KR101975754B1

KR101975754B1 - Peptides capable of silica deposition and use thereof

Info

Publication number: KR101975754B1
Application number: KR1020120094494A
Authority: KR
Inventors: 백승필; 기미란
Original assignee: 고려대학교 세종산학협력단
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2019-05-09
Also published as: KR20140030420A

Abstract

본 발명은 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온, 상압, 중성 부근의 약염기 조건의 수용액 하에서 실리카 전구체로부터 실리카를 중합할 수 있는 실리카 합성 펩타이드를 제공한다. 상기 실리카 합성 펩타이드는 실리카 합성 시 자기조립 구조체를 형성할 수 있어 실리카 기반의 단백질 고정화, 바이오센서, 약물전달체 등 다양한 바이오소재로 사용할 수 있다.More particularly, the present invention relates to a silica synthetic peptide capable of polymerizing silica from a silica precursor under an aqueous solution of weak base conditions at room temperature, atmospheric pressure, and near neutral. The silica synthetic peptide can form a self-assembled structure during silica synthesis and can be used as various bio materials such as silica-based protein immobilization, biosensor, and drug delivery system.

Description

Silica Synthetic Peptides and Their Use {

본 발명은 상온, 상압, 중성 부근의 약염기 조건의 수용액 하에서 실리카 전구체로부터 실리카를 중합할 수 있는 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것이다.
The present invention relates to peptides capable of polymerizing silica from a silica precursor under an aqueous solution of weak base conditions at normal temperature, normal pressure and near neutral, and uses thereof.

산업화 이후 한정된 육상 가용자원의 소비 급증으로 인한 육상 자원 소재의 고갈로 인한 새로운 유용자원 개발이 국가적 미래를 위한 중요 이슈가 되고 있다. 따라서 미국, 유럽, 일본 등의 선진국들은 신규 원천 소재 개발 및 확보에 국가 역량을 집중시키고 있다. 여기에 더하여 환경오염으로 인한 지구 온난화 및 기후 변화 등은 인류의 생존을 위협하는 요인으로 작용하고 있어 경제성장과 환경보호를 동시에 추구하는 새로운 패러다임이 대두되고 있다. The development of new useful resources due to the depletion of land resources due to the rapid increase of consumption of limited land use resources after industrialization is becoming an important issue for the national future. Therefore, developed countries such as the US, Europe, and Japan are concentrating their national capabilities on developing and securing new source materials. In addition, global warming due to environmental pollution and climate change act as a threat to the survival of mankind, and a new paradigm is emerging simultaneously pursuing economic growth and environmental protection.

해양 자원을 이용하여 환경 친화적인 생물학적 생산방법을 통해 신소재를 생산화는 방법은 원천 기술의 확보뿐 아니라 친환경 산업으로 인한 국가적인 저탄소 녹색성장의 견인차 역할을 할 기술로 기대된다. 실리카는 특정 화학종들과 공유 결합이 가능하기 때문에 새로운 하이브리드 소재 (유기-무기 복합체) 합성에 중요하고, 또한 생체 적합한 소재로서 각 개별 소재의 단점을 보완할 수 있는 우수한 특성을 갖고 있다. 현재 실리카의 공업적 생산 공정은 고온, 강산 또는 강염기 조건이 요구되고 환경적으로 유해한 부산물 생성의 문제점이 있다. The method of producing new materials through environmentally friendly biological production methods using marine resources is expected to be a technology that can act as a driving force for national low carbon green growth not only by securing source technology but also by environment friendly industry. Silica is important for the synthesis of new hybrid materials (organic-inorganic complexes) because it can be covalently bonded to specific chemical species, and it has excellent properties that can complement the disadvantages of individual materials as biocompatible materials. At present, the industrial production process of silica requires high temperature, strong acid or strong base conditions and has a problem of producing environmentally harmful by-products.

그러나 해양 생명체인 스펀지와 규조류의 추출물 또는 유전학적 정보를 바탕으로 실리카를 생합성 하는 효소 및 펩타이드가 발견됨으로써 이들에 의해 생산된 환경 친화적 바이오실리카 및 이의 다양한 용도로의 응용성으로 인해 전 세계적으로 해양 유래 바이오 실리카 복합 소재 개발이 이슈화 되고 있다(Cha et al., 2000, Nature 403:pp.289-292; Kroger et al, 1999, Science 286: pp.1129-1132; Poulsen & Kroger, 2004, J Biol Chem 279: pp.42993-42999; Shimizu et al, 1998, Proc Natl Acad Sci USA 95: pp.6234-6238). 바이오실리카 소재는, 다양한 용도에 적합한 제형화가 가능하고, 에너지효율성, 기계적·화학적 물성, 생체적합성, 대량생산성이 뛰어날 것으로 기대됨으로 바이오실리카 소재 확보를 위한 원천 기술의 보유는 매우 중요하다. However, due to the discovery of enzymes and peptides that biosynthesize silica based on the extracts of sponges and diatoms, or genetic information of marine life forms, the environmentally friendly biosilica produced by them and their applicability to various uses, Development of biosilica composite materials is becoming an issue (Cha et al ., 2000, Nature 403: pp. 289-292; Kroger et al. , 1999, Science 286: pp. 1129-1132; Poulsen & Kroger, 2004, J Biol Chem 279: pp. 42993-42999; Shimizu et al , 1998, Proc Natl Acad Sci USA 95: pp. 6234-6238). It is very important to have the source technology for securing the biosilica material because the biosilica material can be formulated for various applications and is expected to be excellent in energy efficiency, mechanical and chemical properties, biocompatibility and mass productivity.

규조류가 생산하는 실라핀은 260개의 아미노산 잔기를 가지며 이들이 성숙과정에서 7종류의 반복 서열을 갖는 펩타이드로 분해되고 각 펩타이드는 실리카 합성을 위한 주형 및 촉매제로 작용한다. 스펀지가 생산하는 실리카 합성 효소인 실리카테인의 경우는 스펀지 종간 아미노산 서열의 보존성이 매우 높은 반면 규조류가 생산하는 실리카 합성 펩타이드들은 아미노산 서열 간의 보존성은 낮으나 단백질 합성 후 변형(post-translational modification)에 의해 구조적 유사성을 갖게 된다.
The silafin produced by diatoms has 260 amino acid residues, which are degraded into peptides with seven repetitive sequences during maturation, and each peptide acts as a template and catalyst for silica synthesis. In the case of the silica synthetase produced by the sponge, the sponge species amino acid sequence is highly conserved, while the silica synthase peptides produced by the diatoms are low in amino acid sequence conservation, but are post-translationally modified Similarity.

1. 미국 등록특허 제7,335,717호, 2008.02.261. U.S. Patent No. 7,335,717, Feb. 26, 2008 2. 미국 공개특허 제2004-0039179호, 2004.02.262. U.S. Published Patent Application No. 2004-0039179, Feb. 26, 2004 3. 미국 공개특허 제2006-0153791호, 2006.07.133. U.S. Published Patent Application No. 2006-0153791, July 13, 2006 4. 일본 공개특허 제2009-126745호, 2009.06.114. Japanese Patent Laid-Open No. 2009-126745, 2009.06.11 5. 일본 공개특허 제2010-268762호, 2010.12.025. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-268762, 2010.12.02 6. 일본 공개특허 제2011-219453호, 2011.11.046. Japanese Laid-Open Patent Application No. 2011-219453, November 4, 2011

1. Cha JN, Stucky GD, Morse DE, Deming TJ (2000) Biomimetic synthesis of ordered silica structures mediated by block copolypeptides. Nature 403:289-2921. Cha JN, Stucky GD, Morse DE, Deming TJ (2000) Biomimetic synthesis of ordered silica structures mediated by block copolypeptides. Nature 403: 289-292 2. Kroger N, Deutzmann R, Sumper M (1999) Polycationic peptides from diatom biosilica that direct silica nanosphere formation. Science 286:1129-11322. Kroger N, Deutzmann R, and Sumper M (1999) Polycationic peptides from diatom biosilica with direct silica nanosphere formation. Science 286: 1129-1132 3. Luckarift HR, Spain JC, Naik RR, Stone MO (2004) Enzyme immobilization in a biomimetic silica support. Nat Biotechnol 22:211-2133. Luckarift HR, Spain JC, Naik RR, Stone MO (2004) Enzyme immobilization in a biomimetic silica support. Nat Biotechnol 22: 211-213 4. Marner WD, Shaikh AS, Muller SJ, Keasling JD (2009) Enzyme immobilization via silaffin-mediated autoencapsulation in a biosilica support. Biotechnol Prog 25:417-4234. Marner WD, Shaikh AS, Muller SJ, Keasling JD (2009) Enzyme immobilization via silaffin-mediated autoencapsulation in a biosilica support. Biotechnol Prog 25: 417-423 5. Poulsen N, Kroger N (2004) Silica morphogenesis by alternative processing of silaffins in the diatom Thalassiosira pseudonana. J Biol Chem 279: 42993-429995. Poulsen N, Kroger N (2004) Silica morphogenesis by alternative processing of silafin in the diatom Thalassiosira pseudonana. J Biol Chem 279: 42993-42999 6. Shimizu K, Cha J. Stucky GD, Morse DE (1998) Silicatein alpha: cathepsin L-like protein in sponge biosilica. Proc Natl Acad Sci USA 95:6234-62386. Shimizu K, Cha J. Stucky GD, Morse DE (1998) Silicatein alpha: cathepsin L-like protein in sponge biosilica. Proc Natl Acad Sci USA 95: 6234-6238

본 발명의 목적은 실리카를 합성할 수 있는 펩타이드 및 이를 이용하여 다기능성 실리카를 제조하는 용도를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a peptide capable of synthesizing silica and a use for producing the multifunctional silica using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드를 포함하는 실리카 합성용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for synthesizing silica comprising at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5.

상기 실리카 합성용 조성물은 추가로, 실리카 전구체, 효소 또는 결합 펩타이드, 자기조립이 가능한 단백질, 미세 구조, 인지질, 하이드록시아파타이트 등을 포함할 수 있다.
The composition for synthesizing silica may further include a silica precursor, an enzyme or a binding peptide, a self-assembling protein, a microstructure, a phospholipid, and a hydroxyapatite.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드; 및 형광단백질, 효소 또는 결합 펩타이드 및 자기조립이 가능한 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 결합 펩타이드는 항체, DNA 또는 RNA와 특이적으로 결합하는 펩타이드, 또는 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 융합 단백질을 제공한다.
The present invention also relates to a pharmaceutical composition comprising at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5; And a peptide comprising at least one selected from the group consisting of a fluorescent protein, an enzyme or a binding peptide, and a protein capable of self-assembly, wherein the binding peptide specifically binds to an antibody, DNA or RNA, or a receptor Or more of the fusion protein.

본 발명은 또한 상기 융합 단백질을 포함하는 실리카 합성용 조성물을 제공한다.
The present invention also provides a composition for synthesizing silica comprising said fusion protein.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 또는 상기 융합 단백질과 실리카 전구체를 반응시키는 단계를 포함하는 실리카 합성방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of synthesizing silica comprising the step of reacting a silica precursor with at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 or the fusion protein.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있는 실리카 복합체를 제공한다.The present invention also provides a silica complex wherein the surface of the self-assembled structure of at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 is coated with silica.

상기 실리카 복합체는 추가로, 형광물질, 조직 특이적 결합성분, 약제학적 활성성분, 미세 구조, 인지질, 또는 하이드록시아파타이트 등이 결합될 수 있다.
The silica complex may further include a fluorescent substance, a tissue specific binding component, a pharmaceutically active ingredient, a microstructure, a phospholipid, or hydroxyapatite.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 및 효소 또는 결합 펩타이드의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있고, 상기 결합 펩타이드는 항체, DNA 또는 RNA와 특이적으로 결합하는 펩타이드, 또는 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 효소 또는 결합 펩타이드가 고정된 실리카 복합체를 제공한다.
The present invention also relates to a kit comprising at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 and a surface of the self-assembled structure of the enzyme or the binding peptide coated with silica, An enzyme or binding peptide selected from the group consisting of a peptide, a peptide, a receptor, and a receptor.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 및 자기조립이 가능한 단백질의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있는 실리카 복합체를 제공한다.
The present invention also provides a silica complex wherein at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 and the self-assembling structure of self-assembling protein is coated with silica.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약물전달체를 제공한다.
The present invention also relates to the aforementioned silica complex; And a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 조영제 조성물을 제공한다.
The present invention also relates to the aforementioned silica complex; And a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 표적 지향형 조영제 조성물을 제공한다.
The present invention also relates to the aforementioned silica complex; &Lt; / RTI > and a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 동시 진단 또는 치료용 조영제 조성물을 제공한다.
The present invention also relates to the aforementioned silica complex; And a pharmaceutically acceptable carrier. &Lt; Desc / Clms Page number 2 >

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체가 전기방사된 섬유를 제공한다.
The present invention also provides fibers wherein said silica composite is electrospun.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체가 전기방사된 섬유를 포함하는 필터를 제공한다.
The present invention also provides a filter wherein said silica composite comprises an electrospun fiber.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체를 포함하는 골대체제를 포함한다.
The present invention also encompasses a framework comprising the silica complex.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체를 포함하는 포토닉스 소자를 제공한다.
The present invention also provides a photonics device comprising the silica complex.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체를 포함하는 바이오분자 검출용 바이오센서를 제공한다.
The present invention also provides a biosensor for detecting biomolecules comprising the silica complex.

본 발명은 새로운 바이오 실리카 소재로서 실리카 합성 펩타이드를 제공하는 효과가 있다.The present invention has an effect of providing a silica synthetic peptide as a novel biosilica material.

또한, 본 발명은 상기 실리카 합성 펩타이드를 이용하여 상온, 상압의 조건에서 약염기의 수용액 하에서 다기능성 실리카를 합성할 수 있어 환경적으로 유해한 부산물의 생성에 따른 종래기술의 문제점을 해소할 수 있다.
In addition, the present invention can synthesize a multifunctional silica in an aqueous solution of a weak base at room temperature and atmospheric pressure using the above silica synthetic peptide, thereby solving the problems of the prior art due to the generation of environmentally harmful byproducts.

