[지재 판결문] 특허법원 2022허2530 - 거절결정(특)

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- 1 -
특 허 법 원
제 부
결
사 건 허 거 결 특2022 2530 ( )
원 고 A
자 소장 B
소송 리인 특허법인 담당변리사 지 이상( ) , , 
고 특허청장
소송 행자 병
변 종 결 2023. 3. 16.
결 고 2023. 4. 27.
주 문
1. 원고 청구를 각 다.
2. 소송 용 원고가 부담 다.
청 구 취 지
특허심 원이 원 사건에 여 심결 취소 다2022. 2. 24. 2021 3203 .
- 2 -
이 유
사실1. 
가 이 사건 출원발명 갑 제 호증 . ( 2, 6, 18 )
명 명칭 1) : 항원용 단 질 이를 는 단편 이를 포함COVID-19 , DNA 
자 신
원출원 출원일 원출원번 분 출원일 분 출원번 2) / / / : 2020. 11. 12./ 10- 
2020-0150689/ 2021. 3. 18./ 10-2021-0035382
청구범 자 보 에 것 3) (2021. 10. 18. )
청구항 삭 1 ( )【 】 1)
청구항 열번 자 열 이루어지고 항원용 단 질 2 4 , COVID-19 【 】
는 자 신용 단편COVID-19 DNA ,
상 항원용 단 질 COVID-19 Y449A,2) N487A, Q493A, N501G, Y505G, 
며R683G, R685G, R815G, K986P V987P ,
상 자 열 모 열 펩타이드 열 CMV , Kozak , IgM signal , 
항원 연속 인 개 인핸 열 재조합 , BGH poly(A) tail 2 SV40 
벡 에 항원 포함 고,
상 재조합 벡 는 자 신용 조 에 포함 는 것 특징 COVID-19 
는 자 신용 단편 이 이 사건 항 명이라 다, COVID-19 DNA ( ‘ 2 ’ ).
1) 삭 청구항 열번 미노산 열 포함 는 것 특징 는 항원용 단 질1 “ 1 , COVID-19 ”【 】
이었다.
2) 야생 단 질 번 미노산 잔 가 티 신 에 라닌 었다는 미이다 편 (wild type) 449 (Y) (A) . 
를 구 는 가지 염 데닌 구 닌 시토신 티민 는 우라실 가 개 모이면 DNA - <A>, <G>, <C>, <T>[RNA <U>]-
미노산이 는데 이를 돈 이라 다 여 개 미노산이 각각 나 이상 돈에 해 지 다, ‘ (codon)’ . 20 . 
를 들어 라닌 돈에 해 지 고 라이신 , (A) GCT, GCC, GCA, GCG , (G) GGT, GGC, GGA, GGG 
돈에 해 지 다.
- 3 -
청구항 열번 자 열 이루어지고 항원용 단 질 3 4 , COVID-19 【 】
는 자 신용 단편 포함 는 재조합 벡COVID-19 DNA ,
상 항원용 단 질 COVID-19 Y449A, N487A, Q493A, N501G, Y505G, 
며R683G, R685G, R815G, K986P V987P ,
상 자 열 항원 고 모 열 , CMV , Kozak , IgM 
펩타이드 열 항원 연속 인 개 인핸 signal , , BGH poly(A) tail 2 SV40 
열 것 특징 는 재조합 벡, .
청구항 각 삭 4, 5 ( )【 】 3)
청구항 내지 이 사건에 구체 살 지 므 재를 생략 다 6 9 ( )【 】
이 사건 출원 명 주요 내용 별지 열번 는 별지 재 같다 4) [ 1], 4 [ 2] .
나 선행기술 . 
행 명 갑 증 증 1) 1( 7, 10, 12, 13 , 1, 6, 7, 9 )
포 행 명 히말라야 원 이에 에 2020. 8. 14. 1 ‘ SARS-CoV-2
신 보 라는 목 논DNA ’ ,4) 그 주요 내용 별지 재 같다 [ 3-1] .
행 명 에는 공개 인간 나 이러스 스 이크 단 질 합 1 2016. 3. 2. ‘
구조라는 목 논’ ,5) 라인 공개 합리 계 합 2017. 8. 14. ‘
3) 삭 청구항 내지 는 다 과 같다 청구항 열번 자 열 이루어지고 항 2 5 . 2 4 , COVID-19 【 】
원용 단 질 는 것 특징 는 단편 청구항 열번 자 열 이루어진 , DNA . 3 4【 】
단편 포함 는 것 특징 는 재조합 벡 청구항 항에 있어 상 자 열 DNA , . 4 3 , 【 】
항원 고 모 항원 연속 인 개 인핸 열 것, CMV , , BGH poly(A) tail, 2 SV40 
특징 는 재조합 벡 청구항 항에 있어 모 항원 사이에 열 , . 5 4 , CMV Kozak 【 】
펩타이드 열 포함 는 것 특징 는 재조합 벡IgM signal , .
