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KR20160094550A - Novel fusion protein comprising scFv and ferritin and uses thereof - Google Patents

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KR20160094550A
KR20160094550A KR1020150015366A KR20150015366A KR20160094550A KR 20160094550 A KR20160094550 A KR 20160094550A KR 1020150015366 A KR1020150015366 A KR 1020150015366A KR 20150015366 A KR20150015366 A KR 20150015366A KR 20160094550 A KR20160094550 A KR 20160094550A
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KR
South Korea
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scfv
ferritin
fusion protein
protein
nanocluster
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KR1020150015366A
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Korean (ko)
Inventor
정상전
강효진
고건
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명은 단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질, 상기 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현벡터, 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체, 상기 형질전환체를 배양하고 이로부터 상기 융합단백질을 제조하는 방법, 상기 융합단백질을 포함하는 나노클러스터, 상기 나노클러스터를 포함하는 약물 전달체, 진단키트, 단백질 칩 및 상기 나노클러스터를 이용하는 항원 검출방법에 관한 것이다. 본 발명은 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv) 의 서열을 페리틴에 도입함으로써 융합단백질을 제조하고 이를 이용하여 항체의 항원인식부위 24개가 항체의 페리틴표면에 발현되게 함으로써 바이오칩, 약물전달시스템, 질병진단 및 치료제 개발 등에 활용할 수 있다.The present invention relates to a fusion protein comprising a single chain antibody fragment (scFv) and a ferritin-bound fusion protein, a polynucleotide encoding the fusion protein, an expression vector comprising the polynucleotide, a transformant into which the expression vector is introduced, A method for producing the fusion protein from the transformant, a nanocluster containing the fusion protein, a drug carrier containing the nanocluster, a diagnostic kit, a protein chip, and an antigen detection method using the nanocluster . The present invention relates to a method for producing a fusion protein by introducing a sequence of a single chain variable fragment (scFv) into ferritin, and using the fusion protein, 24 antigen recognition sites of the antibody are expressed on the ferritin surface of the antibody, System, disease diagnosis and therapeutic drug development.

Description

단일사슬항체조각과 페리틴을 포함하는 융합단백질 및 그의 용도{Novel fusion protein comprising scFv and ferritin and uses thereof}Fusion proteins comprising single chain antibody fragments and ferritin, and uses thereof and novel fragments thereof,

본 발명은 단일사슬항체조각과 페리틴을 포함하는 융합단백질 및 그의 용도에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질, 상기 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현벡터, 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체, 상기 형질전환체를 배양하고 이로부터 상기 융합단백질을 제조하는 방법, 상기 융합단백질을 포함하는 나노클러스터, 상기 나노클러스터를 포함하는 약물 전달체, 진단키트, 단백질 칩 및 상기 나노클러스터를 이용하는 항원 검출방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a fusion protein comprising a single chain antibody fragment and ferritin and a use thereof. More particularly, the present invention relates to a fusion protein in which a single chain antibody fragment (scFv) and ferritin are bound, A polynucleotide, an expression vector comprising the polynucleotide, a transformant into which the expression vector is introduced, a method of culturing the transformant and producing the fusion protein from the polynucleotide, a nanocluster comprising the fusion protein, A diagnostic kit, a protein chip, and an antigen detection method using the nanoclusters.

페리틴은 철을 저장하는 단백질로써 원핵생물과 진핵생물에 널리 존재하고 있다. 페리틴의 분자량은 약 500.000Da으로, 무거운 사슬(Heavy chain)과 가벼운 사슬(Light chain)로 구성되어 있고, 자가 조립 능력이 있어 구형 입자를 형성하는 독특한 특성을 나타낸다. 페리틴은 24개의 단량체(무거운 사슬 혹은 가벼운 사슬 중 하나로 구성된 단일 단량체 혹은 이종 단량체)가 모여서 거대한 구형태의 삼차구조를 형성한 단백질로써, 인간 페리틴의 경우 외경은 약 12 nm 이고 내경은 약 8 nm 이다. 페리틴은 pH 조건에 따라 단량체로 흩어지기도 하고 24개의 단량체가 결합한 나노클러스터를 형성하기도 하는데 이러한 특성을 이용하면 페리틴 내에 다양한 물질을 포집할 수 있다. 일반적으로는 나노클러스터 모양의 페리틴은 내부에 산화철(iron oxide)를 가지고 있으나, 이 이외에도 산화망간, 산화코발트, 산화니켈, 산화인듐, 황화철, 황화카드뮴, 셀레노카드뮴, 셀레노아연 등 다양한 무기 금속을 포함한 페리틴의 제조에 대한 사례들이 보고되어 있다. 또한, 금속과 선택적으로 결합하는 펩타이드를 이용하여, 예를 들어 은과 결합하는 펩타이드를 이용하여 은을 포집한 페리틴을 합성한 사례도 보고되고 있다. 특히, MRI 조영제인 Gd-HPDOTA(gadolinium-[10-(2-hydroxypropyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid)을 포집시킨 페리틴도 보고되어 있다. 이처럼 페리틴의 내ㆍ외부는 분자생물학적 방법을 통해 다양한 기능단을 도입할 수 있으며, 다양한 기능단이 도입된 페리틴 구조체는 선택적인 방법으로 적절한 기능단을 이용한 수식(modification)이 가능하며 필요한 다양한 물리화학적 성질을 부여할 수 있는 장점을 가지게 된다. 한 예로, 특정 금속에 선택적으로 결합하는 펩타이드 서열을 페리틴의 적절한 위치에 도입하면 해당 금속이온을 선택적으로 결합하여 단백질과 함께 운반할 수 있게 된다. 이 과정에서 페리틴 단백질 단량체에 하나의 수식을 도입하여도 이들이 자기조립을 통하여 24개의 복합체로 구성된 단백질 나노클러스터는 24개의 균일한 수식을 가지게 되며, 결과적으로 하나의 페리틴 나노클러스터가 매우 정교한 형태로 24개의 금속이온을 수송하는 수송체 역할을 할 수 있다. Ferritin is a protein that stores iron and is widely found in prokaryotes and eukaryotes. The molecular weight of ferritin is about 500.000 Da, consisting of a heavy chain and a light chain. It has self-assembly ability and shows unique characteristics of forming spherical particles. Ferritin is a protein in which 24 monomers (a single monomer or a single monomer composed of one heavy chain or light chain) are assembled to form a huge spherical tertiary structure. In the case of human ferritin, the outer diameter is about 12 nm and the inner diameter is about 8 nm . Ferritin may be dispersed into monomers according to pH conditions and may form nanoclustes with 24 monomers combined. These characteristics can capture various substances in ferritin. In general, nano-cluster ferritin has iron oxide in its interior. In addition, ferric nitrides have a variety of inorganic metals such as manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide, indium oxide, iron sulfide, cadmium sulfide, selenocadmium, Examples of ferritin production have been reported. In addition, a case has been reported in which ferritin is captured by using a peptide selectively binding to a metal, for example, using a peptide that binds to silver. In particular, ferritin, which captures Gd-HPDOTA (gadolinium- [10- (2-hydroxypropyl) -1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), which is an MRI contrast agent, has also been reported. In this way, various functional groups can be introduced through the molecular biology of the interior and exterior of ferritin. The ferritin structure incorporating various functional groups can be modified by an appropriate functional group using various functional groups, It has an advantage that it can impart properties. For example, introducing a peptide sequence that selectively binds to a specific metal at an appropriate position in the ferritin allows the metal ion to selectively bind and carry with the protein. In this process, even when a single formula is introduced into the ferritin protein monomer, self-assembly of the protein nanoclusters composed of 24 complexes results in 24 homogeneous formulas. As a result, one ferritin nanocluster is formed in a very elaborate form It can serve as a transporting body for transporting the metal ions.

한편, 표적지향형 약물전달시스템이란 약물을 치료부위에 선택적으로 전달함으로써 건강한 조직을 약물에 노출시키지 않음과 동시에 소량의 약물만으로도 우수한 치료효과를 나타낼 수 있도록 설계된 기술을 말한다. 표적지향적 약물전달시스템을 이용하게 되면 질병이 있는 인체의 특정 부위에 약물을 집중시킴으로써 약물치료 효과를 극대화할 수 있으며, 항암제 등 독성이 강한 약물에 의한 부작용을 최소화시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 최근에는 표적지향형 약물전달시스템을 질병진단에 활용하는 시도가 활발히 이루어지고 있다. 더 최근에는 표적지향적 약물전달 시스템을 이용하여 치료와 진단을 동시에 할 수 있는 테라그노시스(Theragnosis = Therapy+diagnosis)기술개발이 활발히 진행되고 있다. 즉, 표적지향적 약물전달 시스템에 분자영상 추적자(molecular imaging probe)를 부착하고 비침습성 생체영상화 장비(non-invasive in vivo imaging)를 이용하여 추적자를 영상화함으로써, 약물전달과 동시에 치료과정을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술이 테라그노시스 기술이다. On the other hand, a target-oriented drug delivery system refers to a technology designed to selectively deliver a drug to a treatment site so that healthy tissue is not exposed to the drug, and at the same time, an excellent therapeutic effect can be obtained even with a small amount of drug. Using a targeted drug delivery system can maximize the effectiveness of drug treatment by concentrating the drug on a specific area of a diseased human body, and it can minimize side effects caused by toxic drugs such as anticancer drugs. In addition, in recent years, attempts have been made to utilize a target-oriented drug delivery system for disease diagnosis. More recently, the development of Theragnosis (Therapy + Therapy) technology, which can simultaneously perform treatment and diagnosis using a target-oriented drug delivery system, is actively under way. That is, by attaching a molecular imaging probe to a target-oriented drug delivery system and imaging the tracer using non-invasive in vivo imaging, The technology that can be done is TerraGinosis technology.

거의 모든 경우에 표적지향성을 부여하는 대표적인 물질이 신호펩티드와 항체이다. 항체가 매우 일반적이나, 항체를 사용할 경우 항체의 특정부위를 선택적으로 수식(modification)하는 것이 매우 어려운 기술로 알려져 있다. 항체는 척추동물의 면역반응으로 생성되는 단백질로써 항원의 특정 부위를 특이적으로 인식하여 결합하여 항원의 작용을 비활성시키거나 제거시키는 면역단백질이다. 항체는 중쇄(heavy chain) 2개와 경쇄(light chain) 2개를 가지며 기본적으로 Y자형을 이루고 있다. 경쇄와 중쇄의 가변영역이 합쳐져 항원결합부위(antigen binding site)가 형성되는데 이 부위를 인위적으로 펩타이드 링커를 통해 연결한 작은 단편인 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv)를 이용하여 항체의 기능을 수행하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 단일사슬항체조각 (single chain variable fragment;, scFv)은 일반 항체에 비해 크기가 작기 때문에 조직이나 암조직으로의 침투율이 높고 대장균시스템을 비롯한 다양한 발현시스템에서 대량생산이 가능하고, 다양한 분자생물학적 수식이 가능하며 생산에 드는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 그러나 이 단일사슬항체조각(single chain variable fragment)은 크기가 작고 Fc 부위가 없기 때문에 인체 내에서 반감기가 짧다는 단점을 가진다. 보고된 TSH(thyroid stimulating hormone)-페리틴의 경우 대장균에서 발현은 되지만 침전이 형성되고 자기조립이 이루어지지 않는 문제가 있어 추가적인 강산을 이용하는 리폴딩 과정이 필수적으로 요구되며 이는 기능성 단백질나노 입자의 제조에 많은 시간과 비용이 소모되며 또한 단백질을 변성시킴으로써 고유의 기능(선택성, 결합력, 안정성)에도 악영향을 줄 수 있다.Representative materials that impart target orientation in almost all cases are signal peptides and antibodies. Antibodies are very common, but it is known that it is very difficult to selectively modify a specific region of an antibody when using an antibody. Antibodies are proteins produced by the immune response of vertebrates. They are immune proteins that specifically recognize and bind specific sites of the antigen to inactivate or eliminate the action of the antigen. Antibodies have two heavy chains and two light chains and are basically Y-shaped. The variable region of the light chain and the heavy chain are combined to form an antigen binding site. A single fragment of a single chain variable fragment (scFv), which is artificially linked through a peptide linker, Research is being conducted to perform the functions of the present invention. Since single chain variable fragment (scFv) is smaller than general antibodies, it has a high penetration rate into tissues and cancerous tissues, can be mass-produced in various expression systems including E. coli system, and various molecular biological formulas And can save time and money in production. However, this single chain variable fragment has a short half-life in the human body because of its small size and lack of Fc region. The reported thyroid stimulating hormone (TSH) - ferritin is expressed in Escherichia coli but has a problem that precipitation is formed and not self-assembled, so that refolding process using additional strong acid is essential. This is essential for the production of functional protein nanoparticles It consumes a lot of time and money, and it can also adversely affect inherent functions (selectivity, binding ability, stability) by denaturing proteins.

의약품 전달체로 리포좀과 같은 나노구조체가 많이 사용되며, 리포좀은 생체 세포막의 구성성분인 인지질을 주성분으로 하고 있으며 내부에 수용성 혹은 불용성(소수성) 약물을 포집시킬 수 있다. 리포좀은 구성성분 및 표면성분을 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있으나 세포내 독성이 높고 약물로 주입되었을 때 대식세포의 식작용으로 순환계에서 소실되는 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하는 기술로써 인지질의 말단에 PEG를 결합시켜 리포좀을 제작하거나 리포좀 표면을 PEG 또는 다당류로 코팅한 스텔스리포좀(stealth liposome)이 개발되었다. 다른 나노구조체인 마이셀은 친수성과 소수성 부위를 동시에 가진 사슬형 분자로 이루어진 전달체로서, 수용액 상에서 중심부는 소수성부분이 서로 모여 구형을 이루게 되며, 보통 난용성 약물을 중심부에 포집시켜 용해도를 증가시키고 생체 이용률을 높이는데 이용된다. 항암치료제의 경우 나노입자를 이용한 약물전달체는 수동적 표적지향 방법인 EPR(enhanced permeability and retention)효과를 통해 암조직에 선택적으로 축적이 된다. 일반적으로 암조직은 신생혈관을 통해 영양분과 산소를 공급받게 되는데, 이 때 생성되는 혈관은 짧은 기간내에 형성되기 때문에 정상 세포와는 달리 엉성한 구조를 갖게 된다. 암조직에 형성된 느슨한 혈관 조직을 통해 수십~수백나노미터 크기의 나노입자들이 암조직 주위에 축적될 수 있고 배출속도가 느려서 장기간 암조직에 체류하게 되는데 이러한 현상을 EPR(enhanced permeability and retention) 효과라고 한다. 그러나 이러한 효과는 암 주변 환경을 이용한 수동적 방법으로써 항상 일정한 효과를 기대하기 어렵다. 따라서 보다 효과적인 표적화를 위하여 표적 부위에서 발현되는 항원이나 수용체를 인지할 수 있는 항체가 결합된 약물전달체를 사용하는 방법이 개발되었다. 그 외에도 항암치료를 위한 방사능 동위원소나 첨단 영상의학에 쓰이는 다양한 조영제에 선택적인 항체를 결합시키게 되면 전신부작용을 줄이고, 치료의 효과는 높이며, 영상이미지의 정확도를 더욱 높여 줄 수 있게 된다. 현재 표적화를 위한 항체의 고정화 방법으로 사용되는 화학적 공유결합 형성 방법은 재현성이 떨어지고 항체의 고유한 기능을 손상시킬 우려가 있다. 일반의약품과 마찬가지로 생물유래 의약품의 경우도 제조과정에서 구조적 변화가 동반될 경우, 식약청으로부터 의약품으로 허가를 받기 위해서는 구조변화의 정확한 규명, 약물의 약효 증명 및 독성시험 등을 수행하여야 한다. 따라서 항체 고정화의 재현성 확보 없이는 항체를 이용한 표적지향형 약물전달시스템을 인체에 적용하는 것은 거의 불가능한 실정이다.
Nano-structures such as liposomes are widely used as medicines. Liposomes are mainly composed of phospholipid, which is a constituent of a vital cell membrane, and can collect water-soluble or insoluble (hydrophobic) drugs therein. Liposomes have the advantage of being able to control various constituents and surface components, but they are highly toxic to cells and have problems such as phagocytosis of phagocytes when they are injected into the circulation system. As a technique for solving these problems, a stealth liposome has been developed in which a liposome is bound to PEG at the terminal of a phospholipid or a liposome surface is coated with PEG or a polysaccharide. Another nanostructure, micelle, is a carrier composed of a chain-like molecule having both hydrophilic and hydrophobic sites. In the aqueous phase, the hydrophobic parts are gathered together to form a spherical shape at the central part. Usually, the poorly soluble drug is collected at the center to increase the solubility, . In the case of anticancer drugs, nanoparticle drug delivery systems selectively accumulate in cancer tissues through the enhanced permeability and retention (EPR) effect, which is a passive targeting method. In general, cancer tissue is supplied with nutrients and oxygen through the new blood vessels. Since blood vessels are formed within a short period of time, unlike normal cells, they have a loose structure. Through the loose vascular tissue formed in cancer tissue, nanoparticles of several tens to several hundreds of nanometers can accumulate around the cancer tissues and have a slow release rate and stay in cancer tissues for a long time. This phenomenon is called enhanced permeability and retention do. However, this effect is a passive method using the environment around the cancer, so it is difficult to expect a certain effect at all times. Therefore, in order to achieve more effective targeting, a method using a drug delivery system having an antibody capable of recognizing an antigen or a receptor expressed at a target site has been developed. In addition, combining a selective antibody with a variety of contrast media for chemotherapy and radiotherapy for chemotherapy can reduce systemic side effects, increase the effectiveness of the treatment, and improve the accuracy of the image. Currently, the chemical covalent bond forming method used as an immobilization method for an antibody for targeting is poor in reproducibility and may impair the inherent function of the antibody. In the case of biologically derived medicines as well as general medicines, structural changes in the manufacturing process must be accompanied by a clear identification of structural changes, drug efficacy and toxicity testing in order to obtain approval from the KFDA. Therefore, it is almost impossible to apply a target-oriented drug delivery system using antibodies to human body without ensuring reproducibility of antibody immobilization.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 본 발명자들은 단일사슬항체조각(scFv)의 활용성을 향상시키는 방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, scFv와 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질이 자가결합을 통해 나노클러스터를 형성할 뿐만 아니라, 상기 형성된 나노클러스터는 scFv의 활성을 향상시키는 효과를 나타냄을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
Under these circumstances, the inventors of the present invention have made extensive efforts to develop a method for improving the utilization of a single-chain antibody fragment (scFv). As a result, it has been found that a fusion protein in which scFv and ferritin are bound, And that the formed nanocluster exhibits an effect of enhancing the activity of scFv. Thus, the present invention has been completed.

본 발명의 하나의 목적은 단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide fusion proteins in the form of single chain antibody fragments (scFv) and ferritin bound.

본 발명의 다른 목적은 상기 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a polynucleotide encoding said fusion protein.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현벡터를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an expression vector comprising the polynucleotide.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a transformant into which the above expression vector has been introduced.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 형질전환체를 배양하고 이로부터 상기 융합단백질을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for culturing the transformant and preparing the fusion protein therefrom.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 융합단백질을 포함하는 나노클러스터를 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a nanocluster comprising said fusion protein.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 나노클러스터를 포함하는 약물 전달체를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a drug carrier comprising the nanoclusters.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 나노클러스터를 포함하는 진단키트를 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a diagnostic kit comprising the nanoclusters.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 나노클러스터를 포함하는 단백질 칩을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a protein chip comprising the nanoclusters.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 나노클러스터를 이용하는 항원 검출방법을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an antigen detection method using the nanoclusters.

