KR101551143B1

KR101551143B1 - 생체적합성 단백질, 이를 포함하는 생체적합성 단백질 젤과 전도성 단백질 젤 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101551143B1
Application number: KR1020150016171A
Authority: KR
Inventors: 김용호; 김용태; 김국한
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2015-09-08
Also published as: US9650419B2; US20160024154A1

Abstract

본 발명은 생체적합성 단백질과 이를 포함하는 생체적합성 단백질 젤과 전도성 단백질 젤 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 생체적합성 단백질의 아미노산 서열은 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 이며 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 생체 내에서 거부반응이 없으면서 분해되지 않는 단백질을 합성함으로써, 생체적합성과 생분해성을 갖는 전도성 생체재료로 3D 바이오프린팅과 같은 재생의학 분야의 생의학재료로 활용될 수 있는 장점이 있다.

Description

생체적합성 단백질, 이를 포함하는 생체적합성 단백질 젤과 전도성 단백질 젤 및 그의 제조방법 {BIOCOMPATIBLE PROTEIN, BIOCOMPATIBLE PROTEIN GEL AND BIOCOMPATIBLE CONDUCTIVE PROTEIN GEL COMPRISING THE PROTEIN AND PREPARING METHOD THEREOF}

본 발명은 단백질 조작기술(protein engineering)을 기반으로 합성된 생체에 거부반응이 없는 생체적합성을 가지는 단백질과, 합성된 단백질을 이용한 생체적합성 단백질 젤(biocompatible protein gel) 및 상기 합성된 단백질이 전도성을 가지는 나노물질에 자기조립하여 형성된 단백질/나노물질 복합체를 포함하는 생체적합성 전도성 단백질 젤(biocompatible conducting protein gel)에 관한 것이다.

단백질 또는 펩타이드 조작기술은 신약개발과 기초의학분야에서 각광받는 연구분야로서 그 성장성과 시장 파급력이 큰 프론티어 연구분야로 생체재료, 의공학분야, 국방산업과 같은 다양한 산업분야로의 응용이 가능하다. 설계를 통하여 만들어진 단백질들은 크기, 안정성 또는 용해성에 있어서 기존의 단백질보다 장점을 가질 수 있고 기존에 생체 내에 존재하지 않은 유용한 기능을 갖는 단백질을 개발할 수도 있다. 단백질 또는 펩타이드만을 이용한 자기조립 구조와 설계는 광범위하게 연구가 진행되고 있고 나노 구조물을 구조틀로 이용하여 단백질, DNA, 리피드, 펩타이드 양친매성물질의 자기조립 구조를 설계하려는 연구 또한 세계적으로 연구가 진행되고 있다.

약물전달시스템, 바이오센서, 조직공학, 미세종합분석시스템 등의 다양한 분야에서 지능형 고분자 하이드로젤에 대한 연구는 활발히 진행되고 있고, 바이오메디칼 분야에서 사용되어온 하이드로젤은 최근 들어 그 응용범위를 더욱 넓혀가고 있으나, 재료적 측면에서는 대부분 고분자 폴리머를 기반으로 하고 있다. 생체재료로서의 하이드로젤은 고수분함량, 점탄성의 조절, 생체 조직, 혈액, 체액 등과 접촉시 생체 거부반응이나 독성반응 등을 나타내지 않는 생체적합성, 주입가능성 등을 고려해야 하기 때문에 단백질 또는 펩타이드를 이용한 하이드로젤 개발의 중요성이 부각되고 있다. 그리고 이러한 단백질 또는 펩타이드의 주사슬의 구조를 일부 바꿔 생체재료로서의 응용성을 넓히고자 하는 노력들이 진행되고 있으나 아직 연구가 미흡한 실정이다.

현재까지 엘라스틴, 콜라겐, 젤라틴, 구형단백질 등의 천연 단백질-기반 하이드로젤, 콜라겐-기반 합성 하이드로젤, 엘라스틴 유사 폴리펩타이드, 실크-엘라스틴 유사 폴리펩타이드, 코일드코일 모티프 기반 하이드로젤 등의 생합성 폴리펩타이드-기반 하이드로젤, 베타-병풍구조를 형성하는 펩타이드를 이용한 하이드로젤, 양친매성 펩타이드, 멀티도메인 펩타이드 등의 올리고펩타이드 하이드로젤, 폴리머와 결합한 하이브리드 하이드로젤 등이 생체재료로서 하이드로젤 개발 연구에 활용되고 있다.

그러나 단백질 기반 하이드로젤은 특유의 생체내 펩타이드 분해효소에 의한 안정성과 지속성이 문제되고 있기 때문에 생체내 안정성을 가진 β-아미노산을 이용한 연구가 진행되고 있다. β-아미노산과 α-아미노산의 자기조립을 통하여 초분자체 하이드로젤을 형성하는데 성공하였고 생체내 안정성이 보고되었다(Zhimou Yang et al., Small 2007, 3, No. 4, 558-562). 국내 대학의 한 연구팀은 재생의학을 위한 자극반응성을 가진 동력적 폴리펩타이드 하이드로젤 개발 연구를 진행하여 환경적 자극을 통한 자기 조립형 동력적 폴리펩타이드 하이드로젤을 성공적으로 개발하였다(Taek Gyoung Kim et al, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2446-2468).