4) Jingyou Yu et al., “DNA vaccine protection against SARS-CoV-2 in rhesus macaques”, Science 369(6505), 
라인 공개일 인 것 보인다806-811 (2020). 2020. 5. 20. .
5) Robert N. Kirchdoerfer et al. “Pre-fusion structure of a human coronavirus spike protein”, Nature 531, 
118-121 (2016).
- 4 -
스 이크 항원 면역원 구조라는 목 MERS-CoV ( , immunogenicity) ’免疫原性
논 ,6) 포 합 태 스 이크 자 미경 2020. 2. 19. ‘ 2019-nCoV 
구조라는 목 논’ 7)이 인용 어 있다 이 행 명 인용번 에 라 ( 1
참고 헌 이라 다 각 참고 헌 주요 내용 별지 재 같다‘ 11, 12, 13’ ). [ 3-2] .
행 명 갑 증 증 2) 2( 8 , 2 )
라인 공개 행 명 는 변이가 주 포 용체 를 가진 2020. 8. 7. 2 ‘ ACE2
인간 용체 결합 도 인 구조 능 역 에 미 는 향이라는 목SARS-CoV-2 , , ’
논 ,8) 그 주요 내용 별지 재 같다 [ 4] .
는 등 상 포에 존재 는 ACE2(Angiotensin-Converting Enzyme 2)
효소 용체 가 주 포 면에 잘 달라붙게 여 이러스 포 , SARS-CoV-2
침 능 높여 다.
행 명 갑 증 증 3) 3( 9 , 3 )
라인 공개 행 명 에 용체 인식 2020. 3. 30. 3 ‘SARS-CoV-2
구조 이라는 목 논’ ,9) 그 주요 내용 별지 재 같다 [ 5] .
다 이 사건 심결 경위 . 
특허청 심사 원고에게 이 사건 출원 명 청구항 내지 는 1) 2021. 5. 24. , ‘ 1 9
그 명이 속 는 분야에 통상 지식 가진 사람 이 통상 자라 ( ‘ ’
6) Jesper Pallesen et al. “Immunogenicity and structures of a rationally designed prefusion MERS-CoV spike 
간행일 antigen”, PNAS 114(35), E7348-7357 (2017). 2017. 8. 29.
7) Daniel Wrapp et al. “Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation”, Science 
367(6438), 1260-1263 (2020).
8) Budheswar Dehury et al., “Effect of mutation on structure, function and dynamics of receptor binding 
domain of human SARS-CoV-2 with host cell receptor ACE2: a molecular dynamics simulations study”, 
Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 39(18), 7231-7245 (2021).
9) 간 Jian Shang et al., “Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV-2”, Nature 581, 221-224 (2020). 
행일 2020. 5. 14.
- 5 -
다 이 행 명 결합 여 쉽게 명 있 므 특허법 조 항에 ) 1, 2, 3 29 2
라 진보 이 부 어 특허를 없다는 이 견 출통지를 다’ .
원고는 이 사건 출원 명 청구항 삭 고 청구항 내지 2) 2021. 7. 22. 1 , 2 9
를 나 특허청 심사 이 사건 출원 명 보 청구항 , 2021. 9. 17. ‘ 2 
내지 는 행 명 결합에 해 진보 이 부 므 거 이 가 해소 지 9 1, 2, 3
다는 이 이 사건 출원 명에 여 특허거 결 다’ .
원고는 이 사건 출원 명 청구항 에 보 청구항 3) 2021. 10. 18. 2 5 9
구 인용 여 고 청구항 에 청구항 구 병합 고 그에 라 보 , 3 5 , 
청구항 를 삭 는 등 는 보 여 재심사를 청구 다 그러나 4, 5 . 
특허청 심사 보 청구항들 재심사 결과 여 히 행 명 2021. 11. 18. ‘ 1, 
결합에 해 진보 이 부 어 거 이 가 해소 지 다는 이 이 사건 2, 3 ’
출원 명 청구항 내지 에 여 특허거 결 다2, 3, 6 9 .
원고는 특허심 원에 재심사 거 결 에 불복심 청구 4) 2021. 12. 17. 
고 원 특허심 원 이 사건 출원 명 통상 자가 (2021 3203), 2022. 2. 24. ‘
행 명 결합 부 쉽게 생각 여 해낼 있는 도여 진보 이 1, 2, 3
부 다는 이 원고 심 청구를 각 는 이 사건 심결 다’ .
인정근거[ ] 다 없는 사실 갑 내지 증 증 각 , 1 13, 18 , 1, 2, 3, 6, 7, 9, 27
재 가지번 있는 것 각 가지번 포함 이 같다 변 체 취지( , ), 
당사자 주장 요지2. 
가 원고 . 
이 사건 항 명 1) 2 ‘ 항원용 단 질이 COVID-19 Y449A, N487A, Q493A, 
- 6 -
는 구 행 명 N501G, Y505G, R683G, R685G, R815G, K986P, V987P ’
에 시 거나 시 어 있지 니 다 즉 스 이크 단 질 용체 결합 1, 2, 3 . , -① 
역 번 루타민 라닌(Receptor-Binding Domain; RBD) 493 (Q) (A) , 
번 스 라 티 신 라이신 는 구501, 505 (N), (Y) (G) , ② 
퓨린 단 부 번 만 택해 르 닌 라이신S1/S2 (furin) 683, 685 (R) (G)
는 구 단 부 인 번 잔 를 는 구 에 , S2’ 815③ 
재나 시가 없다.
