KR20170117729A

KR20170117729A - 바이오 실리카를 이용한 물질의 검출, 분리 또는 정제

Info

Publication number: KR20170117729A
Application number: KR1020160045500A
Authority: KR
Inventors: 백승필; 박기성; 기미란
Original assignee: 고려대학교 세종산학협력단
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: KR101864375B1

Abstract

본 발명은 실리카 형성 펩타이드에 의하여 형성된 바이오 실리카를 이용한 표적물질의 분리 또는 정제를 위한 조성물 및 키트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 종래 표적물질을 분리 또는 정제하는 분야에서 사용되었던 아가로스 비드 등을 효율 적으로 대체할 수 있고, 특히, 상기 비드에 화학적 방법으로 고정 단백질 등을 결합하는 대신, 생합성 방법에 의하여 고정함으로써, 환경오염의 위험을 줄이면서도 단백질의 고정 효율이 향상되어 분리 또는 정제 효과를 높일 수 있다.

Description

바이오 실리카를 이용한 물질의 검출, 분리 또는 정제{DETECTING, ISOLATING OR PURIFYING MATERIAL WITH BIOSILICA}

본 발명은 바이오 실리카의 용도에 관한 것으로, 구체적으로 실리카 형성 펩타이드에 의하여 형성된 바이오 실리카를 이용한 표적물질의 분리 또는 정제를 위한 조성물 및 키트에 관한 것이다.

항체는 현재까지 생명공학분야뿐만 아니라 여러 분야에서 활용성이 아주 높은 도구로써 관심을 끌어왔다. 이는 암 치료제, 질병 진단, 바이오센서 및 신약개발 등 다양한 분야로 폭넓게 활용되고 있다. 또한, 단일클론성 항체의 개발 이후 바이오 약물 산업에서 가장 큰 비중의 생산품으로 자리 잡게 되었다. 단일클론성 항체의 제조과정은 재조합 동물세포 배양 및 발현, 높은 순도를 위한 고품질의 정제과정, 바이러스 간극 등의 수많은 단계와 오랜 시간이 요구된다. 단일 목표 물질과의 고 특이적 결합력을 가지는 항체를 얻기 위해서는 고순도의 정제 기술이 요구되는데, 가장 널리 알려진 방법은 항체에 특이적인 결합력을 가지는 프로테인 A(Protein A) 또는 프로테인 G(Protein G) 크로마토그래피이다. 이와 같은 바인딩 파트너들은 항체의 Fc 부분에 특이적으로 높은 결합능을 가지기 때문에, 이를 이용한 항체 정제법이 널리 쓰이고 있다.

항체의 바인딩 파트너인 프로테인 A(Protein A)는 42kDa의 크기로 스타필로코쿠스 아레우스(Staphylococcus aureus)의 세포벽에서 발견된 세포 표면 단백질이다. 이 단백질의 본 기능은 숙주세포의 면역 공격을 회피하기 위해 항체가 미생물의 항원을 인식하고 포식세포의 수용체와 결합하기 이전에 먼저 프로테인 A(Protein A)가 항체의 Fc 부분에 결합함으로써 항체-수용체 간의 반응을 방해함으로 면역 유도 반응을 회피시키는 것이다. 이 단백질은 다섯 개의 상동 도메인으로 구성되어 있고, 알파 헬릭스 구조를 이룬다. 또한, 각 도메인은 서로 다른 면역글로불린에 결합하는 특성을 가진다. 프로테인 A(Protein A) 뿐만 아니라 면역글로불린에 결합력을 가지는 바인딩 파트너로는 프로테인 실리카 형성G(Protein G) 그리고 프로테인 L(Protein L) 또한 발견되어 보고되었다. 현재 바이오 산업에서는 프로테인 A(Protein A), 프로테인 G(Protein G), 또는 A/G의 혼합품을 주로 생산하고 상용화 되고 있다.

면역 침강법(Immunoprecipitation, IP)은 특정 항체를 이용하여 특정 물질(항원)을 분리 정제할 수 있는 방법으로, 이는 항체 바인딩 파트너와 침전이 가능한 물질을 결합시켜 사용함으로써 회수가 용이하다. 반면, 상호 면역침강법(Co-Immuno-precipitation, Co-IP)은 항체와 특정 결합물질의 결합능을 이용하여 단백질-단백질 상호작용을 in vitro 또는 in vivo 상에서 판명할 수 있는 방법이다. 이러한 면역침강법을 이용하기 위해 현재까지 많은 회사에서 아가로스 비드에 화학적인 공정을 통해 바인딩 파트너를 결합시켜 상용화 시켜 왔다. 그러나 이와 같은 방식은 화학적인 방법을 사용하기 때문에 유해한 부산물을 생성할 수 있고, 높은 온도, 극한 pH 등이 요구된다는 점에서 문제가 되고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하고자, 바이오 실리카 비드 및 이를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 조성물 및 키트, 그리고 바이오 실리카 비드를 이용한 표적물질 분리방법 또는 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 바이오 물질의 검출, 분리 또는 정제 분야에서 화학적 공정을 통해 표적물질 결합 단백질 등을 결합해서 사용해야 하는 아가로스 비드 등을 대체하고자, 친환경적이면서도 고정 및 검출 효율이 우수한 비드에 대하여 연구하는 과정에서 해양 생명체 유래인 바이오 실리카를 이용한 유전자 재조합 시스템을 통해 친환경적 바이오 실리카 생산 및 고정화 방법을 개발하였다. 특히, 자체 개발한 실리카 형성 펩타이드를 이용하여 표적물질을 분리 또는 정제에 사용될 수 있는 최적의 실리카 비드를 확인하였고, 이를 이용한 경우 종래의 아가로스 비드를 이용한 것보다 효율 및 효과가 우수한 것을 실험적으로 확인하여 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카; 및 상기 바이오 실리카에 고정된 표적물질 결합 단백질;을 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 비드를 제공한다.

또한, 본 발명은 표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 키트를 제공한다.