본 발명자들은 단일사슬항체조각(scFv)의 활용성을 향상시키는 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행한 결과, 자가결합에 의하여 나노클러스터를 형성할 수 있는 페리틴(ferritin)에 주목하게 되었다. 본 발명자들은 항체결합 펩타이드-페리틴 융합단백질로 구성된 단량체 24개를 포함하는 나노입자를 제조하고, 이에 다양한 항체를 결합시킴으로써, 항체의 활용성을 향상시킨 기술을 개발한 바 있다(한국특허등록 제1477123호). 본 발명자들은 상기 페리틴에 scFv를 결합시킨 형태의 복합체도 융합된 scFv의 방해없이 페리틴으로부터 유래된 자가결합 활성에 의하여 동일한 형태의 나노클러스터를 형성할 수 있음을 발견하였다. 이처럼 형성된 나노클러스터는 24개의 scFv가 밀집된 형태를 나타내므로, 종래의 scFv 보다는 보다 우수한 항체활성을 나타내어, 이들의 활용성을 향상시킬 수 있다. 이를 검증하고자, HER2에 대한 단클론항체로 알려진 허셉틴 또는 VEGF에 대한 단클론항체로 알려딘 아바스틴으로부터 유래된 각각의 scFv를 제작하고, 상기 scFv와 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질을 수득하였으며, 이들의 구조 및 활성을 분석하였다. 그 결과, 상기 융합단백질은 자가조립 활성에 의하여 24개의 단량체가 조합된 형태의 나노클러스터를 형성하였고, 상기 나노클러스터에 결합된 scFv는 원형의 단클론 항체(허셉틴 또는 아바스틴)보다는 상대적으로 낮은 수준의 결합활성을 나타내었지만, scFv 보다는 상대적으로 높은 수준의 결합활성을 나타냄을 확인하였다.The present inventors have conducted various studies to develop a method for improving the utility of single-chain antibody fragments (scFv), and have focused on ferritin capable of forming nanoclusters by self-binding. The present inventors have developed nanoparticles containing 24 monomers composed of an antibody-binding peptide-ferritin fusion protein and a technique for improving the usability of the antibody by binding various antibodies thereto (Korean Patent No. 1477123 number). The present inventors have found that complexes in which scFv is bound to the ferritin can form nanoclusters of the same type by self-binding activity derived from ferritin without interfering with the fused scFv. The nanoclusters thus formed exhibit densified forms of 24 scFvs, and thus exhibit better antibody activity than conventional scFvs, and their usability can be improved. In order to verify this, each of scFvs derived from known Avastin as a monoclonal antibody against Herceptin or VEGF, which is known as a monoclonal antibody against HER2, was prepared, and a fusion protein in which the scFv and ferritin were combined was obtained. And activity. As a result, the fusion protein formed nanoclusters in the form of a combination of 24 monomers due to self-assembly activity, and the scFv bound to the nanoclusters exhibited a relatively low level of binding to the monoclonal antibody (Herceptin or Avastin) Activity, but showed relatively high level of binding activity than scFv.

따라서, 본 발명에서 제공하는 scFv와 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질은 종래의 항체보다는 현저하게 작은 크기를 갖고 있어, 생산 및 조작이 용이한 scFv의 특성을 그대로 나타내면서도, 종래의 scFv의 단점으로 지적된 항원에 대한 낮은 결합활성을 개선시켰으므로, scFv의 활용성을 확장시키는 장점을 나타낸다. 이러한 scFv와 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질은 종래에 전혀 알려져 있지 않으며, 본 발명자에 의하여 최초로 개발되었다.
Accordingly, the fusion protein of the scFv and ferritin-linked forms provided in the present invention has a remarkably small size than the conventional antibody, and while showing the characteristics of the scFv that is easy to produce and manipulate, it is a disadvantage of the conventional scFv Lt; RTI ID = 0.0 > scFv < / RTI > since it improves the low binding activity to the indicated antigen. Such a fusion protein in which scFv and ferritin are combined is not known at all and has been developed for the first time by the present inventors.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 양태로서 단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides, as one embodiment, a fusion protein in which a single chain antibody fragment (scFv) and ferritin are bound.

통상적으로, "단일사슬항체조각(single chain variable fragment, scFv)"이란, 항체로부터 형성되는 일반적인 단편이 아니라, 항체를 구성하는 중쇄의 가변영역을 포함하는 단편과 경쇄의 가변영역을 포함하는 단편을 인위적으로 융합시켜서 구성된 융합단백질이다. 상기 scFv는 단클론항체, 다클론 항체 등의 다양한 항체로부터 유래된 중쇄단편과 경쇄단편이 순차적으로 또는 역순으로 결합된 형태가 될 수 있고, 상기 중쇄단편과 경쇄단편 사이에 10 내지 25개의 아미노산 서열로 구성된 펩타이드 링커가 삽입된 형태가 될 수도 있다. 이때, 사용되는 링커는 세린(S)과 글리신(G)으로 구성된 펩타이드 링커가 될 수 있는데 상기 링커의 길이는 특별히 제한되지 않으며, 본 발명에서는 SG, SGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGGSGGGG 등을 사용하였다.The term "single chain variable fragment (scFv)" as used herein refers to not a general fragment formed from an antibody but a fragment comprising a variable region of a heavy chain constituting an antibody and a fragment containing a variable region of a light chain It is a fusion protein composed by artificially fusing. The scFv may be a form in which a heavy chain fragment and a light chain fragment derived from various antibodies such as a monoclonal antibody and a polyclonal antibody are sequentially or in a reverse sequence, and between the heavy chain fragment and the light chain fragment, 10 to 25 amino acid sequences The constructed peptide linker may be inserted. At this time, the linker used may be a peptide linker composed of serine (S) and glycine (G). The length of the linker is not particularly limited, and SG, SGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGGSGGGG and the like are used in the present invention.

본 발명에 있어서, 상기 scFv의 종류는 제한되지 아니하며, 아미노산 및 핵산 서열이 알려져 있는 경우 어떤 종류의 scFv도 도입이 가능하다. In the present invention, the kind of the scFv is not limited, and any kind of scFv can be introduced when the amino acid and the nucleic acid sequence are known.

이때, 본 발명에 따른 나노클러스터에 결합하는 scFv의 원천이 되는 항체는 치료용 항체일 수도 있고, 별도의 치료제제 또는 진단제제와 결합할 수 있는 항체일 수도 있으며, 치료 효과가 없는 표적화를 위한 항체일 수도 있고, 단순히 항원-항체 반응을 할 수 있는 항체일 수도 있다. 상기 치료제제 또는 진단제제는 항체에 결합할 수도 있으나, 본 발명에 따른 나노클러스터에 의해 운반될 수도 있다. In this case, the antibody that is the source of the scFv binding to the nanoclusters according to the present invention may be a therapeutic antibody, an antibody capable of binding with a separate therapeutic agent or a diagnostic agent, Or may simply be an antibody capable of an antigen-antibody reaction. The therapeutic or diagnostic agent may bind to the antibody, but may also be carried by the nanoclusters according to the present invention.

한편, 치료용 항체는 현재 약 30 종이 FDA의 승인을 받았으며 생체 내 존재하는 IgG와 성질이 거의 흡사하여 그 안전성이 매우 높다. 치료용 항체는 광범위한 질병 치료제 (예. 이식거부반응, 암, 자가면역질환과 염증, 심장질환, 전염성 감염 등)로 사용되고 있으며 이들 항체는 질병이 생긴 조직에 특이적으로 존재하는 수용체 단백질 혹은 항원단백질을 인식하여 결합하기 때문에 그 특이성이 매우 높다. 따라서 치료용 항체에 분자영상프로브나 약물전달체를 결합시키면 약물병용효과와 함께 치료과정을 모니터링 할 수 있는 테라그노시스 제제로 전환 할 수 있다. 또한 단순한 표적화 항체에도 분자영상프로브나 약물전달체를 결합시킴으로써 진단, 치료, 혹은 진단과 치료를 동시에 진행하는 테라그노시스 제제를 개발할 수 있다. 본 발명은 생물 유래 페리틴에 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv)을 융합시켜 나노클러스터를 형성하고, 분자영상프로브, 치료용 약물 등을 도입한 후, 표적지향적 테라그노시스용 소재를 개발하는 기술을 제공할 수 있다. Meanwhile, about 30 therapeutic antibodies have been approved by the FDA and their safety is very high because they closely resemble those of in vivo IgG. Therapeutic antibodies are used in a wide range of disease treatments (eg, transplant rejection, cancer, autoimmune diseases and inflammation, heart disease, infectious infection, etc.) and these antibodies are specific for receptor proteins or antigenic proteins And thus the specificity is very high. Therefore, combining a molecular imaging probe or a drug delivery vehicle with a therapeutic antibody can turn the therapeutic agent into a teraginous agent capable of monitoring the therapeutic process as well as the effect of the drug combination. In addition, by combining a molecular imaging probe or a drug delivery system with a simple targeting antibody, it is possible to develop a teraginosis preparation for diagnosis, treatment, or simultaneous diagnosis and treatment. The present invention relates to a method for preparing a target-oriented teraginosaceous material by introducing a molecular image probe, a therapeutic drug, etc. into a nanocluster by fusing a single chain variable fragment (scFv) to biologically-derived ferritin Can be provided.

또한, 상기 scFv는 단클론 항체로부터 유래된 중쇄단편과 경쇄단편 사이에 2 내지 20개의 펩타이드로 구성된 펩타이드 링커를 포함하는 것이 될 수 있다. 이때, 사용되는 펩타이드 링커는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 례로서 세린(S)과 글리신(G)으로 구성된 펩타이드 링커가 될 수 있는데, 본 발명에서는 SG, SGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGGSGGGG 등을 사용하였다.
In addition, the scFv may comprise a peptide linker consisting of 2 to 20 peptides between a heavy chain fragment and a light chain fragment derived from a monoclonal antibody. In this case, the peptide linker used may be, for example, a peptide linker composed of serine (S) and glycine (G), but not limited thereto. In the present invention, SG, SGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGG, SGGGGSGGGGSGGGGSGGGG and the like were used.

통상적으로, "페리틴(ferritin)"은 철이온과 결합할 수 있는 단백질의 일종으로서, 약 500kDa의 분자량을 갖고, 무거운 사슬(Heavy chain)과 가벼운 사슬(Light chain)로 구성되며, 자가 조립 능력이 있어 구형 입자를 형성하는 독특한 특성을 나타낸다. 상기 페리틴은 24개의 단량체(무거운 사슬 혹은 가벼운 사슬 중 하나로 구성된 단일 단량체 혹은 이종 단량체)가 모여서 거대한 구형태의 삼차구조를 형성할 수 있는데, 예를 들어, 인간 페리틴의 경우 외경은 약 12 nm 이고 내경은 약 8 nm 이다. 또한, 페리틴은 pH 조건에 따라 단량체로 흩어지기도 하고 24개의 단량체가 결합한 나노클러스터를 형성하기도 하는데 이러한 특성을 이용하면 페리틴 내에 다양한 물질을 포집할 수 있고, 나노클러스터 모양의 페리틴은 내부에 산화철(iron oxide)를 가지고 있으나, 이외에도 산화망간, 산화코발트, 산화니켈, 산화인듐, 황화철, 황화카드뮴, 셀레노카드뮴, 셀레노아연 등의 다양한 무기 금속을 포함할 수 있다. 상기 단백질을 코딩하는 유전자의 구체적인 염기서열 및 단백질 정보는 NCBI에 공지되어 있다(GenBank: NM_000146, NM_002032 등). 일 례로서, 본 발명에서는 페리틴으로서 사람으로부터 유래된 서열번호 1의 염기서열로 구성된 폴리뉴클레오티드로부터 발현되는 단백질을 사용하였다.Usually, "ferritin" is a type of protein capable of binding iron ions, has a molecular weight of about 500 kDa, is composed of a heavy chain and a light chain, And exhibit unique characteristics of forming spherical particles. The ferritin can form a gigantic spherical tertiary structure by combining 24 monomers (a single monomer or a heterogeneous monomer composed of one heavy chain or light chain). For example, in the case of human ferritin, the outer diameter is about 12 nm, Is about 8 nm. In addition, ferritin may be dispersed into monomers depending on pH conditions and may form nanoclusters in which 24 monomers are combined. Using these properties, ferritin can capture various substances in the ferritin, and the nanocluster-like ferritin has iron oxide, but may also include various inorganic metals such as manganese oxide, cobalt oxide, nickel oxide, indium oxide, iron sulfide, cadmium sulfide, selenocadmium, and selenoacene. The specific base sequence and protein information of the gene encoding the protein is known from NCBI (GenBank: NM_000146, NM_002032, etc.). For example, in the present invention, a protein expressed from a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 derived from a human is used as ferritin.

본 발명에 있어서, 상기 페리틴은 24개의 페리틴 단량체가 나노클러스터를 형성할 때 높은 부분농도(local concentration) 혹은 다가(multi-valency) 효과를 가질 수 있는 부분구조가 형성되고, 이 대칭점에 각 단백질 단량체의 동일한 부분(아미노산 서열)이 만나게 된다(도 2 참조). 따라서 대칭점을 형성하는 단백질 부분을 수식할 경우 3~4 개의 수식이 동일 장소에서 만나게 되는데, 본 발명자들은 scFv를 페리틴 단백질의 N-말단 또는 C-말단에 도입하여 scFv가 페리틴 나노클러스터 표면의 동일한 지점에 위치할 수 있는 페리틴 플랫폼 DNA를 제작하였으며, 상기 플랫폼 DNA에는 다양한 종류의 scFv가 삽입 될 수 있다. 치료용 항체로써 유방암치료제인 허셉틴(Herceptin) 또는 혈관신생억제제인 아바스틴(Avastin) 유래의 scFv를 도입하여 새로운 기능을 가진 페리틴 나노클러스터 구조체를 개발하고 그 기능을 확인함으로써, 상기 페리틴 플랫폼 DNA가 다양한 scFv유전자와 융합되어 다양한 ScFv 나노클러스터로 전환될 수 있다는 것을 증명하였다.In the present invention, the ferritin has a partial structure capable of having a high local concentration or a multi-valency effect when the 24 ferritin monomers form nanoclusters, and each of the protein monomers (Amino acid sequence) (see Fig. 2). Therefore, when the protein moiety forming the symmetry point is modified, three to four matrices are encountered at the same site. The present inventors introduced scFv to the N-terminal or C-terminal of the ferritin protein so that the scFv is located at the same point on the surface of the ferritin nanocluster , And various kinds of scFvs can be inserted into the platform DNA. By introducing scFv derived from Herceptin, a breast cancer therapeutic agent or Avastin, an angiogenesis inhibitor, as a therapeutic antibody, a ferritin nanocluster structure having a new function was developed and confirmed its function, And can be converted into various ScFv nanoclusters.

한편, 상기 페리틴은 scFv가 결합된 상태에서도 자가결합 활성을 그대로 유지하여 24개의 단량체가 나노클러스터를 형성할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 모두 동일 유래일 수 있으며, 이종 유래의 페리틴들을 혼용할 수도 있다. 페리틴은 박테리아와 같은 미생물 유래 페리틴일 수도, 진핵세포 유래의 페리틴일 수 있다. 바람직하게는 사람유래 페리틴일 수 있다.Meanwhile, the ferritin may be all derived from the same source as long as 24 monomers can form nanoclusters while maintaining the self-binding activity even in the state where scFv is bound, and the ferritin may be a mixture of heterogeneous ferritins You may. Ferritin may be microorganism-derived ferritin, such as bacteria, or eukaryotic cell-derived ferritin. Preferably human-derived ferritin.

또한, 상기 페리틴들은 천연형 아미노산 서열에서 하나 이상의 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환되거나 시스테인이 추가로 삽입된 뮤테인(mutein)일 수 있다. 시스테인은 자체로도 중금속과의 친화성이 높고, 나아가 반응성이 높은 티올(thiol)기를 포함하여 다른 반응기와의 결합이 용이하여 직접 또는 링커를 통한 결합을 이용한 약물도입을 용이하게 할 수 있다. 바람직하게 상기 시스테인은 사람유래 페리틴 아미노산 서열의 2번째 Ser(serine), 19번째 Ser(serine), 61번째 Glu(glutamic acid), 68번째 Lys(lysine), 102번째 Ala(alanine), 113번째 Asp(aspartic acid) 또는 137번째 Glu(glutamic acid) 중 하나 이상의 아미노산 잔기에 치환되거나, Pyrococcus furiosus의 아미노산 서열의 1번째와 2번째, 161번째와 162번째 또는 174번째 이후에 시스테인 또는 시스테인을 포함하는 아미노산 서열이 하나 이상 추가로 삽입될 수 있다. 상기 삽입되는 서열은 단일 시스테인 잔기이거나 GGC 서열일 수 있으나, 시스테인을 하나 이상 포함하고 천연형 단백질의 구조를 변형시키지 않는 서열이면 제한없이 사용될 수 있다. 상기 시스테인으로의 치환 또는 삽입은 당업자에 공지된 방법을 제한없이 이용하여 수행될 수 있으나, 바람직하게는 자리지정 돌연변이유발(site-directed mutagenesis)에 의해 수행될 수 있다.In addition, the ferritin may be a mutein in which at least one amino acid residue in the native amino acid sequence is substituted with cysteine or further inserted with cysteine. Cysteine itself has a high affinity for heavy metals, and further includes a thiol group having high reactivity, so that it can be easily coupled with other reactors, thereby facilitating the introduction of a drug directly or through a linker. Preferably, the cysteine is selected from the group consisting of a second Ser (serine), a 19th Ser (serine), a 61st Glu (glutamic acid), a 68th Lys (lysine), a 102nd Ala or an amino acid residue containing at least one of cysteine or cysteine at the 1st and 2nd, 161st, 162nd or 174th positions of the amino acid sequence of Pyrococcus furiosus, More than one sequence may be inserted. The inserted sequence may be a single cysteine residue or a GGC sequence, but may be used without restriction if it contains one or more cysteines and does not alter the structure of the native protein. Substitution or insertion into the cysteine may be performed using any method known to those skilled in the art without limitation, but preferably by site-directed mutagenesis.

예를 들어, 사람유래 페리틴 아미노산 서열의 2번째 Ser(serine), 19번째 Ser(serine), 102번째 Ala(alanine) 또는 113번째 Asp(aspartic acid)를 하나 이상의 시스테인으로 치환하거나, Pyrococcus furiosus의 아미노산 서열의 1번째와 2번째 아미노산 사이에 하나 이상 추가로 삽입하여 외부표면에 노출된 약물과 결합가능한 시스테인을 포함하는 나노입자를 제조할 수 있다. 또한, 사람유래 페리틴 아미노산 서열의 61번째 Glu(glutamic acid), 68번째 Lys(lysine) 또는 137번째 Glu(glutamic acid)를 하나 이상의 시스테인으로 치환하거나, Pyrococcus furiosus의 아미노산 서열의 161번째와 162번째 또는 174번째 이후에 시스테인 또는 시스테인을 포함하는 아미노산 서열을 하나 이상 추가로 삽입하여 내부표면에 노출된 약물과 결합가능한 시스테인을 포함하는 나노입자를 제조할 수 있다.For example, it is possible to replace the second Ser (serine), 19th Ser (serine), 102th Ala (alanine) or 113th Asp (aspartic acid) of the human-derived ferritin amino acid sequence with one or more cysteines, or with an amino acid of Pyrococcus furiosus One or more additional amino acids between the first and second amino acids of the sequence to form nanoparticles comprising cysteine capable of binding to a drug exposed to the external surface. It is also possible to replace the 61st Glu (glutamic acid), the 68th Lys (lysine) or the 137th Glu (glutamic acid) of the human-derived ferritin amino acid sequence with one or more cysteines or the 161st and 162nd amino acids of the amino acid sequence of Pyrococcus furiosus At least one amino acid sequence including cysteine or cysteine may be further inserted after 174th to prepare nanoparticles containing cysteine capable of binding to the drug exposed on the inner surface.

그 외에도 상기 페리틴은 표적화 서열, 태그(tag), 표지된 잔기, 반감기 또는 펩타이드의 안정성을 증가시키기 위한 특정 목적으로 고안된 아미노산 서열을 추가로 포함할 수 있고, 공지된 아미노산 서열의 일부 아미노산이 부가, 치환, 결실 등의 방법으로 변이된 변이체 단백질도 본 발명에서 제공하는 페리틴의 범주에 포함될 수 있다.In addition, the ferritin may further comprise an amino acid sequence designed for a specific purpose to increase the stability of the targeting sequence, tag, labeled residue, half-life or peptide, and some amino acids of the known amino acid sequence may be added, Substitution, deletion, etc., mutant protein variants can also be included in the category of ferritin provided in the present invention.

특히, 본 발명에서 제공하는 페리틴은 공지된 아미노산 서열과 하나 이상의 아미노산 잔기가 상이한 서열을 가지는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 분자의 활성을 전체적으로 변경시키지 않는 단백질 및 폴리펩티드에서의 아미노산 교환은 당해 분야에 공지되어 있다. 가장 통상적으로 일어나는 교환은 아미노산 잔기 Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Thy/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, Asp/Gly 간의 교환이다. 또한, 아미노산 서열상의 변이 또는 수식에 의해서 단백질의 열, pH등에 대한 구조적 안정성이 증가하거나 단백질 활성이 증가한 단백질을 포함할 수 있다.
In particular, the ferritin provided in the present invention may include a polypeptide having a sequence that differs from a known amino acid sequence by one or more amino acid residues. Amino acid exchange in proteins and polypeptides that do not globally alter the activity of the molecule is known in the art. The most commonly occurring exchanges involve amino acid residues Ala / Ser, Val / Ile, Asp / Glu, Thr / Ser, Ala / Gly, Ala / Thr, Ser / Asn, Ala / Val, Ser / Gly, Thy / Pro, Lys / Arg, Asp / Asn, Leu / Ile, Leu / Val, Ala / Glu and Asp / Gly. In addition, the protein may include a protein having increased structural stability or increased protein activity due to mutation or modification of the amino acid sequence, such as heat, pH and the like.