이 사건 항 명에 상 자 열 모 열 2) 2 “( ) CMV , Kozak , 
펩타이드 열 항원 연속 개 인핸 IgM signal , , BGH poly(A) tail 2 SV40 
열 재조합 벡 에 항원 포함 고 상 재조합 벡 는 , COVID-19 
자 신용 조 에 포함 는 것 특징 는 부분 이 이 사건 재조합 벡” ( ‘
부분이라 다 이 사건 항 명 구 요소에 해당 다 이러 구’ ) 2 . 
행 명 에 시 거나 시 어 있지 고 원고 특허 갑 1, 2, 3 , 2216078 (
증 이 원고 특허라 다 등 어 이미 진보 인 있다13 , ‘ ’ ) .
이 사건 항 명 통상 자가 행 명 결합 여 쉽게 생각 3) 2 1, 2, 3
해 낼 없고 행 명에 없는 효과를 가지므 진보 이 부, , 
지 니 다.
나 피고 . 
이 사건 항 명 단편에 명이고 이것이 항원 포함 1) 2 ‘DNA ’ , 
는 재조합 벡 에 재는 단편 자체 구 요소라 볼 없다DNA .
행 명 과 그 참고 헌에 2) 1 퓨린 단 부 번 르 닌 이 S1/S2 (682~686 ) (R)
- 7 -
라이신 변이 는 구 단 부 번 가 개시 어 있고(G) , S’ (815 ) , ․
행 명 에 번 잔 를 는 구 이 2, 3 RBD 449, 487, 493, 501, 505
개시 는 시 어 있다 변이가 요 다고 인식 부 미노산 잔 를 구조가 . 
간단 극 미노산인 라닌 이나 라이신 꾸는 것 통상 시도에 (A) (G)
불과 다.
3) 이 사건 항 명에 행 명에 없는 효과가 있다고 볼 2
도 없다 결국 이 사건 항 명 통상 자가 행 명 결합 여 . 2 1, 2, 3
쉽게 명 있 므 진보 이 부 다.
이 사건 심결 법 여부3. 
가 관련 법리 . 
어느 특허 명 청구범 에 재 청구항이 복 구 요소 어 있는 경우는 
각 구 요소가 결합 체 사상이 진보 단 상이 는 
것이지 각 구 요소가 독립 여 진보 단 상이 는 것 니므 그 특허 명, 
진보 단 는 청구항에 재 복 구 분해 후 분해 개별 구
요소들이 공지 것인지만 는 고 특 과 해결원리에 해 , 
결합 체 구 곤란 야 며 이 결합 체 구 , 
명이 갖는 특 효과도 함께 고 여야 다.
그리고 여러 행 헌 인용 여 특허 명 진보 단 는 인용 는 
조합 는 결합 면 그 특허 명에 이를 있다는 시 동 등이 행, 
헌에 시 어 있거나 그 지 라도 특허 명 출원 당시 상식, , 
그 분야 본 과 경향 업계 요구 등에 추어 통상 자가 쉽게 , , 
- 8 -
그러 결합에 이를 있다고 인 있 면 해당 특허 명 진보 이 부 다
법원 고 후 결 참조( 2007. 9. 6. 2005 3284 ).
나 이 사건 제 항 발명의 청구범위 해석 . 2
원고는 이 사건 재조합 벡 부분이 이 사건 항 명 구 요소라고 주2
장 다 그러나 인 사실 든 증거 변 체 취지 있는 다 . , 
사 에 추어 보면 이 사건 재조합 벡 부분 이 사건 항 명 구, 2
요소라고 볼 없다.
이 사건 항 명이 보 는 사항 열번 자 열 이루 1) 2 ‘( 4
어진 자 신용 단편이다, COVID-19 ) DNA ’ .
여 벡 는 외래 질 인 운 사용 는 2) ‘ (vector)’ DNA 
분자 라스미드 리 지 이러스 등이 사용 다 원고 특허 식별번 , , , (
참조 재조합 벡 란 질 등 [0003, 0006] ). ‘ (recombinant vector)’ (transformation) 
자 재조합 에 여 그러 벡 를 조 미 다(genetic recombination)
원고 특허 식별번 운 체인 벡 는 거 에 삽입해 운 고 는 ( [0042]). 
질 자 신용 항원 자 등 과는 구별 다( ) .