또한, 본 발명은 서열번호 1 내지 2 중 하나 이상의 아미노산서열의 실리카 형성 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드; 및 하나 이상의 표적물질 결합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드;를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 재조합 미생물을 배양하여 실리카 형성 펩타이드-표적물질 결합 단백질의 복합체를 얻는 단계, 및 실리카 전구체와 상기 복합체를 접촉시키는 단계를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 바이오 실리카 비드 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드; 와 표적 물질을 포함하는 시료;를 접촉하는 단계를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 종래 표적물질을 분리 또는 정제하는 분야에서 사용되었던 아가로스 비드 등을 효율 적으로 대체할 수 있고, 특히, 상기 비드에 화학적 방법으로 고정 단백질 등을 결합하는 대신, 생합성 방법에 의하여 고정함으로써, 환경오염의 위험을 줄이면서도 단백질의 고정 효율이 향상되어 분리 또는 정제 효과를 높일 수 있다.

도 1a는 본 발명의 Protein A의 단백질과 실리카 형성 펩타이드의 서열을 나타내고, 도 1b는 상기 단백질 및 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드가 각각 삽입된 벡터의 모식도를 나타낸다.
도 2 는 재조합 Protein A 와 실리카 형성 단백질을 퓨전 한 복합체의 SDS-PAGE 전기영동 후 웨스턴 블럿 결과이다.
도 3 은 각 복합체 단백질의 고정화 효율을 나타낸 그래프(도 3a)와 실리카가 형성 된 형태(도 3b)를 나타내는 도이다.
도 4 는 실리카 형성 펩타이드에 의하여 형성된 바이오 실리카의 SEM 사진이다.
도 5 는 Microtiter Plate를 이용한 Protein A 와 항체 간의 결합능을 테스트하는 모식도(도 5a)와 상기 항체 결합능을 측정한 결과(도 5b) 이다.
도 6 는 각 단백질을 실리카 형성 후 상호 면역침강법을 실시한 결과를 비교한 그림이다.
도 7 은 상호 면역침강법의 전반적인 과정을 나타낸 개념도이다.
도 8 은 바이오 실리카-Protein A와 아가로스-Protein A를 상호 면역침강법을 이용해 테스트 하고 웨스턴 블랏을 통해 목표단백질의 회수한 결과는 나타내는 도이다.
도 9 는 본 발명의 개념의 모식도를 나타내는 도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 이하에서 기술하는 특정 실시예 및 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해된다.

본 발명은 표적물질 분리 또는 정제용 비드에 관한 것으로, 상기 비드는 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카; 및 상기 바이오실리카에 고정된 표적물질 결합 단백질;을 포함한다.

상기 '표적물질 분리 또는 정제용 비드'는 복합물 중에서 특정한 물질 만을 분리 또는 정제하기 위해 사용되는 제제, 지지체 또는 담체 등으로, 본 발명에서는 바이오 실리카 비드 일 수 있다. 구체적인 예로, 면역침강법에서 사용되는 침강보조제 일 수 있다. 종래 아가로스 비드 등이 물질의 분리 또는 정제에 사용되었으나, 프로브 등의 고정(결합) 효율이 낮고, 아가로스 비드에 표적물질에 결합하는 단백질 등의 프로브를 결합시키기 위해 화학적으로 처리하는 과정에 환경오염이 유발되는 문제가 있었다. 그러나 본 발명의 바이오 실리카 비드의 경우 표적물질 결합 단백질을 비롯한 프로브를 생물학적 또는 생합성에 의하여 고정(결합) 시킬 수 있어 환경오염을 유발하지 않고, 종래 화학적 결합에 의한 경우보다 고정 효율이 높다는 장점이 있다.

본 발명에서 상기 '바이오 실리카'는 비 화학적 방법으로 제조된 실리카를 모두 포함하는 의미이며, 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따라 펩타이드와 실리카가 복합체를 이루고 있는 형태 일 수 있다. 상기 실리카 복합체는 펩타이드와 실리카로 이루어진 복합 쉘 내에 빈 공동이 형성된 캡슐구조, 또는 펩타이드가 코어부를 형성하고 실리카가 쉘부를 형성하는 코어-쉘 구조를 모두 포함할 수 있다. 상기 바이오 실리카는 실리카 전구체와 실리카 형성 펩타이드를 반응시키는 단계를 포함하는 바이오 실리카 제조방법에 의하여 제조될 수 있고, 구체적으로 상온 및 상압의 조건에서 약염기의 수용액 하에서 상기 실리카 형성 펩타이드와 실리카 전구체를 반응시켜 합성할 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 바이오 실리카는 단백질의 분리 또는 정제하는 과정에서 표적물질 결합 단백질이 고정될 수 있는 지지체 또는 담체로 사용될 수 있다.

상기 수용액은 pH 6 내지 pH 8의 완충용액으로서, 완충용액의 종류, 농도는 특별히 제한되지 않고, 실리카 형성을 위해 적절히 변경하여 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 '실리카 전구체'는 최종물질이 실리카가 될 수 있는 전 단계의 물질을 의미하며, 임의의 단계에서 얻을 수 있는 물질이면 모두 포함한다. 일 예로 테트라에틸 오르토실리케이트, 테트라메틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드, 또는 테트라 에틸 게르마늄 등 일 수 있고, 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 '실리카 형성 펩타이드'는 실리카 형성 활성이 있는 펩타이드를 의미하며, 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성할 수 있는 모든 펩타이드를 포함한다.

본 발명의 구체적인 일 실시예에 따라, 상기 실리카 형성 펩타이드는 자기 조립이 가능하여 실리카 형성 반응에 의해 자기 캡슐화 반응이 나타나 구형의 자기 조립 구조체 형태를 띄고, 실리카 전구체와 반응하여 자기 캡슐화를 통해 상기 펩타이드의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있는 바이오 실리카를 제조할 수 있음을 확인하였다.

구체적으로 상기 실리카 형성 펩타이드는 해양 생명체 유래 펩타이드 일 수 있고, 서열번호 1 내지 2에 기재된 서열 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 또한, 펩타이드의 고유의 성질에 영향을 미치지 않는 범위에서 서열번호 1 및 2 중 어느 하나에 기재된 아미노산 서열에 비해 감소된 아미노산 서열을 가질 수 있고, 구체적으로 최소 3개 이상의 연속 아미노산 서열, 더욱 구체적으로는 5개 이상, 26개 이하의 연속 아미노산 서열을 가질 수 있다.