도 1은 본 발명의 다양한 종 유래의 실리카 합성 펩타이드, RSG, RGSR, RSGH, RHG 및 RHR 펩타이드에 의한 실리카 합성 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 펩타이드, RHR과 RSGH에 의해 형성된 실리카 침전물의 형태를 보여주는 주사전자현미경 사진도로, (A)는 RHR에 의해 pH6에서 합성된 실리카 모습, (B)는 RHR에 의해 pH7에서 합성된 실리카 모습이고, (C)는 RSGH 10 ㎍에 의해, (D)는 RSGH 100 ㎍에 의해 합성된 실리카 모습이며, 표시된 스케일 바 (Scale bar)의 크기는 1㎛이다.
도 3은 에너지 분산 엑스레이 분광기 (EDX) 측정을 통한 실리카 구조체 성분 분석 그림으로, RSGH에 의해 합성된 실리카 구조체 부분 (A)과 비특이적으로 침전되는 실리카 부분 (B)의 분산 엑스레이 분광 분석 비교 결과이다.
도 4는 본 발명의 펩타이드와 효소 및 효소와 실리카 전구체를 반응시켜 실리카를 합성한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 펩타이드에 녹색형광단백질 또는 페리틴을 융합시킨 발현 벡터의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 펩타이드 (RSGH)에 녹색형광단백질이 융합된 실리카 구조체의 형광현미경 사진도 (A)와 주사현미경 사진도 (B)이다.
도 7은 본 발명의 펩타이드 (RHR)에 페리틴이 융합된 실리카 구조체의 주사현미경 사진도 (A)와 고정화 정도 (B)이다.Figure 1 shows the results of silica synthesis by silica synthetic peptides RSG, RGSR, RSGH, RHG and RHR peptides from various species of the present invention.
Figure 2 is a scanning electron micrograph showing the form of the silica precipitate formed by the peptides of the present invention, RHR and RSGH, (A) the silica appearance synthesized at pH 6 by RHR, (B) (C) is a silica figure synthesized by RSGH of 10 占 퐂, (D) is synthesized by 100 占 퐂 of RSGH, and the size of the indicated scale bar is 1 占 퐉.
FIG. 3 is a graph showing the analysis of the silica structure component by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) measurement. FIG. 3 is a result of a dispersion X-ray spectroscopic analysis of the silica structure portion (A) synthesized by RSGH and the silica portion (B) precipitating non-specifically.
FIG. 4 shows the results of synthesizing silica by reacting the peptides, enzymes and enzymes of the present invention with a silica precursor.
5 is a schematic diagram of an expression vector obtained by fusing a green fluorescent protein or ferritin to the peptide of the present invention.
FIG. 6 is a fluorescence microscope photograph (A) and a scanning microscope photograph (B) of a silica structure in which a green fluorescent protein is fused to a peptide (RSGH) of the present invention.
Fig. 7 is a scanning electron microscope photograph (A) and an immobilizing degree (B) of a silica structure in which ferritin is fused to the peptide (RHR) of the present invention.

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 다양한 종으로부터 실리카를 합성할 수 있는 다양한 아미노산 서열이 존재할 것으로 가정하고 단백질 합성 후 변형(post-translation modification)에 중요한 하이드록시기(-OH)와 아민기(-NH₂)를 잔기로 갖는 아미노산인 세린, 라이신, 아르기닌, 히스티딘 등의 비율이 높은 아미노산 서열을 나타내는 펩타이드를 쿼리로 사용하여 미국 NCBI의 단백질 데이터베이스로부터 새로운 실리카 합성 펩타이드를 탐색하였다 (blast.ncbi.nlm.nih.gov). 검색된 단백질 중에서 기존 해양종에서 검색된 펩타이드 RG의 실리카 합성 활성이 R5 보다 우수한 것을 통해 이 아미노산서열 (RRRRRGCGRRRGGRGGRGRGGCGRRR)을 기반으로 하여 다양한 종으로부터 생산되는 RG 유사 아미노산 서열을 포함하는 단백질을 선별하고 단백질 내에 존재하는 실리카 합성 가능성이 예상되는 아미노산 서열부분을 결정함으로써 본 발명을 완성하였다. The present inventors have hypothesized that a variety of amino acid sequences capable of synthesizing silica from various species are present, and that a hydroxyl group (-OH) and an amine group (-NH ₂ ), which are important for post-translation modification, (Blast.ncbi.nlm.nih.gov) from the NCBI protein database of the United States using a query showing the amino acid sequence of the highest amino acid such as serine, lysine, arginine, and histidine. Based on the amino acid sequence (RRRRRGCGRRRGGRGGRGRGGCGRRR), the protein having the RG-like amino acid sequence produced from various species is selected from the peptides RG found in the existing marine species, The present inventors have completed the present invention by determining the amino acid sequence part where silica synthesis possibility is expected.

따라서, 본 발명은 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드를 포함하는 실리카 합성용 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a composition for synthesizing silica comprising at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5.

본 발명의 실리카 합성 펩타이드는 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 상기 펩타이드는 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열을 가질 뿐만 아니라 펩타이드의 고유의 성질에 영향을 미치지 않는 범위에서 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열에 비해 보다 감소된 아미노산 서열을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 펩타이드는 최소 5개 이상의 연속 아미노산 서열을 가질 수 있다. 이는 RG 펩타이드 서열 10 내지 20서열로도 충분히 실리카 형성반응을 나타내고 있어 RG 유사 펩타이드의 서열들의 각 부분서열로도 실리카 합성이 가능할 것으로 예상된다.The silica synthetic peptide of the present invention may be represented by any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOS: 1 to 5. The peptide may have the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 1-5 and may have a reduced amino acid sequence as compared with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NOs: 1-5 insofar as it does not affect the intrinsic properties of the peptide. Specifically, the peptide may have at least 5 consecutive amino acid sequences. It is expected that silica synthesis is possible even with each partial sequence of the sequences of the RG-like peptide since the RG peptide sequence shows a sufficient silica forming reaction even in the 10 to 20 sequence.

구체적으로, 서열번호 1에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(일명 RSG)는 기 DNA 바이러스인 Helicoverpa armigera nucleopolyhedro virus G4의 기능이 알려지지 않은 단백질 p6.9 의 아미노산 서열 28번부터 57번까지이며, 서열번호 2에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(일명 RGSR)은 초파리 Drosophila persimilis 유래의 유전자 산물로서 mRNA의 번역서열 143번에서 166번까지의 아미노산 서열이며, 서열번호 3에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(일명 RSGH)는 두 종류의 아미노산 서열이 융합된 형태로 이중가닥 DNA 바이러스인 Chrysodeixis chalcites nucleopolyhedrovirus 아미노산 서열 129번에서 138번까지와 141번에서 152번까지의 서열이 서열번호 3에 기재된 펩타이드의 전반부와 후반부가 일치하고 말 (Equus caballus) 유전자중 Nipped-B-like protein의 아미노산 서열 1130번에서 1140번까지와 서열번호 3에 기재된 펩타이드의 가운데 부분 8번부터 18번까지 일치하며, 서열번호 4에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(일명 RHG)는 Burkholderia pseudomallei 1710b 유래의 BURPS1710b_0076 hypothetical protein의 아미노산 서열 796번에서 826번까지이며, 서열번호 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(일명 RHR)는 Mycobacterium sp . MCS 유래의 LigA protein으로 아미노산 서열 152번에서 179번까지 일 수 있다.Specifically, the peptide (also known as RSG) consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is a group of DNA viruses Helicoverpa armigera nucleopolyhedro virus G4 has an unknown amino acid sequence from amino acid sequence 28 to 57 of protein p6.9, and a peptide (aka RGSR) comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is a gene product derived from Drosophila persimilis The peptide (aka RSGH) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 is fused with two kinds of amino acid sequences, and the double-stranded DNA virus, Chrysodeixis chalcites nucleopolyhedrovirus amino acid sequence 129 138 and 141 to 152 correspond to the first half and the second half of the peptide of SEQ ID NO: 3, and the equus caballus) consistent from center of eight of the peptides set forth in SEQ ID NO: 3 in the amino acid sequence of 1130 times of Nipped-B-like protein of the gene up to 1140 times to 18 times, the peptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 (also known as RHG) is a Burkholderia The peptide (aka RHR) consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5, which is from amino acid sequence 796 to 826 of the BURPS1710b_0076 hypothetical protein derived from pseudomallei 1710b , is Mycobacterium sp . LigA protein derived from MCS and can be from amino acid sequence 152 to 179.

상기 펩타이드는 펩타이드를 합성하는 당해 분야의 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들어 유전자 재조합과 단백질 발현 시스템 또는 펩타이드 합성기 등을 통하여 시험관내에서 합성하는 방법에 의하여 제조할 수 있다.The peptides can be prepared by known methods in the art for synthesizing peptides. For example, by a method of synthesizing in vitro through gene recombination and protein expression system or peptide synthesizer.

상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 상온 및 상압의 조건에서 약염기의 수용액 하에서 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성할 수 있다.The peptide having the activity of synthesizing silica can be synthesized by reacting with a silica precursor under an aqueous solution of weak base at normal temperature and normal pressure.

상기 수용액은 바람직하게는 pH 5 내지 8의 완충용액으로서, 완충용액의 종류 및 농도는 특별히 제한되지 아니하나, 실리카 합성용 조성물의 적용 용도에 따라 적절히 변경할 수 있을 것이다. The aqueous solution is preferably a buffer solution having a pH of 5 to 8. The type and concentration of the buffer solution are not particularly limited, but may be appropriately changed depending on the application purpose of the composition for synthesizing silica.

상기 실리카 전구체는 테트라에틸 오르토실리케이트, 테트라메틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드, 또는 테트라에틸 게르마늄 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다.The silica precursor may be selected from the group consisting of tetraethylorthosilicate, tetramethylorthosilicate, methyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, titania tetraisopropoxide, tetraethylgermanium, They may be used singly or in combination of two or more.

또한, 본 발명의 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 실리카 상에 효소 또는 결합 펩타이드를 고정하는데 사용할 수 있다. In addition, the peptide having the activity of synthesizing silica of the present invention can be used for fixing an enzyme or a binding peptide on silica.

따라서, 본 발명의 실리카 합성용 조성물은 효소 또는 결합 펩타이드를 더 포함할 수 있다. Accordingly, the composition for synthesizing silica of the present invention may further comprise an enzyme or a binding peptide.

이를 위해, 효소 또는 결합 펩타이드의 유전자에 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드 코딩 유전자를 결합시켜 융합 단백질 형태로 포함되거나, 실리카 합성 시 효소 또는 결합 펩타이드를 첨가하여 실리카 복합체에 고정하는 형태로 포함될 수 있다.For this purpose, a peptide coding gene having an activity of synthesizing a silica may be bound to the enzyme or the peptide of the binding peptide in the form of a fusion protein, or an enzyme or a binding peptide may be added to the silica complex to fix the enzyme to the silica complex.

상기 효소의 종류는 적용 용도에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있어 특별히 제한하지는 않는다. 예컨대, 호스 래디쉬 페록시다아제 등을 사용할 수 있다.The kind of the enzyme can be appropriately selected depending on the application, and is not particularly limited. For example, horseradish peroxidase can be used.

상기 결합 펩타이드는 항체, DNA 또는 RNA와 특이적으로 결합하는 펩타이드, 또는 수용체 등을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The binding peptide may be a peptide, a receptor, or the like that specifically binds to an antibody, DNA or RNA, but is not particularly limited thereto.

상기 효소 또는 결합 펩타이드가 고정된 실리카는 상기 융합 단백질과 실리카 전구체를 반응시켜 실리카에 의해 상기 융합 단백질이 코팅되도록 하거나, 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 효소 또는 결합 펩타이드를 일정 비율로 혼합하여 반응시켜 원심분리하여 제조할 수 있다.The enzyme to which the enzyme or the binding peptide is immobilized is prepared by reacting the fusion protein with a silica precursor to coat the fusion protein with silica or by mixing the silica synthesis activity peptide, silica precursor and enzyme or binding peptide at a certain ratio Followed by centrifugation.

또한, 본 발명의 실리카 합성용 조성물은 자기조립이 가능한 단백질 또는 미세 구조를 더 포함할 수 있다.In addition, the composition for synthesizing silica of the present invention may further comprise a self-assembling protein or microstructure.

용어, "자기조립이 가능한 단백질"이란 하나 이상의 단량체가 결합되어 내부 공간이 비어있는 코어-쉘 형태의 구형의 거대분자를 형성하는 단백질로, 예컨대, 페리틴, 또는 바이러스 캡시드 단백질일 수 있다. 특히, 상기 페리틴은 헬리코박터 파일로리(Helicobater pylori)의 pfr 유전자가 생산하는 단백질로 철, 망간, 구리, 코발트 등의 금속이온의 저장 및 운송 역할을 하며, 원핵생물 유래이므로 대장균(E. coli)에서 가용성 단백질로 과발현 될 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 페리틴은 자기조립 시 N-말단이 외부로 나오기 때문에 N-말단에 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드를 링커 없이 바로 연결할 수 있는 특징이 있다. 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 자기조립이 가능한 단백질의 N-말단, C-말단, 또는 N-말단과 C-말단 양쪽에 동시에 결합하거나, 리간드를 통해 고유의 성질에 영향을 미치지 않는 범위에서 그의 위치에 상관없이 결합될 수 있다. 따라서, 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드와 자기조립이 가능한 단백질의 융합 단백질은 고유의 성질에 영향을 미치지 않는 범위에서 그의 위치에 상관없이 결합되어 형성된 모든 융합 단백질을 의미한다. The term " self-assembling protein " refers to a protein that forms a spherical macromolecule in the form of a core-shell in which one or more monomers are bound and the internal space is empty, for example, ferritin, or a viral capsid protein. In particular, the ferritin is the storage and transport and the role of Helicobacter pylori metal of iron, manganese, copper, cobalt and the like to the protein that is produced pfr genes (Helicobater pylori) ion, because it is soluble in a prokaryotic origin of E. coli (E. coli) It can be over-expressed by proteins. In addition, since the N-terminal of the ferritin comes out to the outside during self-assembly, the peptide having the activity of synthesizing silica at the N-terminus can be directly connected without a linker. The peptide having the activity of synthesizing silica may be bonded to the N-terminal, C-terminal, or both N-terminal and C-terminal of a self-assembling protein at the same time, Can be combined regardless of position. Therefore, a fusion protein of a peptide having a silicate synthesizing activity and a protein capable of self-assembly means any fusion protein formed regardless of its position within a range not affecting its inherent properties.