통상적으로, "융합단백질"은 둘 이상의 서로 다른 단백질이 결합된 형태의 단백질로 알려져 있는데, 본 발명에서는 상기 융합단백질을 scFv가 페리틴에 결합된 형태의 융합단백질인 것으로 한정하여 이해할 수 있는데, 일 례로서, 상기 scFv가 페리틴의 N-말단 또는 C-말단에 결합된 형태의 융합단백질이 될 수 있다. 상기 융합단백질은 다양한 항체로부터 유래된 scFv가 페리틴과 직접적으로 또는 링커를 통하여 간접적으로 결합된 형태가 될 수 있다. 상기 링커의 길이 및/또는 아미노산 조성을 조절하여 scFv 간의 간격 및 배향을 조절할 수 있다.In general, a "fusion protein" is known as a protein in which two or more different proteins are combined. In the present invention, the fusion protein is limited to a fusion protein in which scFv is bound to ferritin. , And the scFv may be a fusion protein in which the N-terminal or the C-terminal of the ferritin is bound. The fusion protein may be in the form that the scFv derived from various antibodies is indirectly bound to the ferritin either directly or through a linker. The length and / or amino acid composition of the linker may be controlled to control the spacing and orientation of the scFvs.

상기 융합단백질은 24개가 자가조립에 의해 구형의 나노클러스터를 형성할 수 있는데, 상기 나노클러스터의 직경은 10 내지 30 nm일 수 있다. 상기 융합단백질을 사용하면, 단백질의 발현 및 정제과정만으로 자기조립을 통한 강력한 항원결합력을 가진 나노클러스터 형성을 유도할 수 있다. The fusion protein can form spherical nanoclusters by 24 self-assembly, and the diameter of the nanoclusters may be 10 to 30 nm. When the fusion protein is used, it is possible to induce nanocluster formation having strong antigen binding force through self-assembly only by protein expression and purification.

본 발명의 일 구체예에 따라, 페리틴의 N-말단 또는 C-말단에 scFv가 융합되어 있는 융합단백질은 페리틴의 특정부위에 3~4개의 scFv가 위치할 수 있으므로, 상기 융합단백질에 의하여 형성될 수 있는 나노클러스터는 페리틴 특정부위에 결합된 3~4개의 scFv를 통하여 하나 또는 두 개 이상의 항원이 결합될 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, a fusion protein in which an scFv is fused to the N-terminal or C-terminal of ferritin may contain 3 to 4 scFvs in a specific region of ferritin, The nanoclusters that are capable of binding to one or more antigens can be bound to three or four scFvs bound to a specific site of ferritin.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv)-페리틴 융합단백질제조를 위한 페리틴 플랫폼 벡터를 제작하고(실시예 1), 상기 제작된 플랫폼 벡터를 이용하여 허셉틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질을 제작한 다음 이의 특성을 분석한 결과, 정제된 scFv-페리틴 융합단백질은 24개의 단량체가 모인 집합구조를 형성하여 전체적으로 구형을 형성함을 확인하였고(도 8), 상기 scFv-페리틴 융합단백질은 항원인 HER2에 대한 친화도의 측면에서는 scFv-페리틴 융합단백질이 허셉틴 및 허셉틴 유래 scFv 보다도 상대적으로 높은 수준을 나타내었고, HER2에 대한 결합력의 측면에서는 scFv-페리틴 융합단백질이 허셉틴 보다는 상대적으로 낮은 수준을 나타내었으나, 허셉틴 유래 scFv 보다는 상대적으로 높은 수준을 나타냄을 확인하였다(도 9 및 표 1). 한편, 상기 제작된 플랫폼 벡터를 이용하여 아바스틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질을 제작한 다음 이의 특성을 분석한 결과, 허셉틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질과 마찬가지로, 항원인 VEGF에 대한 친화도의 측면에서는 scFv-페리틴 융합단백질이 아바스틴 및 아바스틴 유래 scFv 보다도 상대적으로 높은 수준을 나타내었고, VEGF에 대한 결합력의 측면에서는 scFv-페리틴 융합단백질이 아바스틴 보다는 상대적으로 낮은 수준을 나타내었으나, 아바스틴 유래 scFv 보다는 상대적으로 높은 수준을 나타냄을 확인하였다(도 11 및 표 4).According to one embodiment of the present invention, a ferritin platform vector for preparing a single chain variable fragment (scFv) -ferritin fusion protein was prepared (Example 1) The resulting scFv-ferritin fusion protein was analyzed and its characteristics were analyzed. As a result, it was confirmed that the purified scFv-ferritin fusion protein formed a collective structure in which 24 monomers were assembled to form a globule as a whole (FIG. 8) Ferritin fusion protein showed a relatively higher level of affinity for the HER2 antigen than the Herceptin and Herceptin-derived scFv, and the scFv-ferritin fusion protein showed a higher level of binding to HER2 than Herceptin But relatively high level than that of Herceptin-derived scFv (Fig. 9 Table 1). Meanwhile, the avantin-derived scFv-ferritin fusion protein was prepared using the prepared platform vector, and the characteristics thereof were analyzed. As a result, similar to the Herceptin-derived scFv-ferritin fusion protein, the affinity for VEGF, The ferritin fusion protein showed a relatively higher level than the avastin and avastin derived scFv, and the scFv-ferritin fusion protein showed a relatively lower level than the avastin in terms of the binding ability to VEGF, but the relative level was higher than that of the avastin-derived scFv (Fig. 11 and Table 4).

아울러, 상기 scFv-페리틴 융합단백질에 시스테인을 도입한 변이체를 이용하여 제조된 나노클러스터에 금속리간드를 통하여 금속이온을 결합시킨 형태의 단백질 복합체를 형성할 수 있으며(실시예 4), 상기 복합체는 이미징 혹은 치료에 사용될 수 있다.
In addition, it is possible to form a protein complex in which a metal ion is bound to a nanocluster prepared using a mutant obtained by introducing cysteine into the scFv-ferritin fusion protein (Example 4) Or can be used for treatment.

본 발명은 다른 하나의 양태로서, 상기 융합단백질을 코딩하는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a polynucleotide comprising a nucleotide sequence encoding the fusion protein.

본 발명에 있어서, 상기 폴리뉴클레오티드를 구성하는 염기서열은 상기 융합단백질의 아미노산 서열을 코딩할 수 있는 염기서열 또는 상기 아미노산 서열의 N-말단 또는 C-말단에 부가될 수 있는 다양한 아미노산 서열을 코딩하는 염기서열이 상기 아미노산 서열을 코딩할 수 있는 염기서열의 5'-말단 또는 3'-말단에 부가된 형태가 될 수 있다.In the present invention, the nucleotide sequence constituting the polynucleotide may be a nucleotide sequence capable of encoding the amino acid sequence of the fusion protein or a nucleotide sequence encoding a variety of amino acid sequences that can be added to the N-terminal or C-terminal of the amino acid sequence The base sequence may be added to the 5'-terminal or 3'-terminal of the base sequence capable of encoding the amino acid sequence.

또한, 종래의 페리틴과 동일하게 나노클러스터를 형성할 수 있는 단백질을 코딩할 수 있는 한, 상기 염기서열과 상동성을 나타내는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드 역시 본 발명에서 제공하는 폴리뉴클레오티드의 범주에 포함될 수 있는데, 바람직하게는 80% 이상의 상동성을 나타내는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드가 될 수 있고, 보다 바람직하게는 90% 이상의 상동성을 나타내는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드가 될 수 있으며, 가장 바람직하게는 95% 이상의 상동성을 나타내는 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드가 될 수 있다.In addition, as long as it is capable of encoding a protein capable of forming a nanocluster in the same manner as conventional ferritin, a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having homology with the above nucleotide sequence is also included in the category of the polynucleotide provided in the present invention . The polynucleotide may be a polynucleotide including a nucleotide sequence preferably showing a homology of 80% or more, more preferably a polynucleotide including a nucleotide sequence having 90% or more homology, The polynucleotide may be a polynucleotide comprising a nucleotide sequence having 95% or more homology.

한편, 상기 폴리뉴클레오티드는 하나 이상의 염기가 치환, 결실, 삽입 또는 이들의 조합에 의해 변이될 수 있다. 뉴클레오티드 서열을 화학적으로 합성하여 제조하는 경우, 당업계에 널리 공지된 합성법, 예를 들어 문헌(Engels and Uhlmann, Angew Chem IntEd Engl., 37:73-127, 1988)에 기술된 방법을 이용할 수 있으며, 트리에스테르, 포스파이트, 포스포르아미다이트 및 H-포스페이트 방법, PCR 및 기타 오토프라이머 방법, 고체 지지체상의 올리고뉴클레오타이드 합성법 등을 들 수 있다.
On the other hand, the polynucleotide may be mutated by substitution, deletion, insertion, or a combination of one or more bases. When the nucleotide sequence is prepared by chemically synthesizing, it is possible to use a method well known in the art, for example, a method described in Engels and Uhlmann, Angew Chem IntEd Engl., 37: 73-127, 1988 , Triesters, phosphites, phosphoramidites and H-phosphate methods, PCR and other auto primer methods, and oligonucleotide synthesis on solid supports.

본 발명은 또 다른 하나의 양태로서, 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현벡터를 제공한다.
In another aspect, the present invention provides an expression vector comprising the polynucleotide.

본 발명에서 "발현벡터"는 적절한 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있도록 유전자 삽입물을 포함하고, 상기 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물이 될 수 있다. 상기 발현벡터는 개시코돈, 종결코돈, 프로모터, 오퍼레이터 등의 발현조절 요소들을 포함하는데, 상기 개시 코돈 및 종결 코돈은 일반적으로 폴리펩타이드를 암호화하는 뉴클레오티드 서열의 일부로 간주되며, 유전자 제작물이 투여되었을 때 개체에서 반드시 작용을 나타내야 하며 코딩 서열과 인프레임(in frame)에 구비될 수 있다. 벡터의 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다. In the present invention, an "expression vector" may be a gene construct comprising a gene insert that is capable of expressing a target protein in an appropriate host cell, and an essential regulatory element operably linked to express the gene insert. The expression vector includes expression control elements such as an initiation codon, a termination codon, a promoter, an operator, etc. The initiation codon and termination codon are generally regarded as part of the nucleotide sequence encoding the polypeptide, and when the gene product is administered, And may be provided in a coding sequence and an in-frame. The promoter of the vector may be constitutive or inducible.

통상적으로, 상기 발현벡터는 숙주 내에서 자율적인 복제를 할 수 있고, 프로모터, 라이보좀 결합서열, 본 발명의 핵산 및 전사 종료 서열 (transcription termination sequence)로 구성될 수 있다. 상기 프로모터는, 본 발명의 핵산을 대장균과 같은 숙주에서 발현하도록 하는 한 어떠한 프로모터도 사용될 수 있다. 예를 들어, trp 프로모터, lac 프로모터, PL 프로모터 또는 PR 프로모터 같은 대장균 또는 파아지-유래 프로모터; T7 프로모터 같은 대장균 감염 파아지-유래 프로모터가 사용될 수 있다. 또한 tac 프로모터 같은 인공적으로 변형된 프로모터도 사용될 수 있다.
Typically, the expression vector is capable of autonomous replication in a host, and can be composed of a promoter, a ribosome binding sequence, a nucleic acid of the present invention, and a transcription termination sequence. Any promoter may be used as long as the promoter allows the nucleic acid of the present invention to be expressed in a host such as Escherichia coli. For example, Escherichia coli or phage-derived promoters such as trp promoter, lac promoter, PL promoter or PR promoter; Escherichia coli-infected phage-derived promoters such as the T7 promoter may be used. Artificially modified promoters such as the tac promoter may also be used.

본 발명의 용어 "작동가능하게 연결(operably linked)"이란, 일반적 기능을 수행하도록 핵산 발현조절 서열과 목적하는 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 기능적으로 연결(functional linkage)되어 있는 상태를 의미한다. 예를 들어 프로모터와 단백질 또는 RNA를 코딩하는 핵산 서열이 작동가능하게 연결되어 코딩서열의 발현에 영향을 미칠 수 있다. 발현 벡터와의 작동적 연결은 당해 기술분야에서 잘 알려진 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 당해 기술 분야에서 일반적으로 알려진 효소 등을 사용할 수 있다.
The term "operably linked" of the present invention means a state in which a nucleic acid sequence encoding a desired protein or RNA is functionally linked to a nucleic acid expression control sequence so as to perform a general function . For example, a nucleic acid sequence encoding a promoter and a protein or RNA may be operably linked to affect the expression of the coding sequence. The operative linkage with an expression vector can be produced using gene recombination techniques well known in the art, and site-specific DNA cleavage and linkage can be performed using enzymes generally known in the art.

또한, 상기 발현벡터는 세포 배양액으로부터 단백질의 분리를 촉진하기 위하여 상기 융합단백질의 배출을 위한 시그널 서열을 포함할 수 있다. 특이적인 개시 시그널은 또한 삽입된 핵산 서열의 효율적인 번역에 필요할 수도 있다. 이들 시그널은 ATG 개시코돈 및 인접한 서열들을 포함한다. 어떤 경우에는, ATG 개시 코돈을 포함할 수 있는 외인성 번역 조절 시그널이 제공되어야 한다. 이들 외인성 번역 조절 시그널들 및 개시 코돈들은 다양한 천연 및 합성 공급원일 수 있다. 발현 효율은 적당한 전사 또는 번역 강화 인자의 도입에 의하여 증가될 수 있다.In addition, the expression vector may include a signal sequence for the release of the fusion protein to facilitate separation of the protein from the cell culture fluid. A specific initiation signal may also be required for efficient translation of the inserted nucleic acid sequence. These signals include the ATG start codon and adjacent sequences. In some cases, an exogenous translational control signal, which may include the ATG start codon, should be provided. These exogenous translational control signals and initiation codons can be of various natural and synthetic sources. Expression efficiency can be increased by the introduction of suitable transcription or translation enhancers.

아울러, 상기 발현벡터는 상기 융합단백질의 검출을 용이하게 하기 위하여, 임의로 엔도펩티아이제를 사용하여 제거할 수 있는 단백질 태그를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the expression vector may further comprise a protein tag that can be optionally removed using endopeptidase to facilitate detection of the fusion protein.

본 발명의 용어 "태그(tag)"란, 정량가능한 활성 또는 특성을 나타내는 분자를 의미하며, 플로오레세인과 같은 화학적 형광물질(fluoracer), 형광 단백질(GFP) 또는 관련 단백질과 같은 폴리펩타이드 형광물질을 포함한 형광분자일 수도 있고; Myc 태그, 플래그(Flag) 태그, 히스티딘 태그, 루신 태그, IgG 태그, 스트랩타비딘 태그 등의 에피톱 태그일 수도 있다. 특히, 에피톱 태그를 사용할 경우, 바람직하게는 6개 이상의 아미노산 잔기로 구성되고, 보다 바람직하게는 8개 내지 50개의 아미노산 잔기로 구성된 펩타이드 태그를 사용할 수 있다.The term "tag " of the present invention means a molecule exhibiting quantifiable activity or property and includes a polypeptide fluorescent substance such as a fluorophore such as fluorescein, a fluorescent protein (GFP) Or may be a fluorescent molecule including; Myc tag, a Flag tag, a histidine tag, a Lucin tag, an IgG tag, or a strap tagidine tag. Particularly, in the case of using an epitope tag, a peptide tag composed of preferably 6 or more amino acid residues, more preferably 8 to 50 amino acid residues can be used.

본 발명에 있어서, 상기 발현벡터는 상기 폴리뉴클레오티드를 발현시켜서 본 발명에서 제공하는 융합단백질을 생산할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는데, 포유류 세포(예를 들어, 사람, 원숭이, 토끼, 래트, 햄스터, 마우스 세포 등), 식물 세포, 효모 세포, 곤충 세포 또는 박테리아 세포(예를 들어, 대장균 등)를 포함하는 진핵 또는 원핵세포에서 상기 폴리뉴클레오티드를 복제 및/또는 발현할 수 있는 벡터가 될 수 있고, 바람직하게는 숙주세포에서 상기 폴리뉴클레오티드가 발현될 수 있도록 적절한 프로모터에 작동가능하도록 연결되며, 적어도 하나의 선별마커를 포함하는 벡터가 될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상업적으로 개발된 플라스미드(pUC18, pBAD, pIDTSAMRT-AMP 등), 대장균 유래 플라스미드(pYG601BR322, pBR325, pUC118 및 pUC119), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)-유래 플라스미드(pUB110 및 pTP5), 효모-유래 플라스미드(YEp13, YEp24 및 YCp50), λ-파아지(Charon4A, Charon21A, EMBL3, EMBL4, λgt10, λgt11 및 λZAP), 레트로바이러스(retrovirus), 아데노바이러스(adenovirus), 백시니아 바이러스(vaccinia virus), 배큘로바이러스(baculovirus) 등이 될 수 있다. 상기 발현벡터는 숙주 세포에 따라서 단백질의 발현량과 수식 등이 다르게 나타나므로, 목적에 가장 적합한 숙주세포를 선택하여 사용함이 바람직하다.
In the present invention, the expression vector is not particularly limited as long as it is capable of producing the fusion protein provided by the present invention by expressing the polynucleotide. Examples of the expression vector include mammalian cells (e.g., human, monkey, rabbit, rat, hamster, The vector may be a vector capable of replicating and / or expressing the polynucleotide in a eukaryotic or prokaryotic cell comprising a plant cell, a yeast cell, an insect cell or a bacterial cell (for example, Escherichia coli, etc.) (PUC18, pBAD, < RTI ID = 0.0 > pUC18, < / RTI > pIDTSAMRT-AMP, etc.), E. coli-derived plasmids (pYG601BR322, pBR325, pUC118 and pUC119), Bacillus subtilis derived plasmids (pUB110 and pTP5), yeast-derived plasmids (YEp13, YEp24 and YCp50), lambda-phages (Charon4A, Charon21A, EMBL3, EMBL4, lambda gt10, lambda gt11 and lambda ZAP), retrovirus, adeno Adenovirus, vaccinia virus, baculovirus, and the like. Since the amount of expression of the protein and the expression of the expression vector are different depending on the host cell, it is preferable to select and use the host cell most suitable for the purpose.

본 발명은 또 다른 하나의 양태로서, 상기 발현벡터가 숙주세포에 도입된 형질전환체를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a transformant wherein the expression vector is introduced into a host cell.

본 발명에서 제공하는 형질전환체는 상기 본 발명에서 제공하는 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환시켜서 제작되고, 상기 발현벡터에 포함된 폴리뉴클레오티드를 발현시켜서, 본 발명의 융합단백질을 생산하는데 사용될 수 있다. The transformant provided in the present invention can be produced by introducing the expression vector provided in the present invention into a host cell and transforming it, and expressing the polynucleotide contained in the expression vector to produce the fusion protein of the present invention .

본 발명에서 제공하는 상기 발현벡터가 도입될 수 있는 숙주세포는 상기 폴리뉴클레오티드를 발현시켜서 상기 펩타이드를 생산할 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 대장균(E. coli), 스트렙토마이세스, 살모넬라 티피뮤리움 등의 박테리아 세포; 사카로마이세스 세레비지애, 스키조사카로마이세스 폼베 등의 효모 세포; 피치아 파스토리스 등의 균류 세포; 드로소필라, 스포도프테라 Sf9 세포 등의 곤충 세포; CHO, COS, NSO, 293, 보우 멜라노마 세포 등의 동물 세포; 또는 식물 세포가 될 수 있다.The host cell into which the expression vector provided in the present invention can be introduced is not particularly limited as long as it is capable of producing the peptide by expressing the polynucleotide. However, the host cell may be any of E. coli, Streptomyces, Salmonella typhimurium Bacterial cells such as; Yeast cells such as Saccharomyces cerevisiae, and ski-inspected caromyces pombe; Fungal cells such as Pichia pastoris; Insect cells such as Drosophila and Spodoptera Sf9 cells; Animal cells such as CHO, COS, NSO, 293, Bowmanella cells; Or plant cells.