상기 펩타이드는 당해 분야의 공지된 방법에 의하여 제조 및 합성될 수 있다. 예를 들어 유전자 재조합과 단백질 발현 시스템 또는 펩타이드 합성기 등을 통하여 합성될 수 있다.

상기 실리카 형성 펩타이드는 바람직하게는 서열번호 2의 펩타이드 일 수 있다. 상기 펩타이드를 이용하여 형성된 바이오 실리카의 경우, 더욱 완전한 구형의 실리카 비드를 형성할 수 있어, 표적물질 결합 단백질이 표면에 더 잘 고정될 수 있고, 표적물질의 분리 또는 정제효율을 높일 수 있다.

상기 비드는 완전 구형 및 불완전 구형을 모두 포함한다. 상기 비드가 완전 구형에 가까울수록 표적물질 결합 단백질의 고정효율이 우수하고, 이에 의하여 표적물질의 분리 또는 정제 효과를 높일 수 있다.

또한, 상기 비드는 파우더 형태를 포함하는 고체 또는 상기 고체가 용해되어 있는 액체 등 그 제형 및 형태에 제한되지 않고 본 발명에 포함된다.

본 발명에서 '표적물질 결합 단백질'은 본 발명의 실리카 비드에 고정되는 단백질로, 분석 대상 시료 내에서 분리 또는 정제의 목적이 되는 물질에 특이적으로 결합할 수 있는, 프로브 역할을 하는 것을 의미한다.

본 발명의 용어 '프로브'는 특정 물질, 부위, 상태 등을 특이적으로 검출하는 물질을 총칭하는 것으로, 일 예로 특정 DNA 또는 RNA 단편에서 특정한 단편을 검출 또는 분리하는 올리고뉴클레오티드, 항원-항체 특이적 결합을 이용한 항체 탐침 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 프로브는 보조 프로브, 바인딩 파트너 등을 모두 총칭하는 것으로, 상기 보조 프로브는 프로브와 표적 물질의 결합에 추가적으로 결합되는 것 및 프로브와 표적 물질의 결합을 매개하는 것 등을 모두 포함한다.

상기 표적물질 결합 단백질(프로브)의 구체적인 예로, 비오틴과 특이적으로 결합하는 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘, 탄수화물과 특이적으로 결합하는 렉틴 또는 셀렉틴 및 항체에 특이적 결합 특성을 갖는 항체 특이적 결합 단백질이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 '항체'는 면역계 내에서 특정한 항원의 자극에 의하여 생성되는 물질을 의미하고, 특정한 항원과 특이적으로 결합하여 항원항체 반응을 일으킬 수 있다. 본 발명에서는 면역계에서 생성되는 천연형태뿐만 아니라, 상기 천연형태와 동등한 활성을 가지는 항체 분자의 기능적인 단편일 수 있다.

본 발명의 표적물질 결합 단백질은 바람직하게 '항체 특이적 결합 단백질'일 수 있고, 상기 '항체 특이적 결합 단백질'은 바람직하게 '항체 Fc 영역 특이적 결합 단백질' 일 수 있다. 상기 '항체 Fc영역 결합 단백질'은 임의의 항체의 Fc영역을 선택적으로 인식하고, 효율적으로 결합할 수 있는 단백질을 모두 포함하는 것을 의미한다. 항체의 Fc영역은 대부분의 항체에서 그 구조가 잘 보존되어 있고, 이러한 항체의 Fc영역에 결합하는 단백질은 본 발명의 기술분야에 공지되어 있다. 상기 항체 Fc 영역 특이적 결합 단백질의 경우 임의 항체에 결합하는 기능이 있어, 특이적 결합 등을 위한 별도의 처리 등을 하지 않아도 되고, 다양한 표적물질의 분리에 사용될 수 있어 본 발명의 바이오 실리카 비드에 유용하게 사용할 수 있다.

상기 표적물질 결합 단백질은 임의의 항체 Fc 영역에 특이적으로 결합하는 프로테인 A(Protein A), 프로테인 G(Protein G), 프로테인 L(Protein L), 2차 항체 및 합텐(hapten)을 포함하고, 비오틴화 시킨 항체를 이용하는 경우 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin) 또는 뉴트라비딘(neutravidin)을 항체 결합 단백질을 포함하며, 항체를 특정 당으로 처리한 경우 이에 특이적으로 결합하는 렉틴(lectin) 또는 셀렉틴(selectin)도 포함한다. 또한, 상기 단백질의 2 이상의 조합도 포함한다.

상기 프로테인 A, G 및 L은 천연(native) 또는 재조합(recombinant) 형태를 모두 포함한다. 또한, 바람직하게 천연 프로테인 A(Native Protein A), 재조합 프로테인 A(Recombinant Protein A), 재조합 프로테인 G(Recombinant Protein G), 재조합 프로테인 A/G(Recombinant Protein A/G) 또는 재조합 프로테인 L(Recombinant Protein L)을 사용할 수 있다.

본 발명의 표적물질은 상기 표적물질 결합 단백질과 결합하는 특정 물질을 의미하며, 펩타이드, 단백질, 탄수화물, 항원, 항체 및 병원균을 포함한다. 표적물질의 종류에 따라서, 상기 표적물질 결합 단백질의 종류가 달라질 수 있다.

일 실시예에서, 표적물질이 항체인 경우 항체 Fc영역 특이적 결합 단백질인 프로테인 A를 이용하여 침강 및 분리가 가능함을 실험적으로 확인 하였다.

일 구체예로, 상기 표적물질이 임의의 항체인 경우 바이오 실리카 비드에 고정된 결합 단백질은 항체 Fc영역 결합 단백질일 수 있다. 항체 Fc영역 결합 단백질의 항체에 대한 특이성에 의하여 시료로부터 항체에 특이적 결합을 함으로써, 목적 항체를 분리할 수 있다. 또한 상기 항체 Fc영역 결합 단백질-항체 복합체로부터 항체를 정제하는 과정을 통해 목적하는 항체를 얻을 수 있다.

