 활성이 제거된 포획용 또는 효소 활성이 남아있는 검출용 ACE2 변형체 plasmid DNA를 transfection 하였다. 2~4일 후 세포 밖으로 분비된 포획용 또는 검출용 ACE2 변형체와 이들의 다량체 단백질을 배양액으로부터 수집하였다. 다량체의 경우, 도 12와 같이 팔량체의 형태로 준비하였다. 도 12에서와 같이 이량체에서 팔량체로 다량체화 (multimerization)할 수 있었음을 확인하였다.In order to transfect the plasmid DNA prepared in Example 1, 293 cells were seeded in a T25 flask at a cell number of 3X10 6 one day before transfection. About 5 μg of ACE2 variant plasmid DNA for capture or detection with enzyme activity remaining was transfected using liposomes. After 2 to 4 days, ACE2 variants for capture or detection secreted out of cells and their multimeric proteins were collected from the culture medium. In the case of a multimer, it was prepared in the form of an octamer as shown in FIG. 12 . As shown in FIG. 12, it was confirmed that the dimer could be multimerized into an octamer.
실시예 3. Sars CoV-2와 Mers CoV의 pseudovirus의 준비Example 3. Preparation of pseudoviruses of Sars CoV-2 and Mers CoV
Sars CoV-2 pseudovirus는 Sars CoV-2의 spike 단백질에 대한 중화항체 (SINO biological, #40592-MM57, China)에 의해 바이러스 감염이 억제되므로, Sars CoV-2 pseudovirus는 Sars CoV-2의 외막을 모사한다고 보고되었다(Nature Communications volume 11, Article number: 2070, 2020). Sars CoV-2 pseudovirus is suppressed by neutralizing antibodies against the spike protein of Sars CoV-2 (SINO biological, #40592-MM57, China), so Sars CoV-2 pseudovirus mimics the outer membrane of Sars CoV-2. ( Nature Communications volume 11, Article number: 2070, 2020).
따라서, 본 실험에서는 Sars CoV-2의 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus를 사용하였다. 이러한 pseudovirus는 SARS CoV-2 바이러스의 외막과 동일하게 세포로 침투할 수 있는 특성을 보유하고 있어 실험실에서 유용하게 사용되고 있다. Sars CoV-2 pseudovirus는 Lentivirus를 기본으로 하여 1) expression plasmid: pLVX- firefly luciferase, 2) packaging plasmid: pCMV dr8.2 dvpr, 3) envelope plasmid: pCMV Sars CoV-2 spike의 3종 plasmid DNA를 동시에 transfection하여 제조했다. Therefore, in this experiment, a pseudovirus with the spike protein of Sars CoV-2 as the outer membrane was used. These pseudoviruses have the same characteristics as the outer membrane of the SARS CoV-2 virus and can penetrate cells, so they are useful in laboratories. Sars CoV-2 pseudovirus is based on Lentivirus, 1) expression plasmid: pLVX-firefly luciferase, 2) packaging plasmid: pCMV dr8.2 dvpr, 3) envelope plasmid: pCMV Sars CoV-2 spike prepared by transfection.
또한 Mers CoV는 Mers CoV 고유의 스파이크 단백질을 외막 단백질로 하여 pseudovirus를 준비하였다. Pseudovirus 생산에 필요한 3종의 plasmid DNA는 293 세포로 co-transfection하였으며, transfection의 2일 또는 3일째 배양액을 수집하여 pseudovirus를 확보하였다. In addition, Mers-CoV was prepared as a pseudovirus using Mers-CoV's unique spike protein as an outer membrane protein. Three types of plasmid DNA required for pseudovirus production were co-transfected into 293 cells, and pseudovirus was obtained by collecting the culture medium on day 2 or 3 of transfection.