원고 특허는 차 열 모 열 3) “ CMV , Kozak , IgM signal 
펩타이드 열 항원 열 개 는 개 인핸 , BGH poly(A) tail ; 1 2 SV40 
열 포함 고 상 인핸 열 뒤에 개 거나; , SV40 , BGH poly(A) tail 1 , 
모 에 연속 개 는 뒤에 연속 개 CMV 2 BGH poly(A) tail 2
거나 는 모 과 뒤에 각각 개 는 것인, CMV BGH poly(A) tail 1 , 
자 신용 항원 자를 달 벡 청구항 항 등 청구범 , ”( 1 ) 
- 9 -
다 여 항원 부분에는 엇에 신 만들 고 는지에 라 다른 . “ ” 
항원이 들어갈 있다 병원체 항원분자일 있고 원고 특허에 는 벡 에 . , 
탄 균 항원 삽입 를 들었다 원고 특허 식별번 ‘ D4 ’ ( [0016, 0022, 0072]). 
그림 원고 특허 도면 마지막 그림 항원 붉 색 살 부분[ 1]( 3 ) ( “D4” )
이 재조합 벡 에 삽입 는 를 모식도이다.
이 사건 항 명이 항원 자리에 들어갈 단편에 해당 다 4) 2 “ ” ‘DNA ’ . 
이 사건 재조합 벡 부분 원고 특허 구 모 가지고 있 므 이 , 
사건 항 명 원고 특허를 이용 는 것이라고 볼 있다 모식도에 2 . 
항원 자리에 탄 균 항원 신 열번 자 열 삽입 다는 “ ” ‘ D4 ’ ‘ 4 ’
이 다를 뿐이다 원고 특허는 항원 자리에 다른 항원이 들어갈 있. “ ” 
고 있었다 그런데 원고는 열번 자 열 삽입 재조합 벡( 4 ‘ ’
지 별도 이 사건 출원 명 청구항 항 청구 고 있다3 ).
이 사건 재조합 벡 부분 이 사건 항 명 보 고 는 5) 2 ‘DNA 
단편 어떤 법 자 신 쓰는지에 용법 재 것에 불과 다’ . 
원고는 이 사건 재조합 벡 부분이 조 법 재 것이고 그 인해 단편‘ , DNA 
침 효과를 강 는 효과가 있다고 주장 다 그러나 원고도 인 는 같이 ’ . 
그것이 단편 자체 조 법이라 볼 없 뿐 니라 그 써 단편 ‘DNA ’ , ‘DNA ’
구조 즉 열번 자 열이 변경 지도 니므 이 사건 재조합 벡 부분, 4 , 
그림 [ 1 표적 항원의 재조합 벡터 삽입 위치 갑 제 호증] ( 13 )
- 10 -
이 사건 항 명 상인 단편 자체를 는 구 요소라고 2 ‘DNA ’ 
볼 없다 원고 고가 언 지는 지만 이 사건 항 명에 ( 2 “COVID-19 
항원용 단 질 는 자 신용 이라는 부분도 단편 COVID-19 ” ‘DNA ’
용도를 재 것에 불과 다).
라 이 사건 항 명 청구범 는 열번 자 열 이루어진 2 , ‘ 4 , 
Y449A, N487A, Q493A, N501G, Y505G, R683G, R685G, R815G, K986P V987P
항원용 단 질 는 자 신용 단편이(COVID-19 COVID-19 ) DNA ’
라고 해 함이 타당 다.
다 이 사건 제 항 발명과 선행발명 의 구성요소 대비 . 2 1
이 사건 항 명 2 SARS-CoV-2(COVID-19)10) 스 이크 단 질 미노산 
통해 항원용 단 질 는 자 신용 단편 공함에 목 이 있는 DNA 
명이다 이 사건 출원 명 종 명 이 종 명 라 다 식별번 [ ( ‘ ’ ) [0001, 
참조 행 명 스 이크 단 질 여 종 변이체인 0007, 0011] ]. 1 SARS-CoV-2 
토타입 신 후보군 개 고 히말라야 원 이에 공격 후 어 시험DNA , 
통해 그 후보들 면역원 과 보 효능 평가 논 이다 논 (challenge) (
쪽 라 분야 명 목 이 공통 다806 ). .
본 같 청구범 해 탕 이 사건 항 명 구 요소에 , 2
는 행 명 구 요소를 면 다 같다1 .
삽입 여( )
10) 는 계보건 구 가 사스 나 이러스 에 질병에 붙인 이름이다 COVID-19 (WHO) SARS-CoV-2( -2) ‘ ’ .
- 11 -
라 공통점과 차이점 분석 . 
공통 1) 
행 명 이 자 열 모 재 고 있지 면 이 사건 항 명 1 , 2
구 요소 1 단편 자 열 DNA 열번 구체 시 고 있다4 . 
그러나 이는 스 이크 단 질 미노산 일부를 구 요소 재처럼 SARS-CoV-2 2 
것인 종 명 식별번 ( 그 부분 뒤에 보는 [0043, 0049]), 
차이 외 나 지 열 공통 다( 도 공통K986P, V987P 11)). SARS-CoV-2
자 열 월경 공개 었고2020 2 ,12) 계 과 자들이 그 직후부 이를 
토 많 연구결과를 내놓 시작 여러 사람이 루 는 사실이다.