상기 미세 구조는 나노 튜브 또는 나노메시 (nanomesh) 등일 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The microstructure may be nanotubes, nanomesh, or the like, but is not particularly limited thereto.

또한 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드와 실리카 전구체를 반응시켜 실리카를 합성할 때 침전물로 뭉치지 않고 단일막으로 도포될 수 있도록 인지질을 함께 사용할 수 있다.Also, when the silica is reacted with the silica precursor with the peptide having the activity of synthesizing the silica, the phospholipid can be used together with the phospholipid so that it can be applied as a single membrane without aggregation as a precipitate.

상기 실리카 단일막은 통상의 실리카 합성 조건에서 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 인지질을 반응시켜 얻을 수 있다. The silica single membrane can be obtained by reacting the peptide having a silica synthesis activity, a silica precursor and a phospholipid under ordinary silica synthesis conditions.

또한, 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드 및 실리카 전구체에 인지질을 적당한 비율로 혼합하여 유무기 복합체를 형성한 후 상기 유무기 복합체에 열이나 유기용매를 처리하여 유기물을 제거함으로써 다공성 실리카 구조체를 제조할 수 있다.In addition, the porous silica structure can be prepared by mixing the phospholipid and the silica precursor with the peptide having the silica synthesis activity in an appropriate ratio to form a organic-inorganic hybrid material, and then treating the organic or inorganic hybrid material with heat or an organic solvent to remove the organic material have.

또한 본 발명의 실리카 합성용 조성물은 유기물 외에 하이드록시아파타이트와 같은 무기물을 이용하여 실리카 합성에 사용함으로써 실리카 복합체를 제조할 수 있다. In addition, the silica synthesis composition of the present invention can be used to synthesize a silica complex by using an inorganic material such as hydroxyapatite in addition to an organic material.

상기 실리카 복합체는 통상의 실리카 합성 조건에서 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 하이드록시아파타이트를 반응시켜 얻을 수 있다. The silica complex can be obtained by reacting the silica synthesizing activity peptide, silica precursor and hydroxyapatite under ordinary silica synthesis conditions.

상기 실리카 복합체는 골대체 소재 및 치아 대체 소재로 활용될 수 있으며 골세포분화 배지의 세포배양 코팅제, 3차원 스캐폴더에 활용될 수 있다.
The silica complex can be utilized as a bone replacement material and a tooth replacement material, and can be applied to a cell culture coating agent of a bone cell differentiation medium and a three-dimensional scaffold.

본 발명은 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드; 및 형광단백질, 효소 또는 결합 펩타이드 및 자기조립이 가능한 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 결합 펩타이드는 항체, DNA 또는 RNA와 특이적으로 결합하는 펩타이드, 또는 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 융합 단백질에 관한 것이다.The present invention provides a peptide comprising at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5; And a peptide comprising at least one selected from the group consisting of a fluorescent protein, an enzyme or a binding peptide, and a protein capable of self-assembly, wherein the binding peptide specifically binds to an antibody, DNA or RNA, or a receptor &Lt; / RTI >

또한, 본 발명은 상기 융합 단백질을 포함하는 실리카 합성용 조성물을 제공하는 특징이 있다.The present invention also provides a composition for synthesizing silica comprising the fusion protein.

본 발명의 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 실리카 상에 형광단백질, 효소 또는 결합 펩타이드 또는 자기조립이 가능한 단백질 등을 고정하는데 사용할 수 있다. 이를 위해, 형광단백질, 효소 또는 결합 펩타이드 또는 자기조립이 가능한 단백질의 유전자에 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드 유전자를 결합시켜 융합 단백질을 제조할 수 있다.The peptide having the activity of synthesizing silica of the present invention can be used to immobilize a fluorescent protein, an enzyme, a binding peptide, or a self-assembling protein on silica. For this purpose, a fusion protein can be prepared by binding a peptide gene having a silica synthesis activity to a gene of a fluorescent protein, an enzyme or a binding peptide, or a protein capable of self-assembly.

상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 형광단백질, 효소 또는 결합 펩타이드 또는 자기조립이 가능한 단백질의 N-말단, C-말단, 또는 N-말단과 C-말단 양쪽에 동시에 결합하거나, 리간드를 통해 고유의 성질에 영향을 미치지 않는 범위에서 그의 위치에 상관없이 결합될 수 있다.The peptide having the activity of synthesizing silica may be bonded at the N-terminal, C-terminal, or both N-terminal and C-terminal of the fluorescent protein, enzyme or binding peptide or self-assembling protein, Regardless of its position in a range that does not affect the < / RTI >

따라서, 본 발명의 융합 단백질은 고유의 성질에 영향을 미치지 않는 범위에서 그의 위치에 상관없이 결합되어 형성된 모든 융합 단백질을 의미한다. Accordingly, the fusion protein of the present invention means any fusion protein formed by binding regardless of its position to the extent that it does not affect its inherent properties.

또한, 상기 융합 단백질은 발현 및 정제 효율을 높이기 위해 N-말단, C-말단, 또는 N-말단과 C-말단 양쪽에 동시에 His-Tag을 포함할 수 있다. In addition, the fusion protein may contain N-terminal, C-terminal, or both His-Tag at both the N-terminus and C-terminus to enhance expression and purification efficiency.

상기 융합 단백질은 펩타이드를 합성하는 당해 분야의 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들어 유전자 재조합과 단백질 발현 시스템 또는 펩타이드 합성기 등을 통하여 시험관내에서 합성하는 방법에 의하여 제조할 수 있다.The fusion protein can be prepared by known methods in the art for synthesizing peptides. For example, by a method of synthesizing in vitro through gene recombination and protein expression system or peptide synthesizer.

따라서, 본 발명은 상기 융합 단백질을 발현하는 재조합 벡터를 제공한다. Accordingly, the present invention provides a recombinant vector expressing said fusion protein.

본 발명에서 "재조합 벡터"란 적당한 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있는 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말한다.The term " recombinant vector " as used herein refers to a gene construct containing an essential regulatory element operatively linked to the expression of a gene insert, which is capable of expressing a desired protein in a suitable host cell.

상기 벡터는 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 박테리오파아지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 적합한 발현 벡터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널 및 인핸서 같은 발현 조절 엘리먼트 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 시그널 서열 또는 리더 서열을 포함하며, 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 벡터의 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다. 또한, 발현벡터는 벡터를 함유하는 숙주세포를 선택하기 위한 선택마커를 포함하고, 복제가능한 발현벡터인 경우 복제 기원을 포함한다.Such vectors include, but are not limited to, plasmid vectors, cosmid vectors, bacteriophage vectors, and viral vectors. Suitable expression vectors include signal sequence or leader sequences for membrane targeting or secretion in addition to expression control elements such as promoter, operator, initiation codon, termination codon, polyadenylation signal and enhancer, and may be prepared in various ways depending on the purpose. The promoter of the vector may be constitutive or inducible. Further, the expression vector includes a selection marker for selecting a host cell containing the vector, and includes a replication origin in the case of a replicable expression vector.

본 발명의 재조합 벡터는 바람직하게는 일반적인 대장균 균주 발현용 벡터, pETDuet 등에 실리카 합성 펩타이드 및 이종 단백질, 예컨대, 녹색형광단백질, 페리틴 등을 삽입함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 대장균 발현용 벡터로 pETDuet 등을 사용하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 사용할 수 있는 모든 대장균주 발현용 벡터가 제한없이 사용될 수 있다.The recombinant vector of the present invention can be preferably prepared by inserting a synthetic silica peptide and a heterologous protein such as a green fluorescent protein, ferritin, etc. into a general E. coli strain expression vector, pETDuet and the like. In a preferred embodiment of the present invention, pETDuet or the like is used as a vector for expressing Escherichia coli. However, the present invention is not limited thereto, and all commonly used Escherichia coli vectors for expression can be used without limitation.

본 발명은 또한 상기 융합 단백질을 발현하는 재조합 벡터로 형질도입된 형질전환체를 제공한다. The present invention also provides a transformant transformed with a recombinant vector expressing said fusion protein.

상기 형질전환은 핵산을 유기체, 세포, 조직 또는 기관에 도입하는 어떤 방법도 포함되며, 당 분야에서 공지된 바와 같이 숙주세포에 따라 적합한 표준 기술을 선택하여 수행할 수 있다. 이런 방법에는 전기충격유전자전달법(electroporation), 원형질 융합, 인산 칼슘(CaPO₄) 침전, 염화 칼슘(CaCl₂) 침전, 실리콘 카바이드 섬유 이용한 교반, 아그로박테리아 매개된 형질전환, PEG, 덱스트란 설페이트, 리포펙타민 등이 포함되나 이로 제한되지 않는다.Such transformation includes any method of introducing the nucleic acid into an organism, cell, tissue or organ, and can be carried out by selecting a suitable standard technique depending on the host cell, as is known in the art. Such methods include electroporation, protoplast fusion, calcium phosphate (CaPO ₄ ) precipitation, calcium chloride (CaCl ₂ ) precipitation, agitation with silicon carbide fibers, Agrobacterium mediated transformation, PEG, dextran sulfate, &Lt; / RTI > lipofectamine, and the like.

또한, 숙주세포에 따라서 단백질의 발현량과 수식 등이 다르게 나타나므로, 목적에 가장 적합한 숙주세포를 선택하여 사용하면 된다.In addition, since the expression amount of the protein and the expression are different depending on the host cell, the host cell most suitable for the purpose may be selected and used.

숙주세포로는 대장균(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis) 또는 스타필로코쿠스(Staphylococcus)와 같은 원핵 숙주 세포가 있으나 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 진균(예를 들어, 아스페르길러스(Aspergillus)), 효모(예를 들어, 피치아 파스토리스(Pichia pastoris), 사카로마이세스 세르비시애(Saccharomyces cerevisiae), 쉬조사카로마세스(Schizosaccharomyces), 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa))등과 같은 하등 진핵 세포, 곤충 세포, 식물 세포, 포유동물 등을 포함하는 고등 진핵생물 유래의 세포를 숙주세포로 사용할 수 있다.Examples of host cells include Escherichia coli), Bacillus subtilis (Bacillus subtilis), Streptomyces (Streptomyces), Pseudomonas (Pseudomonas), Proteus Mira Billy's (Proteus but are not limited to, prokaryotic host cells such as mirabilis or Staphylococcus . In addition, fungi (e.g., Aspergillus ), yeast (e. G., Pichia < pastoris), Mai access to the Yasaka Auxerre Vichy kids (Saccharomyces cerevisiae), investigating car break in Rome Seth (Schizosaccharomyces), Castello La Neuro Chrysler Corporation (Neurospora can be used lower eukaryotic cells, insect cells, plant cells, mammalian cells, such as in higher eukaryotic origin, including such as crassa)) as a host cell.

상기 형질전환체는 상기 재조합 벡터를 임의의 숙주세포에 도입시킴으로써 용이하게 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 재조합 벡터 pETDuet-1-GFP/RSGH, pETDuet-1-RHR/Pfr를 대장균 균주 BL21(DE3)에 도입하여 형질전환체를 제조하였다.The transformant can be easily prepared by introducing the recombinant vector into any host cell. In a preferred embodiment of the present invention, a transformant was prepared by introducing recombinant vectors pETDuet-1-GFP / RSGH and pETDuet-1-RHR / Pfr into E. coli strain BL21 (DE3).

본 발명은 또한 상기 융합 단백질을 발현하는 재조합 벡터로 형질도입된 형질전환체의 배양물을 분리 정제하는 단계를 포함하는 융합 단백질의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a fusion protein comprising the step of isolating and purifying a culture of a transformant transformed with a recombinant vector expressing the fusion protein.

상기 융합 단백질은 통상의 배양방법에 따라 형질전환체를 배양하여 정제하는 것이 바람직하다. 상기 융합 단백질은 재조합 벡터에 도입되는 인서트 즉, 코딩 유전자의 염기서열에 따라 사이토카인 생산능에 영향을 주지 않을 정도로 아미노산 서열의 일부에 얼마든지 변형이 있을 수 있다. 상기 변형은 결실, 삽입 또는 치환에 의한 변형을 의미한다. The fusion protein is preferably purified by culturing the transformant according to a conventional culture method. Depending on the base sequence of the insert, that is, the coding gene introduced into the recombinant vector, the fusion protein may have any variation in a part of the amino acid sequence so as not to affect cytokine production ability. The modification means modification by deletion, insertion or substitution.

본 발명은 또한 상기 융합 단백질에 특이적으로 결합하는 다클론성 항체를 제공한다.The present invention also provides polyclonal antibodies that specifically bind to said fusion protein.

상기 다클론성 항체의 제조방법은 특별히 제한하지는 않으나, 다음의 방법에 따라 제조하는 것이 바람직하다. The method for producing the polyclonal antibody is not particularly limited, but it is preferable to prepare it by the following method.

본 발명의 융합 단백질을 SPF (specific pathogen free) 동물에 1 내지 수회 주사하여 면역화시킨다. 최종 면역 후 일정 시간이 지난 뒤에 전혈하여 혈청만 취해 본 발명의 단백질에 대한 다클론성 항체를 얻는다.The fusion protein of the present invention is inoculated into SPF (specific pathogen free) animals by one to several injections. After a certain period of time after the final immunization, whole blood is collected and serum alone is taken to obtain a polyclonal antibody to the protein of the present invention.