실시예 4. RT-PCR 진행Example 4. RT-PCR progress
실시예 1에서 제조된 NN 돌연변이형을 포함하는 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체에 Sars CoV-2 pseudovirus를 흘려주었다. 상기 포획용 ACE2 변형체에 포획되고 검출용 ACE2 변형체에 결합된 Sars CoV-2 pseudovirus는 95℃에서 10분간 PCR 기기에서 가열하여 바이러스로부터 자연스럽게 RNA가 방출되도록 유도하였다. 이렇게 방출된 RNA의 5㎕와 비리온 특이적 프라이머(서열번호 19와 서열번호 20), RT-PCR mix (Enzynomics사의 TOPscriptTM One-step RT PCR kit)를 혼합한 후, 다음의 조건에 따라 RT-PCR을 수행하였다. 50℃에서 30분간 역전사과정을 진행한 후, 95℃에서 10분간 변성 및 PCR 싸이클(95℃에서 30초, 60℃에서 30초)을 35회 진행하였다. DNA를 전기영동하여 바이러스 특이적 PCR 산물을 확인하고 그 결과를 도 9에 나타냈다. Sars CoV-2 pseudovirus was shed to the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection including the NN mutant prepared in Example 1. The Sars CoV-2 pseudovirus captured by the ACE2 variant for capture and bound to the ACE2 variant for detection was heated in a PCR machine at 95° C. for 10 minutes to induce RNA release naturally from the virus. After mixing 5 μl of the RNA thus released, virion-specific primers (SEQ ID NO: 19 and SEQ ID NO: 20), and RT-PCR mix (Enzynomics' TOPscript TM One-step RT PCR kit), RT according to the following conditions - PCR was performed. After reverse transcription at 50°C for 30 minutes, denaturation and PCR cycles (95°C for 30 seconds and 60°C for 30 seconds) were performed 35 times at 95°C for 10 minutes. DNA was electrophoresed to confirm virus-specific PCR products, and the results are shown in FIG. 9 .
도 9는 Sars CoV-2의 비리온의 RNA를 pseudovirus에 포함된 Luciferase reporter gene에 대한 프라이머를 이용하여 검출한 결과를 나타낸다. 본 발명의 Pseudovirus는 외래의 luciferase 유전자를 포함하고 있어 본 실시예에서는 pseudovirus 특이적인 프라이머를 사용하였다. 그 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 포획용 ACE2 변형체에 포획되고 검출용 ACE2 변형체에 결합된 Sars CoV-2의 pseudovirus의 샘플(레인 6)과 양성 대조군(레인 7)에서만 PCR에서 증폭이 일어났다.9 shows the result of detecting the RNA of the virion of Sars CoV-2 using a primer for the Luciferase reporter gene included in the pseudovirus. Since the pseudovirus of the present invention contains an exogenous luciferase gene, pseudovirus-specific primers were used in this example. As a result, as shown in FIG. 9, PCR amplification occurred only in the sample (lane 6) and the positive control (lane 7) of the pseudovirus of Sars CoV-2 that was captured by the ACE2 variant for capture and bound to the ACE2 variant for detection. .
실시예 5. FRET 분석법Example 5. FRET analysis
실시예 1에서 제조된 NN 돌연변이형의 포획용 ACE2 변형체를 이용하여 Sars CoV-2 또는 이의 변이체를 포획할 목적으로 효소학적 활성이 제거된 NN 돌연변이형의 포획용 ACE2 변형체(ACE2, enzyme inactive) 를 고체 지지체에 고정된 Protein A bead에 부착하였다. 또한 실시예 1에서 제조된 효소학적 활성이 온전한 검출용 ACE2 변형체(ACE2, enzyme active)는 포획용 NN형 ACE2 변형체(ACE2, enzyme inactive)에 결합된 바이러스를 탐색하여, 스파이크 단백질과 상호결합에 의해 PBS 세척과정에도 부착된 채로 남아있게 된다. 따라서, 효소학적 활성을 가진 검출용 ACE2 변형체의 활성을 FRET 분석법에 의해 형광으로 측정하였다. 이때 사용한 버퍼의 조성은 아래와 같다.For the purpose of capturing Sars CoV-2 or its variants using the ACE2 variant for capturing the NN mutant prepared in Example 1, an ACE2 variant (ACE2, enzyme inactive) for capturing the NN mutant with enzymatic activity removed It was attached to Protein A beads fixed on a solid support. In addition, the ACE2 variant (ACE2, enzyme active) for detection of intact enzymatic activity prepared in Example 1 searches for viruses bound to the NN-type ACE2 variant (ACE2, enzyme inactive) for capture, and It remains attached even during the PBS washing process. Therefore, the activity of the ACE2 variant for detection with enzymatic activity was measured by fluorescence by FRET assay. The composition of the buffer used at this time is as follows.