차이 2) 1
이 사건 항 명 구 요소 2 2 Y449A, N487A, Q493A, N501G, Y505G
는 구 행 명 에 개시 어 있지 다 이 차이 이라 다1 ( ‘ 1’ ).
11) 참고 헌 도면 참고 헌 부분 참조 12 1. A 13 ‘Supplementary Materials’ .
12) Roujian Lu et al., “Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for 
등virus origins and receptor binding”, Lancet 395, 565-574 (2020) .
구성
요소
이 사건 제 항 발명2 선행발명 1
1
서열번호 의 유전자 서열로 이루어진4 , 
항원용 단백질을 코딩하는 (COVID-19 
유전자 백신용 단편COVID-19 ) DNA 
스파이크 단백질의 변이체 SARS-CoV-2 
여섯 종류 도면 ( 1. A)
2
Y449A, N487A, Q493A, N501G, Y505G, 
R683G, R685G, R815G, K986P, V987P
로 치환
퓨린 절단 부위 의 S1/S2 682-685
치환 잔기 의 프롤린GSAS , 986, 987 (P) 
치환 참고문헌 ( 13)
- 12 -
차이 3) 2
이 사건 항 명 구 요소 에 퓨린 단 부 를 2 2 S1/S2 R683G, R685G
했는데 행 명 변이체 후 는 퓨린 단 부 를 삭 참고, 1 S.dTM.PP( ) , 
헌 번 지 고 번 르 닌 라이신13 682, 684 683, 685 (R) [
이 닌 린 했다는 에 차이가 있다 이 차이 라 다(G) ] (S) ( ‘ 2’ ).
차이 4) 3
이 사건 항 명 구 요소 단 부 에 는 구 2 2 S2’ R815G
행 명 에 개시 어 있지 다 이 차이 이라 다1 ( ‘ 3’ ).
마 차이점 검토 . 
차이 1) 1
인 사실 든 증거 내지 증 각 재 변 , , 12, 13, 21 24
체 취지를 종합 여 있는 다 사 에 추어 보면 차이 통상 , 1
자가 행 명 에 행 명 결합 여 쉽게 극복 있다1 2, 3 .
행 명 는 2① 에 항 는 약 개 자료 SARS-CoV-2 SARS- 
용체 결합 구조 에 보를 공 논 이고 행 명 CoV-2 , 
용체 인식 목 는 재 략 지침 3 SARS-CoV-2 (intervention) 
공 고자 사이에 결합 도를 SARS-CoV-2, SARS-CoV, RaTG13 ACE2
논 이다 논 들 스 이크 단 질에 해 매개 는 이러스 진입 단계에. , 
결합 는 부분인 용체 결합 모티ACE2 RBD - (Receptor-Binding Motif; RBM) 
잔 변이가 결합 낮출 있 보여주고 있다 행 명 도 ACE2 . 2, 3
분야 명 목 이 이 사건 항 명 행 명 과 일부 공통 다2 , 1 .
- 13 -
행 명 에는 2② 일부를 RBM Y449A, N487A, Y489A, N501A, Y505A
는 구 이 결합 강도를 란 다는 번 가 용체 결합에 여ACE2 , 493
다는 13)이 개시 어 있다. 행 명 에는 변이가 3 Q493N, Q493Y, N501T ACE2 
결합 도를 낮춘다는 것이 개시 어 있다.
차이 1 Y449A, 는 행 명 에 히 개시 어 있다 나 지 N487A 2 . 
여 행 명 에 는 번 루타민 이 Q493A, N501G, Y505G , 2, 3 493 (Q)
라닌 이 닌 스 라 티 신[ (A) ] (N), 
번 스 라(Y) , 501, 505
티 신 이 라이신 이 닌(N), (Y) [ (G) ] 
라닌 트 닌 각 변이 (A), (T) ․
이 다르나 이 사건 항 명이 채택, 2
라이신 라닌 미노산 (G), (A)
구조가 가장 간단 극 미노산에 해
당 여 통상 자가 가장 쉽게 , 
고 있는 택지에 속 다 그림 ([ 2] 
참조).14)
이 사건 출원 명 원출원일 이 에 특 미노산에 돌연변이를 ③ 
여 라닌 는 법인 라닌 스캐닝이 명이 속 미생 분자생, , 
등 분야에 리 행해지고 있었다 증 논 증 [ 12 (1997 ), 21
13) 쪽 도면 래 부분 가 상 번 에 해당 다 쪽 에도 명시 어 있다 3 1. A. 9 “Q” 493 . 9 Table 2. .β ★ 
14) 원고도 이 사건 출원 명이 속 분야에 미노산 부 결합 해시키 목 ‘
미노산 는 주 라닌 과 라이신 사용 다는 다 지 니 다 자 (A) (G) ’ (2022. 9. 26. 
면 쪽8 ).
그림 [ 2 표준 아미노산 구조식 을 제 호증] ( 13 ) 
- 14 -
참조 단 질 복합체를 각 도 인 능 해 지 면 연 링커]. 
를 공 해 라이신 도입 있다는 것도 경 이미 있었다 2012 (
증22, 23 ).