또한, 최근 한 특허는(WO2010/045342) α-아미노산과 β-아미노산을 교차하여 생물학적 안정성을 향상시키는 결과를 발표하였다. 상기 특허는 생물학적 안정성을 향상시키기 위해서 생물학적으로 활성인 폴리펩타이드 또는 단편에서 발견되는 α-아미노산 잔기의 약 14% 내지 약 50%는 β-아미노산 잔기로 대체되고, α-아미노산 잔기는 반복 패턴으로 분포된다.

하지만, 생체 거부반응이 없으면서 완전한 생물학적 안정성(biodurability) 부분은 완전히 해결되지 않았으며, 재료적 측면에서 중요한 기술적 의미를 가지는 생체적합성 단백질 젤(biocompatible protein gel) 및 생체적합성 전도성 단백질 젤(biocompatible conducting protein gel)은 개발되지 않았다.

본 발명은 생물학적 비천연 화합물인 β-아미노산을 매개로 하는 단백질을 합성함으로써, 생체 거부반응이 없으면서 생체 내에서 쉽게 분해되지 않아 안정적인 생체적합성 소재를 제공할 수 있다.

또한, 합성된 단백질과 나노물질의 합성체를 제조함으로써, 생분해성과 생전도성 기술문제를 해결할 수 있는 전도성 생체재료로 신경회복의학, 약물전달체계 등 다양한 적용분야에 사용될 수 있다.

또한, 생체재료로써 3D 바이오 프린팅과 같은 재생의학 분야의 생의학재료로 활용될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생체적합성 단백질은, 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 이며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 2 내지 서열번호 11로 표시되는 아미노산 서열 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 생체적합성 단백질의 아미노산은 β-아미노산일 수 있다.

또한, 본 발명의 소수성 아미노산은 발린(valine; Val, V), 류신(leucine; Leu, L), 알라닌(alanine; Ala, A) 또는 이소류신(isoleucine; Ile, I) 중 선택되는 크기가 작은 소수성 아미노산을 포함할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 생체적합성 단백질의 아미노산 서열은 반복에 의하여 아미노산 서열은 증가할 수 있고, 그 길이는 12 내지 60개의 아미노산을 포함할 수 있다. 즉, 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr 이며 n=1 내지 n=9 (1≤n≤9)의 범위에서 반복에 의하여 서열 길이가 증가될 수 있다. 대표적으로는, 서열번호 1, 서열번호 2, 서열번호 12 및 서열번호 13의 아미노산 서열로 표시될 수 있다.

또는, 본 발명에 따른 생체적합성 단백질은 아미노산 서열이 (Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr)n 이며 n=1 내지 n=3 (1≤n≤3)의 범위에서 반복에 의하여 서열 길이가 증가 되는 것을 포함할 수 있다. 즉, 서열번호 2 내지 서열번호 11의 아미노산 서열은 반복에 의하여 서열 길이가 증가 될 수 있다. 대표적으로는, 서열번호 14는 서열번호 2의 서열이 반복에 의하여 증가된 아미노산 서열을 나타낸 것이다.

또한, 본 발명 생체적합성 단백질의 아미노산 서열은 N-말단 또는 C-말단에 라이신(lysine, K)이 추가되는 것을 포함할 수 있다. 즉, 서열번호 1 내지 서열번호 14의 아미노산 서열은 N-말단 또는 C-말단에 라이신(lysine, K)이 추가될 수 있다. 대표적으로는, 서열번호 15와 서열번호 16은 서열번호 2의 N-말단과 C-말단에 각각 라이신을 추가한 아미노산 서열을 나타낸 것이다.

아울러, 본 발명의 생체적합성 단백질은 효소에 의해 분해되지 않는 것일 수 있다. 상기 효소는 단백질 분해효소를 포함할 수 있다. 상기 효소는 트립신(trypsin), 키모트립신(chymotrypsin), 서브틸리신(subtilisin) 중 어느 하나 이상을 포함하는 단백질 분해효소일 수 있다.

본 발명에 따른 생체적합성 단백질은 3개의 아미노산 서열 즉, 크기가 작은 소수성 β-아미노산을 가운데에 두고 그 앞, 뒤는 양전하, 음전하 또는 소수성을 띠는 β-아미노산의 반복 패턴으로 분포되는 β-아미노산 서열 모두를 포함할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 상기 반복 패턴에 따라 서열번호 1 내지 서열번호 16의 아미노산 서열을 변형할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 생체적합성 단백질 젤은 생체적합성 단백질을 포함할 수 있다. 상기 생체적합성 단백질 젤은 β-아미노산으로 이루어진 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16으로 표시되는 아미노산 서열 중 어느 하나 이상을 포함하는 생체적합성 단백질을 이용할 수 있다.

더불어, 본 발명의 생체적합성 전도성 단백질 젤은 생체적합성 단백질과 전도성 나노물질의 복합체를 포함할 수 있다. 상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 β-아미노산으로 이루어진 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16으로 표시되는 아미노산 서열 중 어느 하나 이상의 생체적합성 단백질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene, C₆₀), 전도성고분자 나노와이어, 전도성고분자 나노튜브, 전도성 고분자 나노입자, 메탈 나노와이어, 메탈 나노입자 중 어느 하나 이상의 전도성 나노물질을 포함할 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)일 수 있다.