[FRET 분석에 사용한 버퍼의 조성][Composition of buffer used for FRET analysis]
50 mM MES (pH 6.5) 50 mM MES (pH 6.5)
300 mM NaCl300 mM NaCl
10 μM ZnCl210 µM ZnCl2
0.01% Triton X-1000.01% Triton X-100
20 μM Mca-APK(Dnp)-기질20 μM Mca-APK(Dnp)-Substrate
FRET 분석의 기질로는 Mca-APK(Dnp)가 사용되었다. 총 반응부피는 100 ㎕이며, 반응시간은 최대 1시간이며, 5분 간격으로 형광이 측정되었다. 사용한 기기는 Fluostar Omega를 사용하였으며, 형광 결과는 Mars 프로그램으로 분석되었다. 도 8는 FRET ASSAY 결과를 나타낸 것이다. 도 8에서 확인되는 바와 같이 Sars CoV-2의 야생형 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus(Spp)와 아프리카 돌연변이형 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus(SApp)에서만 의미있는 형광신호로 검출되었다. Mca-APK (Dnp) was used as a substrate for FRET analysis. The total reaction volume was 100 μl, the reaction time was up to 1 hour, and fluorescence was measured at 5-minute intervals. Fluostar Omega was used as the instrument used, and fluorescence results were analyzed with the Mars program. 8 shows the FRET ASSAY results. As confirmed in FIG. 8, only the pseudovirus (Spp) with the wild-type spike protein of Sars CoV-2 and the pseudovirus (SApp) with the African mutant spike protein as the outer membrane were detected as significant fluorescence signals.
실시예 6. FRET 분석과 NAT (nucleic acid amplification testing)의 결합Example 6. Combination of FRET analysis and nucleic acid amplification testing (NAT)
실시예 5에서와 같이 FRET 분석에 사용하고 남은 샘플은 실시예 4와 같은 방법으로 RT-PCR을 수행하였다. 바이러스 포획 목적의 포획용 NN형 ACE2 변형체(ACE2, enzyme inactive)는 Fc링커를 통해 고체 지지체에 고정된 Protein A bead에 결합한 상태로, Sars CoV-2 pseudovirus를 포획하였다. 이렇게 포획된 Sars CoV-2 pseudovirus의 외막에 존재하는 스파이크 단백질은 검출용 ACE2 변형체에 의해 인지 및 결합되어 FRET 분석을 통해 형광을 나타나게 된다. As in Example 5, RT-PCR was performed on the remaining samples after being used for FRET analysis in the same manner as in Example 4. The NN-type ACE2 variant (ACE2, enzyme inactive) for capture for virus capture was bound to Protein A beads immobilized on a solid support through an Fc linker, and captured Sars CoV-2 pseudovirus. The spike protein present in the outer membrane of the captured Sars CoV-2 pseudovirus is recognized and bound by the ACE2 variant for detection and shows fluorescence through FRET analysis.
도 10은 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체 그리고 형광이 라벨된 기질을 이용하여 일부는 FRET ASSAY를 진행하고, 나머지 샘플은 RNA를 방출시킨 후 비리온 특이적 프라이머(서열번호 21과 서열번호 22)를 이용하여 RT-PCR을 수행한 결과를 나타낸다. 본 실험에 사용된 pseudovirus는 외래의 luciferase 유전자를 포함하고 있어 본 실시예에서는 pseudovirus 특이적인 프라이머를 사용하였다.10 shows that FRET ASSAY is performed on some of the samples using ACE2 variants for capture, ACE2 variants for detection, and fluorescently labeled substrates, and RNA is released for the remaining samples, followed by virion-specific primers (SEQ ID NOs: 21 and 22). ) shows the results of performing RT-PCR using. Since the pseudovirus used in this experiment contains an exogenous luciferase gene, pseudovirus-specific primers were used in this example.