상기 면역화 동물은 통상 면역화에 사용되는 동물이면 특별히 제한하지 않으나, 랫트인 것이 바람직하다. 상기 면역화를 위한 주사 횟수, 기간 및 투여방법은 당업자 수준에서 변형 또는 변경가능하므로 특별히 제한하지 않는다.The immunized animal is not particularly limited as long as it is an animal normally used for immunization, but it is preferably a rat. The number of times, the period of time and the method of administration for immunization are not particularly limited as they can be modified or changed at the level of a person skilled in the art.

상기 형광단백질, 효소 또는 결합 펩타이드 또는 자기조립이 가능한 단백질이 융합된 실리카는 상기 융합 단백질과 실리카 전구체를 반응시켜 실리카에 의해 상기 융합 단백질이 코팅되도록 하거나, 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 이종 단백질을 일정 비율로 혼합하여 반응시켜 원심분리하여 제조할 수 있다.
The fusion protein may be prepared by reacting the fusion protein with a silica precursor to coat the fusion protein with the silica, or the peptide having a silica synthesis activity, a silica precursor and / They can be prepared by mixing and reacting heterogeneous proteins at a certain ratio and centrifuging.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 또는 상기 융합 단백질과 실리카 전구체를 반응시키는 단계를 포함하는 실리카 합성방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method of synthesizing silica comprising reacting a silica precursor with at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 or the fusion protein.

본 발명의 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 상온 및 상압의 조건에서 약염기 즉, pH 5 에서 8의 수용액 하에서 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성할 수 있다.The peptide having the activity of synthesizing silica of the present invention can be synthesized by reacting with a silica precursor under a weak base, that is, an aqueous solution having a pH of from 5 to 8 under normal temperature and normal pressure conditions.

본 발명의 실리카 합성방법을 보다 구체적으로 설명하면, 0.1M NaH₂PO₄ 완충용액(pH5 내지 8), 1mM HCl 용액에 녹아 있는 실리카 전구체 및 본 발명의 펩타이드를 0.01 내지 1%의 중량비로 혼합하고, 상온, 상압의 조건에서 반응시킨 후 원심분리하여 실리카를 침전시킨다. Referring to the silica synthesis process of the present invention in more detail, 0.1M NaH ₂ PO ₄ The buffer solution (pH 5 to 8), the silica precursor dissolved in 1 mM HCl solution and the peptide of the present invention are mixed at a weight ratio of 0.01 to 1%, reacted at room temperature and normal pressure, and centrifuged to precipitate silica.

상술한 바와 같이, 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드를 이용하여 상온, 상압의 조건에서 약염기의 수용액 하에서 다기능성 실리카를 합성할 수 있어 환경적으로 유해한 부산물의 생성에 따른 종래기술의 문제점을 해소할 수 있다.As described above, the multifunctional silica can be synthesized in the aqueous solution of weak base at room temperature and atmospheric pressure using the peptide having the silica synthesis activity, thereby solving the problems of the prior art due to the generation of environmentally harmful by-products .

또한, 본 발명의 실리카 합성방법은 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 효소 또는 결합 펩타이드를 반응시키거나, 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드와 효소 또는 결합 펩타이드의 융합 단백질과 실리카 전구체의 반응을 통해 효소 또는 결합 펩타이드가 고정된 실리카를 합성할 수 있다.In addition, the silica synthesis method of the present invention can be carried out by reacting a peptide having a silica synthesis activity, a silica precursor and an enzyme or a binding peptide, or by reacting a silica precursor peptide with a fusion protein of an enzyme or a binding peptide with a silica precursor, Or a binding peptide-immobilized silica can be synthesized.

이 경우, 실리카에 의해 상기 융합 단백질이 코팅되도록 하거나, 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 효소 또는 결합 펩타이드를 일정 비율로 혼합하여 반응시켜 원심분리하여 제조할 수 있다.In this case, the fusion protein may be coated with silica, or the silica synthesizing activity peptide, silica precursor, enzyme or binding peptide may be mixed at a certain ratio, reacted, and centrifuged.

또한, 본 발명의 실리카 합성방법은 통상의 실리카 합성 조건에서 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 인지질을 반응시켜 실리카를 합성할 때 침전물로 뭉치지 않고 단일막으로 도포될 수 있도록 실리카 단일막 형태로 제조할 수 있다. In addition, the silica synthesis method of the present invention is a method of synthesizing silica by reacting a peptide having a silica synthesis activity, a silica precursor, and a phospholipid under the usual silica synthesis conditions to form a silica monolayer .

또한, 본 발명의 실리카 합성방법은 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드, 실리카 전구체 및 인지질을 반응시켜 유무기 복합체를 제조하는 단계; 및 상기 유무기 복합체에 열 또는 유기용매 처리하여 유기물을 제거하는 단계를 거쳐 다공성 실리카를 합성할 수 있다. Also, the method for synthesizing silica of the present invention comprises the steps of: reacting a peptide having silica synthesis activity, a silica precursor, and a phospholipid to prepare an organic / inorganic hybrid; And subjecting the organic / inorganic hybrid material to heat or organic solvent treatment to remove the organic material, thereby synthesizing the porous silica.

또한, 본 발명의 실리카 합성방법은 유기물 외에 하이드록시아파타이트와 같은 무기물을 이용하여 실리카 합성에 사용함으로써 실리카 복합체를 제조할 수 있다. In addition, the silica synthesis method of the present invention can produce a silica complex by using an inorganic material such as hydroxyapatite in the synthesis of silica in addition to the organic material.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있는 실리카 복합체에 관한 것이다.The present invention also relates to a silica complex wherein the surface of the self assembled structure of at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 is coated with silica.

본 발명의 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드는 자기조립이 가능하여 실리카 합성 반응에 의해 자기 캡슐화 반응이 나타나 구형의 자기조립 구조체 형태를 띠며, 합성된 실리카는 상기 자기조립 구조체의 표면을 코팅하여 실리카 복합체를 형성할 수 있다.The peptides having the activity of synthesizing silica of the present invention can be self-assembled so that the self-encapsulation reaction occurs due to the silica synthesis reaction, resulting in a spherical self-assembled structure, and the synthesized silica is coated on the surface of the self- .

상기 실리카 복합체는 펩타이드와 실리카로 이루어진 복합 쉘 내에 빈 공동이 형성된 캡슐구조, 또는 펩타이드가 코어부를 형성하고 실리카가 쉘부를 형성하는 코어-셀 구조 둘 다를 가질 수 있다. The silica complex may have both a capsule structure in which hollow voids are formed in a composite shell made of peptide and silica, or a core-shell structure in which the peptide forms a core portion and silica forms a shell portion.

상기 캡슐형을 위해서는 코어를 형성할 수 있는 구형의 자기조립이 가능한 단백질 예를 들어 12nm 정도의 구를 형성할 수 있는 페리틴 단백질과 융합하거나, 코어-쉘 고분자 나노구형체와 펩타이드를 융합하여 구형의 실리카 구조체를 형성 후 소결을 통해 내부를 태우면 캡슐형을 얻을 수 있다. For the encapsulation, a spherical self-assembling protein capable of forming a core may be fused with a ferritin protein capable of forming a sphere having a size of about 12 nm, or a core-shell polymer nanospheres and a peptide may be fused to form a spherical The silica structure is formed, and then the inside is burned through sintering to obtain a capsule type.

또한, 리포좀을 주형으로 할 경우 속이 빈 캡슐형 실리카를 얻을 수 있다. 또한 펩타이드에 의한 실리카 구 자체가 코어-쉘 구조를 이룰 수 있으므로 이를 코어로 실리카가 쉘부를 형성하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.When the liposome is used as a template, hollow encapsulated silica can be obtained. In addition, the silica spheres formed by the peptides themselves can have a core-shell structure, so that the core can have a core-shell structure in which silica forms a shell part.

따라서, 본 발명은 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 및 실리카 전구체를 반응시켜 자기 캡슐화 (autoencapsulation)를 통해 상기 펩타이드의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있는 실리카 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 실리카 복합체의 제조방법을 제공한다.Therefore, the present invention relates to a method for producing a silica-coated self-assembled structure, comprising the steps of reacting a silica precursor with at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: Thereby producing a composite of silica.

상기 실리카 복합체는 상온 및 상압의 조건에서 pH 5 내지 8의 수용액 하에서 상기 펩타이드 및 실리카 전구체를 반응시켜 합성할 수 있다. The silica complex can be synthesized by reacting the peptide and the silica precursor under an aqueous solution of pH 5 to 8 at normal temperature and normal pressure.

상기 실리카 전구체의 종류는 전술한 바와 같다.The kind of the silica precursor is as described above.

일 구체예에 따르면, 상기 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드의 함량 의존적으로 실리카 복합체의 크기가 증가하는 경향을 나타낼 수 있다.According to one embodiment, the silica complex may have a tendency to increase in size depending on the content of the peptide having the activity of synthesizing silica.

또한, 상기 실리카 복합체에 있어서, 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드의 N-말단, C-말단, 또는 N-말단과 C-말단 양쪽에는 화학적, 물리적 공유 또는 비공유 결합에 의하여 직접 또는 다른 매개체를 이용하여 간접적으로 연결될 수 있는 형광물질, 조직 특이적 성분, 약제학적 활성성분, 미세 구조, 인지질, 또는 하이드록시아파타이트 등을 추가로 포함할 수 있다. In the silica complex, the N-terminal, C-terminal, or both the N-terminal and the C-terminal of the peptide having the activity of synthesizing silica may be chemically, physically or non-covalently bonded, A tissue-specific component, a pharmaceutically active ingredient, a microstructure, a phospholipid, or hydroxyapatite.

상기 형광물질은 특별히 제한되지는 않으나, 예컨대, 형광단백질, Dylight 488 NHE-ester dye, VybrantTM DiI, VybrantTM DiO, 양자점(quantum dots) 나노입자, 플루오로세인, 로다민, 루시퍼 엘로우, B-파이토에리쓰린, 9-아크리딘이소티오시아네이트, 루시퍼 엘로우 VS, 4-아세트아미도-4'-이소티오-시아나토스틸벤-2,2'-다이설폰산, 7-다이에틸아미노-3-(4'-이소티오시아토페닐)-4-메틸쿠마린, 석시니미딜-파이렌부티레이트, 4-아세트아미도-4'-이소티오시아나토스틸벤-2,2'-다이설폰산 유도체, LC™-Red 640, LC™-Red 705, Cy5, Cy5.5, 리사민, 이소티오시아네이트, 에리쓰로신 이소티오시아네이트, 다이에틸렌트리아민 펜타아세테이트, 1-다이메틸아미노나프틸-5-설포네이트, 1-아닐리노-8-나프탈렌 설포네이트, 2-소티토우이디닐-6-나프탈렌 설포네이트, 3-페닐-7-이소시아나토쿠마린, 9-이소티오시아나토아크리딘트, 크리딘 오렌지 9-이(소티(2-벤족사조일릴)페닐)멜레이미드 사디아졸, 스틸벤, 파이렌, 이벤도체, 형광 물질을 포함한 실리카, Ⅱ/Ⅳ족 반도체 양자점, Ⅲ/Ⅴ족 반도체 양자점, Ⅳ족 반도체 양자점, 또는 이다성분 혼성 구조체를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 형광물질은 양자점(quantum dots) 나노입자, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, ICG(indocyanine green), Cypate, ITCC, NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82, Cresy Violet, Nile Blue, Oxazine 750, Rhodamine800, 란탄나이드 계열 및 Texas Red로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 상기 양자점(quantum dots) 나노입자인 경우에는 Ⅱ-Ⅵ 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합을 사용할 수 있다. 이 경우 상기 양자점 나노입자는 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe,PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다. Examples of the fluorescent material include, but are not limited to, a fluorescent protein, Dylight 488 NHE-ester dye, Vybrant TM DiI, Vybrant TM DiO, quantum dots nanoparticles, fluorocaine, rhodamine, Lucifer yellow, B- Acridine isothiocyanate, Lucifer yellow VS, 4-acetamido-4'-isothio-cyanato stilbene-2,2'-disulfonic acid, 7-diethylamino-3- (4'-isothiocyanatophenyl) -4-methylcoumarin, succinimidyl-pyrenebutyrate, 4-acetamido-4'-isothiocyanatostilbene-2,2'-disulfonic acid derivatives, LC ™ -Red 640, LC ™ -Red 705, Cy5, Cy5.5, lysamine, isothiocyanate, erythrosine isothiocyanate, diethylenetriamine pentaacetate, 1-dimethylaminonaphthyl- 6-naphthalene sulfonate, 3-phenyl-7-isocyanatocoumarin, 9-iso-naphthalene sulfonate, Stilbene, pyrene, anthracene, silica including a fluorescent substance, a group II / IV semiconductor (for example, A quantum dot, a group III / V semiconductor quantum dot, a group IV semiconductor quantum dot, or a light-emitting element hybrid structure. Preferably, the fluorescent material is a quantum dots nanoparticle, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, At least one selected from the group consisting of Cy7, indocyanine green, Cypate, ITCC, NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82, Cresy Violet, Nile Blue, Oxazine 750, Rhodamine800, Lanthanide series, In the case of the quantum dots nanoparticles, II-VI or III-V compounding may be used. In this case, the quantum dot nanoparticles may be selected from the group consisting of CdSe, CdSe / ZnS, CdTe / CdS, CdTe / CdTe, ZnSe / ZnS, ZnTe / ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP / ZnS and HgTe More than one can be used.

상기 조직 특이적 결합성분은 항원, 항체, RNA, DNA, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘(neutravidin), 프로테인 A, 프로테인 G, 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin), 방사선 동위원소 표지성분, 또는 종양 마커 등과 특이적으로 결합할 수 있는 물질일 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다. The tissue specific binding component may be selected from the group consisting of antigen, antibody, RNA, DNA, hapten, avidin, streptavidin, neutravidin, protein A, protein G, lectin, a selectin, a radioisotope labeled component, or a tumor marker, but the present invention is not limited thereto.