일 구체예로, 상기 표적물질 결합 단백질과 시료 내의 표적물질의 특이적 결합 특성에 의하여 표적물질을 분리할 수 있다.

다른, 구체예로, 항체 특이적 결합 단백질 및 항체를 이용하여 표적 물질을 분리 또는 정제 할 수 있다. 구체적으로 표적물질과 항체를 결합 시킨 후, 항체 특이적 결합 단백질을 이용하여 비드와 결합 및 침강 시키거나, 본 발명의 비드에 고정된 항체 특이적 결합 단백질과 항체를 결합 시킨 후, 시료와 접촉하여 시료와 합체의 특이적 결합에 의하여 결합 및 침강시키는 방법으로 분리 또는 정제 할 수 있다.

상기 표적물질 결합 단백질을 포함하는 프로브는 바이오 실리카 비드의 표면에 고정되어 있어, 상기 프로브에 의하여 표적물질이 바이오 실리카 비드 쪽으로 분리, 회수되는데 사용될 수 있다.

일 실시예에 있어서 종래 면역침강에서 통상적으로 사용되는 아가로스 비드와 비교해서 바이오 형성 실리카를 이용한 비드에 결합된 표적물질 결합 단백질인 프로테인 A의 고정(결합) 효율이 우수함을 확인 하였다.

본 발명에서 '분리'는 혼합물로부터 목적 물질을 떨어져 나오게 하는 것을 의미하며, 목적 물질이 시료 등의 혼합물로부터 임의의 방법에 의하여 개별적을 구분될 수 있는 상태라면 목적 물질이 단독 형태로 존재하던, 복합체 형태로 존재하던 모두 분리에 포함된다. 일 예로 침전 분리 등이 있으나, 그 종류에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 '정제'는 혼합물 또는 목적 물질이 다른 물질과 결합된 복합체 형태로부터 순수한 목적 물질로만 분리하는 것을 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 정제 방법은 특별한 제한이 없는 한 모두 본 발명에 포함된다.

본 발명의 용어 '고정(fixation)'은 특정 물질의 표면에 붙어있는 것으로, 결합 이라고도 한다. 본 발명에서는 구체적으로 바이오 실리카의 표면에 특정 단백질이 존재하는 것을 의미할 수 있다.

본 발명에서 상기 '갖는'은 '포함하는'으로 해석될 수 있으며, 한정적으로는 '이루어진'으로 해석될 수 있다. 본 발명의 서열번호 1 및 2 중 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드는 서열번호 1 내지 2로 표시되는 아미노산서열을 하나 이상 포함하는 펩타이드를 의미하며, 일 예로 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드, 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드 일 수 있다, 또는 서열번호 1 및 2의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드 일 수 있다.

또한, 본 발명에서 서열번호 1 및 2 중 하나 이상의 아미노산 서열의 실리카 형성 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 서열번호 1의 아미노산서열을 갖는 실리카 형성 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산서열을 갖는 실리카 형성 펩타이드를 코딩할 수 있는 염기서열을 갖는 폴리뉴클레오타이드를 의미한다.

본 발명에서 상기 '형성' 이란, '만들어진' 또는 '제조'로 이해될 수 있으며, 또한 구체적으로 본 발명의 펩타이드에 의한 '합성' 일 수 있다.

상기 바이오 실리카 비드는 형광물질을 더 포함할 수 있다.

상기 형광물질(flouorescent substance)은 빛을 받으면 형성을 발하는 물질을 의미하며, 그 종류는 본 발명이 속하는 분야에서 사용되는 것이라면 제한없이 이용될 수 있다.

상기 형광물질은 상기 비드의 바이오 실리카 부분에 고정되거나, 상기 표적물질 결합 단백질이 표적물질과 특이적으로 결합하는 부위를 제외한 부분 또는 그 기능을 방해하지 않는 부분에 결합하여 존재할 수 있다. 상기 형광물질을 포함하는 경우, 본 발명의 비드에 의한 표적물질의 분리 또는 정제를 더욱 효과적으로 확인할 수 있다.

본 발명은 또한, 표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 조성물에 관한 것이다.

상기 표적물질 분리 또는 정제용 조성물은 복합물로부터 목적하는 특정 물질을 분리 또는 정제하기 위해 사용될 수 있는 것을 의미한다.

상기 조성물은 면역침강에 사용되는 면역침강용 조성물 일 수 있다.

본 발명의 조성물은 침강완충액, 형광물질, 형광보조물질 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택 된 것을 더 포함할 수 있다. 상기 성분을 추가적으로 포함하는 경우, 표적물질의 분리 또는 정제 과정에서 시료로부터 더욱 명확하게 구분될 수 있도록 할 수 있다.

상기 침강완충액은 면역침강에 의한 단백질의 분리 또는 정제를 수행하기 위해 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적인 예로 PBS, 실리케이트, 비-변성 용해 완충액(non-denaturing lysis butter), 방사성 면역 침강 분석용 완충액(RadioImmunoPrecipitation assay buffer, RIPA buffer), 무세정 용해성 단백질 용해 완충액(detergent-free soluble lysis buffer), 비-세정 용해성 항원 완충액(non-detergent soluble antigens buffer) 및 TBST 등이 있으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 표적물질 결합 단백질 또는 표적물질의 종류에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

상기 표적물질 분리 또는 정제용 비드 조성물은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 조성물에 포함될 수 있는 부가적인 성분을 더 포함할 수 있다.

상기 바이오 실리카 비드에 대한 기재는 본 발명의 조성물에 준용 될 수 있다.

또한, 표적물질 분리 또는 정제용 키트에 관한 것이다.

상기 키트는 서열번호 1 내지 2 중 하나 이상의 아미노산서열의 실리카 형성 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드; 및 하나 이상의 표적물질 결합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드;를 포함하는 재조합 벡터와 실리카 전구체를 포함할 수 있다. 상기 재조합 벡터를 이용하여 실리카 형성 펩타이드-표적물질 결합 단백질의 복합체를 제조할 수 있고, 이를 이용하여 실리카 비드를 제조하여 물질의 분리 또는 정제에 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 키트는 표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드를 포함한다.