남은 샘플을 이용하여 RT-PCR을 수행하면 포획용 ACE2 변형체와 검출용 ACE2 변형체에 의해 온전하게 포획 및 결합된 Sars CoV-2 pseudovirus에서 나온 RNA가 증폭될 수 있다. 그 결과, Mers CoV 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus(레인 5)와 달리 Sars CoV-2의 야생형 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus(Spp)(레인3)와 아프리카 돌연변이형 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus(SApp)(레인4)에서 타겟 RNA가 검출되는 것을 확인하였다. By performing RT-PCR using the remaining samples, RNA from the Sars CoV-2 pseudovirus intactly captured and bound by the ACE2 variants for capture and ACE2 variants for detection can be amplified. As a result, unlike the pseudovirus (lane 5) with Mers CoV spike protein as outer membrane, pseudovirus (Spp) (lane 3) with wild-type spike protein of Sars CoV-2 as outer membrane and pseudovirus with African mutant spike protein as outer membrane (lane 3) It was confirmed that the target RNA was detected in SApp) (lane 4).
본 실험에서 사용한 RT-PCR의 방법은 다음과 같다. The RT-PCR method used in this experiment is as follows.
FRET ASSAY 사용 후 남은 샘플의 5 ㎕ 부피를 PCR 튜브로 옮기고, 95℃에서 10분간 변성한 후, one step RT-PCR을 진행하였다.After using FRET ASSAY, a 5 μl volume of the remaining sample was transferred to a PCR tube, denatured at 95 ° C for 10 minutes, and one step RT-PCR was performed.
[RT-PCR 조성][RT-PCR Composition]
one step RT-PCR mix (Topscript, enzynomics) 5 ㎕one step RT-PCR mix (Topscript, enzynomics) 5 μl
남은 샘플 5 ㎕5 μl of remaining sample
비리온 특이적 프라이머 (10 μM) 0.5 ㎕ + 0.5 ㎕Virion specific primer (10 μM) 0.5 μl + 0.5 μl
증류수 9 ㎕9 μl distilled water
총 부피 20 ㎕Total volume 20 μl
[RT-PCR 사이클 (cycle #35)][RT-PCR cycle (cycle #35)]
Reverse transcription 50℃, 30분Reverse transcription 50℃, 30 minutes
Initial denaturation 95℃, 10분Initial denaturation 95℃, 10 minutes
Denaturation 95℃, 3초Denaturation 95℃, 3 seconds
Annealing/elongation 60℃, 30초Annealing/elongation 60℃, 30 seconds
실시예 7. 포획용 ACE2 변형체의 비리온에 대한 결합능 시험Example 7. Virion binding ability test of ACE2 variants for capture
실시예 3과 같은 방법으로 제조된 Sars CoV-2 오미크론 변이의 스파이크 단백질을 외막으로 하는 pseudovirus를 사용하여, 도 11과 같이 2.5X104, 5X103, 1X103, 2X102 pfu (plaque forming units)를 가지는 비리온을 대상으로 실시예 1에서 제조된 포획용 ACE2 변형체 (Capture)의 결합능력을 확인하였다. 2.5X10 4 , 5X10 3 , 1X10 3 , 2X10 2 pfu (plaque forming units) as shown in FIG. The binding ability of the ACE2 variant for capture (Capture) prepared in Example 1 was confirmed for virions having .
Protein A sepharose resin을 사용하여, 고체 지지체에 실시예 1-1에서 제조된 포획용 NN형 ACE2 변형체를 결합시켰으며, 이후 2.5X104, 5X103, 1X103, 2X102 pfu의 비리온을 혼합하여 포획용 NN형 ACE2 변형체에 포획되도록 한 후, pseudovirus 특이적인 프라이머(서열번호 21과 서열번호 22)를 사용하여 실시예 4와 동일한 방법으로 RT-PCR을 진행하였다. Using Protein A sepharose resin, the NN-type ACE2 variant for capture prepared in Example 1-1 was bound to a solid support, and then 2.5X10 4 , 5X10 3 , 1X10 3 , 2X10 2 pfu of virions were mixed to After being captured by the NN-type ACE2 transformant for capture, RT-PCR was performed in the same manner as in Example 4 using pseudovirus-specific primers (SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22).