상기 약제학적 활성성분은 siRNA, 안티센스, 항암제, 항생제, 호르몬, 호르몬길항제, 인터루킨, 인터페론, 성장 인자, 종양 괴사 인자, 엔도톡신, 림포톡시, 유로키나제, 스트렙토키나제, 조직 플라스미노겐 활성제, 프로테아제 저해제, 알킬포스포콜린, 방사선 동위원소로 표지된 성분, 심혈관계 약물, 위장관계 약물, 또는 신경계 약물 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.The pharmaceutical active ingredient may be selected from the group consisting of siRNA, antisense, anticancer, antibiotic, hormone, hormone antagonist, interleukin, interferon, growth factor, tumor necrosis factor, endotoxin, lymphotoxin, urokinase, streptokinase, tissue plasminogen activator, A substance labeled with a radioisotope, a cardiovascular drug, a gastrointestinal drug, or a nervous system drug may be used alone or in combination of two or more. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실리카 복합체는 자가 조립 구조를 이용하여 나노 튜브 또는 나노메시 등의 특정 미세구조와 복합 구조체를 형성할 수 있다.The silica composite of the present invention can form a complex structure with specific microstructures such as nanotubes or nano-meshes using a self-assembled structure.

상기 실리카 복합체에 인지질이 포함될 경우, 실리카 유무기 복합체를 형성하거나, 유기물 제거 과정을 통한 다공성 실리카 구조체가 형성될 수 있다.When a phospholipid is included in the silica complex, a porous silica structure may be formed by forming a silica-based organic complex or by removing an organic material.

상기 실리카 복합체에 하이드록시아파타이트가 포함될 경우, 무기물과의 실리카 기반 복합체가 형성될 수 있다.When hydroxyapatite is included in the silica composite, a silica-based composite with an inorganic material can be formed.

따라서, 다양한 기능성 성분들이 결합된 본 발명의 실리카 복합체는 약물전달체, 핵산, 단백질, 다당류 또는 병원균 검출용 바이오센서, 골대체재, 세포배양 코팅제, 3차원 스캐폴드, 조영제, 진단 프로브, 기능성 섬유, 필터 등에 사용할 수 있다.
Therefore, the silica complex of the present invention to which various functional components are combined can be used as a biosensor for detecting a drug delivery system, a nucleic acid, a protein, a polysaccharide or a pathogen, a goal frame, a cell culture coating agent, a three dimensional scaffold, a contrast agent, And the like.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 및 효소 또는 결합 펩타이드의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있고, 상기 결합 펩타이드는 항체, DNA 또는 RNA와 특이적으로 결합하는 펩타이드, 또는 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 효소 또는 결합 펩타이드가 고정된 실리카 복합체에 관한 것이다.The present invention also relates to a kit comprising at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 and a surface of the self-assembled structure of the enzyme or the binding peptide coated with silica, An enzyme or a binding peptide to which at least one enzyme selected from the group consisting of an enzyme,

상기 실리카 복합체에 있어서, 효소 또는 결합 펩타이드가 실리카 복합체에 고정되어 있는 경우, 발색반응, 형광반응, 발광반응, 전기화학적 반응을 등을 통해 특정 핵산, 단백질, 다당류 또는 병원균 등을 검출할 수 있는 바이오센서로 사용할 수 있다. In the silica complex, when the enzyme or the binding peptide is immobilized on the silica complex, it is possible to detect a specific nucleic acid, a protein, a polysaccharide or a pathogen by biochemical reaction, fluorescence reaction, luminescent reaction, electrochemical reaction, It can be used as a sensor.

상기 효소 또는 결합 펩타이드의 종류는 상술한 바와 같다.
The kind of the enzyme or the binding peptide is as described above.

본 발명은 또한 서열번호 1 내지 5에 기재된 아미노산 서열로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 펩타이드 및 자기조립이 가능한 단백질의 자기조립 구조체의 표면이 실리카로 코팅되어 있는 실리카 복합체에 관한 것이다.The present invention also relates to a silica complex in which at least one peptide selected from the group consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOS: 1 to 5 and a self-assembling structure of self-assembling protein is coated with silica.

상기 자기조립이 가능한 단백질이 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드와 결합된 융합 단백질인 경우, 상기 융합 단백질과 실리카 전구체를 반응시킬 경우, 자기조립이 가능한 단백질이 코어-쉘 구조의 자기조립 구조체를 형성하고, 상기 자기조립 구조체를 주형으로 하여 구조체에 연결되어 있는 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드에 의해 실리카 전구체로부터 실리카를 합성함으로써 자기조립 구조체의 표면에 실리카가 코팅되어 있는 구조를 합성할 수 있다.When the self-assembling protein is a fusion protein bound to a peptide having silica activity, when the fusion protein is reacted with a silica precursor, a self-assembling protein forms a self-assembly structure of a core-shell structure, A structure in which silica is coated on the surface of the self-assembled structure can be synthesized by synthesizing silica from the silica precursor by the peptide having the activity of synthesizing silica, which is connected to the structure using the self-assembled structure as a template.

상기 자기조립이 가능한 단백질의 종류는 상술한 바와 같다.
The types of self-assembling proteins are as described above.

본 발명은 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약물전달체에 관한 것이다.The present invention relates to the aforementioned silica complex; And a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명의 실리카 복합체는 코어-셀 구조를 하고 있어 상술한 바와 같은 약제학적 활성성분을 운반하는데 특히 적합하다. The silica complex of the present invention has a core-shell structure and is particularly suitable for transporting the above-mentioned pharmaceutically active ingredients.

상기 약제학적으로 허용 가능한 담체는 의약 분야에서 통상 사용되는 담체 및 비히클을 포함하며, 구체적으로 이온 교환 수지, 알루미나, 알루미늄 스테아레이트, 레시틴, 혈청 단백질(예, 사람 혈청 알부민), 완충 물질(예, 각종 인산염, 글리신, 소르브산, 칼륨 소르베이트, 포화 식물성 지방산의 부분적인 글리세라이드 혼합물), 물, 염 또는 전해질(예, 프로타민 설페이트, 인산수소이나트륨, 인산수소캄륨, 염화나트륨 및 아연 염), 교질성 실리카, 마그네슘 트리실리케이트, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈계 기질, 폴리에틸렌 글리콜, 나트륨 카르복시메틸셀룰로즈, 폴리아릴레이트, 왁스, 폴리에틸렌 글리콜 또는 양모지 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. Such pharmaceutically acceptable carriers include carriers and vehicles commonly used in the medical field and specifically include ion exchange resins, alumina, aluminum stearate, lecithin, serum proteins (e.g., human serum albumin), buffer substances Water, salts or electrolytes (e.g., protamine sulfate, disodium hydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, sodium chloride and zinc salts), colloidal silicon dioxide But are not limited to, silica, magnesium trisilicate, polyvinylpyrrolidone, cellulose based substrate, polyethylene glycol, sodium carboxymethylcellulose, polyarylate, wax, polyethylene glycol or wool.

또한, 본 발명의 약물전달체는 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 유화제, 현탁제, 또는 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the drug delivery vehicle of the present invention may further comprise a lubricant, a wetting agent, an emulsifying agent, a suspending agent, or a preservative in addition to the above components.

한 양태로서, 본 발명에 따른 약물전달체는 비경구 투여를 위한 수용성 용액으로 제조할 수 있으며, 바람직하게는 한스 용액(Hank's solution), 링거 용액(Ringer's solution) 또는 물리적으로 완충된 염수와 같은 완충 용액을 사용할 수 있다. 수용성 주입(injection) 현탁액은 소디움 카르복시메틸셀룰로즈, 솔비톨 또는 덱스트란과 같이 현탁액의 점도를 증가시킬 수 있는 기질을 첨가할 수 있다.In one embodiment, the drug delivery vehicle according to the present invention may be prepared as an aqueous solution for parenteral administration, preferably a buffer solution such as Hank's solution, Ringer's solution or physically buffered saline solution Can be used. Aqueous injection suspensions may contain a substrate capable of increasing the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethyl cellulose, sorbitol or dextran.

본 발명의 약물전달체의 다른 바람직한 양태는 멸균 주사용 수성 또는 유성 현탁액의 멸균 주사용 제제의 형태일 수 있다. 이러한 현탁액은 적합한 분산제 또는 습윤제(예를 들면 트윈 80) 및 현탁화제를 사용하여 본 분야에 공지된 기술에 따라 제형화할 수 있다.Another preferred embodiment of the drug delivery system of the present invention may be in the form of a sterile injectable preparation of a sterile injectable aqueous or oily suspension. Such suspensions may be formulated according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents (e. G., Tween 80) and suspending agents.

또한, 상기 멸균 주사용 제제는 무독성의 비경구적으로 허용되는 희석제 또는 용매 중의 멸균 주사 용액 또는 현탁액(예를 들면 1,3-부탄디올 중의 용액)일 수 있다. 사용될 수 있는 비히클 및 용매로는 만니톨, 물, 링거 용액 및 등장성 염화나트륨 용액이 있다. 또한, 멸균 비휘발성 오일이 통상적으로 용매 또는 현탁화 매질로서 사용된다. 이러한 목적을 위해 합성 모노 또는 디글리세라이드를 포함하여 자극성이 적은 비휘발성 오일은 그 어느 것도 사용할 수 있다.The sterile injectable preparation may also be a sterile injectable solution or suspension in a non-toxic parenterally acceptable diluent or solvent (for example, a solution in 1,3-butanediol). Vehicles and solvents that may be used include mannitol, water, Ringer's solution and isotonic sodium chloride solution. In addition, sterile, nonvolatile oils are conventionally used as a solvent or suspending medium. For this purpose, any non-volatile oil including synthetic mono or diglycerides and less irritant may be used.

본 발명의 약물전달체의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다.
A suitable dose of the drug delivery vehicle of the present invention may be variously prescribed by such factors as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate and responsiveness of the patient .

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 조영제 조성물에 관한 것이다. The present invention also relates to the aforementioned silica complex; And a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명의 실리카 복합체는 형광물질이 물리화학적으로 결합되어 있어 자기공명 및 광학 영상 장치 등을 통해 표적 부위의 이미징이 가능한 조영제로 사용할 수 있다.The silica composite of the present invention can be used as a contrast agent capable of imaging a target site through magnetic resonance and an optical imaging device because the fluorescent material is physically and chemically bonded.

본 발명의 조영제 조성물은 진단 대상에서 분리한 조직 또는 세포에 투여하여 형광 실리카 복합체가 발산하는 신호를 감지하여 영상을 수득하는데 이용될 수 있다.The contrast agent composition of the present invention can be used to obtain an image by sensing the signal emitted from the fluorescent silica complex by administration to a tissue or cell isolated from a subject to be diagnosed.

상기 형광 실리카 복합체에 의해 발산되는 신호를 감지하기 위해서는 자기공명영상장치(MRI)와 광학 이미징의 이용이 바람직하다. It is preferable to use magnetic resonance imaging (MRI) and optical imaging to sense the signal emitted by the fluorescent silica composite.

자기공명영상장치는 강력한 자기장 속에 생체를 넣고 특정 주파수의 전파를 조사하여 생체조직에 있는 수소 등의 원자핵에 에너지를 흡수시켜 에너지가 높은 상태로 만든 후, 상기 전파를 중단하여 상기 수소 등의 원자핵 에너지가 방출되게 하고 이 에너지를 신호로 변환하여 컴퓨터로 처리하여 영상화한 장치이다. 자기 또는 전파는 골에 방해를 받지 않기 때문에 단단한 골 주위 또는 뇌나 골수의 종양에 대하여 종단, 횡단, 임의의 각도에서 선명한 입체적인 단층상을 얻을 수 있다. 특히 상기 자기공명영상장치는 T2 스핀-스핀 이완 자기공명영상장치인 것이 바람직하다.
A magnetic resonance imaging apparatus puts a living body in a strong magnetic field and irradiates a radio wave of a specific frequency to absorb energy into an atomic nucleus such as hydrogen in a biological tissue to make the state high in energy, And the energy is converted into a signal, processed by a computer, and imaged. Since the magnetic or radio waves are not disturbed by the bone, a sharp three-dimensional tomographic image can be obtained at the end, transverse, or any angle with respect to the hard bone around or the brain or the bone marrow. In particular, the magnetic resonance imaging apparatus is preferably a T2 spin-spin relaxation magnetic resonance imaging apparatus.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 표적 지향형 조영제 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to the aforementioned silica complex; &Lt; / RTI > and a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명의 실리카 복합체는 형광물질이 결합되어 있어 형광성을 가짐과 동시에 조직 특이적 결합성분이 연결되어 있어 표적지향이 가능하여 자기공명 및 광학 영상 장치 등을 통해 표적 부위의 이미징이 가능한 조영제로 사용할 수 있다.
Since the silica complex of the present invention has fluorescence and fluorescence and is connected to a tissue-specific binding component, it can be used as a contrast agent capable of imaging a target region through magnetic resonance and optical imaging devices have.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 동시 진단 또는 치료용 조영제 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to the aforementioned silica complex; &Lt; / RTI > and a pharmaceutically acceptable carrier.

본 발명의 실리카 복합체는 약제학적 활성성분과 물리 화학적으로 결합하여 실리카 복합체의 형광성을 동시에 포함하고 있어 자기공명 및 광학 영상 장치 등을 통해 생체 분자의 분리, 진단 또는 치료 등의 나노 프로브 및 약물 또는 유전자 전달체(delivery vehicle) 등에 이용할 수 있다. The silica complex of the present invention physically chemically bonds with a pharmaceutically active ingredient and simultaneously contains the fluorescence of the silica complex. Therefore, it is possible to obtain nanoprobes, drugs or genes such as separation, diagnosis or treatment of biomolecules through magnetic resonance and optical imaging devices A delivery vehicle or the like.

상기 실리카 복합체를 이용한 생체 진단의 한 대표적인 예로서 분자 자기공명영상 진단 또는 자기 이완 센서(magnetic relaxation sensor)를 들 수 있다. 실리카 복합체는 그 크기가 커짐에 따라 더 큰 T2 조영효과를 나타내는데, 이러한 성질을 이용하면 생체 분자를 검출하는 센서로 사용될 수 있다. 즉, 특정한 생체 분자가 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드의 엉김을 유도하게 되면 이에 의해 T2 자기 공명 영상 효과가 증대된다. 이러한 차이를 이용하여 생체 분자를 검출한다. Magnetic resonance imaging or a magnetic relaxation sensor may be used as a representative example of the biomedical diagnosis using the silica complex. The silica composite shows a larger T2 contrast effect as its size increases. Using this property, it can be used as a sensor for detecting biomolecules. That is, when a specific biomolecule induces aggregation of a peptide having silica synthesis activity, the T2 magnetic resonance imaging effect is enhanced. Biomolecules are detected using these differences.