본 발명의 생체적합성 단백질의 제조방법은, β-아미노산을 고체상 레진에 결합시키는 단계(S10); 상기 β-아미노산에 있는 Fmoc(fluorenylmethyloxycarbonyl) 보호기를 제거하고 상기 β-아미노산 상에 다음 β-아미노산을 연결하여 β-펩타이드를 합성하는 단계(S11); 및 상기 β-펩타이드를 고체상 레진에서 분리하는 단계(S12)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 β-펩타이드는 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16 중 어느 하나 이상의 아미노산 서열을 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 생체적합성 단백질 젤의 제조방법은 β-아미노산으로 이루어진 생체적합성 단백질을 완충용액에 녹여 젤화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 생체적합성 단백질 젤의 제조방법은 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16 중 어느 하나 이상의 생체적합성 단백질을 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법은, β-아미노산으로 이루어진 생체적합성 단백질을 완충용액에 용해시켜 생체적합성 단백질 용액을 제조하는 단계(S20); 전도성 나노물질을 글리세롤 수용액에 분산시켜 전도성 나노물질 수용액을 제조하는 단계(S21); 상기 단백질 용액과 상기 나노물질 수용액을 혼합하여 생체적합성 단백질/나노물질 복합체를 형성하는 단계(S22); 상기 단백질/나노물질 복합체를 농축시키는 단계(S23); 및 상기 농축시킨 단백질/나노물질 복합체에 섬유화가 진행된 생체적합성 단백질을 첨가한 후 젤화시키는 단계(S24)를 포함할 수 있다.

상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16 중 어느 하나 이상의 생체적합성 단백질을 포함할 수 있다.

상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 또한, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene, C₆₀), 전도성고분자 나노와이어, 전도성고분자 나노튜브, 전도성 고분자 나노입자, 메탈 나노와이어, 메탈 나노입자 중 어느 하나 이상의 전도성 나노물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)일 수 있다.

또한, 상기 생체적합성 단백질/나노물질 복합체의 형성단계는 단백질이 나노물질에 자기조립되는 것을 포함할 수 있다. 상기 생체적합성 단백질/나노물질 복합체의 형성단계는 생체적합성 단백질 용액과 전도성 나노물질 수용액을 1:1 내지 10:1의 비로 혼합하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 생체적합성 단백질, 이를 포함하는 생체적합성 단백질 젤 및 생체적합성 전도성 단백질 젤은 생물학적 비천연 화합물인 β-아미노산을 매개로 하는 단백질을 합성하여 제조한 것으로, 생체 거부반응이 없으면서 생체 내에서 쉽게 분해되지 않아 안정적인 장점이 있다.

또한, 합성된 생체적합성 단백질과 나노물질의 합성체를 제조함으로써, 생분해성과 생전도성 기술문제를 해결할 수 있는 전도성 생체재료로 신경회복의학, 약물전달체계 등 다양한 적용분야에 사용될 수 있는 장점이 있다.

또한, 생체재료로써 3D 바이오 프린팅과 같은 재생의학 분야의 생의학재료로 활용될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 생체적합성 단백질의 제조방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법 순서도이다.
도 3은 본 발명의 생체적합성 β-펩타이드와 탄소나노튜브 복합체를 단백질 전산모사를 활용하여 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명에서 합성한 β-펩타이드를 HPLC(a) 및 MALDI-TOF(b)를 통해 분석한 결과이다.
도 5는 본 발명에서 합성한 β-펩타이드의 pH에 따른 생체적합성 단백질 젤의 형성 TEM 이미지이다.
도 6은 단백질 분해효소에 의한 β-펩타이드의 분해 유무를 MALDI-TOF를 통해 분석한 결과이다.
도 7은 단백질의 농도 및 pH에 따른 생체적합성 단백질 젤의 형성 이미지이다.
도 8은 본 발명에서 제조한 생체적합성 단백질 젤을 촬영한 사진이다.
도 9는 β-펩타이드/탄소나노튜브 복합체를 형성하기 위해 초음파를 주기 전 후 과정에서 살펴본 탄소나노튜브의 분산 정도를 나타낸 TEM 이미지이다(저배율(a), 고배율(b), 펩타이드 유무에 따른 초음파 후 비교 이미지(c)).
도 10은 β-펩타이드/탄소나노튜브 복합체를 원편광 이색성(CD) 분광기를 통해 분석한 결과이다.
도 11은 본 발명에서 제조한 생체적합성 전도성 단백질 젤을 촬영한 사진이다.
도 12는 본 발명에서 제조한 전도성 단백질 젤의 전도성을 측정하여 분석한 결과이다.

이하, 본 발명의 생체적합성 단백질에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 생체적합성 단백질의 아미노산 서열은 3개의 β-아미노산의 반복 패턴으로 분포되는데 크기가 작은 소수성 β-아미노산 즉, 발린(valine; Val, V), 류신(leucine; Leu, L), 알라닌(alanine; Ala, A) 또는 이소류신(isoleucine; Ile, I)을 가운데에 두고 그 앞, 뒤는 양전하, 음전하 또는 소수성을 띠는 아미노산 잔기를 갖는 β-펩타이드의 helical 구조를 특징으로 한다.

상기 아미노산 서열은 전산모사 방법을 활용하여 단백질 뼈대의 다양성, 2차구조의 변수화, 곁가지의 로타머 라이브러리와 에너지 최적화 계산을 통해 β-펩타이드의 helical 구조를 예측하고 디자인하였다.