도 11은 포획용 NN형 ACE2 변형체를 Protein A sepharose에 부착시킨 후, 희석된 오미크론 바이러스를 포획하는 활성을 RT-PCR 로 확인한 것이다. 도 11의 lane 2~lane5에서 확인되는 바와 같이 Sarc CoV-2 오미크론 바이러스 2.5X104~2X102 pfu까지 포획하는 것을 확인하여 포획용 NN형 ACE2 변형체는 매우 낮은 농도의 바이러스를 포획하여 검출할 수 있음을 확인하였다.11 shows the activity of capturing the diluted Omicron virus by RT-PCR after attaching the NN-type ACE2 variant for capture to Protein A sepharose. As confirmed in lanes 2 to lane 5 of FIG. 11, it was confirmed that the Sarc CoV-2 omicron virus was captured up to 2.5X10 4 ~ 2X10 2 pfu, and the NN-type ACE2 variant for capture captures and detects very low concentrations of the virus. confirmed that there is
실시예 8. 포획용 ACE2 변형체의 다량체의 형성 능력 시험 Example 8 . Test of multimer formation ability of ACE2 variants for capture
서열번호 12의 포획용 NN형 ACE2 변형체(서열번호 8의 NN 변이형 ACE2에 대응)의 C-term 말단에 다량체를 형성할 수 있는 아미노산 서열이 부착되도록 설계한 후, 정제 과정 동안 고농도에서 다량체를 형성하게 포획용 NN형 ACE2 변형체의 다량체를 제조하고 그 결과를 도 12에 나타냈다.After designing an amino acid sequence capable of forming a multimer attached to the C-term end of the NN-type ACE2 variant for capture of SEQ ID NO: 12 (corresponding to the NN variant ACE2 of SEQ ID NO: 8), A multimer of the NN-type ACE2 variant for capture was prepared to form a sieve, and the results are shown in FIG. 12 .
그 결과, 도 12의 A box에서는 포획용 ACE2 변형체 중 Fc 이량체의 예상 분자량인 254kDa의 밴드가 확인되었으나, 정제 과정 중의 고농도에 해당하는 B box에서는 Fc 이량체의 약 4배에 해당하는 1,016kDa으로 밴드위치가 Shift 되는 것을 확인하였다. 이 결과는 non-denaturing protein gel (No reducing agent, No heat)에서 확인한 것으로, A box로 표기된 것은 포획용 ACE2 변형체의 Fc 링커가 결합된 형태로 이량체 구조(Fc-dimer)이고 B box로 표기된 것은 Fc-octamer 크기로 분자량 증가가 일어난 것으로 다량체가 형성된 것을 의미한다. As a result, a band of 254 kDa, which is the expected molecular weight of the Fc dimer, was confirmed in box A of FIG. It was confirmed that the band position was shifted by This result was confirmed in the non-denaturing protein gel (No reducing agent, No heat). The A box is a dimer structure (Fc-dimer) in which the Fc linker of the ACE2 variant for capture is bound, and the B box is the Fc linker. This means that a molecular weight increase to the size of the Fc-octamer has occurred, resulting in the formation of a multimer.
따라서, 다량체를 형성할 수 있는 아미노산 링커를 부착하여, 포획용 ACE2 변형체를 팔량체 크기(B box)로까지 다량체화(multimerization)할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Accordingly, it was found that by attaching an amino acid linker capable of forming a multimer, the ACE2 variant for capture could be multimerized to the size of an octamer (B box).

Claims (22)

  1. i) Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 포획용으로 ACE2의 효소 활성이 제거된 ACE2 변형체 및i) an ACE2 variant in which the enzymatic activity of ACE2 is removed for capturing Sars CoV-2 or its variant virions; and
    ii) Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용으로 ACE2의 효소 활성이 있는 ACE2 변형체를 포함하는, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.ii) ACE2 variants with redesigned ACE2 ectodomains, including ACE2 variants having enzymatic activity of ACE2 for detection of Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 효소 활성이 있는 검출용 ACE2 변형체는 서열번호 1 내지 서열번호 3의 아미노산 서열로 이루어진 군에서 선택되는 서열을 포함하는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.The ACE2 variant for detection with the enzymatic activity comprises a sequence selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 3, wherein the ACE2 ectodomain is redesigned ACE2 variant.
  3. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 검출용 ACE2 변형체를 코딩하는 유전자는 서열번호 4 내지 6의 염기서열로 이루어진 군에서 선택되는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.The gene encoding the ACE2 variant for detection is selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 4 to 6, an ACE2 variant with a redesigned ACE2 ectodomain.