원고는 번 지 여 군데 는 ‘449, 487, 493, 501, 505, 683, 685, 815 , 
그보다 많 잔 를 라닌 이나 라이신 는 조합 개(A) (G) 256 (= 28 이상) 
이므 그 뛰어난 개 조합 택 는 것이 쉽지 다고 주장 다 그러나 이 사건 , 1 ’ . 
출원 명 당시 라닌 스캐닝 등 미노산 잔 를 쉽게 는 법이 보편 어 
있었 이상 여러 조합 시도 는 것이 특별히 곤란했다고 볼 없다.
④ 용체 게 상 작용 는 가 SARS-CoV-2 RBM 449, 487, 493, 
번 진 이상 통상 자라면 해당 잔 부 시도 501, 505
것이고,15) 라닌 는 라이신 고 것이다 라 차이 (A) (G) . 
1 통상 자 일 인 창작능 범 내에 있어 어 움이 없다.
차이 2) 2
인 사실 든 증거 변 체 취지를 종합 여 있는 다 , 
사 에 추어 보면 차이 는 통상 자가 쉽게 극복 있다, 2 .
행 명 에는 퓨린 단 부 삭 개 롤린 1 S.dTM.PP( , ,① 16) 폴돈 
삼량체 태그를 합 가용 포외도 인, )17) 경우 퓨린 단 부 , 
돌연변이 인해 분 단 질 가 분해 단 이 일어나지 (proteolytic cleavage)
15) 행 명 번 잔 가 용체 인식에 요 핫스 에 여함 개시 3 493, 455, 501 , ‘ (hotspot)’
고 있다 쪽 도면 (223 , 2a).
16) 본 구 요소 그림 간에 빨간 시 부분에 K986P, V987P , S.dTM.PP 
해당 다.
17) “prefusion-stabilized soluble ectodomain with deletion of the furin cleavage site, two proline mutations, 
여 시 것이다and a foldon trimerization tag” S.dTM.PP .
- 15 -
것 추 다는 재가 있고 신이 효과 능 면 그 같 가 , 
요 다는 취지 재가 있다 참고 헌 에는 이러스가 . 12 RB 에 는 쉽게 항체D -
회 돌연변이를 만들 있어 합 단 질 포외도 인 생산능 이 S 
요 것이라는 내용이 있다 이 사건 출원 명 원출원일 인 공개 . 2020. 9. 28. 
논 증( 24 )18)에는 즉 퓨린 단 부 변이 경첩 역, S2
에 있는 연속 개 롤린이 항체가를 높인다는 내용이 있다(hinge region) .
참고 헌 에는 퓨린 단 부 내지 번 11 752 756 RRKRR GGSGS
는 구 ,19) 참고 헌 에는 퓨린 단 부 내지 번 12 748 751 RSVR
는 구 참고 헌 에는 퓨린 단 부 내지 번 ASVG , 13 682 685
미노산 잔 를 는 구 등이 개시 어 있다 즉 원고가 시도 GSAS . , 683, 
번 이 개시 어 있다685 .
원고는 퓨린 단 부 번 가 항원 보에 가장 요 ‘ 683, 685② 
다고 단 에 곳만 고 행 명 등에는 특 가 다른 , 1 
보다 요 다는 재나 시가 없다고 주장 다 그러나 이 사건 출원 명 ’ . 
명 어 에도 번 이 항원 에 향 미 다는 내용이 683, 685
없고 그러 효과가 인 지도 니 다, .
그 다면 잔 후보 진 일부만 라이신 는 (G)
18) Rinke Bos et al., “Ad26 vector-based COVID-19 vaccine encoding a prefusion-stabilized SARS-CoV-2 
Spike immunogen induces potent humoral and cellular immune responses”, npj Vaccines 5, 91 (2020).
19) 원고는 참고 헌 이 나 이러스에 연구라고 지 다 자 면 11 COVID-19 (2022. 4. 18. 
쪽 그러나 참고 헌 자들이 이러스에 우리 연구는 등 다른 10 ). 11 ‘(HKU1 ) SARS-CoV, MERS-CoV 
베타 나 이러스 일 에도 용 있다고 쓰고 있는 것처럼 쪽 왼쪽 단 같 계통 나 이러스 ’ (120 ), 
사이에는 상동 이 높 통상 자가 참고 헌 도 퓨린 단 부 요 충분히 인식 11
있다고 이 타당 다 행 명 에도 지난 개월 동 단 질 데이 크 등에 보고 구조 . 2 ‘ 6 RCSB PDB( ) 
데이 는 가 거 같 결합면 공 다는 이 견 뒷 침 다는 SARS CoV-2 RBD SARS CoV RBD ’
재가 있다 쪽 왼쪽 간 부분 스 이크 단 질 그림 도 참조(2 ). SARS-CoV SARS-CoV-2 [ 5] .
- 16 -
것 통상 자가 구체 인 개시나 시가 없 라도 쉽게 시도 있는 범 , 
내에 있다.