본 발명의 생체적합성 단백질은 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 이며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 2 내지 서열번호 11로 표시되는 아미노산 서열 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

Ac-KVK EVF FVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 2)

Ac-KLK ELF FLK ELF FLK ELY-NH₂ (서열번호 3)

Ac-KAK EAF FAK EAF FAK EAY-NH₂ (서열번호 4)

Ac-KIK EIF FIK EIF FIK EIY-NH₂ (서열번호 5)

Ac-KVK ELF FVK ELF FVK ELY-NH₂ (서열번호 6)

Ac-KVK EAF FVK EAF FVK EAY-NH₂ (서열번호 7)

Ac-KVK EIF FVK EIF FVK EIY-NH₂ (서열번호 8)

Ac-KLK EVF FLK EVF FLK EVY-NH₂ (서열번호 9)

Ac-KLK EAF FLK EAF FLK EAY-NH₂ (서열번호 10)

Ac-KLK EIF FLK EIF FLK EIY-NH₂ (서열번호 11)

본 발명에 따른 생체적합성 단백질의 아미노산은 생체 내에서 분해성이 없는 β-아미노산인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 소수성 아미노산은 발린(valine; Val, V), 류신(leucine; Leu, L), 알라닌(alanine; Ala, A) 또는 이소류신(isoleucine; Ile, I) 중 선택되는 크기가 작은 소수성 아미노산인 것을 특징으로 한다.

Ac-KVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 1)

Ac-KVK EVF FVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 2)

Ac-KVK EVF FVK EVF FVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 12)

Ac-KVK EVF FVK EVF FVK EVF FVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 13)

Ac-KVK EVF FVK EVF FVK EVY KVK EVF FVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 14)

Ac-K KVK EVF FVK EVF FVK EVY-NH₂ (서열번호 15)

Ac-KVK EVF FVK EVF FVK EVY K-NH₂ (서열번호 16)

상기 서열번호 1 내지 서열번호 16은 생체 내에서 분해성이 없는 β-아미노산으로 이루어진 β-펩타이드인 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명의 생체적합성 단백질은 효소에 의해 분해되지 않는 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 효소는 단백질 분해효소를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 효소는 트립신(trypsin), 키모트립신(chymotrypsin), 서브틸리신(subtilisin) 중 어느 하나 이상을 포함하는 단백질 분해효소일 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 생체적합성 단백질은 3개의 아미노산 서열 즉, 크기가 작은 소수성 β-아미노산을 가운데에 두고 그 앞, 뒤는 양전하, 음전하 또는 소수성을 띠는 β-아미노산의 반복 패턴으로 분포되는 β-아미노산 서열 모두를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명은 상기 반복 패턴에 따라 서열번호 1 내지 서열번호 16의 아미노산 서열을 변형할 수 있다.

또한, 본 발명의 생체적합성 단백질 젤은 생체적합성 단백질을 이용하여 제공할 수 있다. 바람직하게는, 상기 생체적합성 단백질 젤은 β-아미노산으로 이루어진 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16으로 표시되는 아미노산 서열 중 어느 하나 이상을 포함하는 생체적합성 단백질을 이용할 수 있다.

다음으로, 본 발명은 생체적합성 단백질과 전도성 나노물질의 복합체를 포함하는 생체적합성 전도성 단백질 젤을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 β-아미노산으로 이루어진 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16으로 표시되는 아미노산 서열 중 어느 하나 이상을 포함하는 생체적합성 단백질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전도성 나노물질은 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene, C₆₀), 전도성고분자 나노와이어, 전도성고분자 나노튜브, 전도성 고분자 나노입자, 메탈 나노와이어, 메탈 나노입자 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전도성 나노물질은 표면적이 넓고 탄성계수 및 인장강도, 전기 전도도가 높아 다양한 응용성을 갖는 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 전도성 나노물질은, 생체 내에서 우수한 적합성을 가지는 단백질 젤과의 복합체를 형성하더라도 뛰어난 전도성을 가질 수 있는 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)일 수 있다.

또한, 본 발명의 생체적합성 단백질의 제조방법은 β-아미노산을 고체상 레진에 결합시키는 단계(S10); 상기 β-아미노산에 있는 Fmoc(fluorenylmethyloxycarbonyl) 보호기를 제거하고 상기 β-아미노산 상에 다음 β-아미노산을 연결하여 β-펩타이드를 합성하는 단계(S11); 및 상기 β-펩타이드를 고체상 레진에서 분리하는 단계(S12)를 포함할 수 있다(도 1). 바람직하게는, 상기 β-펩타이드는 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16 중 어느 하나 이상의 아미노산 서열을 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 생체적합성 단백질 젤의 제조방법은 β-아미노산으로 이루어진 생체적합성 단백질을 완충용액에 녹여 젤화시키는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 생체적합성 단백질 젤의 제조방법은 아미노산 서열이 Lys-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Phe-Phe-X-Lys-Glu-X-Tyr 또는 Lys-X-Lys-(Glu-X-Phe-Phe-X-Lys)n-Glu-X-Tyr(n=1 내지 n=9, 1≤n≤9)을 포함하며, 상기 X는 소수성 아미노산 중 어느 하나 이상을 포함하는 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 상기 아미노산 서열은 서열번호 1 내지 서열번호 16 중 어느 하나 이상의 생체적합성 단백질을 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법은, β-아미노산으로 이루어진 생체적합성 단백질을 완충용액에 용해시켜 생체적합성 단백질 용액을 제조하는 단계(S20); 전도성 나노물질을 글리세롤 수용액에 분산시켜 전도성 나노물질 수용액을 제조하는 단계(S21); 상기 단백질 용액과 상기 나노물질 수용액을 혼합하여 생체적합성 단백질/나노물질 복합체를 형성하는 단계(S22); 상기 단백질/나노물질 복합체를 농축시키는 단계(S23); 및 상기 농축시킨 단백질/나노물질 복합체에 섬유화가 진행된 생체적합성 단백질을 첨가한 후 젤화시키는 단계(S24)를 포함할 수 있다(도 2).

