다중 인식 펩타이드 고분자를 이용한 초고감도 진단법

Abstract

본 연구는 기존의 항체를 이용한 진단방식과 차별화될 뿐 아니라, 결합부위가 한정적이며 항체자체가 disulfide bridge 구조를 가지는 단백질로써 환원제등의 화학물질 사용에 제약을 가지는 단점을 극복한 진단대상체 인식용 펩타이드를 고분자 사슬형으로 결합시키게 되면 하나의 펩타이드의 결합으로 다른 인식부위의 펩타이드도 진단대상체에 결합하게 되는 협동성 (cooperativity)을 갖는 특성을 가진다. 본 논문에서는 탄저 독성을 나타내는 독소 운반 단백질, 고추 역병균 및 암 발현세포를 진단 대상으로 하여 항원-항체반응에 상응하는 결합력을 갖춘 펩타이드를 선별했다. 즉, 파지 디스플레이 라이브러리 스크리닝을 실시하여 대상체에 결합하는 펩타이드를 선별 후 이들의 결합지역 및 결합력을 분석하여 탐침으로서의 수행력을 확인 하였고, 이때 파지는 M13 박테리오파지를 사용하였다. 그 결과, 진단 탐침으로써 저분자 펩타이드를 규명할 수 있었다.

본 논문은 또한 펩타이드의 진단대상체 인식용 다중펩타이드와 고효율성 고분자 사슬화반응을 통한 다중 인식 펩타이드 고분자 (Polyvalent directed peptide polymer, PDPP) 개발을 통한 새로운 진단법에 관한 내용도 포함한다. 신호검출의 한계를 극대화시키기 위한 나노구조체인 산화아연 나노막대 (Zinc oxide nanorod)를 도입, 형광신호증폭을 통해 PA의 검출한계를 1.5 ag mL-1 수준까지 낮춰 기존의 항체시스템보다 낮은 농도까지 PA를 검출할 수 있는 새로운 초고감도 진단법을 개발하였다.

이는 기존의 항체를 이용한 진단방식과 차별화될 뿐 아니라, 펩타이드의 물리화학적 안정성을 이용하여 다양한 나노바이오 센서 (Nanobiosensor)와도 연계 가능한 연구 결과임을 보여준다. 아울러, 본 논문에서 제시된 보다 높은 민감도 및 선택도를 가지는 진단시스템을 통하여 질병의 조기진단 및 모니터링 시스템을 구축함으로써, 대사성질환, 암, 감염성 질환 등에 응용될 수 있다.