  4. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 효소 활성이 제거된 포획용 ACE2 변형체는 상기 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열에서 357번째와 361번째의 히스티딘(H)이 아스파라긴(N)으로 치환되거나, 또는 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열에서 256번째 아르기닌(R), 361번째 히스티딘(H)와 385번째 글루탐산(E)이 알라닌(A)으로 치환되는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.In the ACE2 variant for capture with the enzymatic activity removed, histidine (H) at positions 357 and 361 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 is substituted with asparagine (N), or SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 Arginine (R) at position 256, histidine (H) at position 361, and glutamic acid (E) at position 385 are substituted with alanine (A) in the amino acid sequence of ACE2 variant with redesigned ACE2 ectodomain.
  5. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 포획용 ACE2 변형체는 서열번호 7 내지 10의 아미노산 서열로 이루어진 군에서 선택되는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.The ACE2 variant for capture is selected from the group consisting of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 7 to 10, an ACE2 variant with a redesigned ACE2 ectodomain.
  6. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 포획용 ACE2 변형체를 코딩하는 유전자는 서열번호 11 내지 14의 염기서열로 이루어진 군에서 선택되는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.An ACE2 variant with a redesigned ACE2 ectodomain, wherein the gene encoding the ACE2 variant for capture is selected from the group consisting of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 11 to 14.
  7. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 N-말단에 알라닌(A)-알라닌(A) 서열을 포함하는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.The ACE2 variant for capture or the ACE2 variant for detection includes an alanine (A)-alanine (A) sequence at the N-terminus, wherein the ACE2 ectodomain is redesigned ACE2 variant.
  8. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 스파이크 단백질 또는 이의 변이체에 결합하는 수용체인 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체.The ACE2 variant for capture or the ACE2 variant for detection is a receptor that binds to a spike protein or a variant thereof, an ACE2 variant with a redesigned ACE2 ectodomain.
  9. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 포획용 ACE2 변형체 또는 검출용 ACE2 변형체는 i) 폴돈 또는 3개의 나선 번들(3HB)의 합성 펩타이드, ii) 면역글로불린 IgG, IgA, 또는 IgM의 Fc 단편, iii) 스트렙타비딘, 애비딘, 뉴트라비딘, 또는 이들의 유도체 및 iv) 애비택, 비오틴화된 애비택, 스트렙택 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 링커를 이용하여 중합되는 것인, ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체. The ACE2 variant for capture or ACE2 variant for detection is i) a synthetic peptide of foldon or three helix bundle (3HB), ii) an Fc fragment of immunoglobulin IgG, IgA, or IgM, iii) streptavidin, avidin, neutra An ACE2 variant having a redesigned ACE2 ectodomain, which is polymerized using at least one linker selected from the group consisting of Vidin, or a derivative thereof, and iv) AbITAC, biotinylated AbITAC, StrepTAC, or derivatives thereof.
  10. 제1항의 ACE2 엑토도메인이 재설계된 ACE2 변형체를 포함하는, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물.A composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof, comprising an ACE2 variant in which the ACE2 ectodomain of claim 1 is redesigned.
  11. 제10항에 있어서,According to claim 10,
    상기 검출용 조성물은 검출용 ACE2 변형체에 대한 기질을 포함하는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물.Wherein the composition for detection comprises a substrate for detection of ACE2 variants, a composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  12. 제10항에 있어서, According to claim 10,
    상기 포획용 ACE2 변형체는 기질에 대한 효소 활성이 없으며, The ACE2 variant for capture has no enzymatic activity for the substrate,
    상기 검출용 ACE2 변형체체는 기질에 대한 효소 활성을 가지는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물.The composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof, wherein the ACE2 variant for detection has an enzymatic activity for a substrate.
  13. 제12항에 있어서, According to claim 12,
    상기 기질은 Mca-YVADAPK(Dnp), Mca-RPPGFSAFK(Dnp), 및 Mca-APK(Dnp)로 이루어진 군에서 선택되는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물.The substrate is selected from the group consisting of Mca-YVADAPK (Dnp), Mca-RPPGFSAFK (Dnp), and Mca-APK (Dnp), the composition for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  14. 제10항의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온 검출용 조성물을 포함하는 진단키트.A diagnostic kit comprising the composition for detecting Sars CoV-2 or its variant virions according to claim 10.