또한, 상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 또한, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene, C₆₀), 전도성고분자 나노와이어, 전도성고분자 나노튜브, 전도성 고분자 나노입자, 메탈 나노와이어, 메탈 나노입자 중 어느 하나 이상의 전도성 나노물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 전도성 나노물질로 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 생체적합성 전도성 단백질 젤은 전도성 나노물질로 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)일 수 있다.

또한, 상기 생체적합성 단백질/나노물질 복합체의 형성단계는 단백질이 나노물질에 자기조립되는 것을 포함할 수 있다. 상기 생체적합성 단백질/나노물질 복합체의 형성단계는 생체적합성 단백질 용액과 전도성 나노물질 수용액을 1:1 내지 10:1의 비로 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 적합하게는 단백질 농도가 1mg/mL 이상이 되어야 한다.

본 발명은 뛰어난 생체적합성과 자기조립을 통한 단백질 젤을 이용하여 기존의 의료분야에서 발생하는 생체 거부반응을 극복함으로써 임플란트와 인공장기 등의 의료 장치를 코팅하는 분야로 활용될 수 있다. 또한 생분해성과 생전도성 기술적 문제를 해결할 수 있는 전도성 생체재료로써 신경회복의학, 약물전달체계, 전도성 연성코팅분야, 조직공학, 옵토제네틱스 등의 다양한 적용분야의 의학산업에 큰 영향을 미칠것으로 예상된다. 또한, 최근 3D 프린팅 기술의 발전과 더불어 의료재료의 생체적합성 문제를 극복하기 위한 바이오프린팅 연구에 적용할 수 있는 전도성 연성재료로서의 응용성을 가지고 맞춤형 조직장기, 인공근육, 인공피부를 구성하는 원천재료로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 하기 실시예를 통하여 상세히 설명하고자하나 이는 본 발명의 예시목적을 위한 것으로, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

도 3은 본 발명의 생체적합성 β-펩타이드와 탄소나노튜브 복합체를 단백질 전산모사를 활용하여 나타낸 모식도이다.

하기 실시예에서는 대표적으로 18개의 β-아미노산으로 이루어진 서열번호 2의 β-펩타이드(β-VhexS)를 예시한다.

실시예 1: 생체적합성 β- 펩타이드 제조

β-펩타이드는 CEM 사의 microwave 합성기(Discover SPS, 200-240V/50/60Hz)로 합성되었다. 고체상 펩타이드 합성방법을 활용하여 HBTU(2-(1H-Benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate)로 활성화된 C-말단 β-아미노산을 비활성 고체상 H-rink amide 레진(PCAS 0.53mmol substitution)에 Fmoc(fluorenylmethyloxycarbonyl carbamate) 방법으로 합성하였다.

먼저 레진을 N,N-다이메틸포름아마드(N,N-dimethylformamide, 이하 DMF)에서 30분간 팽창시킨 후 20% 피퍼리딘(DMF 용액)을 사용해 80℃에서 2분간 3번 디프로텍팅을 시켰다. 그 이후 β-아미노산을 고체상 지지대와 커플링 할 때의 비율은 아미노산:HBTU:DIEA(N,N-Diisopropylethylamine):레진이 3:2.5:4:1 이었다. β-아미노산, HBTU, DIEA를 잘 섞어 준 후 레진에서의 반응은 70℃에서 2분간 총 3번 진행하였다.

각 디프로텍션과 커플링 단계 후에는 DMF와 염화메틸렌(dichloromethane, 이하 DCM)으로 번갈아가며 3번씩 세척과정을 거쳤다. C-말단부터 6개의 잔기가 합성이 된 후에는 디프로텍션과 커플링 반응 시간을 4분으로 늘리고 12개의 잔기가 합성된 후에는 8분으로 늘리면서 디프로텍션의 반응 횟수를 5번으로 늘려 실험하였다. 모든 β-아미노산 잔기가 합성된 후에는 N-말단에 있는 아미노산의 Fmoc 보호기를 전 단계와 동일한 디프로텍션 반응으로 제거하였다. 마지막으로 에탄올로 남아있을 수 있는 시료들을 제거한 후 진공 상에서 건조시켰다.

고체상 레진으로부터의 분리는 클리비지 용액 TFA(Trifluoroacetic acid):TIS(Triisopropylsilane):증류수가 95:2.5:2.5에서 합성이 완료된 레진을 2시간 동안 반응을 보낸 후 석면필터로 레진을 걸렀다. 걸러진 용액 안의 클리비지 용액을 질소 기체 하에서 증발시키고 침전물이 생기면 차갑게 보관된 다이에틸 에테르(diethyl ether)로 침전시켰다. 여기서 침전된 물질이 β-펩타이드이다. β-펩타이드 침전물을 진공상태에서 건조시킨 후 증류수와 아세토나이트릴(acetonitrile, 이하 ACN)로 녹여 동결건조하였다.