또한, 상기 형질전환은 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있는데, 다양한 세포활성을 높은 수준으로 향상시킬 수 있는 효과를 나타내는 본 발명의 융합단백질을 생산할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, CaCl2 침전법, CaCl2 침전법에 DMSO(dimethyl sulfoxide)라는 환원물질을 사용함으로써 효율을 높인 Hanahan 방법, 전기천공법(electroporation), 인산칼슘 침전법, 원형질 융합법, 실리콘 카바이드 섬유를 이용한 교반법, 아그로박테리아 매개된 형질전환법, PEG를 이용한 형질전환법, 덱스트란 설페이트, 리포펙타민 및 건조/억제 매개된 형질전환 방법 등이 사용될 수 있다.
The transformation can be carried out by various methods. As long as it is capable of producing the fusion protein of the present invention, which exhibits an effect of improving various cell activities to a high level, the transformation can be carried out by the CaCl 2 precipitation method, The Hanahan method, the electroporation method, the calcium phosphate precipitation method, the protoplast fusion method, the agitation method using the silicon carbide fiber, the Agrobacterium-mediated transformation method, and the Agrobacterium-mediated transformation method using the reducing agent called DMSO (dimethyl sulfoxide) A transformation method using PEG, a dextran sulfate, a lipofectamine, and a dry / suppression-mediated transformation method.

상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 형질전환체를 이용하여 본 발명의 융합단백질을 제조하는 방법을 제공한다.
As another embodiment for accomplishing the above object, the present invention provides a method for producing the fusion protein of the present invention using the above transformant.

구체적으로, 본 발명의 융합단백질을 제조하는 방법은 (a) 상기 형질전환체를 배양하여 배양물을 수득하는 단계; 및, (b) 상기 배양물로부터 본 발명의 융합단백질을 회수하는 단계를 포함한다.Specifically, the method for producing the fusion protein of the present invention comprises the steps of: (a) culturing the transformant to obtain a culture; And (b) recovering the fusion protein of the present invention from the culture.

또 다른 방법으로서, 본 발명의 융합단백질을 제조하는 방법은 (a) 본 발명의 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 클로닝하여 발현벡터를 수득하는 단계; (b) 상기 수득한 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 수득하는 단계; 및, (c) 상기 형질전환체를 배양하고, 이로부터 상기 융합단백질을 회수하는 단계를 포함한다.
As another method, a method for producing a fusion protein of the present invention includes the steps of (a) cloning a polynucleotide encoding a fusion protein of the present invention to obtain an expression vector; (b) introducing the obtained expression vector into a host cell to obtain a transformant; And (c) culturing the transformant, and recovering the fusion protein from the transformant.

본 발명의 용어 "배양"이란, 미생물을 적당히 인공적으로 조절한 환경조건에서 생육시키는 방법을 의미한다. 본 발명에 있어서, 상기 형질전환체를 배양하는 방법은 당업계에 널리 알려져 있는 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 배양은 본 발명의 융합단백질을 발현시켜서 생산할 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 배치 공정 또는 주입 배치 또는 반복 주입 배치 공정(fed batch or repeated fed batch process)에서 연속식으로 배양할 수 있다.The term "cultivation" of the present invention means a method of growing the microorganism under an appropriately artificially controlled environmental condition. In the present invention, the method for culturing the transformant may be carried out by a method well known in the art. Specifically, the culture can be continuously cultured in a batch process or an injection batch or a repeated fed batch process, as long as it can produce the fusion protein of the present invention. .

배양에 사용되는 배지는 적당한 탄소원, 질소원, 아미노산, 비타민 등을 함유한 통상의 배지 내에서 호기성 조건 하에서 온도, pH 등을 조절하면서 적절한 방식으로 특정 균주의 요건을 충족시킬 수 있다. 사용될 수 있는 탄소원으로는 글루코즈 및 자일로즈의 혼합당을 주 탄소원으로 사용하며 이외에 수크로즈, 락토즈, 프락토즈, 말토즈, 전분, 셀룰로즈와 같은 당 및 탄수화물, 대두유, 해바라기유, 피마자유, 코코넛유 등과 같은 오일 및 지방, 팔미트산, 스테아린산, 리놀레산과 같은 지방산, 글리세롤, 에탄올과 같은 알코올, 아세트산과 같은 유기산이 포함된다. 이들 물질은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 질소원으로는 암모니아, 황산암모늄, 염화암모늄, 초산암모늄, 인산암모늄, 탄산안모늄, 및 질산암모늄과 같은 무기질소원; 글루탐산, 메티오닌, 글루타민과 같은 아미노산 및 펩톤, NZ-아민, 육류 추출물, 효모 추출물, 맥아 추출물, 옥수수 침지액, 카세인 가수분해물, 어류 또는 그의 분해생성물, 탈지 대두 케이크 또는 그의 분해생성물 등 유기질소원이 사용될 수 있다. 이들 질소원은 단독 또는 조합되어 사용될 수 있다. 상기 배지에는 인원으로서 인산 제1칼륨, 인산 제2칼륨 및 대응되는 소듐-함유 염이 포함될 수 있다. 사용될 수 있는 인원으로는 인산이수소칼륨 또는 인산수소이칼륨 또는 상응하는 나트륨-함유 염이 포함된다. 또한, 무기화합물로는 염화나트륨, 염화칼슘, 염화철, 황산마그네슘, 황산철, 황산망간 및 탄산칼슘 등이 사용될 수 있다. 마지막으로, 상기 물질에 더하여 아미노산 및 비타민과 같은 필수 성장 물질이 사용될 수 있다.The medium used for culturing can meet the requirements of a specific strain in an appropriate manner while controlling the temperature, pH and the like under aerobic conditions in a conventional medium containing an appropriate carbon source, nitrogen source, amino acid, vitamin, and the like. The carbon sources that can be used include glucose and xylose mixed sugar as main carbon sources, and sugar and carbohydrates such as sucrose, lactose, fructose, maltose, starch and cellulose, soybean oil, sunflower oil, castor oil, Oils and fats such as oils and the like, fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, linoleic acid, alcohols such as glycerol, ethanol, and organic acids such as acetic acid. These materials may be used individually or as a mixture. Nitrogen sources that may be used include inorganic sources such as ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium acetate, ammonium phosphate, ammonium carbonate, and ammonium nitrate; Amino acids such as glutamic acid, methionine and glutamine, and organic substances such as peptone, NZ-amine, meat extract, yeast extract, malt extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, fish or their decomposition products, defatted soybean cake or decomposition products thereof . These nitrogen sources may be used alone or in combination. The medium may include potassium phosphate, potassium phosphate and the corresponding sodium-containing salts as a source. Potassium which may be used include potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salts. As the inorganic compound, sodium chloride, calcium chloride, iron chloride, magnesium sulfate, iron sulfate, manganese sulfate and calcium carbonate may be used. Finally, in addition to these materials, essential growth materials such as amino acids and vitamins can be used.

또한, 배양 배지에 적절한 전구체들이 사용될 수 있다. 상기된 원료들은 배양과정에서 배양물에 적절한 방식에 의해 회분식, 유가식 또는 연속식으로 첨가될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다. 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아와 같은 기초 화합물 또는 인산 또는 황산과 같은 산 화합물을 적절한 방식으로 사용하여 배양물의 pH를 조절할 수 있다.In addition, suitable precursors may be used in the culture medium. The above-mentioned raw materials can be added to the culture in the culture process in a batch manner, in an oil-feeding manner or in a continuous manner by an appropriate method, but it is not particularly limited thereto. Basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, or acid compounds such as phosphoric acid or sulfuric acid can be used in a suitable manner to adjust the pH of the culture.

또한, 지방산 폴리글리콜 에스테르와 같은 소포제를 사용하여 기포 생성을 억제할 수 있다. 호기 상태를 유지하기 위해 배양물 내로 산소 또는 산소-함유 기체(예, 공기)를 주입한다. 배양물의 온도는 보통 27℃ 내지 37℃, 바람직하게는 30℃ 내지 35℃이다. 배양은 상기 융합단백질의 생성량이 최대로 얻어질 때까지 계속한다. 이러한 목적으로 보통 10 내지 100 시간에서 달성된다.In addition, bubble formation can be suppressed by using a defoaming agent such as a fatty acid polyglycol ester. An oxygen or oxygen-containing gas (e.g., air) is injected into the culture to maintain aerobic conditions. The temperature of the culture is usually 27 ° C to 37 ° C, preferably 30 ° C to 35 ° C. The culture is continued until the amount of the fusion protein is maximally obtained. Usually for 10 to 100 hours for this purpose.

아울러, 배양물로부터 상기 융합단백질을 회수하는 단계는 당업계에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 회수 방법은 생산된 본 발명의 융합단백질을 회수할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 원심분리, 여과, 추출, 분무, 건조, 증발, 침전, 결정화, 전기영동, 분별용해(예를 들면 암모늄 설페이트 침전), 크로마토그래피(예를 들면 이온 교환, 친화성, 소수성 및 크기배제) 등의 방법을 사용할 수 있다.
In addition, the step of recovering the fusion protein from the culture can be carried out by a method known in the art. Specifically, the recovering method is not particularly limited as long as the recovered fusion protein of the present invention can be recovered. Preferably, the recovering method includes centrifugation, filtration, extraction, spraying, drying, evaporation, precipitation, crystallization, electrophoresis, Methods such as fractional dissolution (for example, ammonium sulfate precipitation), chromatography (for example, ion exchange, affinity, hydrophobicity and size exclusion) can be used.

상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 융합단백질을 포함하는 나노클러스터를 제공한다.
In another embodiment for achieving the above object, the present invention provides a nanocluster comprising the fusion protein.

본 발명의 용어 "나노클러스터"란, 본 발명에서 제공하는 융합단백질에 포함된 페리틴의 자가조립 활성에 의하여 24개의 융합단백질이 자가조립되어 형성되는 단백질 복합체를 의미하는데, 상기 나노클러스터의 크기는 특별히 제한되지 않으나 10 내지 30 nm의 직경을 갖을 수 있고, 상기 나노클러스터의 형태는 구형이 될 수 있다. 상기 융합단백질의 발현 및 정제 과정만으로 자기조립을 통한 강력한 결합력을 가진 나노클러스터의 형성을 유도함으로써 scFv의 구조를 손상시키지 않고도 용이하게 상기 scFv를 포함하는 단백질 칩 또는 표적지향적 약물전달시스템을 형성할 수 있다. 이때, 상기 나노클러스터를 구성하는 융합단백질은 서로 상이하거나 또는 동일한 scFv를 포함할 수 있고, 이에 포함된 페리틴 역시 서로 상이하거나 또는 동일할 수 있는데, 일 례로서, 상기 나노클러스터는 표적이동을 위한 scFv와 약물과 결합되는 scFv를 모두 포함할 수 있다.
The term "nano cluster" of the present invention means a protein complex formed by self-assembly of 24 fusion proteins by the self-assembly activity of ferritin contained in the fusion protein provided in the present invention. But it may have a diameter of 10 to 30 nm, and the shape of the nanoclusters may be spherical. It is possible to form a protein chip or a target-oriented drug delivery system easily containing the scFv without damaging the structure of the scFv by inducing the formation of nanoclusters having strong binding force through self-assembly only by the expression and purification of the fusion protein have. In this case, the fusion proteins constituting the nanocluster may contain different or identical scFvs, and the ferritin contained therein may be different from or identical to each other. For example, the nanocluster may be scFv And a scFv that is bound to the drug.

상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 나노클러스터 및 약물을 포함하는 약물 전달체를 제공한다.
In another aspect of the present invention, the present invention provides a drug carrier comprising the nanoclusters and the drug.

상기 나노클러스터는 그의 표면에 위치한 scFv 또는 그의 내부에 위치한 페리틴을 사용하여 목적하는 약물을 결합시켜서, 상기 약물을 표적지향적으로 전달할 수 있으므로, 상기 나노클러스터는 약물 전달체로서 사용될 수 있다.The nanocluster can be used as a drug delivery vehicle because scFv located on its surface or ferritin located inside thereof can be used to bind the desired drug and deliver the drug in a target-oriented manner.

상기 약물 전달체는 상기 나노클러스터를 형성하는 scFv 또는 페리틴에 목적하는 약물이 결합되어 목적부위로 전달될 수 있는데, 상기 결합되는 약물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 치료제제, 진단제제, 검출제제 등이 될 수 있다.The drug delivery system can be delivered to a target site by binding a scFv or ferritin forming the nanocluster to a desired drug. The drug to be bound is not particularly limited, but may be a therapeutic agent, a diagnostic agent, a detection agent, or the like .

상기 치료제제는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 례로서 항체, 항체단편, 약물, 독소, 핵산가수분해효소(nuclease), 호르몬, 면역조절제, 킬레이터, 붕소화합물, 광활성(photoactive)제제 또는 염료, 방사성동위원소 등이 될 수 있고; 진단제제 또는 검출제제 역시 특별히 이에 제한되지 않으나 일 례로서, 방사성동위원소, 염료(예를 들어, 비오틴(biotin)-스트렙타비딘(streptavidin) 복합체), 조영제, 형광 화합물 또는 분자 및 자기공명 영상화(MRI)에의 증가제(상자성 이온) 등이 될 수 있다. 다른 예로서, 상기 진단제제는 방사성동위원소, 자기공명 영상에서 사용되는 증가제, 및 형광화합물을 포함할 수 있다. The therapeutic agent may be, for example, an antibody, an antibody fragment, a drug, a toxin, a nucleic acid hydrolase, a hormone, an immunomodulator, a chelator, a boron compound, a photoactive agent or dye, Isotopes, and the like; Diagnostic agents or detection agents are also not particularly limited but include, for example, radioisotopes, dyes (e.g., biotin-streptavidin complexes), contrast agents, fluorescent compounds or molecules and magnetic resonance imaging MRI) (paramagnetic ion), and the like. As another example, the diagnostic agent may include a radioactive isotope, an enhancer used in magnetic resonance imaging, and a fluorescent compound.

경우에 따라서는 항체성분을 방사성 금속 또는 상자성 이온과 부하하기 위해, 이온을 결합하는데 킬레이트기의 다수와 부착된 긴 꼬리를 갖는 반응물과 반응하는 것이 필요할 수도 있다. 상기의 꼬리는 폴리리신, 폴라사카라이드와 같은 고분자, 또는 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산 (DTPA; diethylenetriaminepentaacetic acid), 포르피린(porphyrin), 폴리아민, 크라운 에테르, 비스-티오세미카르바존(thiosemicarbazone), 폴리옥심(polyoximes)과 같은 킬레이트기와 결합될 수 있는 펜텐트기를 갖고 상기 목적에 유용하다고 알려진 기를 갖는 유도화되거나 유도될 수 있는 사슬일 수 있다. 킬레이트는 표준화학을 사용하여 항체에 결합된다. 킬레이트는 정상적으로 면역반응성의 최소 손실과 최소 집합체 및/또는 내부 교차연결로 분자에 결합을 형성할 수 있는 기에 의해 항체에 연결될 수 있다.In some cases, it may be necessary to react with a reactant having a long tail attached to a large number of chelating groups in order to bind the ions, in order to load the antibody component with radioactive metal or paramagnetic ions. The tail may be a polymer such as polylysine or polacacaride or a polymer such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), porphyrin, polyamine, crown ether, bis-thiosemic A chain having a pentene group that can be bonded to a chelating group such as thiosemicarbazone, polyoximes, and a group known to be useful for the above purpose. The chelate is bound to the antibody using standard chemistry. The chelate can normally be conjugated to the antibody by a minimal loss of immunoreactivity and by a group capable of forming a bond to the molecule with minimal assembly and / or internal cross-linking.

특히, 유용한 금속-킬레이트 조합은 진단성 동위원소와 60~4,000keV의 일반적인 에너지 범위에서 사용되는 2-벤질-DTPA 및 이의 모노메틸 및 시클로헥실 유사체를 포함하고, 예를 들어 방사성 영상화제에는 125I, 131I, 123I, 124I, 62Cu, 64Cu, 18F, 111In, 67Ga, 99mTc, 94mTc, 11C, 13N, 15O, 76Br 등이 될 수 있고, 망간, 철 및 가돌리늄과 같은 비-방사성 금속과 복합화될 경우, 같은 킬레이트는 본 발명의 나노클러스터 또는 항체와 사용될 때 MRI에 유용하게 사용될 수 있다. NOTA, DOTA, 및 TETA와 같은 거대고리(macrocyclic) 킬레이트는 금속 및 방사성 금속의 종류와 사용되고, 바람직하게는 갈륨, 이트륨(yttrium) 및 구리의 방사성핵종과 각각 사용될 수 있다. 상기 금속-킬레이트 복합체는 대상의 금속에 고리크기를 맞춤으로써 매우 안정하게 제조될 수 있다.Particularly useful metal-chelate combinations include diagnostic isotopes and 2-benzyl-DTPA and monomethyl and cyclohexyl analogues thereof used in the general energy range of 60 to 4,000 keV, for example, radioisotopes include 125 I , 131 I, 123 I, 124 I, 62 Cu, 64 Cu, 18 F, 111 In, 67 Ga, 99 mTc, 94 mTc, 11 C, 13 N, 15 O, 76 Br, When complexed with non-radioactive metals such as iron and gadolinium, the same chelate can be usefully used for MRI when used with nanoclusters or antibodies of the present invention. Macrocyclic chelates such as NOTA, DOTA, and TETA are used with a variety of metals and radioactive metals, preferably with radionuclides of gallium, yttrium and copper, respectively. The metal-chelate complex can be made very stable by aligning the ring size with the metal of the object.

이뮤노컨쥬게이트(immunoconjugate)는 치료제제 또는 진단제제와 항체 성분의 컨쥬게이트이다. 상기 진단제제는 방사성 또는 비방사성 라벨, 조영제(자기공명영상화, 컴퓨터단층촬영(computed tomography), 또는 초음파에 적절한 조영제)를 포함하고, 방사성 라벨은 감마-, 베타-, 알파-, 오제 전자- 또는 양전자 방출 동위원소일 수 있다.Immunoconjugates are conjugates of therapeutic or diagnostic agents and antibody components. The diagnostic agent may comprise a radioactive or non-radioactive label, a contrast agent (magnetic resonance imaging, computed tomography, or a contrast agent suitable for ultrasound), and the radioactive label may be gamma-, beta-, alpha-, It may be a positron emission isotope.

면역조절제는 본 발명에서 정의된 바와 같이 치료제제이며, 전형적으로 대식세포(macrophage), B-세포, 및/또는 T-세포와 같은 면역반응 캐스캐이드(immune response cascade)에서 증식하거나 활성화되는 면역세포를 자극할 수 있는데, 일 례로서 상기 면역조절제는 시토킨이 될 수 있다.
An immunomodulator is a therapeutic agent as defined herein and is typically an immune response cascade, such as macrophage, B-cell, and / or T-cell, that is proliferating or activating in the immune response cascade The cells may be stimulated, for example, the immunomodulator may be a cytokine.

상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 나노클러스터를 포함하는 진단키트 또는 단백질 칩을 제공한다.
In another aspect of the present invention, the present invention provides a diagnostic kit or protein chip comprising the nanoclusters.

본 발명의 진단키트는 목적하는 질환을 진단할 수 있는 표적 단백질과 결합할 수 있는 scFv를 포함하는 나노클러스터를 포함할 수 있다. 이때, 목적하는 질환은 나노클러스터에 포함된 scFv에 의해 검출될 수 있는 표적 단백질을 포함하는 한 특별히 제한되지 않는데, 일 례로서, 세균 또는 바이러스에 의한 감염성 질환, 유전적인 변이로 인하여 특정 단백질이 발현됨에 따라 발병될 수 있는 유전성 질환, 생체내 대사를 교란하는 물질의 유입으로 인하여 발병될 수 있는 대사성 질환 등이 될 수 있다.The diagnostic kit of the present invention may comprise a nanocluster comprising an scFv capable of binding a target protein capable of diagnosing a desired disease. In this case, the target disease is not particularly limited as long as it contains a target protein that can be detected by scFv contained in the nanoclust. For example, infectious diseases caused by bacteria or viruses, genetic mutations, A metabolic disease that can be caused by influx of substances that disturb the metabolism in vivo.

한편, 상기 진단키트는 상기 나노클러스터 이외에 상기 나노클러스터를 이용하여 표적 단백질을 검출하는데 필요한 다양한 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액, 2차 항체, 검출용 제제, 멸균수, 효소 등을 추가로 포함할 수 있다.The diagnostic kit may include various components necessary for detecting a target protein using the nanoclusters in addition to the nanoclusters. For example, a test tube or other suitable container, a reaction buffer, a secondary antibody, a detection agent, sterile water, an enzyme, and the like.