원고는 행 명 어 에도 부 과 퓨린 단 부 결합에 ‘ RBM ③ 
재나 시가 없다고도 주장 다 그러나 에 본 같이 에 는 쉽게 ’ . RBD
면역 회 돌연변이가 생 있어 퓨린 단 부 롤린 통 가 
요 다는 내용이 이미 개시 어 있다 행 명 에 실시 나 실험데이 가 없다. 2, 3
는 것만 결합 동 가 없다고 볼 도 없다.
차이 3) 3
인 사실 든 증거 증 각 재 변 체 , , 5, 10, 11, 25
취지를 종합 여 있는 다 사 에 추어 보면 차이 통상 자가 , 3
쉽게 극복 있다.
참고 헌 이러스 내지 에 인 차 단 부 11 HKU1 901 918 2① 
S 에 여 언 면 도면 그림 에 는 2’ , 6[ 3] SARS-CoV, MER-CoV
를 시 고 있다.
참고 헌 도면 그림 과 이 사건 출원 명 원출원일 인 13 1. A.[ 4] , 2020. 6. 
라인 공개 논 증2. ( 5 )20) 도면 그림 도 3. A. B.[ 5] S 단 부 를 2’ 
20) Syed Mohammad Lokman et al., “Exploring the genomic and proteomic variations of SARS-CoV-2 spike 
glycoprotein: A computational biology approach”, Infection, Genetics and Evolution (2020).
그림 [ 3 참고문헌 절단 부위 갑 제 호증 을 제 호증] 11, S2’ ( 10 , 6 )
- 17 -
시 고 있다.
그리고 이 사건 출원 명 원출원일 에 포 여러 헌에 , 가 SARS-CoV-2
포 내 침 “S 단 단이 있 후 일어나는 것 2’(R815 ) ” S1/S2 
보이고, 원 질막에 주 용체 결합이 일어나거나 이러스 포 내 이입- (endo- 
이 있 지는 일어나지 있다는 cytosis) 이 개시 어 있었다 ( 6, 9, 10, 
증11 ).21) S 단에 여 는 2’ TMPRSS2 억(transmembrane serine protease 2) 
단에 여 는 퓨린 억 를 결합 면 에 여 S1/S2 MI-1851 SARS-CoV-2
강 항 이러스 이 만들어진다는 것도 있었다 증( 25 ).22)
21) 라인 공개 2020. 9. 17. Donald J. Benton et al., “Receptor binding and priming of the spike protein of 
증 라인 공개 SARS- CoV-2 for membrane fusion”, Nature 588, 327-330 ( 10 ); 2020. 10. 5. 
증Canrong Wu et al., “Furin: A potential therapeutic target for COVID-19”, iScience 23 ( 11 ).
그림 [ 4 참고문헌 절단 부위 갑 제 호증 을 제 호증] 13, S2’ ( 12 , 7 )
그림 [ 5 절단 부위 을 제 호증] Lockman et al., S2’ ( 5 )
- 18 -
라 통상 자는 ② 퓨린 단 부 함께 단 부 S1/S2 S2’ 
시도해 볼 것이고 라이신 에 본 같이 , (G) 통상 자 
일 인 창작능 범 내에 있는 것 어 움이 없다.
이에 여 원고는 참고 헌 가 , “ 12③ 단 부 불 요 거나 S2’ 
단 부 에 해 그 요 이 낮 시 고 있다 고 주장 다S1/S2 .” .
참고 헌 원고가 근거 든 부분 단 질 생합 에 퓨린이 12 “ S1/S2 
부 에는 근 있는 면 부 에는 근 없는 이 가 직 지지는 , S2’ 
다 우리 구조에 과 사이 펩타이드 결합 . (...) R887(Arg887) S888(Ser888) 
에 근 없는 상태 남 있고 이는 합 과 에 태변 가 일, S2
어나 지는 가 효 단 없 시사 다 는 부분이다 쪽S2’ .” (7351 ). 
그런데 내용 태변 가 일어난 뒤에야 가 효 단 있다는 S2 S2’
미 즉 본 다른 헌들처럼 단 단이 있 후 차 일어, S2’ S1/S2 
난다는 이고 단 부 요 이 없거나 다는 미 해 없다, S2’ .
결합 용이 4) 
에 본 같이 행 명 과 행 명 분야 명 목 이 1 2, 3
공통 고 행 헌에 차이 에 재나 시가 있어 통상 자는 , 1, 2, 3
이를 쉽게 극복 고 이 사건 항 명과 같이 개 미노산 잔 를 는 구 에 2 8
이를 있다 행 명들에 이러 조합 해 는 부 인 시가 있지도 다. .
효과 5) 
원고는 이 사건 항 명에는 행 명 에 는 없는 ‘ 2 1, 2, 3
22) 라인 공개 2020. 7. 23. Dorothea Bestle et al., “TMPRSS2 and furin are both essential for proteolytic 
activation of SARS-CoV-2 in human airway cells”, Life Science Alliance 23 (2020).