상기 동결건조된 β-펩타이드를 말디-토프 질량분석을 통해 본 발명의 생체적합성 단백질 β-VhexS의 질량 2516을 확인하였다.

고체상 펩타이드 방법으로 합성된 β-펩타이드는 순도를 높이기 위해 고성능 액체 크로마토그래피를 이용한 정제가 필요하므로, Waters prep 150 LC system과 XBridge BEH300 Prep C4 5um 컬럼을 사용하여 정제하였다.

정제된 β-펩타이드는 분석용 Agilent 1260 HPLC를 사용하여 Agilent ZORBAX 300SB-C3 컬럼으로 분석하였으며 90퍼센트 이상의 순도를 가짐을 확인하였으며(도 4a), 말디-토프 질량분석을 통해 상기 정제된 β-펩타이드가 본 발명의 생체적합성 단백질 β-VhexS임을 확인하였다(도 4b).

투과전자현미경( TEM ) 분석

도 5는 고해상 TEM(HRTEM; JEM-2100F)을 사용하여 측정한 결과이다. 즉, uranyl acetate 100mg을 가열된 증류수 5mL에 녹여 20mg/mL를 만든 후 5분간 자석 교반기로 섞어주었다. 0.22um 실린지 필터로 필터를 해준 후 마이크로 튜브에 uranyl acetate 용액 500uL와 200mM NaOH 수용액 12.5uL를 넣어주었다. Formvar/carbon TEM grid 위에 분석하고자 하는 β-펩타이드 용액을 올린 후 완전히 마르기 전에 uranyl acetate 용액을 떨어뜨려 염색하였다. 측정 결과 β-펩타이드는 pH 조건에 따라 섬유화의 양상이 다르며 염기조건(pH 9.0)에서 두 β-펩타이드 가닥이 한번 더 꼬여 보다 굵은 섬유를 형성하는 것을 확인하였다.

단백질 분해효소에 의한 β- 펩타이드의 분해 유무 분석

생체 적합성의 요건인 체내 효소에 의한 분해 유무를 확인하기 위해서 단백질 분해효소인 트립신, 키모트립신, 서브틸리신에 대한 β-VhexS의 저항성을 확인하였다. 상기 단백질 분해효소는 비특이적으로 단백질의 펩타이드 결합을 분해하는 효소이다. 100uM β-VhexS와 각 단백질 분해효소 200uM을 pH 7.5 TBS 용액에 준비하여 stock solution 으로 사용하였다. 40uL의 펩타이드 용액과 10uL의 단백질 분해효소 용액을 마이크로 튜브에 섞은 다음 실온에서 시간에 따라 1일, 7일, 30일 동안 반응시켜 관찰하였다. 반응은 100uL의 1% TFA 용액을 처리하여 중단시켰다. 펩타이드 표준샘플로 단백질 분해효소를 처리하지 않은 순수한 펩타이드 용액 40uL에 1% TFA를 처리하여 비교하였다.

고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 Agilent 분석용 C3 컬럼을 통해 펩타이드가 분해된 정도를 분석하였다. 분석 결과 펩타이드 표준샘플과 단백질 분해효소를 처리한 시료간의 차이가 없었으므로, β-펩타이드는 α-펩타이드와 다르게 단백질 분해효소에 의해 분해되지 않음을 확인할 수 있었다. 또한, 말디-토프 질량분석을 통해 펩타이드 표준샘플에서 보이지 않았던 피크가 보이면 단백질 분해효소에 의해 분해된 것으로 판단하였다. 단백질 분해효소를 처리한 경우의 질량분석 결과가 β-펩타이드 표준샘플과 거의 흡사하여 단백질 분해효소에 의해 분해되지 않았음을 확인할 수 있었다(도 6).

실시예 2: 생체적합성 β- 펩타이드 젤 제조

β-단백질의 물리적 젤을 제조하기 위해서 동결건조된 β-단백질을 약 30분간 상온에서 보관하여 β-단백질 온도를 상온(15℃ 내지 25℃)에 맞추었다. 상온에 맞춘 단백질을 농도 및 pH 조건에 따라서 완충액 및 초순수에 녹여 약 3시간 정도 보관하여 단백질 젤을 제조하였다. 즉, 각기 다른 물리적 특성을 가지는 단백질 젤을 제조하기 위해서 단백질의 농도에 따른(1.25, 2.5, 5, 10, 20, 30, 50 mg/mL) 젤을 제조하였고, 또한 각기 다른 화학적 특성을 가지는 단백질 젤을 제조하기 위해서 단백질을 녹이는 용매의 pH에 따른(pH 4.5, 6.0, 7.5, 9.0, 10.5) 단백질 젤을 제조하였다(도 7). 그 결과, 단백질 농도의 조절을 통해 단백질 젤의 물성을 바꿀 수 있음을 확인하였다. 도 8은 대표적으로 단백질 농도 50 mg/mL로 제조되어진 단백질 젤을 보여주는 사진이다.