상기 진단키트의 일 례로서, 단백질 칩이 될 수 있다. 상기 단백질 칩은 본 발명에서 제공하는 융합단백질 또는 상기 융합단백질로 구성된 나노클러스터가 고체 기질에 고정된 형태일 수 있는데, 이때, 상기 고체 기질은 바이오 칩에 사용될 수 있다면 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 례로서 금, 유리, 변형된 실리콘, 테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene), 폴리스티렌(polystyrene) 및 폴리프로필렌(polyprophylene) 등 흔히 사용되는 중합체나 겔 등이 될 수 있다. 또한, 상기 기판의 표면은 중합체, 플라스틱, 수지, 탄수화물, 실리카, 실리카 유도물질, 탄소, 금속, 무기 유리 및 막 등으로 표면 처리될 수 있다. 상기 기판은 지지체로서의 역할 뿐 아니라, 고정된 항체와 항원 간의 결합 반응이 일어나는 장소를 제공한다. 상기 기판의 규격 및 기판 상에 고정되는 위치, 크기 및 모양은 분석의 목적, 점적 기기(spotting machine) 및 스캐너(scanner) 등의 장치에 따라 변화될 수 있다.As an example of the diagnostic kit, a protein chip may be used. The protein chip may be a fusion protein provided by the present invention or a nanocluster composed of the fusion protein immobilized on a solid substrate. In this case, the solid substrate may be used in a biochip, Such as gold, glass, deformed silicon, tetrafluoroethylene, polystyrene, and polypropylene, and the like. Further, the surface of the substrate may be surface-treated with a polymer, plastic, resin, carbohydrate, silica, silica inducer, carbon, metal, inorganic glass and film. The substrate not only serves as a support but also provides a place where a binding reaction between the immobilized antibody and the antigen takes place. The size of the substrate and the position, size, and shape fixed on the substrate can be changed according to the purpose of the analysis, a spotting machine, a scanner, and the like.

상기 진단키트의 다른 예로서, 상기 나노클러스터를 포함하는 ELISA 키트, 샌드위치 ELISA 키트, 스트립 형태의 샌드위치 FICT(fluorescent immunochromatographic test kit) 키트가 될 수 있다.As another example of the diagnostic kit, an ELISA kit containing the nanoclusters, a sandwich ELISA kit, and a sandwich fluorescent immunochromatographic test kit (FICT) kit in the form of a strip may be used.

예를 들어, 스트립 형태의 나이트로셀룰로오스 멤브레인에 유리 섬유(glass fiber), 코튼(cotton) 또는 셀룰로오스 재질의 패드를 결합시켜서 시료를 투입할 수 있는 시료주입부가 구비되고, 상기 시료주입부로부터 일정 간격에 위치한 나노클러스터를 포함하는 면역스트립 또는 FICT(fluorescent immunochromatographic test kit)가 될 수 있다.
For example, there is a sample injection unit capable of injecting a sample by bonding a glass fiber, cotton or cellulose pad to a nitrocellulose membrane in the form of a strip, Or a fluorescent immunochromatographic test kit (FICT).

상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 나노클러스터를 이용하는 항원 검출방법을 제공한다.
As another embodiment for achieving the above object, the present invention provides an antigen detection method using the nanoclusters.

구체적으로, 본 발명의 항원 검출방법은 상기 나노클러스터에 단백질 시료를 가하여 항원-항체 반응이 발생하는지의 여부를 확인하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 나노클러스터는 통상적인 면역침전법에서 사용되듯이, 용액내에 자유로인 존재하는 형태가 될 수도 있고, 통상적인 단백질 칩과 같이, 고체 기질에 결합되어 고정된 형태가 될 수도 있다. 이때, 상기 단백질 시료는 특별히 이에 제한되지 않으나, 어떤 처리도 거치지 않은 상태로 사용되거나 적당한 완충용액에 의해서 희석된 상태로 사용될 수 있고, 항원의 존재여부를 확인하고자 하는 대상이 되는 자연계로부터 유래된 시료가 될 수 있는데, 일 례로서, 상기 단백질 시료는 질환의 유발이 의심되는 환자로부터 분리된 혈액, 혈청, 혈장, 체액, 타액, 소변, 장액, 림프액, 복강액 등이 될 수 있고, 다른 예로서, 토양시료, 담수시료, 해수시료 등이 될 수도 있다. 이때, 상기 질환은 나노클러스터에 포함된 scFv에 의해 검출될 수 있는 표적 단백질을 포함하는 한 특별히 제한되지 않는데, 일 례로서, 세균 또는 바이러스에 의한 감염성 질환, 유전적인 변이로 인하여 특정 단백질이 발현됨에 따라 발병될 수 있는 유전성 질환, 생체내 대사를 교란하는 물질의 유입으로 인하여 발병될 수 있는 대사성 질환 등이 될 수 있다.Specifically, the method for detecting an antigen of the present invention includes the step of adding a protein sample to the nanocluster to confirm whether an antigen-antibody reaction occurs. At this time, the nanoclusters may be freely present in the solution as in a conventional immunoprecipitation method, or may be fixed to a solid substrate, such as a conventional protein chip. In this case, the protein sample is not particularly limited, but may be used in a state in which no treatment is carried out or in a diluted state with an appropriate buffer solution, and a sample derived from a natural world to be tested for the presence or absence of an antigen The protein sample may be, for example, blood, serum, plasma, body fluid, saliva, urine, intestinal fluid, lymph fluid, peritoneal fluid, etc. separated from a patient suspected of causing the disease, and as another example , Soil samples, fresh water samples, and seawater samples. In this case, the disease is not particularly limited as long as it includes a target protein that can be detected by scFv contained in the nanoclust. For example, a specific protein is expressed due to an infectious disease or genetic mutation caused by a bacterium or a virus A metabolic disease that may be caused by influx of a substance that disturb the metabolism in vivo, and the like.

한편, 상기 단백질 시료에 포함된 항원은 특별히 이에 제한되지 않으나, 면역분석 방법에 의하여 검출 가능한 모든 생체활성물질(bioactive materials)로서 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 자가항체(autoantibody), 리간드, 천연 추출물, 펩타이드, 단백질, 금속 이온, 합성 약물, 천연 약물, 대사체, 유전체, 바이러스 및 바이러스에 의한 생성 물질, 및 박테리아 및 바이러스에 의한 생성 물질 등이 될 수 있다.Meanwhile, the antigen contained in the protein sample is not particularly limited, but any bioactive materials that can be detected by an immunoassay method are not particularly limited. For example, an autoantibody, a ligand, a natural extract, Peptides, proteins, metal ions, synthetic drugs, natural drugs, metabolites, dielectrics, viruses and viruses, and bacteria and viruses.

아울러, 상기 방법에 있어서, 상기 단백질 시료와 나노클러스터를 반응시킨 후, 항원-항체 반응의 발생을 확인하기 전에, 나노클러스터와 미처 결합하지 못한 표적 물질 및 결합이 가능하지 않은 시료 내 다른 물질을 세척하여 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
In addition, in the above method, after reacting the protein sample with the nanocluster, before the occurrence of the antigen-antibody reaction is confirmed, the target substance that is not bound to the nanocluster and other substances in the sample that can not bind to the nanocluster are washed And a step of removing the magnetic field.

본 발명은 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv) 의 서열을 페리틴에 도입함으로써 융합단백질을 제조하고 이를 이용하여 항체의 항원인식부위 24개가 항체의 페리틴표면에 발현되게 함으로써 바이오칩, 약물전달시스템, 질병진단 및 치료제 개발 등에 활용할 수 있다.
The present invention relates to a method for producing a fusion protein by introducing a sequence of a single chain variable fragment (scFv) into ferritin, and using the fusion protein, 24 antigen recognition sites of the antibody are expressed on the ferritin surface of the antibody, System, disease diagnosis and therapeutic drug development.

도 1은 본 발명에서 제공하는 나노클러스터의 제작과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 사람 유래 페리틴(light chain)의 단량체 구조와 자가조립에 의해 형성된 나노클러스터 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 scFv-페리틴 융합단백질이 자가조립에 의해 형성된 나노클러스터의 형태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 scFv-페리틴 융합단백질의 발현을 위한 페리틴 플랫폼 벡터의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 scFv-페리틴 융합단백질의 단백질 발현조건에 따른 융합단백질의 발현결과를 나타내는 전기영동사진이다.
도 6은 scFv-페리틴 융합단백질의 정제과정에서 얻어진 시료의 전기영동사진이다.
도 7은 scFv단백질의 정제과정에서 얻어진 시료의 전기영동사진이다.
도 8은 scFv-페리틴 융합단백질의 형태를 확인한 결과를 나타내는 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 사진이다.
도 9는 허셉틴과 HER2의 결합력과 허셉틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질과 HER2의 결합력을 SPR을 이용하여 측정하고 비교분석한 결과를 나타내는 그래프 및 도표이다.
도 10은 scFv를 구성하는 heavy chain과 light chain 사이의 링커길이와 순서를 표시한 개략도이다.
도 11은 아바스틴과 VEGF의 결합력과 아바스틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질과 VEGF의 결합력을 SPR을 이용하여 측정하고 비교분석한 결과를 나타내는 그래프 및 도표이다.
FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing process of a nanocluster provided in the present invention.
2 is a schematic view showing a monomer structure of a human-derived ferrite chain and a nanocluster structure formed by self-assembly.
3 is a schematic diagram showing the morphology of nanoclusters formed by self-assembly of the scFv-ferritin fusion protein.
4 is a schematic diagram showing the construction of a ferritin platform vector for expression of an scFv-ferritin fusion protein.
5 is an electrophoresis image showing the expression of a fusion protein according to protein expression conditions of the scFv-ferritin fusion protein.
6 is an electrophoresis photograph of a sample obtained in the purification process of the scFv-ferritin fusion protein.
7 is an electrophoresis photograph of a sample obtained in the purification process of scFv protein.
8 is a transmission electron microscope (TEM) photograph showing the result of confirming the morphology of the scFv-ferritin fusion protein.
FIG. 9 is a graph and a graph showing the results of comparative analysis of the binding force between Herceptin and HER2 and the binding strength between Herceptin-derived scFv-ferritin fusion protein and HER2 using SPR.
10 is a schematic diagram showing linker length and order between heavy chain and light chain constituting scFv.
11 is a graph and a graph showing the results of comparison and measurement of the binding force between avastin and VEGF and the binding force between avastin-derived scFv-ferritin fusion protein and VEGF using SPR.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1: 단일사슬항체조각( 1: single chain antibody fragment ( singlesingle chainchain variablevariable fragmentfragment ;, ;; scFvscFv )- 페리틴 ) - Ferritin 융합단백질제조를Fusion protein production 위한 페리틴 플랫폼 벡터 제작 Vector production of ferritin platform

단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv) - 페리틴 융합단백질제조를 위한 페리틴 플랫폼 벡터를 다음과 같이 제작하였다(도 4). 도 4는 scFv-페리틴 융합단백질의 발현을 위한 페리틴 플랫폼 벡터의 구성을 나타내는 개략도이다.
A ferritin platform vector for the production of single chain variable fragment (scFv) -ferritin fusion protein was prepared as follows (FIG. 4). 4 is a schematic diagram showing the construction of a ferritin platform vector for expression of an scFv-ferritin fusion protein.

먼저, 페리틴 플랫폼 벡터 제작을 위해 한국인간유전자은행으로부터 분양받은 사람 유래의 페리틴(서열번호 1)을 하기의 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여 증폭시키고, 제한효소 BamHI과 XhoI을 이용하여 벡터 pET 28(a)에 클로닝한 다음, 클로닝된 페리틴 유전자를 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
First, for ferritin platform vector production, ferritin (SEQ ID NO: 1) derived from a human gene bank from a Korean human gene bank was amplified by PCR using the following primers, and the vector pET 28 (a ), And the cloned ferritin gene was confirmed by sequencing.

P1: 5'-cgcggatccggcagcagcggcagcagcatgagctcccagattcgtcagaat-3'(서열번호 2)P1: 5'-cgcggatccggcagcagcggcagcagcatgagctcccagattcgtcagaat-3 '(SEQ ID NO: 2)

P2: 5'-ccgctcgagtcattcagctaaagcttcagctaaatg-3'(서열번호 3)
P2: 5'-ccgctcgagtcattcagctaaagcttcagctaaatg-3 '(SEQ ID NO: 3)

다음으로, 페리틴 단백질의 158번과 175번 사이에 pH 변화에 따라 구조변화를 유도하는 펩타이드(서열번호 4)을 도입하기 위하여, 상기 증폭된 사람 유래의 페리틴 유전자를 주형으로하고, 하기 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여 증폭산물을 수득하였다. 상기 증폭산물을 제한 효소 BamHI과 XhoI을 이용하여 벡터 pET 28(a)에 클로닝하고, DNA 염기 서열 분석을 통해 pH 변화에 따라 구조변화를 유도하는 펩타이드 서열이 삽입된 페리틴 단백질(서열번호 6)을 코딩하는 염기서열을 확인하였다.
Next, in order to introduce a peptide (SEQ ID NO: 4) inducing a structural change according to a change in pH between 158 and 175 of the ferritin protein, the ferritin gene derived from the amplified human was used as a template and the following primers PCR was performed to obtain an amplification product. The amplification product was cloned into the vector pET28 (a) using restriction enzymes BamHI and XhoI, and a ferritin protein (SEQ ID NO: 6) inserted with a peptide sequence for inducing a structural change according to pH change through DNA sequencing The nucleotide sequence coding was confirmed.

P1: 5'-cgcggatccggcagcagcggcagcagcatgagctcccagattcgtcagaat-3'(서열번호 2)P1: 5'-cgcggatccggcagcagcggcagcagcatgagctcccagattcgtcagaat-3 '(SEQ ID NO: 2)

P3: 5'-ccgctcgagttaaagcttcagctaaagcctccgggccacccagcctgtggaggttggt-3'(서열번호 5)
P3: 5'-ccgctcgagttaaagcttcagctaaagcctccgggccacccagcctgtggaggttggt-3 '(SEQ ID NO: 5)

실시예Example 2: 허셉틴( 2: Herceptin ( HerceptinHerceptin ) 유래 ) Origin scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 제조 및 특성분석 Manufacturing and Characterization

실시예Example 2-1: 허셉틴( 2-1: Herceptin ( HerceptinHerceptin ) 유래 ) Origin scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 재조합  Recombination DNADNA 제작 making

상기 실시예 1에서 제작된 사람 유래의 페리틴 플랫폼 벡터와 유방암 치료제로 널리 사용되고 있는 허셉틴의 scFv에 대한 유전자(서열번호 7 및 10)를 이용하여, 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv) - 페리틴 융합단백질을 제조하기 위한 재조합 DNA를 제작하였다.
Single chain variable fragment (scFv) fragments were synthesized using the human-derived ferritin platform vector prepared in Example 1 and Herceptin scFv gene (SEQ ID NOS: 7 and 10) widely used as a breast cancer therapeutic agent. - recombinant DNA for the preparation of ferritin fusion proteins.

먼저, 허셉틴(Herceptin)의 scFv(LH) 유전자를 주형으로 하고, 하기 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 페리틴 플랫폼 벡터에 클로닝하고, 클로닝된 scFv(LH) 유전자(서열번호 7)는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
First, an amplification product was obtained by performing PCR using the following primers with the scFv (LH) gene of Herceptin as a template, and the amplified product was cloned into a ferritin platform vector using restriction enzymes NdeI and BamHI, The cloned scFv (LH) gene (SEQ ID NO: 7) was identified by sequencing.

P4: 5'-gggaattccatatgaccgtggcccaggcggccg-3'(서열번호 8)P4: 5'-gggaattccatatgaccgtggcccaggcggccg-3 '(SEQ ID NO: 8)

P5: 5'-cgcggatccgctgccggccgcgtgctggccggcctg-3'(서열번호 9)
P5: 5'-cgcggatccgctgccggccgcgtgctggccggcctg-3 '(SEQ ID NO: 9)

다음으로, 허셉틴의 scFv(HL) 유전자를 주형으로 하고, 하기 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 페리틴 플랫폼 벡터에 클로닝하고, 클로닝된 scFv(HL) 유전자(서열번호 10)는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
Next, PCR was carried out using the following primers with the scFv (HL) gene of Herceptin as a template, and an amplification product was obtained. The amplified product was cloned into a ferritin platform vector using restriction enzymes NdeI and BamHI, The scFv (HL) gene (SEQ ID NO: 10) was confirmed by base sequence analysis.

P6: 5'-gggaattccatatgaccgtggcc caggcggccgaagtg-3'(서열번호 11)P6: 5'-gggaattccatatgaccgtggcc caggcggccgaagtg-3 '(SEQ ID NO: 11)

P7: 5'-cgcggatccgctgccggccgcgtgctggcc ggcctg-3'(서열번호 12)
P7: 5'-cgcggatccgctgccggccgcgtgctggcc ggcctg-3 '(SEQ ID NO: 12)

또한, 허셉틴의 scFv(LH) 유전자를 주형으로 하고, 프라이머(서열번호 8 및 9)를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 벡터 pET 28(a)에 클로닝하고, 클로닝된 scFv (LH) 유전자는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
In addition, PCR was carried out using primers (SEQ ID NOS: 8 and 9) as the template of the scFv (LH) gene of Herceptin to obtain an amplification product. The amplification product was amplified with the restriction enzymes NdeI and BamHI using the vector pET 28 a) and the cloned scFv (LH) gene was confirmed by sequencing.

아울러, 허셉틴의 scFv(HL) 유전자를 주형으로 하고, 프라이머(서열번호 11 및 12)를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 벡터 pET 28(a)에 클로닝하고, 클로닝된 scFv(HL) 유전자는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
In addition, PCR was carried out using primers (SEQ ID NOS: 11 and 12) as the template of the scFv (HL) gene of Herceptin to obtain an amplification product. The amplified product was transformed into vector pET 28 a) and the cloned scFv (HL) gene was confirmed by sequencing.

끝으로, 허셉틴의 scFv-페리틴융합단백질을 코딩하는 플라스미드 DNA 또는 허셉틴의 scFv를 코딩하는 플라스미드 DNA를 각각 대장균(Rosetta DE3, Novagen)에 도입하여 각각의 형질전환체를 수득하고, 상기 각 형질전환체를 배양하면서, IPTG(Isopropyl-β-D-thio-galactoside)를 0, 0.1 또는 1 mM이 되도록 첨가한 뒤 18℃ 또는 37℃에서 16시간동안 배양하여 각 단백질의 발현을 유도하였다. 이어 각 형질전환체를 세포 파쇄액(50 mm Tris pH 7.5, 500 mM NaCl, 5 % glycerol, 0.5 % 2-mercaptoethanol)에 현탁하고, 초음파 발생기로 파쇄시킨 다음, 이를 원심분리하여 상층액을 수득하고, 상기 각각의 세포파쇄물 또는 상층액을 전기영동하였다(도 5). Finally, a plasmid DNA encoding a scFv-ferritin fusion protein of Herceptin or a plasmid DNA encoding a scFv of Herceptin was introduced into Escherichia coli (Rosetta DE3, Novagen), respectively, to obtain respective transformants, (IPTG) at 0, 0.1, or 1 mM, and then cultured at 18 ° C or 37 ° C for 16 hours to induce the expression of each protein. Each of the transformants was suspended in a cell lysate (50 mM Tris pH 7.5, 500 mM NaCl, 5% glycerol, 0.5% 2-mercaptoethanol), disrupted with an ultrasonic generator and centrifuged to obtain supernatant , And each cell lysate or supernatant was electrophoresed (FIG. 5).

도 5는 scFv-페리틴 융합단백질의 단백질 발현조건에 따른 융합단백질의 발현결과를 나타내는 전기영동사진이다. 도 5에서 보듯이, 두 가지 농도 조건(0.1 또는 1 mM)의 IPTG 처리와 두 가지 배양온도(18℃ 또는 37℃)를 사용하여 배양된 각 형질전환체의 세포파쇄물과 상층액에 포함된 허셉틴의 scFv-페리틴융합단백질의 발현수준을 비교한 결과, 1 mM의 IPTG를 처리하고, 18℃에서 배양한 경우에, 허셉틴의 scFv-페리틴융합단백질을 높은 수율로 생산할 수 있음을 확인하였다.
5 is an electrophoresis image showing the expression of a fusion protein according to protein expression conditions of the scFv-ferritin fusion protein. As shown in FIG. 5, cell lysates of each transformant cultured using IPTG treatment at two concentration conditions (0.1 or 1 mM) and two culture temperatures (18 DEG C or 37 DEG C) and Herceptin Ferritin fusion protein of Herceptin could be produced at a high yield when treated with 1 mM IPTG and cultured at 18 ° C.