  15. i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 제1항의 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계; 및 i) contacting the biological sample with the redesigned ACE2 variant of claim 1 comprising the capture ACE2 variant immobilized on a solid support; and
    ii) 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온과 결합한 검출용 ACE2 변형체의 효소 활성을 측정하는 단계를 포함하는, ii) measuring the enzymatic activity of the ACE2 variant for detection bound to Sars CoV-2 or its variant virions captured in the ACE2 variant for capture immobilized on the solid support,
    Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.A method for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  16. 제15항에 있어서,According to claim 15,
    상기 i) 단계 이후에 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체-Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온-검출용 ACE2 수용체의 결합을 형성하지 않은 검출용 ACE2 변형체를 워싱하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.Further comprising the step of washing and removing the ACE2 variant for detection that does not form a bond with the ACE2 variant for capture-Sars CoV-2 or its variant virion-detection ACE2 receptor immobilized on the solid support after step i) A method for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  17. 제15항에 있어서,According to claim 15,
    상기 검출 방법은 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획된 상태의 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온과 결합한 검출용 ACE2 수용체를 효소로 이용하는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.The detection method uses, as an enzyme, the ACE2 receptor for detection bound to Sars CoV-2 or its variant virion in a state captured by the capture ACE2 variant immobilized on the solid support, Sars CoV-2 or its variant virion How to detect.
  18. 제15항에 있어서,According to claim 15,
    상기 고체 지지체는 i) 헤파린 또는 이의 유도체, ii) 단백질 A 또는 단백질 G, 및 iii) 스트렙타비딘, 애비딘, 뉴트라비딘, 스트렙택틴 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 물질이 코팅되는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.The solid support is coated with a coating material selected from the group consisting of i) heparin or a derivative thereof, ii) protein A or protein G, and iii) streptavidin, avidin, neutravidin, streptactin, or a derivative thereof. A method for detecting phosphorus, Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  19. 제15항에 있어서,According to claim 15,
    상기 포획용 ACE2 변형체는 i) 폴돈 또는 3개의 나선 번들(3HB)의 합성 펩타이드, ii) 면역글로불린 IgG, IgA, 또는 IgM의 Fc 단편, iii) 스트렙타비딘, 애비딘, 뉴트라비딘, 또는 이들의 유도체 및 iv) 애비택, 비오틴화된 애비택, 스트렙택 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 링커와 결합된 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.The ACE2 variant for capture is i) a synthetic peptide of foldon or three helix bundle (3HB), ii) an Fc fragment of immunoglobulin IgG, IgA, or IgM, iii) streptavidin, avidin, neutravidin, or any of these and iv) a method for detecting Sars CoV-2 or a variant virion thereof coupled with at least one linker selected from the group consisting of Abitac, biotinylated Abitac, Streptag, or derivatives thereof.
  20. 제15항에 있어서,According to claim 15,
    상기 고체 지지체에 고정된 코팅 물질과 포획용 ACE2 변형체에 결합된 링커의 결합에 의해 Sars CoV-2와 이의 변이체 비리온이 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체에 포획되는 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.Sars CoV-2 and its variant virions are captured by the ACE2 variant for capture immobilized on the solid support by binding of the linker to the coating material immobilized on the solid support and the ACE2 variant for capture Sars CoV-2 Or a method for detecting variant virions thereof.
  21. i) 생물학적 시료를 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체를 포함하는 제1항의 재설계된 ACE2 변형체와 접촉하는 단계; 및 i) contacting the biological sample with the redesigned ACE2 variant of claim 1 comprising the capture ACE2 variant immobilized on a solid support; and
    ii) 상기 고체 지지체에 고정된 포획용 ACE2 변형체 및 검출용 ACE2 변형체에 결합된 Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온의 RNA를 포획된 비리온 특이적 프라이머로 증폭하는 단계를 포함하는, ii) amplifying RNA of Sars CoV-2 or its variant virion bound to the ACE2 variant for capture and the ACE2 variant for detection immobilized on the solid support with a primer specific to the captured virion,
    Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.A method for detecting Sars CoV-2 or variant virions thereof.
