펩타이드 항원 디자인시 고려해야 할 파라미터
펩타이드 항원을 이용한 항체를 제작하는데 있어, 올바른 항원성을 갖는 최적의 펩타이드 항원을 설계하는 것은 쉽지 않습니다. 왜냐하면 펩타이드의 순도 수준, 아미노산 조성 및 길이, 소수성 및 2차 구조 등 펩타이드 항원에 관한 많은 매개 변수를 최적화 해야 하기 때문입니다.
항원으로 이용하기 위한 합성 펩타이드의 중요한 이점 중 하나는 관심있는 특정 에피토프를 커버할 수 있다는 점입니다. 펩타이드 항원 후보는 특정한 단백질 databank에 스크리닝되어 cross-reactivity와 항체 특이성이 최적화됩니다. 비특이적 반응을 줄이기 위해 homology가 적은 시퀀스를 선택합니다. 높은 positive immune response를 전달하기 위한 펩타이드 항원 디자인을 통해 항체 제작 성공률을 높여줍니다.
OptimumAntigen Tool을 이용한 펩타이드 항원 디자인 case study
펩타이드 디자인시 고려해야 할 파라미터
펩타이드 순도 (purity)
항체 제작을 위한 항원으로서의 펩타이드는 적어도 70% 이상의 순도를 가져야 하며, biological activity study를 위한 목적이라면 최소한 95% 이상이 되어야 합니다. Genscript는 목적에 맞는 purity level에 맞추어 펩타이드를 제작하고, 98% 이상의 순도를 가진 펩타이드 합성도 가능합니다.
펩타이드 아미노산 조성 (amino acid composition)
아미노산의 조성은 펩타이드의 기능성을 결정하는데 매우 중요합니다. 펩타이드 항원은 native protein의 표면에서 발견되는 시퀀스를 포함하여 디자인 되어야 하며, hydrophobic, hydrophilic residue를 모두 포함해야 합니다. 또한 항원성을 가진 아미노산 서열을 포함해야 합니다. GenScript의 peptide design은 문제를 발생시킬 소지가 있는 아미노산을 배제시킵니다. 특히 cysteine, methionine, tryptophan과 같이 산화 및 부작용에 취약한 잔기들이 포함될 경우 고순도로 정제하기 어렵기 때문에 피하여 디자인합니다. 간혹 펩타이드들은 화학적으로 변형시키거나 특정한 리간드를 결합함으로써 용해도(solubility), 안정성(stability), 정제방법등과 같은 특정한 목적에 부합하도록 변형시키기도 합니다. N-, C-말단의 capping이나 spacer insertion, amino acid replacement 등이 이용되기도 합니다.
펩타이드 길이 (length)
펩타이드의 길이는 펩타이드를 합성할 때 고려해야 할 가장 중요한 요소입니다. 길이가 길수록 제작이나 정제가 어렵습니다. 긴 길이의 펩타이드는 낮은 crude peptide purity를 가지므로 항체 제작시에는 약 10-15개 정도의 길이를 사용합니다. GenScript에서는 고유의 recombinant peptide system을 이용하여 최대 200 residue까지의 긴 길이의 펩타이드를 생산해 드립니다.
펩타이드 용해도 (solubility)
펩타이드를 구성하는 각 아미노산의 소수성은 펩타이드의 용해도에 영향을 크게 미칩니다. GenScript는 소수성 및 친수성 아미노산의 발생 빈도를 변경하여 다양한 용해도의 펩타이드를 설계합니다. tryptophan, leucine, valine, methionine, phenylalanine, isoleucine 등 소수성 아미노산의 발생률이 높은 펩타이드는 수용액에 쉽게 용해되지 않을 수 있습니다.소수성 아미노산의 비중은 50% 미만인 것이 좋으며, 적어도 5개 아미노산 중 하나의 charged residue가 포함되어야 합니다. 물리적인 pH에서 arginine, glutamine, aspartic acid, lysine은 charged side chain을 갖고 있습니다. N-, C- 말단에 극성 잔기를 대체하거나 추가함으로써 용해도를 향상시킬 수 있습니다.
2차 구조
펩타이드를 합성하는 동안 beta sheet가 생기면 peptide의 불완전한 용매화를 야기하여 최종제품에서 서열에 많은 소실이 발생할 수 있습니다. GenScript의 peptide design 프로세스는 valine, isoleucine, tyrosine, phenylalanine, tryptophan, leucine, glutamine, threonine등 beta sheet를 형성할 수 있는 아미노산 잔기를 피함으로서 이러한 문제를 효과적으로 사전에 차단합니다. 혹은 glycine이나 proline과 같은 아미노산을 매 세번째 잔기에 재삽입하거나 glutamin을 asparagine으로, threonine을 serine으로 대체함으로써 문제를 해결할 수 있습니다.
펩타이드 제작서비스 문의 : 고마바이오텍(주) (02-579-8787)