또한, 본 발명의 실리카 복합체는 종양과 관련된 다양한 질병, 예를 들어 위암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 결장암 및 자궁경부암을 진단 및/또는 치료하는데 이용될 수 있다.　The silica complex of the present invention can also be used for diagnosing and / or treating various diseases related to tumors such as gastric cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, liver cancer, bronchial cancer, nasopharyngeal cancer, laryngeal cancer, pancreatic cancer, bladder cancer, colon cancer and cervical cancer . &Lt; / RTI >

보다 구체적으로 설명하면, 종양 세포는 정상 세포에서는 거의 또는 전혀 생산되지 않는 특정 물질을 발현 및/또는 분비하는데 이들을 일반적으로 "종양 마커(tumor marker)"라 명명한다. 그러한 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 상기 실리카 복합체에 결합시켜 종양 진단에 유용하게 이용될 수 있다.　당업계에는 다양한 종양 마커뿐만 아니라 이들과 특이적으로 결합할 수 있는 물질이 공지되어 있다. More specifically, tumor cells express and / or secrete certain substances that are produced in normal cells with little or no production, and these are generally referred to as " tumor markers ". A substance capable of specifically binding to such a tumor marker can be bound to the silica complex and used for diagnosis of a tumor. There are a variety of tumor markers in the art as well as materials that are capable of specifically binding to them.

또한 상기 종양 마커는 작용 기작에 따라 리간드, 항원, 수용체, 및 이들을 코딩하는 핵산으로 분류할 수 있다. The tumor markers can be classified into ligands, antigens, receptors, and nucleic acids encoding them depending on the action mechanism.

종양 마커가 "리간드"인 경우에는 상기 리간드와 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 본 발명에 따른 실리카 복합체에 도입할 수 있는데 상기 리간드와 특이적으로 결합할 수 있는 수용체 또는 항체가 적합할 것이다. 본 발명에서 이용 가능한 리간드 및 이와 특이적으로 결합할 수 있는 수용체의 예로는 시냅토타그민의 C2(synaptotagmin의 C2)와 포스파티딜세린, 아넥신 V(annexin V)와 포스파티딜세린, 인테그린(integrin)과 이의 수용체, VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor)와 이의 수용체, 안지오포이에틴(angiopoietin)과 Tie2 수용체, 소마토스타틴(somatostatin)과 이의 수용체, 바소인테스티날 펩타이드(vasointestinal peptide)와 이의 수용체 등이 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. When the tumor marker is a " ligand ", a substance capable of specifically binding to the ligand can be introduced into the silica complex according to the present invention. A receptor capable of specifically binding to the ligand Or an antibody will be suitable. Examples of the ligands usable in the present invention and receptors capable of specifically binding thereto include C2 of synaptotagmin (C2 of synaptotagmin) and phosphatidylserine, annexin V and phosphatidylserine, integrin, Receptor, VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) and its receptors, angiopoietin and Tie2 receptors, somatostatin and its receptors, vasointestinal peptides and receptors thereof. It is not.

종양 마커가 "수용체"인 대표적인 예는 난소암 세포에서 발현되는 폴산 수용체가 있다. 상기 수용체와 특이적으로 결합할 수 있는 물질(폴산 수용체의 경우에는 폴산)이 본 발명에 따른 실리카 복합체에 도입될 수 있는데 상기 수용체와 특이적으로 결합할 수 있는 리간드 또는 항체가 적합할 것이다. A representative example where the tumor marker is a " receptor " is a folate receptor that is expressed in ovarian cancer cells. A substance capable of specifically binding to the receptor (folic acid in the case of a folic acid acceptor) can be introduced into the silica complex according to the present invention, and a ligand or antibody capable of specifically binding to the receptor will be suitable.

종양 마커가 "항원"인 경우 상기 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 본 발명에 따른 실리카 복합체에 도입할 수 있는데 상기 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 항체가 적합할 것이다. 본 발명에서 이용 가능한 항원 및 이와 특이적으로 결합하는 항체의 예로는 암성 태아성 항원(carcinoembryonic antigen - 대장암 표지 항원)과 허셉틴(Genentech, USA), HER2/neu 항원(HER2/neu antigen - 유방암 표지 항원)과 허셉틴, 전립선 특이 항원(prostate-specific membrane antigen - 전립선암 표지 항원)과 리툭산(IDCE/Genentech, USA) 등이 있다. 이러한 항체는 상업적으로 입수하거나 당업계에 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다. 일반적으로 포유동물(예, 마우스, 랫트, 염소, 토끼, 말 또는 양)을 적절한 양의 항원으로 1회 이상 면역화시킨다.　 일정 시간 후 역가가 적정 수준에 이르렀을 때, 포유동물의 혈청으로부터 회수한다. 회수한 항체는 원하는 경우 공지된 공정을 이용하여 정제하고 사용 시까지 냉동 완충된 용액에 저장할 수 있다. 이러한 방법의 상세한 사항은 당업계에 잘 알려져 있다. When the tumor marker is an " antigen ", a substance capable of specifically binding to the antigen can be introduced into the silica complex according to the present invention, and an antibody capable of specifically binding to the antigen is suitable. Examples of the antibody that specifically binds to the antigen that can be used in the present invention include carcinoembryonic antigen (colon cancer marker antigen), Herceptin (Genentech, USA), HER2 / neu antigen (HER2 / neu antigen - (Prostate-specific membrane antigen) and Rituxan (IDCE / Genentech, USA). Such antibodies can be obtained commercially or can be prepared according to methods known in the art. Generally, mammals (e.g., mice, rats, goats, rabbits, horses or sheep) are immunized once or more with an appropriate amount of antigen. After a period of time, when the titer has reached a suitable level, it is recovered from the serum of the mammal. The recovered antibody can be purified using a known process, if desired, and stored in the freeze buffered solution until use. Details of such methods are well known in the art.

한편, 상기 "핵산"은 전술한 리간드, 항원, 수용체 또는 이의 일부분을 코딩하는 RNA 및 DNA를 포함한다. 핵산은 당업계에 알려진 바와 같이 상보적인 서열 간에 염기쌍(base pair)을 형성하는 특징을 갖고 있기 때문에 특정 염기서열을 갖는 핵산은 상기 염기서열에 상보적인 염기서열을 갖는 핵산을 이용하여 검출할 수 있다. 상기 효소, 리간드, 항원, 수용체를 코딩하는 핵산과 상보적인 염기서열을 갖는 핵산을 본 발명에 따른 실리카 복합체에 도입할 수 있다. On the other hand, the " nucleic acid " includes RNA and DNA encoding the aforementioned ligand, antigen, receptor or a part thereof. Since the nucleic acid has a characteristic of forming a base pair between complementary sequences as known in the art, a nucleic acid having a specific base sequence can be detected using a nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence . A nucleic acid having a base sequence complementary to the nucleic acid encoding the enzyme, ligand, antigen, or receptor can be introduced into the silica complex according to the present invention.

또한, 핵산은 5'- 및 3'- 말단에 -NH₂, -SH, -COOH 등의 작용기가 있어 실리카 복합체와 결합하는데 유용하게 이용될 수 있다. In addition, the nucleic acid has functional groups such as -NH ₂ , -SH, and -COOH at the 5'- and 3'-ends, and can be usefully used for bonding with the silica complex.

이러한 핵산은 당업계에 공지된 표준 방법에 의해, 예를 들면 자동 DNA 합성기(예, 바이오써치, 어플라이드 바이오시스템스 등으로부터 구입할 수 있는 것)를 사용하여 합성할 수 있다. 예로서, 포스포로티오에이트 올리고뉴클레오타이드는 문헌(Stein et al . Nucl . Acids Res. 1988, vol.16, p.3209)에 기술된 방법에 의해 합성할 수 있다. 메틸포스포네이트 올리고뉴클레오타이드는 조절된 유리 중합체 지지체를 사용하여 제조할 수 있다(Sarin et al . Proc . Natl . Acad . Sci . U.S.A. 1988, vol.85, p.7448).
Such nucleic acids can be synthesized by standard methods known in the art, for example, using automated DNA synthesizers (such as those available from Biosearch, Applied Biosystems, etc.). As an example, phosphorothioate oligonucleotides have been described in Stein et < RTI ID = 0.0 > al . Nucl . Acids Res . 1988, vol. 16, p. 3209). Methylphosphonate oligonucleotides can be prepared using controlled glass polymer scaffolds (Sarin et < RTI ID = 0.0 > al . Proc . Natl . Acad . Sci . USA 1988, vol. 85, p. 7448).

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체; 및 진단 프로브를 포함하는 다중 진단 프로브에 관한 것이다. The present invention also relates to the aforementioned silica complex; And multiple diagnostic probes including diagnostic probes.

상기 진단 프로브는 T1 자기공명 영상 진단 프로브, 광학 진단 프로브, CT 진단 프로브, 또는 방사선 동위원소 등을 사용할 수 있다. The diagnostic probe may be a T1 magnetic resonance imaging probe, an optical diagnostic probe, a CT diagnostic probe, or a radioactive isotope.

상기 다중 진단 프로브는 예를 들면, 형광 실리카 복합체에 T1 자기공명 영상 진단 프로브를 결합시키면 T2 자기공명영상 및 T1자기공명영상 진단을 동시에 진행할 수 있고, 광학 진단 프로브를 결합시키면 자기공명 영상과 광학 이미징을 동시에 할 수 있으며, CT 진단 프로브를 결합시키면 자기공명영상과 CT 진단을 동시에 할 수 있다. 또한 방사선 동위원소와 결합시키면 자기공명영상과 PET, SPECT 진단을 동시에 할 수 있다. The multiple diagnostic probes can, for example, combine a T1 magnetic resonance imaging probe with a fluorescent silica composite to simultaneously perform T2 magnetic resonance imaging and T1 magnetic resonance imaging, and when combined with an optical diagnostic probe, Can be performed simultaneously. Combining the CT diagnostic probe can simultaneously perform magnetic resonance imaging and CT diagnosis. In addition, when combined with radioisotope, MRI, PET, and SPECT can be performed simultaneously.

상기 T1 자기공명 영상 진단 프로브로는 Gd 화합물, 또는 Mn화합물 등을 포함하며, 광학 진단 프로브로는 유기 형광 염료(dye), 양자점, 또는 염료 표지(dye labelled) 무기 지지체(예 SiO₂, Al₂O₃))를 포함하며, CT 진단 프로브로는 I(요오드) 화합물, 또는 금 나노 입자를 포함하고, 방사선 동위원소로는 In, Tc, 또는 F 등을 포함한다.
The T1 magnetic resonance imaging probe includes a Gd compound or a Mn compound and the optical diagnostic probe includes an organic fluorescent dye, a quantum dot, or a dye-labeled inorganic support such as SiO ₂ , Al ₂ O ₃ )). CT diagnostic probes include I (iodine) compounds or gold nanoparticles, and the radioisotopes include In, Tc, or F, and the like.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체가 전기방사된 섬유 또는 필터에 관한 것이다.The present invention also relates to a fiber or filter in which said silica composite is electrospun.

본 발명의 실리카 복합체는 전기방사법을 이용하여 섬유상 바이오 실리카와 같은 구조체를 형성할 경우, 다양한 필터 및 기능성 섬유 제조에 사용될 수 있다. The silica composite of the present invention can be used in the production of various filters and functional fibers when a structure such as fibrous biosilica is formed by electrospinning.

또는, 유전공학적 방법으로 펩타이드와 기능성 단백질을 융합하여 전기방사할 경우 기능성이 부여된 섬유 제조가 가능하다.
Alternatively, it is possible to produce a functionalized fiber by electrospinning a peptide with a functional protein by a genetic engineering method.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체를 포함하는 골대체제, 치아대체제, 골세포분화배지의 세포배양코팅제 또는 3차원 스캐폴드 소재로서의 용도에 관한 것이다.The present invention also relates to a bone matrix system comprising the silica complex, a tooth replacement agent, a cell culture coating agent for osteocyte differentiation medium or a use thereof as a three-dimensional scaffold material.

본 발명의 실리카 복합체는 하이드록시아파타이트를 포함할 경우, 실리카 기반 복합체 형성을 통해 골대체제, 치아대체제, 골세포분화배지의 세포배양코팅제, 3차원 스캐폴드 등에 사용할 수 있다.
The silica complex of the present invention can be used as a bone matrix system, a tooth replacement agent, a cell culture coating agent of osteoclast differentiation medium, a three-dimensional scaffold or the like through silica-based complex formation when hydroxyapatite is included.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체를 포함하는 포토닉스 소자에 관한 것이다.The present invention also relates to a photonic device comprising the silica composite.

본 발명의 실리카 복합체는 반도체 기판 표면에 흡착되어 나노 스케일의 바이오 실리카를 형성할 수 있어 포토닉스 소자에 사용될 수 있다.
The silica composite of the present invention can be adsorbed on the surface of a semiconductor substrate to form nanoscale biosilica, and thus can be used in a photonics device.

본 발명은 또한 상기 실리카 복합체를 포함하는 바이오분자 검출용 바이오센서에 관한 것이다.The present invention also relates to a biosensor for detecting biomolecules comprising the silica complex.

본 발명의 실리카 복합체는 효소 또는 결합 펩타이드가 고정될 수 있어 핵산, 단백질, 다당류, 또는 병원균 등의 바이오분자 검출을 위한 바이오센서로 사용할 수 있다.
The silica complex of the present invention can be used as a biosensor for detecting biomolecules such as nucleic acids, proteins, polysaccharides, or pathogens since an enzyme or a binding peptide can be immobilized.

이하, 본 발명에 따르는 실시예 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples of the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the following Examples.

