클릭 반응을 이용한 SPR 신호 증폭 및 펩타이드 약물의 이량체 개발

Abstract

안정한 생물접합(bioconjugation)에 의한 분자간의 공유결합은 진단 및 치료에서 매우 중요하다. 일반적으로 클릭 화학 (Click chemistry)으로 알려진 Copper-catalyzed 1,3-dipolar azide-alkyne cycloaddition (CuAAC, 구리 촉매 하의 azide와 alkyne 사이 고리 첨가 반응)은 다른 다양한 기능성 잔기의 존재 하에서도 선택적으로 반응할 수 있으며, 온화한 온도 및 넓은 pH 범위 등의 다양한 환경에서 일어나는 접합 반응이다. 본 연구는 click reaction을 두 가지 응용 분야에 적용했다. 첫째, 인플루엔자 바이러스 검출에 있어서 항체에 금 나노입자 (AuNP)를 click reaction을 통해 접합시켜 SPR (signal plasmon resonance) 신호 증폭을 시도하였다. Azide 작용기는 azide-PEG-thiol 링커를 사용하여 AuNP의 표면에 접합 하였고, 항체의 Lysine 잔기를 alkyne기를 함유한 propiolic acid와 반응시켜 alkyne기를 노출시킨 후 AuNP 표면의 azide기와 click reaction을 유도하였다. AuNP 표면에 접합된 Influenza A antibody를 이용한 항원 검출반응을 SPR에서 수행한 결과, 전형적인 샌드위치 ELISA 방법에서 150 ng/ml인 검출한계가 12 pg/ml으로 감소되도록 SPR 신호가 약 12,500배 증폭되었다. 안정적이고 선택적인 click을 통한 표지 기술은 SPR, 라만 분광법 또는 lateral flow assay 등에 적용 할 수 있을 것으로 기대한다. 둘째, 치료 펩타이드/단백질의 homodimer를 제조하는데 click reaction을 사용하였다. 반감기 연장을 위한 elasin-liked polypeptide (EBP)를 융합시킨 제2형 당뇨병 치료제인 glucagon like polypeptide-1 (GLP-1)의 homodimer를 click reaction을 통해 제조하여 약효의 감소 없이 반감기 연장 효과를 보고자 하였다. GLP-1와 EBP 융합단백질의 homodimer는 분자량이 증가하여 renal clearance를 막으면서도, GLP-1의 약효와 EBP repeat의 반감기 연장 효과를 기대할 수 있다. 이 연구의 목표는 click reaction을 사용하여 다양한 질병의 진단 및 치료를 위한 새로운 생체 ​​분자의 접합 기술 플랫폼을 확립하는 것이다.