상기 키트는 물질의 분리 또는 정제를 효과적으로 확인 하기 위하여 형광물질을 더 포함할 수 있다.

상기 키트는 표적물질 결합 단백질과 결합할 수 있는 항체를 더 포함할 수 있다. 상기 항체는 표적물질에 특이적인 결합능을 가지고, 표적물질 결합 단백질과 결합할 수 있는 것이라면 그 종류에 상관없이 사용할 수 있다. 일 예로, His-Tag 결합 항체를 이용하는 경우, His-Tag 친화성 정제(His-Tag affinity purify)된 재조합 단백질을 분리할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 항체는 표적물질 결합 단백질과 특이적 결합력을 위해서 임의의 표지 또는 처리 된 것 일 수 있다. 구체적으로 His-Tag 된 것 일 수 있고, 비오틴화 항체(Biotinylated Antibody)를 이용하는 경우 스트렙타빈, 아비딘 또는 뉴트라비딘이 고정된 실리카 비드를 이용하여 표적물질의 분리 또는 정제가 가능하다.

일 실시예에 따라, 본 발명의 비드를 이용하여 면역침강법을 실시하는 경우, 표적물질이 단긴 시료에 1차 항체를 처리하여 표적물질과 결합되게 하고, 프로테인 A가 고정된 바이오 실리카 비드를 이용하여 상기 1차 항체의 Fc 영역을 인식하여 결합되게 하였다. 그 결과 표적물질-1차 항체는 바이오 실리카 비드에 의하여 침강되었음을 확인 하였다. 이러한 측면에서 본 발명의 키트는 면역침강용 키트 일 수 있다.

상기 면역침강용 키트는 항원-항체 반응에 의하여 표적 물질을 침강시켜 분리 또는 검출하는 단계를 포함하는 수행되는 것이면 구체적인 종류에 상관없이 모두 포함한다.

본 발명의 키트는 침강완충액, 형광물질, 형광보조물질 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택 된 것을 더 포함할 수 있다. 상기 성분을 추가적으로 포함하는 경우, 표적물질의 분리 또는 정제 과정에서 시료로부터 더욱 명확하게 구분될 수 있도록 할 수 있다.

상기 키트는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 조성물에 포함될 수 있는 부가적인 성분을 더 포함할 수 있다.

상기한 기재 이외에, 표적물질 분리 또는 정제용 비드 및 비드 조성물에 대한 내용은 상기 키트에도 준용될 수 있다.

또한, 본 발명은 표적물질 분리 또는 정제용 바이오 실리카 비드 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은 서열번호 1 내지 2 중 하나 이상의 아미노산서열의 실리카 형성 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드; 및 하나 이상의 표적물질 결합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드;를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 재조합 미생물을 배양하여 실리카 형성 펩타이드-표적물질 결합 단백질의 복합체를 얻는 단계, 및 실리카 전구체와 상기 복합체를 접촉시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 형질전환체를 이용한 바이오 실리카 비드의 제조 방법은 종래의 방법과 비교하여 제조 단계를 줄일 수 있고, 비화학적인 방법으로 제조할 수 있으면서도 고정효율이 높은 장점이 있다. 구체적으로 종래에 아가로스 비드 등을 이용하는 경우, 프로브 등을 고정(결합)하기 위한 추가적인 단계가 필요했고, 상기 고정을 위한 화학적 부산물이 많이 발생하는 문제가 있었으며, 무엇보다 프로브 등의 고정효율이 현저히 덜어지는 단점이 있었으나, 본 발명의 경우 담체 또는 지지체인 실리카의 형성 과정에 프로프가 바로 고정되는 형태로 제조할 수 있어 추가적으로 프로브의 고정을 위한 단계를 실시하지 않아도 되고, 고정화 효율도 종래 아가로스 비드보다 우수한 장점이 있다.

상기 재조합 벡터는 목적 폴리펩타이드 및/또는 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드가 작동가능하게 연결되도록 도입 된 발현벡터 일 수 있다.

본 발명에서 발현벡터란 개체의 세포 내에 존재하는 경우 삽입물이 발현되도록 삽입물에 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 의미한다. 상기 발현 벡터는 표준적인 재조합 DNA 기술을 이용하여 제조 및 정제될 수 있다. 상기 발현 벡터의 종류는 원핵세포 및 진핵세포의 각종 숙주세포에서 원하는 유전자를 발현하고, 원하는 단백질을 생산하는 기능을 하는 한 특별히 한정되지 않지만, 가력한 활성을 나타내는 프로모터와 강한 발현력을 보유하면서 자연 상태와 유사한 형태의 외래 다백질을 대량으로 생산할 수 있는 벡터가 바람직하다. 발현벡터는 프로모터, 개시코돈, 목적물을 코드하는 폴리뉴클레오타이드, 및 종결코돈 터미네이터를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 재조합 미생물은 하나 이상의 목적 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 갖는 벡터가 숙주세포에 도입되어 형질전환 된 세포 등을 의미하는 것으로, 형질전환체라고도 한다. 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 재조합 미생물을 제조하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 방법에 의할 수 있다.

본 재조합 미생물을 이용한 비드 제조방법의 경우, 표적물질 결합 단백질-실리카 형성 펩타이드의 복합체와 실리카 전구체가 접촉하여 바이오 실리카가 형성되는 과정에서 바이오 실리카의 표면 쪽으로 표적물질 결합 단백질이 위치하게 되므로, 별도의 프로브를 고정하는 단계가 필요하지 않다는 장점이 있다. 또한 상기와 같이 복합체의 경우, 일반적으로 아가로스 등의 표면에 결합 또는 담지 시킨 경우보다 더욱 강하게 결합을 형성하여, 표적물질의 분리 과정에서 프로브의 손실이 일어나지 않아 그 효율이 증가하는 장점이 있다.

본 발명의 바이오 실리카 비드, 상기 비드를 포함하는 조성물 및 키트에 기재된 내용은 본 발명의 비드 제조방법에도 준용될 수 있다.