실시예 3: β- 펩타이드 / SWNT 복합체 제조

50mL 팔콘 튜브에 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube, 이하 SWNT) 20mg을 취한 후 1 wt% 20mL 글리세롤 수용액에 녹였다. SWNT 분산을 위해 tip sonicator(max power 125W)의 끝을 준비된 용액의 1/3지점에 위치시키고 40%파워로 2초/1초 on/off에서 20분 동안 초음파를 주었다. 이때 용액이 담긴 팔콘 튜브는 얼음에 충분히 잠기도록 하였다. 초음파 결과 SWNT 글리세롤 용액은 고른 검은 빛을 나타내었다. 이 용액 3mL를 15ml 팔콘 튜브에 옮긴 후 7,000 rpm에서 10분간 원심분리하면 SWNT는 가라앉게 된다.

상층액을 전부 파스퇴르 피펫으로 제거한 후 가라앉은 SWNT에 3mL의 증류수를 넣어 재분산 시켰다. 이때 분산이 잘 되지 않으면 초음파를 가해주었다. 재분산된 용액을 원심분리한 후 같은 과정을 2번 반복하였다.

β-펩타이드는 5.5mg을 취해 5mL 20mM Tris, 100mM NaCl 완충용액에 녹인 후 글리세롤을 제거한 SWNT가 있는 팔콘 튜브로 펩타이드 용액을 옮겼다. 이 용액이 들어있는 팔콘 튜브를 얼음에 충분히 잠기도록 하고 tip sonicator를 사용해 60%파워, 2초/1초 on/off 조건에서 30분 동안 초음파를 주었다. 그 결과 얻어지는 검은 빛 용액이 β-펩타이드가 SWNT를 감싸 분산된 것이다. 이 용액에서 펩타이드의 자기조립에 의해 분산된 SWNT만을 선택적으로 얻기 위해 7,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 획득한 검은 빛 상층액이 본 발명의 β-펩타이드/SWNT 복합체이다. 도 9는 초음파를 주기 전 후 SWNT의 분산 정도를 비교한 사진과 TEM 분석 사진이다.

전도성 β- 펩타이드 / SWNT 복합체의 원편광 이색성(CD) 분석

원편광 이색성 분광기(Circular Dichroism Spectrometer, JASCO사의 J-810 모델)를 사용하여 β-펩타이드/SWNT 복합체의 펩타이드 α-나선구조 안정화 기능을 확인하기 위해서 타원율 스펙트럼을 측정하였다. CD 측정은 100M 농도의 β-펩타이드/SWNT 복합체 용액을 1㎜의 통로 길이를 갖는 큐벳(cuvette) 내에 채워 250 nm에서부터 190 nm까지 스펙트럼을 획득하고. 각 아미노산 잔기에 대하여 몰 타원율을 계산하였다. 대략 214 nm 에서 CD 최소치를 나타내었으며 이는 β-펩타이드/SWNT 복합체에서 β-펩타이드가 SWNT를 감은 상태에서도 본래의 나선형태를 유지하고 있다는 것을 제안한다(도 10).

실시예 4: 전도성 펩타이드 젤 제조

상기 합성한 β-펩타이드/SWNT를 원심분리 필터 장치(Microcon-30kDa, MRCF0R030)를 사용하여 10배 농축시켰다. 본 실시예에서는 각각 1mL의 β-펩타이드/SWNT 용액을 100uL로 농축시켰다. 농축된 β-펩타이드/SWNT 용액과 pH 7.4 Tris-HCl 완충용액 상에서 이미 섬유화가 진행되어 점도가 높아진 20mg/mL β-펩타이드 용액 100uL를 섞어 상온에 하루 보관하였다. 최종 농도를 20mg/mL로 맞추기 위해 원심분리 필터 장치를 사용하여 2배 재농축과정을 거쳐 전도성 펩타이드 젤을 완성하였다(도 11).

전도성 펩타이드 젤의 전도성 측정

실시에 4에서 제조한 전도성 펩타이드 젤의 전도성은 골드전극 사이에 상기펩타이드 젤을 100uL 떨어뜨려 측정하였다. 전도성을 비교 측정하기 위해서 펩타이드 젤과 전도성 펩타이드 젤을 비교 측정하였을 때 전도성 펩타이드 젤은 I-V 커브가 측정됨으로써 전도성을 가짐을 확인할 수 있었다(도 12). 따라서 본 발명의 상기 전도성 펩타이드 젤은 전도성 생체재료로써 신경회복의학, 약물전달체계, 전도성 연성코팅분야, 조직공학, 옵토제네틱스 등의 다양한 적용분야에서 활용될 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