실시예Example 2-2:  2-2: scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 정제 및 특성분석 Purification and characterization

상기 실시예 2-1에서 수득한 scFv-페리틴 융합단백질이 발현된 각각의 형질전환체로부터 수득한 세포파쇄물의 상층액으로부터 발현된 scFv-페리틴 융합단백질을 정제하였다.The scFv-ferritin fusion protein expressed from the supernatant of the cell lysate obtained from each transformant expressing the scFv-ferritin fusion protein obtained in Example 2-1 was purified.

구체적으로, 10 ㎖의 컬럼완충용액(50 mM Tris pH 7.5, 500 mM NaCl, 5% glycerol, 0.05% β-mercaptoethanol)으로 탈론 레진(1 ㎖, Talon resin, Clontech)을 2번 씻어서 활성화시킨 후, 상기 수득한 세포파쇄물의 상층액을 가하여 4℃에서 1시간 동안 천천히 진탕하여 단백질을 탈론 수지에 흡착시켰다. 이어, 상기 탈론 수지를 컬럼완충용액(10 ㎖)으로 두 번 세척하고, 10 ㎖의 용출 완충용액(elution buffer: 100 mM 이미다졸)을 가한 후 다시 1 시간 천천히 진탕(rocking)하여 용출액을 수득하였다. 상기 수득한 용출액에 포함된 단백질은 브래드포드 검출(Bradford assay)법을 통해 정량하고, 정제된 단백질은 SDS-PAGE 분석을 통하여 단백질 단량체의 크기 및 정제된 단백질의 순도를 확인하였다(도 6).Specifically, activated Talon resin (1 ml, Talon resin, Clontech) was washed twice with 10 ml of column buffer (50 mM Tris pH 7.5, 500 mM NaCl, 5% glycerol, 0.05% β-mercaptoethanol) The supernatant of the obtained cell lysate was added and the mixture was slowly shaken at 4 DEG C for 1 hour to adsorb the protein on the talon resin. Subsequently, the Talon resin was washed twice with a column buffer (10 ml), 10 ml of an elution buffer (100 mM imidazole) was added, and the mixture was slowly rocked for 1 hour to obtain an eluate . The protein contained in the eluate was quantitated by Bradford assay. The purified protein was analyzed by SDS-PAGE to determine the size of the protein monomer and the purity of the purified protein (FIG. 6).

도 6은 scFv-페리틴 융합단백질의 정제과정에서 얻어진 시료의 전기영동사진이다. 도 6에서 보듯이, 탈론 수지를 이용한 방법을 사용하여 scFv-페리틴 융합단백질이 발현된 각각의 형질전환체로부터 scFv-페리틴 융합단백질을 정제할 수 있음을 확인하였다.
6 is an electrophoresis photograph of a sample obtained in the purification process of the scFv-ferritin fusion protein. As shown in FIG. 6, it was confirmed that the scFv-ferritin fusion protein can be purified from each transformant expressing the scFv-ferritin fusion protein using the method using the Talon resin.

아울러, 상기 실시예 2-1에서 수득한 scFv 단백질이 발현된 각각의 형질전환체로부터 수득한 세포파쇄물의 상층액으로부터 발현된 scFv 단백질을 상술한 바와 동일한 방법으로 정제하였다(도 7).The scFv protein expressed from the supernatant of the cell lysate obtained from each transformant expressing the scFv protein obtained in Example 2-1 was purified by the same method as described above (Fig. 7).

도 7은 scFv단백질의 정제과정에서 얻어진 시료의 전기영동사진이다. 도 7에서 보듯이, 탈론 수지를 이용한 방법을 사용하여 scFv 단백질이 발현된 각각의 형질전환체로부터 scFv 단백질을 정제할 수 있음을 확인하였다.
7 is an electrophoresis photograph of a sample obtained in the purification process of scFv protein. As shown in FIG. 7, it was confirmed that the scFv protein can be purified from each transformant expressing the scFv protein using the method using the Talon resin.

한편, 상기 정제된 scFv-페리틴 융합단백질을 대상으로 TEM(transmission electron microscope) 분석을 수행하였다(도 8).Meanwhile, TEM (transmission electron microscope) analysis was performed on the purified scFv-ferritin fusion protein (FIG. 8).

도 8은 scFv-페리틴 융합단백질의 형태를 확인한 결과를 나타내는 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 사진이다. 도 8에서 보듯이, 정제된 scFv-페리틴 융합단백질은 24개의 단량체가 모인 집합구조를 형성하여 전체적으로 구형을 형성함을 확인하였다.
8 is a transmission electron microscope (TEM) photograph showing the result of confirming the morphology of the scFv-ferritin fusion protein. As shown in FIG. 8, it was confirmed that the purified scFv-ferritin fusion protein formed a collective structure in which 24 monomers gathered to form a globular form as a whole.

실시예Example 2-3:  2-3: scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 항원 결합력 분석 Antigen binding assay

SPR(Surface plasmon resonance) 분석법을 이용하여 허셉틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질의 항원 결합력을 분석하였다.
The antigen binding capacity of the Herceptin-derived scFv-ferritin fusion protein was analyzed using SPR (surface plasmon resonance) assay.

실시예Example 2-3-1:  2-3-1: HER2HER2 에 대한 허셉틴 또는 Herceptin for scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 결합력 분석 Bond strength analysis

상기 실시예 2-2에서 정제된 scFv의 원형인 허셉틴과 HER2간의 결합력 및 상기 scFv-페리틴 융합단백질과 HER2간의 결합력을 SPR(Surface plasmon resonance) 분석법을 이용하여 비교하였다.The binding force between Herceptin and HER2, which is a circular scFv purified in Example 2-2, and the binding force between the scFv-ferritin fusion protein and HER2 were compared using SPR (surface plasmon resonance) assay.

구체적으로, Biacore T100 분석기 (GE Healthcare, Uppsala, Sweden)를 사용하였는데, 바이오센서 분석에서는 EDC / NHS(N'-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride / N-hydroxysuccinimide)로 활성화한 CM5 센서 칩(GE Healthcare, Uppsala, Sweden)에 10 ㎕/min의 유속으로 HER2 단백질(10 μg/㎖ in 10 mM Sodium acetate, pH 5.0)을 5 분간 흘려주어 고정화시켰다. 센서 칩 표면에 남아있는 활성화 부분은 1.0 M 에탄올아민(ethanolamine, pH 8.5)을 첨가하여 비활성화시켰다. 이상태에서 허셉틴 또는 scFv-페리틴 융합단백질을 각 농도별로 완충용액(1 X PBS, pH 7.4)에 희석한 후, 30 ㎕/min의 유속으로 흘러주면서 결합 센서그램과 해리 센서그램을 확인하였다(도 9). 이때, 센서 칩과의 비특이적 결합에 의해 발생하는 센서그램을 보정하기 위해서 BSA(bovine serum albumin)로만 완전히 비활성화된 셀을 사용하였고 HER2의 센서그램에서 BSA의 센서그램을 빼줌으로써 비특이성 결합을 보정하였다. 센서 칩의 표면은 재생(regeneration) 완충용액(20 mM NaOH)을 흘려줌으로써 재생하였다.Specifically, a Biacore T100 analyzer (GE Healthcare, Uppsala, Sweden) was used. In the biosensor analysis, a CM5 sensor chip activated with EDC / NHS (N '- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride / N-hydroxysuccinimide) , Uppsala, Sweden) with HER2 protein (10 μg / ml in 10 mM sodium acetate, pH 5.0) at a flow rate of 10 μl / min for 5 minutes. The remaining active area on the surface of the sensor chip was deactivated by addition of 1.0 M ethanolamine (pH 8.5). Herceptin or scFv-ferritin fusion protein was diluted in buffer solution (1 X PBS, pH 7.4) at each concentration, and flowed at a flow rate of 30 / / min, and a binding sensorgram and a dissociation sensorgram were confirmed ). At this time, in order to correct the sensorgram generated by nonspecific binding with the sensor chip, the cell completely deactivated by BSA (bovine serum albumin) was used and the non-specific binding was corrected by subtracting the sensorgram of BSA from the sensorgram of HER2 . The surface of the sensor chip was regenerated by flowing regeneration buffer (20 mM NaOH).

도 9는 허셉틴과 HER2의 결합력과 허셉틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질과 HER2의 결합력을 SPR을 이용하여 측정하고 비교분석한 결과를 나타내는 그래프 및 도표이다. 도 9에서 보듯이, HER2에 대한 친화도 및 결합력의 측면에서 모두 scFv-페리틴 융합단백질이 허셉틴 보다도 상대적으로 높은 수준을 나타냄을 확인하였다.
FIG. 9 is a graph and a graph showing the results of comparative analysis of the binding force between Herceptin and HER2 and the binding strength between Herceptin-derived scFv-ferritin fusion protein and HER2 using SPR. As shown in FIG. 9, it was confirmed that scFv-ferritin fusion protein exhibited a relatively higher level than Herceptin in terms of affinity for HER2 and binding force.

실시예Example 2-3-2 :  2-3-2: HER2HER2 에 대한 허셉틴, For Herceptin, scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질Fusion protein 또는 허셉틴 유래  Or Herceptin-derived scFvscFv 의 결합력 분석Analysis of bond strength

HER2에 대한 scFv-페리틴 융합단백질의 결합력이 어느 정도인지를 확인하기 위하여, 허셉틴, scFv-페리틴 융합단백질 또는 허셉틴 유래 scFv를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-3-1과 동일한 방법을 수행하여, HER2에 대한 허셉틴, scFv-페리틴 융합단백질 또는 허셉틴 유래 scFv의 결합력을 분석하였다(표 1).
In order to confirm the degree of binding of the scFv-ferritin fusion protein to HER2, the same method as in Example 2-3-1 was used except that the Herceptin, scFv-ferritin fusion protein or Herceptin-derived scFv was used To analyze the binding ability of Herceptin, scFv-ferritin fusion protein or Herceptin-derived scFv to HER2 (Table 1).

HER2에 대한 허셉틴, scFv-페리틴 융합단백질 또는 허셉틴 유래 scFv의 결합력The binding force of Herceptin, scFv-ferritin fusion protein or Herceptin-derived scFv to HER2 ka(1/Ms)ka (1 / Ms) KD(M)KD (M) Chi2 Chi 2 허셉틴
scFv-페리틴 융합단백질
허셉틴 유래 scFv
Herceptin
scFv-ferritin fusion protein
Herceptin-derived scFv
4.86E+05
6.17E+06
2.1523+4
4.86E + 05
6.17E + 06
2.1523 + 4
8.42E-10
8.95E-11
3.03E-08
8.42E-10
8.95E-11
3.03E-08
0.0491
0.304
1.79
0.0491
0.304
1.79

상기 표 1에서 보듯이, HER2에 대한 친화도 및 결합력의 측면에서 모두 scFv-페리틴 융합단백질이 허셉틴 유래 scFv는 물론 허셉틴 보다도 상대적으로 높은 수준을 나타내므로, 종래의 항체보다도 우수한 활용성을 나타냄을 알 수 있었다.
As shown in Table 1, the scFv-ferritin fusion protein exhibits a higher level than the Herceptin-derived scFv as well as Herceptin in terms of the affinity for HER2 and the binding force, I could.

실시예Example 2-3-3:  2-3-3: scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 구조에 따른 결합력 분석 Analysis of bond strength according to structure

scFv-페리틴 융합단백질의 구조에 따라, HER2에 대한 결합력이 변화되는지를 확인하고자 하였다.To confirm whether the binding force to HER2 changes depending on the structure of the scFv-ferritin fusion protein.

이를 위하여, 허셉틴의 경쇄단편과 중쇄단편이 연결된 형태의 scFv(scFv-LH) 또는 허셉틴의 중쇄단편과 경쇄단편이 연결된 형태의 scFv(scFv-HL)을 각각 설정하고, 상기 설정된 각 scFV의 중쇄단편과 경쇄단편사이에 다양한 형태의 링커(SG, -2(SGGGG)-, -3(SGGGG)- 또는 -4(SGGGG)-)를 포함하도록 설계된 각각의 scFv 단편을 포함하는 scFv-페리틴 융합단백질을 실시예 2-1 및 2-2의 방법으로 생산 및 정제하여 수득하였다. 이때, 설계된 각 scFv의 구조는 표 2 및 도 10에 도시하였다. 도 10은 scFv를 구성하는 heavy chain과 light chain 사이의 링커길이와 순서를 표시한 모식도이다.
For this purpose, a scFv (scFv-LH) in which a light chain fragment of Herceptin and a heavy chain fragment are linked, or a scFv (scFv-HL) in which a light chain fragment of Herceptin is linked to a light chain fragment is set, A scFv-ferritin fusion protein comprising each scFv fragment designed to include various types of linkers (SG, -2 (SGGGG) -, -3 (SGGGG) - or -4 (SGGGG) -) Were produced and purified by the methods of Examples 2-1 and 2-2. The structure of each designed scFv is shown in Table 2 and FIG. 10 is a schematic diagram showing linker length and order between heavy chain and light chain constituting scFv.

다양한 구조의 scFvScFv of various structures 명칭designation 구조rescue scFv LH2
scFv LH10
scFv LH15
scFv LH20
scFv HL2
scFv HL10
scFv HL15
scFv HL20
scFv LH2
scFv LH10
scFv LH15
scFv LH20
scFv HL2
scFv HL10
scFv HL15
scFv HL20
경쇄-SG-중쇄
경쇄-2(SGGGG)-중쇄
경쇄-3(SGGGG)-중쇄
경쇄-4(SGGGG)-중쇄
중쇄-SG-경쇄
중쇄-2(SGGGG)-경쇄
중쇄-3(SGGGG)-경쇄
중쇄-4(SGGGG)-경쇄
Light chain -SG- heavy chain
Light chain-2 (SGGGG) - heavy chain
Light chain-3 (SGGGG) - heavy chain
Light chain-4 (SGGGG) - heavy chain
Heavy chain-SG-
Heavy chain-2 (SGGGG) -light chain
Heavy chain-3 (SGGGG) -light chain
Heavy chain-4 (SGGGG) -light chain

상기 수득한 각각의 scFv-페리틴 융합단백질을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-3-1과 동일한 방법을 수행하여, HER2에 대한 각각의 scFv-페리틴 융합단백질의 결합력을 분석하였다(표 2). 이때, 대조군으로는 허셉틴을 사용하였다.
The binding activity of each of the scFv-ferritin fusion proteins to HER2 was analyzed by the same method as in Example 2-3-1, except that each of the obtained scFv-ferritin fusion proteins was used 2). At this time, Herceptin was used as a control.

scFv-페리틴 융합단백질의 구조에 따른 결합력 분석Analysis of binding force according to structure of scFv-ferritin fusion protein 항체Antibody Kinetics Fit
(1:1 binding)
Kinetics Fit
(1: 1 binding)
Affinity Fit
(Steady state affinity)
Affinity Fit
(Steady state affinity)
KD(M)KD (M) Chi2(RU2)Chi 2 (RU 2 ) KD(M)KD (M) Chi2(RU2)Chi 2 (RU 2 ) 허셉틴
scFv LH2
scFv LH10
scFv LH15
scFv LH20
scFv HL2
scFv HL10
scFv HL15
scFv HL20
Herceptin
scFv LH2
scFv LH10
scFv LH15
scFv LH20
scFv HL2
scFv HL10
scFv HL15
scFv HL20
3.03E-10
3.74E-10
1.48E-09
1.86E-10
6.17E-10
3.83E-10
1.88E-10
9.59E-11
9.06E-11
3.03E-10
3.74E-10
1.48E-09
1.86E-10
6.17E-10
3.83E-10
1.88E-10
9.59E-11
9.06E-11
0.109
0.0889
0.0516
0.401
0.0513
0.112
0.129
0.149
0.226
0.109
0.0889
0.0516
0.401
0.0513
0.112
0.129
0.149
0.226
1.03E-08
4.91E-09
8.63E-09
1.59E-09
2.23E-09
7.87E-09
4.81E-09
3.09E-09
2.25E-09
1.03E-08
4.91E-09
8.63E-09
1.59E-09
2.23E-09
7.87E-09
4.81E-09
3.09E-09
2.25E-09
0.114
0.0437
0.00361
0.136
0.00903
0.0281
0.0212
0.0582
0.0916
0.114
0.0437
0.00361
0.136
0.00903
0.0281
0.0212
0.0582
0.0916

상기 표 3에서 보듯이, scFv를 구성함에 있어서, 링커를 부가할 경우, 상기 부가된 링커의 길이에 따라 scFv-페리틴 융합단백질의 결합력이 변화될 수 있음을 확인하였다. 특히, 다양한 길이의 링커가 부가된 scFv HL을 포함하는 융합단백질의 경우에는 상기 링커의 길이가 증가할 수록 KD(M) 값이 감소되는 경향을 나타냄을 확인하였다.As shown in Table 3, it was confirmed that when the linker was added in constructing the scFv, the binding force of the scFv-ferritin fusion protein could be changed according to the length of the added linker. In particular, in the case of a fusion protein containing scFv HL having linkers of various lengths, the KD (M) value tended to decrease as the length of the linker increased.

따라서, 링커가 부가된 scFv HL을 포함하는 융합단백질은 상기 링커의 길이가 증가할 수록 결합력이 증가하는 것으로 분석되었으므로, 상기 링커의 길이는 scFv-페리틴 융합단백질의 항원결합력을 결정하는 중요한 요인이 될 수 있음을 알 수 있었다.
Therefore, since the fusion protein including the linker-added scFv HL was analyzed to increase the binding force as the length of the linker increases, the length of the linker is an important factor for determining the antigen binding capacity of the scFv-ferritin fusion protein .

아울러, 상기 링커의 길이변화는 scFv의 구조적 변화를 수반하므로, 상기 링커가 부가된 scFv HL을 포함하는 융합단백질에서 링커의 길이가 증가할 수록 결합력이 증가한다는 결과는, scFv의 구조적 변화가 scFv-페리틴 융합단백질의 기능에 직접적으로 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 것으로 분석되었다.
In addition, since the change in length of the linker involves a structural change of scFv, the result that the binding force increases as the length of the linker increases in the fusion protein including the linker-added scFv HL, indicates that the structural change of the scFv- Suggesting that it may directly affect the function of ferritin fusion proteins.

실시예Example 3:  3: 아바스틴Avastin (( AvastinAvastin ) 유래 ) Origin scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 제조 및 특성분석 Manufacturing and Characterization

실시예Example 3-1:  3-1: scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질Fusion protein 제조를 위한 재조합  Recombination for manufacturing DNADNA 제작 making

먼저, 아바스틴의 scFv(LH) 유전자(서열번호 13)를 주형으로 하고, 하기 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 페리틴 플랫폼 벡터에 클로닝하고, 클로닝된 아바스틴의 scFv(LH) 유전자는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
First, an amplification product was obtained by performing PCR using the following primers with the scFv (LH) gene (SEQ ID NO: 13) of Avastin as a template, and the amplified product was cloned into a ferritin platform vector using restriction enzymes NdeI and BamHI And the scFv (LH) gene of cloned avastin was confirmed by sequencing.

P8: 5'-gggaattccat atggatatccagatgacacagtcc-3'(서열번호 14)P8: 5'-gggaattccat atggatatccagatgacacagtcc-3 '(SEQ ID NO: 14)

P9: 5'-ggtcgcggatcccgcgtgctggccggcctg-3'(서열번호 15)
P9: 5'-ggtcgcggatcccgcgtgctggccggcctg-3 '(SEQ ID NO: 15)

다음으로, 아바스틴의 scFv(HL) 유전자(서열번호 16)를 주형으로 하고, 하기 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 페리틴 플랫폼 벡터에 클로닝하고, 클로닝된 아바스틴의 scFv(HL) 유전자는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
Next, PCR was carried out using the following primers with the scFv (HL) gene (SEQ ID NO: 16) of Avastin as a template, and an amplification product was obtained. The amplified products were amplified by restriction enzymes NdeI and BamHI to a ferritin platform vector The scFv (HL) gene of cloned and cloned avastin was confirmed by sequencing.

P10: 5'-gggaattccatatggaagtccagttggtggagtcc-3'(서열번호 17)P10: 5'-gggaattccatatggaagtccagttggtggagtcc-3 '(SEQ ID NO: 17)

P9: 5'-ggtcgcggatcccgcgtgctggccggcctg-3'(서열번호 15)
P9: 5'-ggtcgcggatcccgcgtgctggccggcctg-3 '(SEQ ID NO: 15)

또한, 아바스틴의 scFv(LH) 유전자(서열번호 13)를 주형으로 하고, 하기 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 pET 28(a) 벡터에 클로닝하고, 클로닝된 아바스틴의 scFv(LH) 유전자는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
PCR was performed using the following primers with the scFv (LH) gene (SEQ ID NO: 13) of Avastin as a template, and an amplification product was obtained. The amplified product was digested with pET 28 (a) using restriction enzymes NdeI and BamHI, Cloned into the vector, and the scFv (LH) gene of the cloned avastin was confirmed by sequencing.