또한, 본 발명은 표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드;와 표적 물질을 포함하는 시료;를 접촉하는 단계를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제방법에 관한 것이다.

상기 표적물질 분리방법은 항체 Fc영역 결합 단백질이 고정된 바이오 실리카를 시료와 접촉하기 전에, 항체와 접촉하여 바이오 실리카-표적물질 결합 단백질-항체 형태의 복합체를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 바이오 실리카-표적물질 결합 단백질-항체 복합체에 표적물질을 포함하는 시료를 접촉하여 바이오 실리카-항체-표적단백질 복합체 형태로 표적물질을 분리 또는 정제 할 수 있다.

상기 표적물질 분리방법은 표적물질을 상기 표적물질과 결합하는 임의의 물질과 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예 있어서, 상기 표적물질 결합 단백질이 항체 Fc영역 결합 단백질인 프로테인 A인 경우, 표적물질(GFP 단백질)이 든 시료(세포용해물)를 1차 항체(Anti-GFP IgG II)로 처리한 후, 프로테인 A가 고정된 바이오 실리카(실리카-SpA)와 프로테인 A가 고정된 아가로스(아가로스-SpA)를 이용하여 각각 상기 시료와 접촉하여, 프로테인 A-항체의 면역 반응을 통해, 표적물질을 침강시켜 분리하고 그 효능을 비교한 결과, 실리카-SpA가 더욱 우수한 침강 효율 나타냄을 확인 하였다.

또한, 상기 표적물질 정제 방법은 바이오 실리카 비드;와 표적 물질을 포함하는 시료;를 접촉하여 형성된 실리카 비드-표적물질의 복합체로부터 표적 물질을 분리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 물질의 정제방법은 본 기술이 속하는 분야에서 통상적으로 사용하는 정제방법을 이용할 수 있다.

종래 높은 순도의 정제를 위해 화학적인 방법을 사용하였으나, 정제 효율이 낮고, 환경적 오염도 심각한 문제를 본 발명의 정제방법에 의하는 경우 친환경적으로 정제가 가능하여 유해한 부산물이 생성되지 않고, 유전 공학적 방법을 통해 담체(지지체)인 바이오 실리카 비드에 프로브인 표적물질 분리용 단백질의 고정 효율이 우수하여 표적물질의 회수율이 높아져 효과적으로 해결할 수 있다.

상기 바이오 실리카 비드, 이를 포함하는 조성물 및 키트, 그리고 상기 비드의 제조방법에 기재된 내용은 본 발명의 표적물질 분리 또는 정제방법에도 준용될 수 있다.

이하, 본 발명을 제조예 및 실험예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 1] 실리카 형성 펩타이드 및 protein A 복합체의 제조

도 1의 pET Duet벡터의 PstI 사이트와 AvrII 사이트를 이용하여 실리카 형성 펩타이드(SFP)를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 삽입하고, 다시 한 번 BamHI 사이트와 PstI 사이트를 이용하여 각 Protein A의 DNA 서열을 삽입하였다. 상기 제작된 pET Duet 벡터의 발현 균주로는 E. coli BL21(DE3)를 사용하였다.

형질전환 된 BL21(DE3) 콜로니 한 개를 50mg/L 의 암피실린이 들어 있는 LB 액체 배지 3mL에 접종하여 37 ℃ 에서 배양시킨 다음, 대수기 증식기 상태의 균 배양액 0.5mL를 500mL의 LB(1.0% 트립톤, 0.5% 효모 추출물, 1% NaCl) 배지에 접종하여 37 ℃에서 225 rpm으로 O.D 값이 0.7에 도달할 때까지 배양시킨 후 최종 농도가 1mM 이 되도록 IPTG 를 첨가하여 단백질의 발현을 유도하였다.

상기 IPTG를 첨가한 다음 20 ℃에서 17시간 동안 추가 배양시키고, 4 ℃, 4000rpm에서 20분간 원심 분리하여 균체를 수거한 후 완충용액(0.3 M NaCl, 1% 글리세롤, 1 mM PMSF가 포함된 50 mM 인산 완충용액(pH 8.0)으로 균체를 현탁 한 후 2시간 이상 냉동(-70℃)후 해동하였다.

얻어진 균체를 50W하에 총 10분 (1회마다 1초 후 5초간 얼음에서 휴지) 반복으로 초음파 처리하여 균체를 파쇄하였고, 14,000 rpm에서 30분간 원심 분리한 후 상층액을 수거하였다. His-tag이 달린 SFP-SpA는 최종 0.3 M NaCl이 함유된 50 mM 인산 완충용액(pH 8)으로 평형화된 cobalt affinity column 크로마토그래피(Clone tech사의 talone resin 사용)를 수행하여 N-말단 부위에 6개의 히스티딘 잔기가 연결된 재조합 Protein A 단백질을 100 mM 이미다졸로 용출시켰다. 용출 이후 단백질 수용액에 남아 있는 이미다졸을 제거하기 위해서 0.3M NaCl이 함유된 50mM 인산 완충용액(pH 8)에서 교반 투석법을 1회당 최소 4시간씩 총 4회 반복하였다. 균체를 파쇄하고 원심분리 하여 얻은 상청액을 이용하여 EctP1-SpA, R5-SpA, r-SpA의 발현양과 분자량 확인을 위해 SDS-PAGE와 웨스턴 블랏을 실시하였고, 그 결과는 도2에 나타내었다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 예상 분자량은 약 35 kDa이며, 전기영동 결과로도 이를 확인할 수 있었다. 세 종류의 재조합 단백질 모두 가용화 상태로 고발현되었다. 또한, 항-His tag 항체를 이용하여 이들 단백질을 다시 확인하고, SDS-PAGE 상에 나타나는 고발현 밴드와 일치함을 확인하였다.

[ 실시예 2] 실리카 형성 활성 및 protein A 고정력 비교

실시예 1에서 제조된 실리카 형성 펩타이드와 Protein A 복합체의 실리카 형성 활성을 비교하였다. 실리카 형성 펩타이드를 포함하지 않는 대조군(rSpA)과 실험군으로 두 종류의 실리카 형성 펩타이드인 R5(R5-SpA)와 EctP1(EctP1-SpA)을 이용하여, 모두 같은 조건으로 실리카 형성반응을 실시하였다.