  22. 제21항에 있어서, According to claim 21,
    상기 비리온 특이적 프라이머는 서열번호 21 및 서열번호 22로 이루어진 프라이머 쌍 또는 서열번호 23 및 서열번호 24로 이루어진 프라이머 쌍인 것인, Sars CoV-2 또는 이의 변이체 비리온을 검출하는 방법.The virion-specific primer is a primer pair consisting of SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22 or a primer pair consisting of SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24, Sars CoV-2 or a method for detecting a variant virion thereof.
PCT/KR2022/013772 2021-09-16 2022-09-15 Angiotensin converting enzyme 2 receptor and use thereof WO2023043213A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0123891 2021-09-16
KR20210123891 2021-09-16
KR1020220115664A KR20230042642A (en) 2021-09-16 2022-09-14 Angiotensin converting enzyme 2 and uses thereof
KR10-2022-0115664 2022-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2023043213A2 true WO2023043213A2 (en) 2023-03-23
WO2023043213A3 WO2023043213A3 (en) 2023-12-07

Family

ID=85603259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/013772 WO2023043213A2 (en) 2021-09-16 2022-09-15 Angiotensin converting enzyme 2 receptor and use thereof

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023043213A2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111983226A (en) * 2020-03-25 2020-11-24 新加坡国立大学 Detection of SARSr-CoV antibodies
CN112730851B (en) * 2021-03-31 2021-06-22 南京立顶医疗科技有限公司 Detection method and detection kit for high-sensitivity SARS-CoV-2 neutralizing antibody

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023043213A3 (en) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111273016B (en) Kit for rapidly detecting coronavirus based on S protein ligand and ACE2 receptor competition chromatography
Zhang et al. The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity
CN111239392B (en) Novel serological diagnosis kit for coronavirus pneumonia (COVID-19)
EP3869199B1 (en) A method and reagents for the diagnosis of sars-cov-2
Overton et al. The protease and gag gene products of the human immunodeficiency virus: authentic cleavage and post-translational modification in an insect cell expression system
US6013433A (en) Baculovirus expression vectors and recombinant antigens for detecting type-specific antibodies to herpes simplex virus
WO2013032242A2 (en) Target non-binding aptamer selection method using graphene and aptamer selected therefrom
JPH06509710A (en) Improved expression of influenza A M2 protein and use of M2 protein in baculovirus
Yunus et al. Elevated temperature triggers human respiratory syncytial virus F protein six-helix bundle formation
Escalera et al. SARS-CoV-2 variants of concern have acquired mutations associated with an increased spike cleavage
Segreto et al. Is considering a genetic-manipulation origin for SARS-CoV-2 a conspiracy theory that must be censored
WO2023043213A2 (en) Angiotensin converting enzyme 2 receptor and use thereof
WO2011118982A2 (en) Hpv antibody screening method using fusion polypeptide hpv antigens
WO2017155160A1 (en) Multi diagnostic kit
KR20180020373A (en) Nucleic acid aptamer specifically binding to H5 subtype avian influenza virus and Diagnosis method of H5 subtype avian influenza virus using the same
WO2017150916A1 (en) Composition for solubilization of recombinant proteins, method therefor, and method for producing recombinant antigen by using same
Marzocca et al. Truncated E2 of bovine viral diarrhea virus (BVDV) expressed in Drosophila melanogaster cells: a candidate antigen for a BVDV ELISA
Sugiura et al. Serological diagnosis of equine influenza using the hemagglutinin protein produced in a baculovirus expression system
Xu et al. Baculovirus surface display of NS3 nonstructural protein of classical swine fever virus
KR20230042642A (en) Angiotensin converting enzyme 2 and uses thereof
WO2018124659A1 (en) Composition for diagnosing hemorrhagic fever with renal syndrome, comprising seoul virus- and puumala virus- derived recombinant nucleocapsid protein and hantaan virus-derived recombinant glycoprotein, and diagnostic kit comprising same
EP0551275B1 (en) Non-a non-b sequences
US20230393135A1 (en) Cell-Free Method For The Quantitative Measurement Of Virus Neutralizing Antibodies
JPS60155974A (en) Diagnostic product changed into molecular clone
US20220221458A1 (en) Norovirus-binding peptide

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22870297

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2