<실시예 1> 실리카 합성 활성이 있는 펩타이드 검색Example 1 Peptide Search for Silica Synthesizing Activity

다양한 종으로부터 실리카를 합성할 수 있는 다양한 아미노산 서열이 존재할 것으로 가정하고 단백질 합성 후 변형(post-translation modification)에 중요한 하이드록시기와 아민기를 잔기로 갖는 아미노산인 세린, 라이신, 아르기닌, 히스티딘 등의 비율이 높은 아미노산 서열을 나타내는 펩타이드를 쿼리로 사용하여 미국 NCBI의 단백질 데이터베이스로부터 새로운 실리카 합성 펩타이드를 탐색하였다 (blast.ncbi.nlm.nih.gov). 검색된 단백질 중에서 기존 해양종에서 검색된 펩타이드 RG의 실리카 합성 활성이 R5 보다 우수한 것을 통해 이 아미노산 서열을 기반으로 하여 다양한 종으로부터 생산되는 RG 유사 아미노산 서열을 포함하는 단백질을 선별하고 단백질 내에 존재하는 실리카 합성 가능성이 예상되는 아미노산 서열부분을 결정하고 5종의 펩타이드를 구성하였다 (표 1). Assume that there are various amino acid sequences capable of synthesizing silica from various species, and the ratio of amino acids serine, lysine, arginine, histidine, etc. having a hydroxyl group and an amine group as residues important for post-translation modification Using a peptide with a high amino acid sequence as a query, a new silica synthesis peptide was searched from the NCBI protein database of the US (blast.ncbi.nlm.nih.gov). Based on the amino acid sequences of the peptides RG found in the existing marine species, the activity of synthesizing the peptides RG is superior to that of R5. Thus, proteins containing RG-like amino acid sequences produced from various species are selected, The expected amino acid sequence was determined and five peptides were constructed (Table 1).

No.1 펩타이드 (서열번호 1)는 기 DNA 바이러스인 Helicoverpa armigera nucleopolyhedro virus G4의 p6.9 단백질의 아미노산 서열 28번부터 57번까지를 선택하고 RSG로 명명하였다. The No.1 peptide (SEQ ID NO: 1) was obtained from Helicoverpa The amino acid sequences 28 to 57 of the p6.9 protein of armigera nucleopolyhedro virus G4 were selected and named RSG.

No.2 (서열번호 2)는 초파리 Drosophila persimilis유래의 유전자 산물로서 mRNA의 번역서열 143번에서 166번까지의 아미노산 서열을 선택하고 RGSR로 명명하였다. No.2 (SEQ ID NO: 2) is a fruit fly Drosophila As the gene product derived from persimilis , the amino acid sequence of translation sequence 143 to 166 of mRNA was selected and named RGSR.

No.3 펩타이드 (서열번호 3)는 두 종류의 아미노산 서열이 융합된 형태로 이중가닥 DNA 바이러스인 Chrysodeixis chalcites nucleopolyhedrovirus 아미노산 서열 129번에서 138번까지와 141번에서 152번 서열이 No.3 펩타이드의 전반부 1번부터 10번 서열과 후반부 19번부터 27번 서열에 해당하고 말 (Equus caballus) 유전자중 Nipped-B-like protein의 아미노산 서열 1130번에서 1140번까지의 서열과 No.3 펩타이드의 가운데 부분 8번부터 18번까지 일치하며 RSGH로 명명하였다. The No.3 peptide (SEQ ID NO: 3) is a fusion of two kinds of amino acid sequences. The double-stranded DNA virus Chrysodeixis chalcites nucleopolyhedrovirus amino acid sequence 129 to 138 and the 141 to 152 sequence are the first half of No.3 peptide from from 1 to 10 times the sequence and the second half 19 and the end 27 corresponds to the sequence (Equus The amino acid sequence of the Nipped-B-like protein from the 1130th to 1140th amino acid sequence of the N. caballus gene and the middle 8th to 18th amino acids of the No.3 peptide were designated as RSGH.

No.4 펩타이드는 Burkholderia pseudomallei 1710b 유래의 BURPS1710b_0076 hypothetical protein의 아미노산 서열 796번에서 826번까지 선택하여 RHG로 명명하였다.No.4 peptides were identified as Burkholderia The amino acid sequences 796 to 826 of the BURPS1710b_0076 hypothetical protein from pseudomallei 1710b were named RHG.

No.5 펩타이드는 Mycobacterium sp . MCS 유래의 LigA protein 으로 아미노산 서열 152번에서179번까지 선택하여 RHR로 명명하였다.The No.5 peptide is Mycobacterium sp . LigA protein from MCS was selected from amino acids 152 to 179 and named RHR.

5가지 펩타이드는 펩트론 사 (Peptron co. Daejeon, Korea)에 합성을 의뢰하여 순도 90% 의 합성 펩타이드를 얻었다. 합성된 펩타이드들의 이론적 특성은 PepDraw 프로그램 (http://www.tulane.edu/~biochem/WW/PepDraw/index.html)을 이용하여 분석하였고 표 2에 정리하였다. The five peptides were synthesized by Peptron Co. (Daejeon, Korea), and a synthetic peptide having a purity of 90% was obtained. The theoretical properties of the synthesized peptides were analyzed using the PepDraw program ( http://www.tulane.edu/~biochem/WW/PepDraw/index.html ) and summarized in Table 2.

<실시예 2> 실리카 합성 펩타이의 실리카 합성 활성 조사<Example 2> Silica synthesis activity of silica synthetic pepti

합성된 펩타이드들의 실리카 합성 활성을 조사하기 위해 합성된 펩타이드를 1~5 mg/mL 농도가 되도록 3차 증류수로 녹인 후 Luckarift 등의 논문에서 제시된 방법을 따라 실리카 합성 활성을 조사하였다 (Luckarift et al , Nat Biotechnol 22:211-213, 2004). 대조구로는 실라핀 R5 펩타이드 (SSKKSGSYSGSKGSKRRIL) 를 사용하였다. The synthesized peptides were dissolved in tertiary distilled water to a concentration of 1 to 5 mg / mL, and the activity of synthesizing silica was investigated according to the method described in Luckarift et al. (Luckarift et al , Nat Biotechnol 22: 211-213, 2004). As a control, a silapyrin R5 peptide (SSKKSGSYSGSKGSKRRIL) was used.

실험 방법을 구체적으로 기술하면 NaOH로 pH를 8로 맞춘 0.1M NaH₂PO₄ 완충용액 80 ㎕, 1mM HCl 용액에 녹아 있는 실리카 전구체인 1M TMOS (tetramethyl orthosilicate) 용액을 10 ㎕, 10 또는 25 mg/mL의 펩타이드 용액 10 ㎕ 비율로 섞은 후 상온에서 5분간 반응시킨 후 14000g 에서 10초간 원심 분리하여 합성된 실리카를 침전시켰다. 알코올로 2번, 증류수로 2번 침전물을 수세한 후 60 ℃에서 침전물을 건조시켰다. 건조된 실리카 침전물은 정량 분석을 위해 1M NaOH 용액에 넣어 95 ℃에서 30분간 반응시켜 분해시킨 후 몰리브데이트와 실리카가 반응하여 노란색의 발색 반응물을 형성하는 원리를 이용한 발색반응을 유도하였다. 이 반응에 사용된 용액들은 1M의 염산용액, 0.1N 황산용액에 녹인 2% 암모늄 몰리브데이트 (SolA), 5% 옥살산 용액 (SolB), 10% 아세톤에 녹아있는 200mM 아스코브르산 용액과 0.6%의 SDS (sodium dodecyl sulfate) 용액을 1:1로 섞은 SolC 용액이며 각 용액의 기능은 첫째, HCl은 NaOH로 가수분해된 실리카를 중화하기 위해 첨가하고 둘째로 실리카를 발색시킬 몰리브테이트 용액인 SolA를 첨가하여 5분간 반응 시킨 후 인산기와 몰리브데이트와의 결합을 막기 위해 옥살산 용액인 SolB를 넣어주었다. 마지막으로 SolC를 첨가하면 아스코브르산이 실리카와 몰리브데이트의 복합체를 환원시켜 노란색에서 푸른 색으로 변화시켜 색의 세기를 더 증폭 시켜주는 역할을 한다. 실리카 농도와 발색 세기가 비례 관계인 것을 이용하여 700 nm 에서의 흡광도를 읽어 합성된 실리카의 농도를 계산하였다. When the experimental method is described in detail, 0.1 M NaH ₂ PO ₄ adjusted to pH 8 with NaOH 10 μl of a 1 M TMOS (tetramethyl orthosilicate) solution, which is a silica precursor dissolved in 1 mM HCl solution, was mixed at a rate of 10 μl of a 10 or 25 mg / ml peptide solution, followed by reaction at room temperature for 5 minutes. The resultant silica was precipitated by centrifugation for a few seconds. The precipitate was washed 2 times with alcohol and 2 times with distilled water, and the precipitate was dried at 60 ° C. The dried silica precipitate was decomposed by reacting with 1M NaOH solution at 95 ° C for 30 minutes for quantitative analysis, and the color reaction was induced by the reaction of molybdate and silica to form a yellow color reaction product. The solutions used in this reaction were 1% hydrochloric acid solution, 2% ammonium molybdate (SolA), 5% oxalic acid solution (SolB) dissolved in 0.1 N sulfuric acid solution, 200 mM ascorbic acid solution dissolved in 10% (SDS) solution of sodium dodecyl sulfate (SDS) solution. The function of each solution is as follows. First, HCl is added to neutralize the hydrolyzed silica with NaOH, and secondly, a solution of the molybdate solution Was added and reacted for 5 minutes. Then, SolB, which is an oxalic acid solution, was added to prevent the bonding between the phosphoric acid group and the molybdate. Finally, when SolC is added, ascorbic acid reduces the complex of silica and molybdate and changes the color from yellow to blue to further enhance the intensity of the color. The concentration of the synthesized silica was calculated by reading the absorbance at 700 nm using the relationship between the silica concentration and the intensity of the color intensity.

다양한 종 유래의 실리카 합성 펩타이드들 RSG, RGSR, RSGH, RHG 및 RHR 펩타이드를 각각 10 ㎍ 첨가 시 TMOS로부터 곧 바로 실리카 침전 반응이 일어난 반면 대조구로 사용한 실라핀 펩타이드 R5는 10 ㎍ 첨가 시 침전이 일어나지 않았으며 두 배의 양 즉 20 ㎍을 첨가하였을 때 실리카 침전반응 일어났다 (도 1A). Silica precipitation reaction occurred immediately from TMOS when 10 ㎍ of RSG, RGSR, RSGH, RHG and RHR peptides were added, respectively. Silpin peptide R5 used as control was not precipitated when 10 ㎍ of silica synthetic peptides were added And when a double amount of 20 ㎍ was added, a silica precipitation reaction took place (Fig. 1A).

각 펩타이드에 의해 침전된 실리카 양을 암모늄 몰리브데이트 법으로 정량하여 펩타이드 단위 mg 당 형성되는 실리카 양 (mg)으로 정량화하였다 (도 1B). 모든 펩타이드는 대조구인 R5 펩타이드와 마찬가지로 펩타이드를 넣자 마자 실리카 침전 반응이 나타났으며 R5 보다 빠른 침전반응을 나타내었다. The amount of silica precipitated by each peptide was quantified by the ammonium molybdate method and quantified as the amount of silica (mg) formed per mg of peptide unit (Fig. 1B). Similar to the control R5 peptide, all of the peptides showed a precipitate of silica as soon as the peptide was added, and showed a faster precipitation than R5.

RHR은 pH 5~8 사이에서 실리카 침전 반응이 잘 일어났고 특히 다른 펩타이드들이 pH 7~8에서 반응이 제일 잘 일어나는데 비해 pH 5, 6에서도 침전 반응이 잘 일어났다 (도 2A, B). 펩타이드에 의한 구형 실리카 형성체의 크기는 사용하는 펩타이드의 농도에 의해 조절이 될 수 있는 데 RSGH 10 ㎍에 의해 형성된 실리카 침전물의 크기에 비해 100 ㎍을 사용하였을 때 구의 직경이 200 nm 정도에서 600 nm 정도로 2~3배 증가하였다 (도 2C, D). The precipitation reaction occurred well at pH 5 and 6, while the RHR showed a good precipitation reaction between pH 5 and 8, especially when the other peptides had the best response at pH 7 to 8 (FIG. 2A, B). The size of the spherical silica formed by the peptide can be controlled by the concentration of the peptide used. When the size of the silica precipitate formed by 10 RS of RSGH was 100 쨉 g, the diameter of the spheres was changed from 200 nm to 600 nm (Fig. 2C, D).

RSGH에 의해 형성된 실리카의 성분을 에너지 분산 엑스레이 분광기 (EDX)로 분석한 결과 구형의 실리카 구조체 부분에서는 질소성분이 검출되는 반면 비특이적으로 침전되는 실리카 부분에서는 질소 성분이 검출되지 않았다 (도 3). 이를 통해 일정한 크기의 구형의 실리카 구조체는 펩타이드에 의해 형성된 것임을 확인할 수 있었다.
Analysis of the components of silica formed by RSGH by energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX) revealed that the nitrogen component was detected in the spherical silica structure portion while the nitrogen component was not detected in the non-specifically precipitated silica portion (FIG. 3). It was confirmed that the spherical silica structure of a certain size was formed by the peptide.