최종 농도 10mM 인산 완충액(pH 8) 반응 용액에서 단백질 농도가 750㎍/ml이 되도록 맞춘 후 최종 농도 100mM 농도의 TMOS를 넣고 상온에서 각 성분이 잘 섞이도록 교반하면서 1 시간 반응시켰다. 그 결과는 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 반응 결과 세 가지 샘플 모두 실리카가 잘 형성 되었으나, R5 와 대조군 rSpA 의 실리카는 젤 형태를 띄었고, EctP1으로 형성된 실리카 만이 작은 파티클 형태를 보였다. 또한, 단백질의 고정화 정도를 비교한 결과 대조군과 실험군 모두 90% 이상의 고정화 효율을 보였다.

실리카 형성 펩타이드와 결합되지 않은 rSpA(대조군)는 비 특이적으로 실리카가 형성되었고, protein A의 고정화 효율이 90%나 되었지만, 워싱 단계에서 고정된 protein A가 지속적으로 방출되는 것이 확인되었다. 이는 protein A가 실리카와 결합된 형태로 고정화된 것이 아니라, 비특이적으로 생성된 실리카 사이에 protein A가 끼어 있기 때문인 것으로 예상하고, 실험을 진행하였다.

[ 실시예 3] 실리카의 형태적 특성 분석

상기 실시예 2에서 합성된 세 가지 다른 샘플의 실리카의 형성 형태를 비교하기 위하여 주사형 전자 현미경을 이용하여 촬영하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 젤 형태를 보였던 R5-SpA 와 rSpA의 실리카는 파티클 형태를 띄지 않고 서로 뭉쳐져 형태를 구분할 수가 없었다. 이에 비해 EctP1-SpA의 경우 서로 뭉치지 않고 구형의 파티클 형태로 형성됨을 확인하였다.

[ 실시예 4] 실리카-protein A 복합체의 항체와 결합능 확인

세 가지 실리카-Protein A 복합체의 항체와의 결합능을 확인하기 위하여 항원(단백질)이 잘 붙도록 제작된 Microtiter Plate를 이용하여 테스트 하였다(도5). 96-well Microtiter Plate 에 1㎍/mL 농도의 복합체가 붙도록 16시간 4 ℃ 에서 반응시키고, 1X TBST 를 사용하여 총 3번 세척하여 고정되지 않은 복합체를 씻어 냈다. 이후 1% 의 소혈청알부민 이 함유된 1X TBST를 넣고 1시간 동안 Blocking 반응을 실시하였다. 또다시 1X TBST 를 이용하여 총 3회 씻어낸 후 적외선 염색된 항체를 1:100의 농도부터 1:6400의 농도로 희석(1:100, 1:200, 1:400, 1:800, 1:1600, 1:3200 및 1:6400)하여 각 well 에 넣고, 상온에서 2시간 반응시켰다.

또한, 동일한 방법으로 10배 높은 농도인 10㎍/mL 농도의 복합체를 96-well Microtiter Plate 에 붙이고 항체를 각 well에 넣고, 상온에서 2시간 반응 후 1X TBST 를 이용하여 반응하지 않은 항체를 모두 씻어 낸 뒤 적외선 촬영기로 확인하였다.

각 열은 A) R5-SpA, B) EctP-SpA, C) rSpA, D) none 이고, 항체 자체가 Microtiter Plate에 붙는 현상을 확인하기 위해서 D 열에는 Protein A를 붙이지 않고 동일한 조건의 실험을 진행하였고, 적외선 촬영기를 이용하여 결합능을 확인하여, 도 5에 결과를 나타내었다.

도 5b에 나타낸 바와 같이, 1)의 1㎍/mL 의 농도에서 오직 EctP1-SpA(b열)만 Protein A와 반응하였고, 다른 실험군에서는 항체와 잘 반응하지 않았다. 또한, 항체의 기본 적외선 신호 정도를 알아보기 위하여 씻어 내기 전 적외선 신호를 촬영한 결과를 도 5b의 2)에 나타냈고, 적외선 염색 항체의 희석비율에 따라 신호가 점점 줄어드는 것을 확인하였다. 3)에서는 a), b), c)열 모두에서 항체와 반응하였다는 적외선 신호를 확인할 수 있었고, 복합체를 붙이지 않은 d) 열에서는 적외선 신호가 확실히 확인되지 않았다. 따라서, 상기 결과를 통해 복합체의 Protein A이 항체의 Fc 부분과 잘 결합하는 결합능이 있고, 특히 EctP1-SpA의 결합능은 낮은 농도에서도 우수한 것을 확인하였다.

[ 실험예 1] 실리카-protein A 복합체의 면역침강법 응용 가능성 확인

상기 실시예에서 제조한 실리카-protein A 복합체를 면역침강법에 응용할 수 있는지를 알아보기 위해 본 발명의 복합체(실험군: R5-SpA, EctP1-SpA)와 현재 시판되고 있는 Santa Cruz 사의 아가로스-SpA(대조군)를 비교하는 실험을 실시하였다.

각 샘플을 항체와 반응시키기 전, 소혈청알부민을 넣고 1시간 동안 Blocking 단계를 거쳐 비특이적 결합 정도를 확인하였다(도 6의 A).

정제된 R5-SpA 와 EctP1-SpA를 각각 최종부피 1mL에 750㎍/mL의 농도로 맞추고, 최종농도 100mM TMOS, 10mM 인산완충용액을 이용하여 1시간 동안 실리카 형성 반응을 하였다. 이후 100mM 인산 완충용액을 이용하여 총 3회 세척하여, 반응하지 않은 TMOS 를 씻어내었다. 최종 얻어진 실리카-SpA 20㎕ 와 아가로스-SpA 20㎕를 최종부피 100㎕의 1X TBST 에 각각 넣고 재부유 시켰다. 1% 의 소혈청알부민이 첨가된 1X TBST를 이용하여 1시간 동안 Blocking 하고, 14000xg로 원심분리 한 뒤 1X TBST 를 이용해 총 3번 세척했다. 적외선 염색 항체 0.5mg/mL을 1:200 농도로 희석한 뒤 100㎕를 각 샘플과 상온에서 2시간 반응시켰다.