<110> Research and Business Foundation SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY <120> Biocompatible protein, biocompatible protein gel and biocompatible conductive protein gel comprising the protein and preparing method thereof <130> DP4099 <150> KR 10-2014-0095512 <151> 2014-07-28 <160> 16 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 1 Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Tyr 1 5 10 <210> 2 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 2 Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Val Tyr <210> 3 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 3 Lys Leu Lys Glu Leu Phe Phe Leu Lys Glu Leu Phe Phe Leu Lys Glu 1 5 10 15 Leu Tyr <210> 4 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 4 Lys Ala Lys Glu Ala Phe Phe Ala Lys Glu Ala Phe Phe Ala Lys Glu 1 5 10 15 Ala Tyr <210> 5 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 5 Lys Ile Lys Glu Ile Phe Phe Ile Lys Glu Ile Phe Phe Ile Lys Glu 1 5 10 15 Ile Tyr <210> 6 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 6 Lys Val Lys Glu Leu Phe Phe Val Lys Glu Leu Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Leu Tyr <210> 7 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 7 Lys Val Lys Glu Ala Phe Phe Val Lys Glu Ala Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Ala Tyr <210> 8 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 8 Lys Val Lys Glu Ile Phe Phe Val Lys Glu Ile Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Ile Tyr <210> 9 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 9 Lys Leu Lys Glu Val Phe Phe Leu Lys Glu Val Phe Phe Leu Lys Glu 1 5 10 15 Val Tyr <210> 10 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 10 Lys Leu Lys Glu Ala Phe Phe Leu Lys Glu Ala Phe Phe Leu Lys Glu 1 5 10 15 Ala Tyr <210> 11 <211> 18 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 11 Lys Leu Lys Glu Ile Phe Phe Leu Lys Glu Ile Phe Phe Leu Lys Glu 1 5 10 15 Ile Tyr <210> 12 <211> 24 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 12 Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Val Phe Phe Val Lys Glu Val Tyr 20 <210> 13 <211> 30 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 13 Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Tyr 20 25 30 <210> 14 <211> 36 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 14 Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Val Tyr Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val 20 25 30 Lys Glu Val Tyr 35 <210> 15 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 15 Lys Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys 1 5 10 15 Glu Val Tyr <210> 16 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 16 Lys Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu Val Phe Phe Val Lys Glu 1 5 10 15 Val Tyr Lys

Claims

서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 생체적합성 단백질.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 서열번호 2의 서열의 반복에 의한 (KVKEVFFVKEVFFVKEVY)n (1≤n≤3)의 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질.
제1항에 있어서, 상기 아미노산 서열의 N-말단 또는 C-말단에는 라이신(lysine, K)이 추가되는 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질.
제1항에 있어서, 상기 아미노산은 β-아미노산인 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 생체적합성 단백질은 효소에 의해 분해되지 않는 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질.
제9항에 있어서, 상기 효소는 트립신(trypsin), 키모트립신(chymotrypsin), 서브틸리신(subtilisin) 중 어느 하나 이상을 포함하는 단백질 분해효소인 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질.
제1항의 생체적합성 단백질을 포함하는 생체적합성 단백질 젤.
제11항에 있어서, 상기 생체적합성 단백질은 β-아미노산으로 이루어진 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질 젤.
삭제
제1항의 생체적합성 단백질과 전도성 나노물질의 복합체를 포함하는 생체적합성 전도성 단백질 젤.
제14항에 있어서, 상기 생체적합성 단백질은 β-아미노산으로 이루어진 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤.
삭제
제14항에 있어서, 상기 전도성 나노물질은 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene, C₆₀), 전도성고분자 나노와이어, 전도성고분자 나노튜브, 전도성 고분자 나노입자, 메탈 나노와이어, 메탈 나노입자 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤.
제17항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)인 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤.
아미노산을 고체상 레진에 결합시키는 단계;
상기 아미노산에 있는 Fmoc(fluorenylmethyloxycarbonyl) 보호기를 제거하고, 상기 아미노산 상에 다음 아미노산을 연결하여 펩타이드를 합성하는 단계; 및
상기 펩타이드를 고체상 레진에서 분리하는 단계를 포함하며,
상기 펩타이드는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 생체적합성 단백질의 제조방법.
제19항에 있어서, 상기 아미노산은 β-아미노산인 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질의 제조방법.
제19항에 있어서, 상기 펩타이드는 상기 서열번호 2의 서열이 반복에 의하여 (KVKEVFFVKEVFFVKEVY)n (1≤n≤3)의 범위에서 서열 길이가 증가되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질의 제조방법.
서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 생체적합성 단백질을 완충용액에 녹여 젤화시키는 단계를 포함하는 생체적합성 단백질 젤의 제조방법.
제22항에 있어서, 상기 아미노산은 β-아미노산인 것을 특징으로 하는 생체적합성 단백질 젤의 제조방법.
삭제
서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 포함하는 생체적합성 단백질을 완충용액에 용해시켜 단백질 용액을 제조하는 단계;
전도성 나노물질을 글리세롤 수용액에 분산시켜 전도성 나노물질 수용액을 제조하는 단계;
상기 단백질 용액과 상기 전도성 나노물질 수용액을 혼합하여 생체적합성 단백질/나노물질 복합체를 형성하는 단계;
상기 단백질/나노물질 복합체를 농축시키는 단계; 및
상기 농축시킨 단백질/나노물질 복합체에 섬유화가 진행된 생체적합성 단백질을 첨가한 후 젤화시키는 단계를 포함하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.
제25항에 있어서, 상기 아미노산은 β-아미노산인 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.
제25항에 있어서, 상기 생체적합성 단백질은 상기 서열번호 2의 서열의 반복에 의한 (KVKEVFFVKEVFFVKEVY)n (1≤n≤3)의 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.
제25항에 있어서, 상기 전도성 나노물질은 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 풀러렌(fullerene, C₆₀), 전도성고분자 나노와이어, 전도성고분자 나노튜브, 전도성 고분자 나노입자, 메탈 나노와이어, 메탈 나노입자 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.
제28항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube)인 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.
제25항에 있어서, 상기 생체적합성 단백질/나노물질 복합체를 형성하는 단계는 단백질이 나노물질에 자기조립되는 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.
제25항에 있어서, 상기 생체적합성 단백질/나노물질 복합체를 형성하는 단계는 상기 단백질 용액과 상기 전도성 나노물질 수용액을 1:1 내지 10:1의 비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 전도성 단백질 젤의 제조방법.