<실시예 3> 효소 고정된 실리카 합성&Lt; Example 3 > Enzyme-fixed silica synthesis

시판하는 HRP (Horse Radish Peroxidase, Worthington Co. Lakewood, NJ, USA) 0.001 ㎍이 포함된 pH를 8로 맞춘 0.1M NaH₂PO₄ 완충용액 80 ㎕, 1mM HCl 용액에 녹아 있는 실리카 전구체인 1M TMOS (tetramethyl orthosilicate) 용액을 10 ㎕, 10 또는 25 mg/mL의 펩타이드(RSGH) 용액 10 ㎕ 비율로 섞은 후 96 웰 플레이트 상에서 상온에서 5분간 반응 시킨 후 침전되어 96 웰 표면에 고정화된 실리카를 0.2% Tween 20이 포함된 인산완충용액식염수로 3회 세척 후 Pierce 사에서 제공하는 Slow-TMB 기질 용액을 100 ㎕ 첨가하여 2분 간격으로 34분 동안 370 nm에서 흡광도를 측정함으로써 효소 활성을 측정하였다. 대조구로서 TMOS가 배제된 동일한 반응 용액을 96 웰에 가하여 동일 시간 반응시킨 후 3회 세척 후 잔존 효소 활성을 측정하여 도 4에 나타내었다.80 μl of a 0.1 M NaH ₂ PO ₄ buffer solution containing 0.001 μg of commercially available HRP (Horse Radish Peroxidase, Worthington Co. Lakewood, NJ, USA) was added to the pH of 8, 1M TMOS, a silica precursor dissolved in 1 mM HCl solution tetramethyl orthosilicate solution at a ratio of 10 μl of a 10 or 25 mg / mL peptide (RSGH) solution, and reacted on a 96-well plate at room temperature for 5 minutes. The precipitated silica immobilized on a 96-well surface was washed with 0.2% Tween 20 in phosphate buffered saline, 100 μl of the Slow-TMB substrate solution provided by Pierce was added, and the enzyme activity was measured by measuring the absorbance at 370 nm for 34 minutes at intervals of 2 minutes. The same reaction solution excluding TMOS as a control was added to 96 wells, reacted for the same time, washed three times, and the residual enzyme activity was measured and shown in FIG.

도 4에 나타난 바와 같이, 펩타이드에 의한 실리카 형성반응이 일어남과 동시에 반응용액에 포함된 HRP가 고정화되며 고정화 후에도 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 상온, 수용액 상에서 쉽고 간단하게 HRP 고정화를 수행할 수 있었으며 이를 통해 다양한 기능성 효소들을 환경친화적 조건에서 빠르고 간단하게 고정화하는 데 응용할 수 있을 것이다.
As shown in FIG. 4, it was confirmed that HRP contained in the reaction solution was immobilized and activity was observed even after immobilization. HRP immobilization can be easily and simply performed at room temperature and in an aqueous solution, and thus it can be applied to fast and simple immobilization of various functional enzymes under environmentally friendly conditions.

<실시예 4> 유전공학적 방법을 이용한 펩타이드와 유용 단백질의 융합<Example 4> Fusion of peptide and useful protein using genetic engineering method

실리카 형성 펩타이드는 다양한 유용단백질들과 유전공학적 방법으로 융합이 가능하기 때문에 가시적으로 단백질의 발현 양, 활성 및 위치 등을 확인할 수 있어 바이오센서 및 다양한 tag으로 사용되는 GFP와 펩타이드의 융합, 12nm의 자가 조립 구형체를 이루는 페리틴 단백질인 H. pylori 유래 페리틴 단백질과의 융합을 실시하였고 발현 벡터의 모식도는 도 5에 나타내었다. Since the silica-forming peptide can be fused with various useful proteins in a genetic engineering manner, the expression amount, activity and position of the protein can be visually confirmed. Therefore, fusion of GFP and peptide used as a biosensor and various tags, Fusion with ferritin protein derived from H. pylori , which is a ferritin protein constituting the assembled spherical body, was performed, and a schematic diagram of the expression vector is shown in FIG.

실리카 형성 반응은 융합 단백질 1 내지 10 ㎍이 포함된 0.1M NaH₂PO₄ 완충용액 90 ㎕에 1mM HCl 용액에 녹아 있는 실리카 전구체인 1M TMOS (tetramethyl orthosilicate) 용액을 10 ㎕를 에펜도르프 튜브에서 섞은 후 상온에서 5분간 반응 시킨 후 14000g 에서 30초간 원심 분리하여 합성된 실리카를 침전 시켰다. 반응을 위해 가해진 총 펩타이드 융합 페리틴 양과 실리카 침전 후 상청액에 존재하는 단백질 양, 침전된 실리카를 증류수로 4번 세척하면서 추출되어 나오는 단백질 양, 마지막으로 침전된 실리카가 고정화 하고 있는 단백질 양을 측정하였다. GFP와 펩타이드 융합된 단백질에 의한 실리카 autoencapsulation의 형광현미경 사진 (A)과 주사현미경 사진 (B)을 도 6에 나타내었으며, 페리틴과 융합된 단백질에 의한 페리틴 단백질의 autoencapsulation에 의한 페리틴 단백질에 의해 형성된 실리카 응집체 (A)와 고정화 (B)를 도 7에 나타내었다. In the silica formation reaction, 10 μl of 1 M TMOS (tetramethyl orthosilicate) solution as a silica precursor dissolved in 1 mM HCl solution was mixed with 90 μl of a 0.1 M NaH ₂ PO ₄ buffer solution containing 1 to 10 μg of the fusion protein in an Eppendorf tube After reacting at room temperature for 5 minutes, the synthesized silica was precipitated by centrifugation at 14000 g for 30 seconds. The amount of protein fused in the supernatant after silica precipitation, the amount of protein extracted from the precipitated silica by washing four times with distilled water, and the amount of protein immobilized on the precipitated silica were measured. FIG. 6 shows a fluorescence microscope photograph (A) and a scanning microscope photograph (B) of silica autoencapsulation by GFP and peptide-fused protein. FIG. 6 shows the fluorescence microscopic photographs of the silica formed by the ferentin protein by autoencapsulation of the ferritin protein by the protein fused with ferritin The aggregate (A) and the immobilization (B) are shown in Fig.

실리카 형성 펩타이드들과 유전 공학적 융합을 통해 다양한 기능성 단백질들의 autoencapsulation에 의한 비드, 표면, 특정 구조체 등에 고정화가 가능하다.
Through genetic engineering fusion with silica-forming peptides, it is possible to immobilize beads, surfaces and specific structures by autoencapsulation of various functional proteins.

<110> Korea University Research and Business Foundation <120> Peptides capable of silica deposition and use thereof <130> P120785 <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 30 <212> PRT <213> Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus G4 <400> 1 Arg Arg Arg Ser Gly Gly Arg Arg Ser Ser Ser Gly Gly Arg Arg Arg 1 5 10 15 Ser Ser Ser Gly Gly Gly Arg Arg Gly Gly Gly Arg Arg Arg 20 25 30 <210> 2 <211> 24 <212> PRT <213> Drosophila persimilis <400> 2 Arg Arg Arg Gly Ser Arg Arg Gly Gly Arg Lys Asn Arg Lys Arg Ala 1 5 10 15 Gly Asn Arg Arg Cys Gly Arg Arg 20 <210> 3 <211> 27 <212> PRT <213> Chrysodeixis chalcites nucleopolyhedrovirus <400> 3 Arg Arg Ser Ser Gly Gly Arg Arg Arg Ser Gly His Ser His Glu Gly 1 5 10 15 Arg Arg Arg Ser Ser Gly Gly Arg Arg Arg Ser 20 25 <210> 4 <211> 31 <212> PRT <213> Burkholderia pseudomallei 1710b <400> 4 Arg Arg Arg His Gly Leu Ser Arg Arg Asn Gly Arg Arg Arg Arg Gly 1 5 10 15 Gly Ser Ser Gly Arg Ser Gly Arg Gly Arg Gly Cys Arg Arg Arg 20 25 30 <210> 5 <211> 28 <212> PRT <213> Mycobacterium sp. MCS <400> 5 Arg Arg Arg His Arg Gly Arg Ala His Arg Arg His Arg Arg Arg Ser 1 5 10 15 His Arg Arg Gln Glu Arg Arg Gly Arg His Arg Arg 20 25 <210> 6 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> silaffins R5 peptide <400> 6 Ser Ser Lys Lys Ser Gly Ser Tyr Ser Gly Ser Lys Gly Ser Lys Arg 1 5 10 15 Arg Ile Leu <110> Korea University Research and Business Foundation <120> Peptides capable of silica deposition and use thereof <130> P120785 <160> 6 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 30 <212> PRT <213> Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus G4 <400> 1 Arg Arg Arg Ser Gly Gly Arg Arg Ser Ser Ser Gly Gly Arg Arg Arg 1 5 10 15 Ser Ser Ser Gly Gly Gly Arg Arg Gly Gly Gly Arg Arg Arg 20 25 30 <210> 2 <211> 24 <212> PRT <213> Drosophila persimilis <400> 2 Arg Arg Arg Gly Ser Arg Arg Gly Gly Arg Lys Asn Arg Lys Arg Ala 1 5 10 15 Gly Asn Arg Arg Cys Gly Arg Arg 20 <210> 3 <211> 27 <212> PRT <213> Chrysodeixis chalcites nucleopolyhedrovirus <400> 3 Arg Arg Ser Ser Gly Gly Arg Arg Arg Ser Gly His Ser His Glu Gly 1 5 10 15 Arg Arg Arg Ser Ser Gly Gly Arg Arg Arg Ser 20 25 <210> 4 <211> 31 <212> PRT <213> Burkholderia pseudomallei 1710b <400> 4 Arg Arg Arg His Gly Leu Ser Arg Arg Asn Gly Arg Arg Arg Arg Gly 1 5 10 15 Gly Ser Ser Gly Arg Ser Gly Arg Gly Arg Gly Cys Arg Arg Arg 20 25 30 <210> 5 <211> 28 <212> PRT <213> Mycobacterium sp. MCS <400> 5 Arg Arg Arg His Arg Gly Arg Ala His Arg Arg His Arg Arg Arg Ser 1 5 10 15 His Arg Arg Gln Glu Arg Arg Gly Arg His Arg Arg 20 25 <210> 6 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> silaffins R5 peptide <400> 6 Ser Ser Lys Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser 1 5 10 15 Arg Ile Leu

Claims

A peptide having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5; And
A silica synthesis composition comprising a silica precursor.

delete

The method according to claim 1,
The silica precursor may be selected from the group consisting of tetraethylorthosilicate, tetramethylorthosilicate, methyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetraethylgermanium At least one selected from the group consisting of silica, alumina and silica.

The method according to claim 1,
Wherein the composition for synthesizing silica further comprises an enzyme.

The method according to claim 1,
The composition for synthesizing silica further comprises ferritin, a virus capsid protein, a nanotube, or nanomesh.

delete

The method according to claim 1,
A composition for synthesizing silica further comprising a phospholipid.

The method according to claim 1,
A composition for synthesizing silica further comprising hydroxyapatite.

A peptide having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5; And
A fluorescent protein, an enzyme, a ferritin, and a virus capsid protein.

9. A composition for synthesizing silica comprising the fusion protein of claim 9.

Comprising the step of reacting a peptide having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5 or the fusion protein of claim 9 with a silica precursor.

12. The method of claim 11,
The reaction is carried out in an aqueous solution of pH 5 to 8 at normal temperature and normal pressure.

12. The method of claim 11,
Wherein the reaction is carried out by adding an enzyme.

12. The method of claim 11,
Wherein the reaction is carried out by adding any one of ferritin, virus capsid protein, nanotube, and nanomesh.

12. The method of claim 11,
Wherein the reaction is carried out by adding a phospholipid.

16. The method according to claim 11 or 15,
The reaction may be carried out by reacting a peptide having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5, a silica precursor, and a phospholipid to prepare a silica single membrane,
Wherein the porous silica is synthesized by reacting the peptide, the silica precursor, and the phospholipid to prepare an organic-inorganic hybrid material, and then treating the organic or inorganic composite by removing heat and / or an organic solvent to remove the organic material.

12. The method of claim 11,
Wherein the reaction is carried out by adding hydroxyapatite.

Wherein the surface of the self-assembled structure of the peptide having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5 is coated with silica.

19. The method of claim 18,
Fluorescent protein, Dylight 488 NHE-ester dye, Vybrant TM DiI, Vybrant TM DiO, quantum dots nanoparticles, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, indocyanine green, Cypate, ITCC, NIR820, NIR2, Wherein at least one fluorescent substance selected from the group consisting of IRDye78, IRDye80, IRDye82, Cresy Violet, Nile Blue, Oxazine 750, Rhodamine 800, lanthanide, and Texas Red is further bonded.

19. The method of claim 18,
(S) selected from the group consisting of antibodies, antigens, antibodies, RNA, DNA, hapten, avidin, streptavidin, neutravidin, protein A, protein G, lectin, selectin, Wherein at least one tissue-specific binding component selected from the group consisting of a marker component and a substance capable of specifically binding to a tumor marker is further bound.

19. The method of claim 18,
siRNA, antisense, anticancer, antibiotic, hormone, hormone antagonist, interleukin, interferon, growth factor, tumor necrosis factor, endotoxin, lymphotoxin, urokinase, streptokinase, tissue plasminogen activator, protease inhibitor, alkylphosphocholine, Wherein at least one pharmaceutically active ingredient selected from the group consisting of an enzyme-labeled substance, an element-labeled substance, a cardiovascular drug, a gastrointestinal drug, and a nervous system drug is further bound.

19. The method of claim 18,
A silica composite further comprising nanotubes or nanomesh.

19. The method of claim 18,
Lt; RTI ID = 0.0 > phospholipids. &Lt; / RTI >

19. The method of claim 18,
A silica composite further comprising hydroxyapatite.

Wherein the surface of the self assembled structure of the peptide and the enzyme having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5 is coated with silica.

Wherein the surface of the self assembled structure of the peptide and the ferritin or virus capsid protein having any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 5 is coated with silica.

A silica complex of claim 18 or 26; And
A medicament carrier comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

A silica complex of claim 18 or 26; And
A contrast agent composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

A silica complex of claim 18 or 26; And
A composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

A silica complex of claim 18 or 26; And
A contrast agent composition for simultaneous diagnosis or treatment comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

A silica complex of claim 18 or 26; And
Multiple diagnostic probes containing diagnostic probes.

A fiber according to claim 18 or 26, wherein the silica composite is electrospun.

A filter in which the silica composite of claim 18 or 26 comprises an electrospun fiber.

A golf club structure comprising the silica composite of claim 18 or 26.

A photonics device comprising the silica composite of claim 18 or 26.

A biosensor for detecting a biomolecule of any one of nucleic acids, proteins, polysaccharides and pathogens, comprising the silica complex of claim 25.

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