그 결과를 도 6의 B에 나타내었다.

도 6의 B는 적외선 촬영기로 테스트한 결과로, R5-SpA 와 EctP1-SpA 를 비교한 결과, 모두 항체와 잘 결합하였으므로, 본 발명의 실리카-SpA 복합체를 면역침강법에 활용할 수 있음을 확인하였다.

또한, EctP1-SpA와 아가로스-SpA를 비교한 결과, EctP1-SpA 가 아가로스에 비해 좀더 높은 적외선 신호를 보였으므로, 발명의 복합체가 항체와 결합능이 더 우수함을 알 수 있다. 이는 아가로스는 세척 시 비드 자체의 지속적인 손실이 있었기 때문에, 전체적인 처리구에서 에러가 발생하였고, 이는 본 발명의 바이오 실리카와 비교하는 경우 더욱 심한 것을 확인할 수 있었다. 이는 실리카에 비해 아가로스 비드의 침전도가 떨어져 워싱 단계에서 계속 손실이 일어나는 것이므로, 본 발명의 바이오 실리카 비드에 프로테인 A의 고정률이 더욱 우수하고, 이로 인해 항체와의 결합률도 우수해짐을 알 수 있다.

[ 실험예 2] 상호면역침강법을 이용한 GFP의 분리여부 확인

본 발명의 복합체를 상호면역침강법에 이용할 수 있는지 확인하기 위하여, 목표 단백질을 GFP로 설정하고 실험을 실시하였다(도7).

우선 1시간 동안 R5-SpA와 EctP1-SpA로 각각 실리카를 형성하였다. 이후 1시간 동안 소혈청알부민을 이용하여 Blocking 하였다. 또한, GFP 단백질이 발현된 세포 용해물을 1/100, 1/10 로 희석하여, Anti-GFP IgG II(0.2mg/mL) 100㎕ 와 2시간 동안 반응시켰다. 이후 Ag-Ab 복합체와 실리카-SpA, 아가로스-SpA를 상온에서 2시간 반응시켰다. 반응을 모두 끝낸 후 SDS-PAGE를 실시하고 웨스턴 블랏을 통해 결과를 확인하였다(도8). 그 결과는 도 8에 나타내었다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 1/100 희석배율의 GFP 용해물과 반응된 처리군 에서는 실리카-SpA 두 샘플 모두 목표 단백질인GFP 를 확인할 수 있었으나, 아가로스-SpA에서는 목표 단백질을 확인할 수 없었다. 또한, 1/10 희석배율의 GFP가 발현된 세포 용해물에서는 아가로스-SpA 샘플도 목표단백질을 확인할 수 있었다. 다만, 아가로스-SpA처리군의 경우 그 신호가 실리카-SpA와 비교하여 현저하게 낮게 나타났으므로, 아가로스-SpA를 이용하는 경우보다, 본 발명의 실리카-SpA를 이용하는 경우, 더 낮은 농도의 물질도 정확하게 고정화 할 수 있음을 확인하였다.

SEQUENCE LISTING <110> KOREA UNIVERSITY RESEARCH AND BUSINESS FOUNDATION <120> DETECTING, ISOLATING OR PURIFYING MATERIAL WITH BIOSILICA <130> P15U10C1356 <160> 2 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> Silica Forming Peptide <400> 1 Ser Ser Lys Lys Ser Gly Ser Tyr Ser Gly Ser Lys Gly Ser Lys Arg 1 5 10 15 Arg Ile Leu <210> 2 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> Silica Forming Peptide <400> 2 Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg Arg His Asp His His Asp His Arg 1 5 10 15 Arg Gly Ser

Claims

서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카; 및
상기 바이오실리카에 고정된 표적물질 결합 단백질;을 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 비드.
제1항에 있어서,
상기 표적물질 결합 단백질은 프로테인 A(Protein A), 프로테인 G(Protein G), 프로테인 L(Protein L), 2차 항체, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘(neutravidin), 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것인, 표적물질 분리 또는 정제용 비드.
제1항에 있어서,
상기 바이오 실리카 또는 표적물질 결합 단백질에 결합된 형광물질을 더 포함하는, 비드.
제1항에 있어서,
상기 비드는 면역침강(immunoprecipitation) 용인, 비드
표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 조성물.
제5항에 있어서,
상기 표적물질 결합 단백질은 프로테인 A(Protein A), 프로테인 G(Protein G), 프로테인 L(Protein L), 2차 항체, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘(neutravidin), 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것인, 표적물질 분리 또는 정제용 조성물.
제5항에 있어서,
형광물질을 더 포함하는, 표적물질 분리 또는 정제용 조성물.
표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 키트.
제8항에 있어서,
상기 표적물질 결합 단백질과 결합할 수 있는 항체를 더 포함하는, 표적물질 분리 또는 정제용 키트.
제8항에 있어서,
면역침강완충액, 형광물질 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택 된 것을 더 포함하는, 표적물질 분리 또는 정제용 키트.
제8항에 있어서,
상기 키트는 면역침강용 인, 표적물질 분리 또는 정제용 키트.
서열번호 1 내지 2 중 하나 이상의 아미노산 서열의 실리카 형성 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드; 및 하나 이상의 표적물질 결합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드;를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 재조합 미생물을 배양하여 실리카 형성 펩타이드-표적물질 결합 단백질의 복합체를 얻는 단계, 및
실리카 전구체와 상기 복합체를 접촉시키는 단계를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제용 바이오 실리카 비드 제조방법.
표적물질 결합 단백질이 고정되고, 서열번호 1 및 2 중 선택된 하나 이상의 서열을 갖는 펩타이드로 형성된 바이오 실리카 비드; 와 표적 물질을 포함하는 시료;를 접촉하는 단계를 포함하는 표적물질 분리 또는 정제방법.
제13항에 있어서,
상기 접촉에 의하여 형성된 실리카 비드-표적물질의 복합체로부터 표적 물질을 분리하는 단계;를 더 포함하는 표적물질 정제방법.