P8: 5'-gggaattccat atggatatccagatgacacagtcc-3'(서열번호 14)P8: 5'-gggaattccat atggatatccagatgacacagtcc-3 '(SEQ ID NO: 14)

P11: 5'-ggtcgcggatcc ttacgcgtgctggccggcctg-3'(서열번호 18)
P11: 5'-ggtcgcggatcc ttacgcgtgctggccggcctg-3 '(SEQ ID NO: 18)

아울러, 아바스틴의 scFv(HL) 유전자(서열번호 16)를 주형으로 하고, 프라이머(서열번호 17 및 18)를 사용한 PCR을 수행하여, 증폭산물을 수득하였으며, 증폭산물을 제한효소 NdeI, BamHI을 이용하여 pET 28(a) 벡터에 클로닝하고, 클로닝된 아바스틴의 scFv(HL) 유전자는 염기서열 분석을 통해 확인하였다.
In addition, PCR was performed using primers (SEQ ID NOS: 17 and 18) with the scFv (HL) gene (SEQ ID NO: 16) of Avastin as a template and amplification products were obtained. The amplified products were digested with restriction enzymes NdeI and BamHI , Cloned into the pET 28 (a) vector, and the cloned avastin scFv (HL) gene was confirmed by sequencing.

끝으로, 아바스틴의 scFv-페리틴융합단백질을 코딩하는 플라스미드 DNA와 아바스틴의 scFv를 코딩하는 플라스미드 DNA를 각각 대장균(Rosetta DE3, Novagen)에 도입하여 형질전환체를 수득하고, 상기 각 형질전환체를 배양하면서, IPTG(Isopropyl-β-D-thio-galactoside)를 1 mM이 되도록 첨가한 뒤 18 ℃에서 16시간동안 배양하여 각 단백질의 발현을 유도하였다. 상기 각 단백질의 발현이 유도된 각각의 형질전환체를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-2의 방법을 사용하여 아바스틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질을 정제하였다.
Finally, a plasmid DNA encoding an avastin scFv-ferritin fusion protein and a plasmid DNA encoding an avastin scFv were introduced into Escherichia coli (Rosetta DE3, Novagen) to obtain transformants, and the transformants were cultured , IPTG (Isopropyl-β-D-thio-galactoside) was added to 1 mM and then cultured at 18 ° C. for 16 hours to induce the expression of each protein. The avastin-derived scFv-ferritin fusion protein was purified using the method of Example 2-2 above, except that the respective transformants from which expression of each protein was induced were used.

실시예Example 3-2:  3-2: scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 항원 결합력 분석 Antigen binding assay

실시예Example 3-2-1:  3-2-1: VEGFVEGF 에 대한 For 아바스틴의Avastin's 결합력 분석 Bond strength analysis

상기 실시예 3-1에서 정제된 scFv의 원형인 아바스틴과 아바스틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-3-1의 방법을 사용하여, 아바스틴과 VEGF간의 결합력 및 상기 scFv-페리틴 융합단백질과 VEGF간의 결합력을 비교분석하였다(도 11).The binding force between avastin and VEGF was measured using the method of Example 2-3-1, except that the scFv circular purified avastin and the avastin-derived scFv-ferritin fusion protein purified in Example 3-1 were used. The binding force between the scFv-ferritin fusion protein and VEGF was compared (FIG. 11).

도 11은 아바스틴과 VEGF의 결합력과 아바스틴 유래 scFv-페리틴 융합단백질과 VEGF의 결합력을 SPR을 이용하여 측정하고 비교분석한 결과를 나타내는 그래프 및 도표이다. 도 11에서 보듯이, VEGF에 대한 친화도의 측면에서는 아바스틴 보다도 scFv-페리틴 융합단백질이 상대적으로 높은 수준을 나타내었으나, VEGF에 대한 결합력의 측면에서는 아바스틴 보다도 scFv-페리틴 융합단백질이 상대적으로 낮은 수준을 나타냄을 확인하였다.
11 is a graph and a graph showing the results of comparison and measurement of the binding force between avastin and VEGF and the binding force between avastin-derived scFv-ferritin fusion protein and VEGF using SPR. As shown in FIG. 11, the scFv-ferritin fusion protein showed a relatively high level of affinity for VEGF than avastin, but the scFv-ferritin fusion protein was found to have a relatively lower level of avidity than that of avastin Respectively.

실시예Example 3-2-2 :  3-2-2: VEGFVEGF 에 대한 For 아바스틴Avastin , , scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질Fusion protein 또는  or 아바스Abbas 틴 유래 Tin Origin scFvscFv 의 결합력 분석Analysis of bond strength

VEGF에 대한 scFv-페리틴 융합단백질의 결합력이 어느 정도인지를 확인하기 위하여, 아바스틴, scFv-페리틴 융합단백질 또는 아바스틴 유래 scFv를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-3-1과 동일한 방법을 수행하여, VEGF에 대한 아바스틴, scFv-페리틴 융합단백질 또는 아바스틴 유래 scFv의 결합력을 분석하였다(표 4).
To confirm the degree of binding of the scFv-ferritin fusion protein to VEGF, the same method as in Example 2-3-1 was used except that the avastin, the scFv-ferritin fusion protein or the avastin-derived scFv was used To analyze the binding ability of avastin, scFv-ferritin fusion protein or avastin-derived scFv to VEGF (Table 4).

VEGF에 대한 아바스틴, scFv-페리틴 융합단백질 또는 아바스틴 유래 scFv의 결합력The binding affinity of avastin, scFv-ferritin fusion protein or avastin-derived scFv to VEGF ka(1/Ms)ka (1 / Ms) KD(M)KD (M) Chi2 Chi 2 아바스틴
scFv-페리틴 융합단백질
아바스틴 유래 scFv
Avastin
scFv-ferritin fusion protein
Avastin-derived scFv
4.59E+04
1.42E+06
1.16E+04
4.59E + 04
1.42E + 06
1.16E + 04
2.98E-11
6.83E-10
1.12E-06
2.98E-11
6.83E-10
1.12E-06
0.17
0.796
1.12
0.17
0.796
1.12

상기 표 4에서 보듯이, VEGF에 대한 친화도의 측면에서는 scFv-페리틴 융합단백질이 아바스틴 및 아바스틴 유래 scFv 보다도 상대적으로 높은 수준을 나타내었고, VEGF에 대한 결합력의 측면에서는 scFv-페리틴 융합단백질이 아바스틴 보다는 상대적으로 낮은 수준을 나타내었으나, 아바스틴 유래 scFv 보다는 상대적으로 높은 수준을 나타냄을 확인하였다.
As shown in Table 4, in terms of affinity for VEGF, the scFv-ferritin fusion protein showed a higher level than the avastin and avastin-derived scFv, and in view of the binding ability to VEGF, the scFv- , But it was found to be relatively higher than that of avastin-derived scFv.

실시예Example 4: 시스테인이 도입된  4: Cysteine introduced scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 제조 Produce

실시예Example 4-1: 시스테인이 도입된  4-1: Cysteine introduced scFvscFv -페리틴 - Ferritin 융합단백질의Of the fusion protein 제작 making

사람유래 페리틴- 단일사슬항체조각(single chain variable fragment;, scFv) 융합단백질의 특정 위치에 시스테인 잔기를 도입한 변이체를 제작하였다. 구체적으로, 나노클러스터 내부에 시스테인을 도입하기 위하여 64번 E(Glu) 및 140번 E(Glu)를 각각 시스테인으로 치환하였으며, 나노클러스터의 외부에 시스테인을 도입하기 위하여 22번 S(Ser), 105번 A(Ala) 및 116번 D(Asp)를 각각 시스테인으로 치환하기 위하여 하기 프라이머를 이용한 PCR을 수행하여 각각의 증폭단편을 수득하였다.
A mutant in which a cysteine residue was introduced at a specific position of a human-derived ferritin-single chain variable fragment (scFv) fusion protein was prepared. Specifically, in order to introduce cysteine into the nanoclusters, E (Glu) at position 64 and E (Glu) at position 140 were replaced with cysteine, respectively. To introduce cysteine to the outside of the nanocluster, PCR was carried out using the following primers to substitute cysteine for A (Ala) and D (Asp) for 116, respectively, to obtain respective amplified fragments.

E64C F: 5'-gccgaggagaagcgctgcggctacgagcgtctcctg-3'(서열번호 19)E64C F: 5'-gccgaggagaagcgctgcggctacgagcgtctcctg-3 '(SEQ ID NO: 19)

E64C R: 5'-caggagacgctcgtagccgcagcgcttctcctcggc-3'(서열번호 20)E64C R: 5'-caggagacgctcgtagccgcagcgcttctcctcggc-3 '(SEQ ID NO: 20)

E140C F: 5'-actcacttcctagattgcgaagtgaagcttatcaag-3'(서열번호 21)E140C F: 5'-actcacttcctagattgcgaagtgaagcttatcaag-3 '(SEQ ID NO: 21)

E140C R: 5'-cttgataagcttcacttcgcaatctaggaagtgagt-3'(서열번호 22)E140C R: 5'-cttgataagcttcacttcgcaatctaggaagtgagt-3 '(SEQ ID NO: 22)

S22C F: 5'-gaggcagccgtcaactgcctggtcaatttgtacctg-3'(서열번호 23)S22C F: 5'-gaggcagccgtcaactgcctggtcaatttgtacctg-3 '(SEQ ID NO: 23)

S22C R: 5'-caggtacaaattgaccaggcagttgacggctgcctc-3'(서열번호 24)S22C R: 5'-caggtacaaattgaccaggcagttgacggctgcctc-3 '(SEQ ID NO: 24)

A105C F: 5'-atgaaa gctgccatgtgcctggagaaaaagctgaac-3'(서열번호 25)A105C F: 5'-atgaaa gctgccatgtgcctggagaaaaagctgaac-3 '(SEQ ID NO: 25)

A105C R: 5'-gttcagctttttctccaggcacatggcagctttcat-3'(서열번호 26)A105C R: 5'-gttcagctttttctccaggcacatggcagctttcat-3 '(SEQ ID NO: 26)

D116C F: 5'-aaccaggcccttttgtgccttcatgccctgggttct-3'(서열번호 27)D116C F: 5'-aaccaggcccttttgtgccttcatgccctgggttct-3 '(SEQ ID NO: 27)

D116C R: 5'-agaacccagggcatgaaggcacaaaagggcctggtt-3'(서열번호 28)
D116C R: 5'-agaacccagggcatgaaggcacaaaagggcctggtt-3 '(SEQ ID NO: 28)

상기 수득한 증폭단편에 제한효소 DpnI을 처리하고, 이를 대장균에 도입하여 각각의 형질전환체를 수득한 다음, 상기 수득한 형질전환체로부터 상기 도입된 DNA의 염기서열을 확인함으로써 돌연변이가 유도됨을 확인하였다. 이어, 상기 형질전환체를 대상으로 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1 및 2-2의 방법을 수행하여, 시스테인이 도입된 scFv-페리틴 융합단백질을 제조하였다.
The obtained amplified fragment was treated with a restriction enzyme DpnI and introduced into Escherichia coli to obtain respective transformants. Then, the nucleotide sequence of the introduced DNA was confirmed from the obtained transformant to confirm that the mutation was induced Respectively. Next, the methods of Examples 2-1 and 2-2 were carried out, except that the transformant was used as a target, to prepare a scFv-ferritin fusion protein into which cysteine was introduced.

실시예Example 4-2:  4-2: 금속리간드가The metal ligand 결합된Combined 나노클러스터의 제조 Fabrication of nanoclusters

상기 실시예 4-1에서 제조된 시스테인이 도입된 scFv-페리틴 융합단백질을 이용하여 형성된 나노클러스터를 산소를 제거한 50 mM pH 7.5 인산완충액에 용해시키고, 10 mM TCEP를 처리하고 30분 동안 반응시킨 다음, PD10 컬럼 크로마토그래피에 적용하여, 과량의 유기시약을 제거하고 상기 나노클러스터를 회수하였다. 상기 회수된 나노클러스터에 다양한 화합물((S)-2-(4-(2-bromoacetamido)benzyl)-DOTA, DTPA-maleimidoethylamide(DTPA-MEA) 또는 DTPA-bromoacetamidoethylamide(DTPA-BAEA))을 단백질 단량체당 10당량의 비율로 가하고, 상온에서 10시간 또는 4℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 상기 반응물을 PD10 컬럼 크로마토그래피에 적용하여 과량의 미반응 시약을 제거하고, 금속이온 배위리간드가 결합된 나노클러스터를 제조하였다. 이때, 금속이온 배위리간드의 결합수준은 질량분석을 통해 확인하였다.
The nanoclusters formed using the cysteine-introduced scFv-ferritin fusion protein prepared in Example 4-1 were dissolved in an oxygen-free 50 mM pH 7.5 phosphate buffer, treated with 10 mM TCEP and reacted for 30 minutes , PD10 column chromatography to remove excess organic reagent and recover the nanoclusters. DTPA-maleimidoethylamide (DTPA-MEA) or DTPA-bromoacetamidoethylamide (DTPA-BAEA)) was added to the recovered nanoclusters per protein monomer 10 equivalents, and the reaction was carried out at room temperature for 10 hours or at 4 DEG C for 24 hours. After the reaction was completed, the reaction product was applied to PD10 column chromatography to remove excess unreacted reagent, thereby preparing a nanocluster to which a metal ion coordination ligand was bound. At this time, the binding level of the metal ion coordination ligand was confirmed by mass analysis.

실시예Example 4-3: 금속이온이  4-3: Metal ion 결합된Combined 나노클러스터의 제조 Fabrication of nanoclusters

상기 실시예 4-2에서 제조된 금속이온 배위리간드가 결합된 나노클러스터에 상기 리간드의 1.1 당량에 해당하는 금속이온을 첨가하여 이미징 혹은 치료에 그대로 사용하거나 PD-10 탈염칼럼으로 정제 후 사용하였다.
The metal ion corresponding to 1.1 equivalents of the ligand was added to the nanocluster bound to the metal ion coordination ligand prepared in Example 4-2, and used for imaging or treatment, or after purification using PD-10 desalting column.

<110> Dongguk University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Novel fusion protein comprising scFv and ferritin and uses thereof <130> KPA150072-KR <160> 28 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 528 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant ferritin DNA <400> 1 atgagctccc agattcgtca gaattattcc accgacgtgg aggcagccgt caacagcctg 60 gtcaatttgt acctgcaggc ctcctacacc tacctctctc tgggcttcta tttcgaccgc 120 gatgatgtgg ctctggaagg cgtgagccac ttcttccgcg aactggccga ggagaagcgc 180 gagggctacg agcgtctcct gaagatgcaa aaccagcgtg gcggccgcgc tctcttccag 240 gacatcaaga agccagctga agatgagtgg ggtaaaaccc cagacgccat gaaagctgcc 300 atggccctgg agaaaaagct gaaccaggcc cttttggatc ttcatgccct gggttctgcc 360 cgcacggacc cccatctctg tgacttcctg gagactcact tcctagatga ggaagtgaag 420 cttatcaaga agatgggtga ccacctgacc aacctccaca ggctgggtgg cccggaggct 480 gggctgggcg agtatctctt cgaaaggctc actctcaagc acgactaa 528 <210> 2 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 cgcggatccg gcagcagcgg cagcagcatg agctcccaga ttcgtcagaa t 51 <210> 3 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ccgctcgagt cattcagcta aagcttcagc taaatg 36 <210> 4 <211> 17 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 4 Glu Ala Leu Ala Glu Ala Leu Ala Glu His Leu Ala Glu Ala Leu Ala 1 5 10 15 Glu <210> 5 <211> 58 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 ccgctcgagt taaagcttca gctaaagcct ccgggccacc cagcctgtgg aggttggt 58 <210> 6 <211> 195 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant ferritin <400> 6 Met Ala Ser Met Thr Gly Gly Gln Gln Met Gly Arg Gly Ser Gly Ser 1 5 10 15 Ser Gly Ser Ser Met Ser Ser Gln Ile Arg Gln Asn His Ser Thr Asp 20 25 30 Val Glu Ala Ala Val Asn Ser Leu Val Asn Leu Tyr Leu Gln Ala Ser 35 40 45 Tyr Thr Tyr Leu Ser Leu Gly Phe Tyr Phe Asp Arg Asp Asp Val Ala 50 55 60 Leu Glu Gly Val Ser His Phe Phe Arg Glu Leu Ala Glu Glu Lys Arg 65 70 75 80 Glu Gly Tyr Glu Arg Leu Leu Lys Met Gln Asn Gln Arg Gly Gly Arg 85 90 95 Ala Leu Phe Gln Asp Ile Lys Lys Pro Ala Glu Asp Glu Trp Gly Lys 100 105 110 Thr Pro Asp Ala Met Lys Ala Ala Met Ala Leu Glu Lys Lys Leu Asn 115 120 125 Gln Ala Leu Leu Asp Leu His Ala Leu Gly Ser Ala Arg Thr Asp Pro 130 135 140 Leu Leu Cys Asp Phe Leu Glu Thr His Phe Leu Asp Glu Glu Val Lys 145 150 155 160 Leu Ile Lys Lys Met Gly Asp His Leu Thr Asn Leu His Arg Leu Gly 165 170 175 Gly Pro Glu Ala Leu Ala Glu Ala Leu Ala Glu His Leu Ala Glu Ala 180 185 190 Leu Ala Glu 195 <210> 7 <211> 810 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv(LH) <400> 7 accgtggccc aggcggccga tattcagatg acgcagtcac cgtcctcgct tagcgcttct 60 gttggtgatc gtgttaccat aacgtgtcgg gcaagtcagg atgttaatac agcggtagcg 120 tggtatcaac aaaagcccgg taaagcacct aaattgctta tttattcggc atctttttta 180 tatagcggtg ttccatcacg cttctctggt tcccgtagcg gtactgactt tactctgaca 240 atttcctcac tgcagcctga agatttcgct acatactact gccagcagca ttataccact 300 ccaccgacgt ttggtcaagg taccaaagtt gaaataaaag gtggtggtgg tagcggtgga 360 ggtggtagtg gtggtggtgg ttccgaagta caattagttg aaagtggtgg tggactggta 420 cagcctggtg gttcactccg tttgagctgc gctgctagcg gatttaacat taaagacacg 480 tacatccact gggttcgaca ggcaccggga aaaggtttag agtgggttgc ccgcatctat 540 ccgacaaatg gttacactcg ttatgcggat tcagttaaag gaagatttac catttctgca 600 gatacatcta agaacactgc atatctgcaa atgaatagtt tacgtgcaga ggataccgca 660 gtgtattatt gtagtcgttg gggtggcgat ggtttctacg caatggatta ttggggtcag 720 ggaacactgg ttaccgtctc gggtggaggt ggttcaggtg gtggtggtag tggtggtggt 780 ggttctggcc aggccggcca gcacgcggcc 810 <210> 8 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gggaattcca tatgaccgtg gcccaggcgg ccg 33 <210> 9 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 cgcggatccg ctgccggccg cgtgctggcc ggcctg 36 <210> 10 <211> 812 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv(HL) <400> 10 accgtggccc aggcggccga agtgcagtta gtcgaatccg gtggaggctt agttcagcct 60 ggtggcagcc ttcgtctgtc atgcgctgct tctggtttta acatcaaaga tacttatatc 120 cactgggtac ggcaggcccc aggaaaaggt ctggaatggg tggcccgtat ttatcccact 180 aatggatata cccgttatgc cgactcagta aaaggtcgtt tcactatttc ggcagatact 240 agtaaaaata cagcttatct gcaaatgaac tctctcagag cagaggatac cgcggtttat 300 tattgttctc gctggggtgg tgatggtttc tatgctatgg attattgggg tcaaggtact 360 ttggttacgg tgtctggtgg tggtggttca ggcggaggtg gtagtggtgg tggaggtagc 420 gacattcaga tgacgcaatc tcctagcagt ctttcagcga gtgtcggtga tcgtgtcacc 480 attacatgtc gtgcatcaca agatgttaat accgcagtgg cgtggtatca gcagaagccg 540 ggtaaagcac cgaaattgct gatatattcc gcctcattct tatatagcgg tgttccttct 600 cgctttagcg gatcgcgaag cggaacagac tttaccctga caatatcgtc tctgcagccg 660 gaggattttg caacgtatta ttgccaacag cattatacaa ccccaccgac ctttggtcag 720 ggtacgaaag tagaaattaa gggtggaggt ggttccggtg gtggtggtag tggtggaggt 780 ggtagtggcc aggccggcca gcacgcggcc gc 812 <210> 11 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 gggaattcca tatgaccgtg gcccaggcgg ccgaagtg 38 <210> 12 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 cgcggatccg ctgccggccg cgtgctggcc ggcctg 36 <210> 13 <211> 816 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv(LH) <400> 13 catatggata tccagatgac acagtccccc agttcactgt ccgcgtccgt tggggaccgt 60 gtcaccatta cctgtcgcgc cagtcaagac gttagcacgg cggtcgcgtg gtaccagcaa 120 aagccaggga aggcgccaaa actgctgatc tatagcgcga gcttcctcta cagcggagtc 180 cccagtaggt tctccggatc ggggtccggc acggacttca ccttgaccat ctccagcctc 240 cagccggagg atttcgctac gtactactgc cagcagagct acacgacgcc gcccaccttc 300 ggccaaggca ccaaggtgga gataaaacgt acggttggtg gtggtggtag cggtggaggt 360 ggtagtggtg gtggtggttc cgaagtccag ttggtggagt ccggtggtgg cctggtccaa 420 ccgggtggga gtctcaggct ctcctgcgcc gcttcagggt tcacaatctc tgactattgg 480 attcactggg tgcgccaggc gccaggcaag gggctggagt gggtcgcggg cattaccccg 540 gcgggcggct acacctatta cgccgactca gtcaagggcc gcttcacaat ctccgcggac 600 accagcaaga acaccgcgta cctccaaatg aactcgctgc gcgccgaaga caccgccgtg 660 tactattgcg cgagattcgt gttcttcctg ccgtacgcca tggactactg gggccaggga 720 acgctggtga ccgtgagtag ttcgggtgga ggtggttcag gtggtggtgg tagtggtggt 780 ggtggttctg gccaggccgg ccagcacgcg ggatcc 816 <210> 14 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gggaattcca tatggatatc cagatgacac agtcc 35 <210> 15 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 ggtcgcggat cccgcgtgct ggccggcctg 30 <210> 16 <211> 816 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv(HL) <400> 16 catatggaag tccagttggt ggagtccggt ggtggcctgg tccaaccggg tgggagtctc 60 aggctctcct gcgccgcttc agggttcaca atctctgact attggattca ctgggtgcgc 120 caggcgccag gcaaggggct ggagtgggtc gcgggcatta ccccggcggg cggctacacc 180 tattacgccg actcagtcaa gggccgcttc acaatctccg cggacaccag caagaacacc 240 gcgtacctcc aaatgaactc gctgcgcgcc gaagacaccg ccgtgtacta ttgcgcgaga 300 ttcgtgttct tcctgccgta cgccatggac tactggggcc agggaacgct ggtgaccgtg 360 agtagtggtg gtggtggtag cggtggaggt ggtagtggtg gtggtggttc cgatatccag 420 atgacacagt cccccagttc actgtccgcg tccgttgggg accgtgtcac cattacctgt 480 cgcgccagtc aagacgttag cacggcggtc gcgtggtacc agcaaaagcc agggaaggcg 540 ccaaaactgc tgatctatag cgcgagcttc ctctacagcg gagtccccag taggttctcc 600 ggatcggggt ccggcacgga cttcaccttg accatctcca gcctccagcc ggaggatttc 660 gctacgtact actgccagca gagctacacg acgccgccca ccttcggcca aggcaccaag 720 gtggagataa aacgtacggt ttcgggtgga ggtggttcag gtggtggtgg tagtggtggt 780 ggtggttctg gccaggccgg ccagcacgcg ggatcc 816 <210> 17 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 gggaattcca tatggaagtc cagttggtgg agtcc 35 <210> 18 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 ggtcgcggat ccttacgcgt gctggccggc ctg 33 <210> 19 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 gccgaggaga agcgctgcgg ctacgagcgt ctcctg 36 <210> 20 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 caggagacgc tcgtagccgc agcgcttctc ctcggc 36 <210> 21 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 actcacttcc tagattgcga agtgaagctt atcaag 36 <210> 22 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 cttgataagc ttcacttcgc aatctaggaa gtgagt 36 <210> 23 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 23 gaggcagccg tcaactgcct ggtcaatttg tacctg 36 <210> 24 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 24 caggtacaaa ttgaccaggc agttgacggc tgcctc 36 <210> 25 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 25 atgaaagctg ccatgtgcct ggagaaaaag ctgaac 36 <210> 26 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 26 gttcagcttt ttctccaggc acatggcagc tttcat 36 <210> 27 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 27 aaccaggccc ttttgtgcct tcatgccctg ggttct 36 <210> 28 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 28 agaacccagg gcatgaaggc acaaaagggc ctggtt 36 <110> Dongguk University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Novel fusion protein comprising scFv and ferritin and uses          the <130> KPA150072-KR <160> 28 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 528 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant ferritin DNA <400> 1 atgagctccc agattcgtca gaattattcc accgacgtgg aggcagccgt caacagcctg 60 gtcaatttgt acctgcaggc ctcctacacc tacctctctc tgggcttcta tttcgaccgc 120 gatgatgtgg ctctggaagg cgtgagccac ttcttccgcg aactggccga ggagaagcgc 180 gagggctacg agcgtctcct gaagatgcaa aaccagcgtg gcggccgcgc tctcttccag 240 gacatcaaga agccagctga agatgagtgg ggtaaaaccc cagacgccat gaaagctgcc 300 atggccctgg agaaaaagct gaaccaggcc cttttggatc ttcatgccct gggttctgcc 360 cgcacggacc cccatctctg tgacttcctg gagactcact tcctagatga ggaagtgaag 420 cttatcaaga agatgggtga ccacctgacc aacctccaca ggctgggtgg cccggaggct 480 gggctgggcg agtatctctt cgaaaggctc actctcaagc acgactaa 528 <210> 2 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 cgcggatccg gcagcagcgg cagcagcatg agctcccaga ttcgtcagaa t 51 <210> 3 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ccgctcgagt cattcagcta aagcttcagc taaatg 36 <210> 4 <211> 17 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 4 Glu Ala Leu Ala Glu Ala Leu Ala Glu His Leu Ala Glu Ala Leu Ala   1 5 10 15 Glu     <210> 5 <211> 58 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 ccgctcgagt taaagcttca gctaaagcct ccgggccacc cagcctgtgg aggttggt 58 <210> 6 <211> 195 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant ferritin <400> 6 Met Ala Ser Met Thr Gly Gly Gln Gln Met Gly Arg Gly Ser Gly Ser   1 5 10 15 Ser Gly Ser Ser Met Ser Ser Gln Ile Arg Gln Asn His Ser Thr Asp              20 25 30 Val Glu Ala Ala Val Asn Ser Leu Val Asn Leu Tyr Leu Gln Ala Ser          35 40 45 Tyr Thr Tyr Leu Ser Leu Gly Phe Tyr Phe Asp Arg Asp Asp Val Ala      50 55 60 Leu Glu Gly Val Ser Ser Phe Phe Arg Glu Leu Ala Glu Glu Lys Arg  65 70 75 80 Glu Gly Tyr Glu Arg Leu Leu Lys Met Gln Asn Gln Arg Gly Gly Arg                  85 90 95 Ala Leu Phe Gln Asp Ile Lys Lys Pro Ala Glu Asp Glu Trp Gly Lys             100 105 110 Thr Pro Asp Ala Met Lys Ala Ala Met Ala Leu Glu Lys Lys Leu Asn         115 120 125 Gln Ala Leu Leu Asp Leu His Ala Leu Gly Ser Ala Arg Thr Asp Pro     130 135 140 Leu Leu Cys Asp Phe Leu Glu Thr His Phe Leu Asp Glu Glu Val Lys 145 150 155 160 Leu Ile Lys Lys Met Gly Asp His Leu Thr Asn Leu His Arg Leu Gly                 165 170 175 Gly Pro Glu Ala Glu Ala Glu Ala Glu Ala Glu His Leu Ala Glu Ala             180 185 190 Leu Ala Glu         195 <210> 7 <211> 810 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv (LH) <400> 7 accgtggccc aggcggccga tattcagatg acgcagtcac cgtcctcgct tagcgcttct 60 gttggtgatc gtgttaccat aacgtgtcgg gcaagtcagg atgttaatac agcggtagcg 120 tggtatcaac aaaagcccgg taaagcacct aaattgctta tttattcggc atctttttta 180 tatagcggtg ttccatcacg cttctctggt tcccgtagcg gtactgactt tactctgaca 240 atttcctcac tgcagcctga agatttcgct acatactact gccagcagca ttataccact 300 ccaccgacgt ttggtcaagg taccaaagtt gaaataaaag gtggtggtgg tagcggtgga 360 ggtggtagtg gtggtggtgg ttccgaagta caattagttg aaagtggtgg tggactggta 420 cagcctggtg gttcactccg tttgagctgc gctgctagcg gatttaacat taaagacacg 480 tacatccact gggttcgaca ggcaccggga aaaggtttag agtgggttgc ccgcatctat 540 ccgacaaatg gttacactcg ttatgcggat tcagttaaag gaagatttac catttctgca 600 gatacatcta agaacactgc atatctgcaa atgaatagtt tacgtgcaga ggataccgca 660 gtgtattatt gtagtcgttg gggtggcgat ggtttctacg caatggatta ttggggtcag 720 ggaacactgg ttaccgtctc gggtggaggt ggttcaggtg gtggtggtag tggtggtggt 780 ggttctggcc aggccggcca gcacgcggcc 810 <210> 8 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gggaattcca tatgaccgtg gcccaggcgg ccg 33 <210> 9 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 cgcggatccg ctgccggccg cgtgctggcc ggcctg 36 <210> 10 <211> 812 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv (HL) <400> 10 accgtggccc aggcggccga agtgcagtta gtcgaatccg gtggaggctt agttcagcct 60 ggtggcagcc ttcgtctgtc atgcgctgct tctggtttta acatcaaaga tacttatatc 120 cactgggtac ggcaggcccc aggaaaaggt ctggaatggg tggcccgtat ttatcccact 180 aatggatata cccgttatgc cgactcagta aaaggtcgtt tcactatttc ggcagatact 240 agtaaaaata cagcttatct gcaaatgaac tctctcagag cagaggatac cgcggtttat 300 tattgttctc gctggggtgg tgatggtttc tatgctatgg attattgggg tcaaggtact 360 ttggttacgg tgtctggtgg tggtggttca ggcggaggtg gtagtggtgg tggaggtagc 420 gacattcaga tgacgcaatc tcctagcagt ctttcagcga gtgtcggtga tcgtgtcacc 480 attacatgtc gtgcatcaca agatgttaat accgcagtgg cgtggtatca gcagaagccg 540 ggtaaagcac cgaaattgct gatatattcc gcctcattct tatatagcgg tgttccttct 600 cgctttagcg gatcgcgaag cggaacagac tttaccctga caatatcgtc tctgcagccg 660 gaggattttg caacgtatta ttgccaacag cattatacaa ccccaccgac ctttggtcag 720 ggtacgaaag tagaaattaa gggtggaggt ggttccggtg gtggtggtag tggtggaggt 780 ggtagtggcc aggccggcca gcacgcggcc gc 812 <210> 11 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 gggaattcca tatgaccgtg gcccaggcgg ccgaagtg 38 <210> 12 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 cgcggatccg ctgccggccg cgtgctggcc ggcctg 36 <210> 13 <211> 816 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv (LH) <400> 13 catatggata tccagggac acagtccccc agttcactgt ccgcgtccgt tggggaccgt 60 gtcaccatta cctgtcgcgc cagtcaagac gttagcacgg cggtcgcgtg gtaccagcaa 120 aagccaggga aggcgccaaa actgctgatc tatagcgcga gcttcctcta cagcggagtc 180 cccagtaggt tctccggatc ggggtccggc acggacttca ccttgaccat ctccagcctc 240 cagccggagg atttcgctac gtactactgc cagcagagct acacgacgcc gcccaccttc 300 ggccaaggca ccaaggtgga gataaaacgt acggttggtg gtggtggtag cggtggaggt 360 ggtagtggtg gtggtggttc cgaagtccag ttggtggagt ccggtggtgg cctggtccaa 420 ccgggtggga gtctcaggct ctcctgcgcc gcttcagggt tcacaatctc tgactattgg 480 attcactggg tgcgccaggc gccaggcaag gggctggagt gggtcgcggg cattaccccg 540 gcgggcggct acacctatta cgccgactca gtcaagggcc gcttcacaat ctccgcggac 600 accagcaaga acaccgcgta cctccaaatg aactcgctgc gcgccgaaga caccgccgtg 660 tactattgcg cgagattcgt gttcttcctg ccgtacgcca tggactactg gggccaggga 720 acgctggtga ccgtgagtag ttcgggtgga ggtggttcag gtggtggtgg tagtggtggt 780 ggtggttctg gccaggccgg ccagcacgcg ggatcc 816 <210> 14 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gggaattcca tatggatatc cagatgacac agtcc 35 <210> 15 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 ggtcgcggat cccgcgtgct ggccggcctg 30 <210> 16 <211> 816 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> scFv (HL) <400> 16 catatggaag tccagttggt ggagtccggt ggtggcctgg tccaaccggg tgggagtctc 60 aggctctcct gcgccgcttc agggttcaca atctctgact attggattca ctgggtgcgc 120 caggcgccag gcaaggggct ggagtgggtc gcgggcatta ccccggcggg cggctacacc 180 tattacgccg actcagtcaa gggccgcttc acaatctccg cggacaccag caagaacacc 240 gcgtacctcc aaatgaactc gctgcgcgcc gaagacaccg ccgtgtacta ttgcgcgaga 300 ttcgtgttct tcctgccgta cgccatggac tactggggcc agggaacgct ggtgaccgtg 360 agtagtggtg gtggtggtag cggtggaggt ggtagtggtg gtggtggttc cgatatccag 420 atgacacagt cccccagttc actgtccgcg tccgttgggg accgtgtcac cattacctgt 480 cgcgccagtc aagacgttag cacggcggtc gcgtggtacc agcaaaagcc agggaaggcg 540 ccaaaactgc tgatctatag cgcgagcttc ctctacagcg gagtccccag taggttctcc 600 ggatcggggt ccggcacgga cttcaccttg accatctcca gcctccagcc ggaggatttc 660 gctacgtact actgccagca gagctacacg acgccgccca ccttcggcca aggcaccaag 720 gtggagataa aacgtacggt ttcgggtgga ggtggttcag gtggtggtgg tagtggtggt 780 ggtggttctg gccaggccgg ccagcacgcg ggatcc 816 <210> 17 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 gggaattcca tatggaagtc cagttggtgg agtcc 35 <210> 18 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 ggtcgcggat ccttacgcgt gctggccggc ctg 33 <210> 19 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 gccgaggaga agcgctgcgg ctacgagcgt ctcctg 36 <210> 20 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 caggagacgc tcgtagccgc agcgcttctc ctcggc 36 <210> 21 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 actcacttcc tagattgcga agtgaagctt atcaag 36 <210> 22 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 cttgataagc ttcacttcgc aatctaggaa gtgagt 36 <210> 23 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 23 gaggcagccg tcaactgcct ggtcaatttg tacctg 36 <210> 24 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 24 caggtacaaa ttgaccaggc agttgacggc tgcctc 36 <210> 25 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 25 atgaaagctg ccatgtgcct ggagaaaaag ctgaac 36 <210> 26 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 26 gttcagcttt ttctccaggc acatggcagc tttcat 36 <210> 27 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 27 aaccaggccc ttttgtgcct tcatgccctg ggttct 36 <210> 28 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 28 agaacccagg gcatgaaggc acaaaagggc ctggtt 36

Claims (22)

단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질.
A fusion protein in which a single chain antibody fragment (scFv) is bound to ferritin.
제1항에 있어서,
상기 scFv는 페리틴의 N-말단 또는 C-말단에 결합된 것인 융합단백질.
The method according to claim 1,
Wherein said scFv is bound to the N-terminus or C-terminus of ferritin.
제1항에 있어서,
상기 scFv는 직접적으로 페리틴과 결합되거나 또는 펩타이드 링커를 통하여 페리틴에 결합된 것인 융합단백질.
The method according to claim 1,
Wherein the scFv is either directly bound to ferritin or bound to ferritin through a peptide linker.
제1항에 있어서,
상기 scFv는 항체의 중쇄단편 및 경쇄단편을 포함하는 것인 융합단백질.
The method according to claim 1,
Wherein said scFv comprises a heavy chain fragment and a light chain fragment of an antibody.
제4항에 있어서,
상기 중쇄단편과 경쇄단편은 직접적으로 결합되거나 또는 펩타이드 링커를 통하여 결합되는 것인 융합단백질.
5. The method of claim 4,
Wherein the heavy chain fragment and the light chain fragment are joined directly or through a peptide linker.
제1항에 있어서,
상기 페리틴은 동종 또는 이종인 것인 융합단백질.
The method according to claim 1,
Wherein the ferritin is homologous or heterologous.
제1항에 있어서,
상기 페리틴은 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드에 의해 코딩되는 것인 융합단백질.
The method according to claim 1,
Wherein the ferritin is encoded by the polynucleotide of SEQ ID NO: 1.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드.
8. A polynucleotide encoding the fusion protein of any one of claims 1 to 7.
제8항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 발현벡터.
9. An expression vector comprising the polynucleotide of claim 8.
제9항의 발현벡터가 숙주에 도입된 형질전환체.
9. A transformant in which the expression vector of claim 9 is introduced into a host.
(a) 제10항의 형질전환체를 배양하여 배양물을 수득하는 단계; 및,
(b) 상기 배양물로부터 단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질을 회수하는 단계를 포함하는, 융합단백질의 제조방법.
(a) culturing the transformant of claim 10 to obtain a culture; And
(b) recovering a fusion protein in which the single chain antibody fragment (scFv) and ferritin are bound to the fusion protein from the culture.
(a) 단일사슬항체조각(scFv)과 페리틴이 결합된 형태의 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 클로닝하여 발현벡터를 수득하는 단계;
(b) 상기 수득한 발현벡터를 숙주세포에 도입하여 형질전환체를 수득하는 단계; 및,
(c) 상기 형질전환체를 배양하고, 이로부터 상기 융합단백질을 회수하는 단계를 포함하는, 융합단백질의 제조방법.
(a) obtaining an expression vector by cloning a polynucleotide encoding a single chain antibody fragment (scFv) and a fusion protein in the form of binding of ferritin;
(b) introducing the obtained expression vector into a host cell to obtain a transformant; And
(c) culturing the transformant, and recovering the fusion protein from the transformant.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 융합단백질을 포함하는 나노클러스터.
A nanocluster comprising the fusion protein of any one of claims 1 to 7.
제13항에 있어서,
상기 융합단백질 24개가 자가조립하여 형성되는 것인 나노클러스터.
14. The method of claim 13,
Wherein said fusion proteins are formed by self assembly.
제13항에 있어서,
10 내지 30 nm의 직경을 갖는 구형인 것인 나노클러스터.
14. The method of claim 13,
Wherein the nanoclust is spherical with a diameter of 10 to 30 nm.
제13항의 나노클러스터 및 약물을 포함하는 약물 전달체.
A drug delivery system comprising the nanocluster of claim 13 and a drug.
제16항에 있어서,
상기 약물은 나노클러스터의 내부 또는 표면에 결합되어 표적지향적 약물전달이 가능한 것인 약물 전달체.
17. The method of claim 16,
Wherein the drug is bound to the interior or surface of the nanocluster and is capable of target-directed drug delivery.
제13항의 나노클러스터를 포함하는 진단키트.
A diagnostic kit comprising the nanoclusters of claim 13.
제13항의 나노클러스터를 포함하는 단백질 칩.
A protein chip comprising the nanocluster of claim 13.
제13항의 나노클러스터에 분리된 단백질 시료를 가하여 항원-항체 반응이 발생하는지의 여부를 확인하는 단계를 포함하는 항원 검출방법.
13. A method for detecting an antigen comprising the step of adding an isolated protein sample to the nanocluster of claim 13 to determine whether an antigen-antibody reaction occurs.
제20항에 있어서,
상기 단백질 시료는 질환의 유발이 의심되는 환자로부터 분리된 혈액, 혈청, 혈장, 체액, 타액, 소변, 장액, 림프액 또는 복강액인 것인 방법.
21. The method of claim 20,
Wherein the protein sample is blood, serum, plasma, body fluids, saliva, urine, intestinal fluid, lymph or peritoneal fluid isolated from a patient suspected of causing the disease.
제21항에 있어서,
상기 질환은 감염성 질환, 유전성 질환 또는 대사성 질환인 것인 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein said disease is an infectious disease, a genetic disease or a metabolic disease.
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