- 19 -
효과가 있다고 주장 면 이 사건 항 명 야생 단 질보다 항체가가 약 ’ , ‘ 2 S 
높게 나타났고 희 지 능 보 며 희 지 10 , 1:2560 , 1:40 
포생존 나타냈다는 실험결과를 시 다 이 사건 항 명 95~100% ’ . ‘ 2
항체가가 행 명 보다 높다고도 주장 다1 500 ’ .
그러나 인 사실 든 증거 갑 증 증 각 재 , , 14, 15 , 4
변 체 취지를 종합 여 있는 다 사 에 추어 보면 원고가 출 , 
증거만 는 이 사건 항 명이 행 명들에 는 없는 효과를 2
가진다고 인 없다.
① 원고가 실험에 조군 삼 야생 단 질 미노산 열(wtCoV) 
보면 번 미노산이 각각 라이신 과 린 이다986, 987 (K) (V) .
그런데 참고 헌 에는 번 미노산 롤린 는 13 986, 987 (P)
데 해 퓨린 단 부 를 구 이 개시 어 있고 여러 행 헌에 이러 , 
가 항체 높인다는 이 개시 어 있다 원고가 이 사건 항 명. 2
효과를 보이 면 롤린 등 행 명들에 개시 부분 같 조건
놓고 조 실험결과를 시했어야 다 컨 행 명 . , 1 S.dTM.PP
여 효과가 우 다는 이 증명 어야 다.
이 사건 항 명과 행 명 효과를 직 자료도 부족 다 2 1 .② 
이 사건 항 명 골든 햄스 를 상 실험 고 행 명 실험 2 , 1
도면 히말라야 원 이에 것 종차가 존재 다 그런데 히말라야 ( 1B, 2D) . 
원 이는 인간 장 인간에 가장 근 우 모델이라는 평가를 고 있다
증 쪽 행 명 신속 평가를 해 토타입 신 ( 4 83 ). 1 DNA 
- 20 -
실험 것 운 체 벡 를 사용 는 이 사건 항 명 , pcDNA3.1+ , 2
실험에 재조합 벡 구 에 차이가 있다 그러나 본 것처럼 . 이 사건 재조합 
벡 부분 이 사건 항 명 구 요소라 볼 없 므 효과 2 , 
단 도 재조합 벡 조건 같게 놓고 여야 다.
결국 원고가 시 자료는 이 사건 항 명이 행 명들보다 효 2③ 
과를 갖는지 에 합 지 다.
바 소결론 . 
이 사건 항 명 진보 이 부 어 특허를 없다 특허출원에 청구 2 . 
범 가 이상 청구항 이루어진 경우 어느 청구항에라도 거 이 가 있 면 
그 출원 일체 거 어야 다 그 다면 이 사건 출원 명 나 지 청구항에 . 
여 나 가 살펴볼 요 없이 모 특허를 없다.
결4. 
원고 심 청구를 각 이 사건 심결 법 므 , 이 사건 심결 취소를 구 는 
원고 청구는 이 없어 각 다.
재 장 사 주
사 권보원
사 지
- 21 -
별지 [ 1]
이 사건 출원발명의 주요 내용
기술분야 
[ 본 발명은 항원용 단백질 이를 코딩하는 단편 이를 포함한 재조합 0001] COVID-19 , DNA , 
벡터 및 이로 형질전환된 세포 이 재조합 벡터의 제조방법 및 이 재조합 벡터를 포함한 유, 
전자 백신용 조성물에 관한 것이다.
배경기술 
[0004] 는 베타 코로나 바이러스로 분류되는 약 크기를 갖는 유전체를 COVID-19 29kb RNA 
가지고 있는 바이러스로써 사람에서 강한 전염성을 나타내고 있다 가 체내에 침. COVID-19
투하여 감염을 일으키는 기작의 주요한 역할을 하는 단백질은 바이러스 표면에 존재하고 
있는 스파이크 단백질이다 이 표면 단백질은 인간의 호흡기 및 장 점막 등 상피세포(spike) . 
에 존재하고 있는 수용체와 상호작용에 의해 세포 Angiotensin converting enzyme2(ACE2) 
내로 침투해 들어갈 수 있게 된다 스파이크 단백질은 크게 그리고 도메인으로 나뉠 . S1 S2 
수 있으며 이는 절단 위치에 의해 구분된다 스파이크 단백질이 세포 내로 침투하기 furin . 
위해서는 에 의한 절단이 이뤄져야 하고 이로 인해 구조적인 변화가 동반됨으로써 furin
수용체와 결합을 통해 바이러스 감염이 이루어진다ACE2 .
그러나 이러한 접근은 대부분 감염 후 치료를 위한 방법으로 에 의한 [0006] (...) COVID-19
감염을 조기에 예방하기 위한 백신은 아직 개발 중에 있으며 실제 적용된 사례는 없다. 
를 예방하기 위한 백신으로 중국의 경우에는 불활성화 시킨 형태의 백신이 개발COVID-19
되어 임상시험 중에 있기도 하다 그리고 차세대 백신으로 이전에 많은 환자를 발생시켰던 . 
에볼라나 지카 바이러스에 대한 백신 형태로 유전자 백신이 시도되었던 것과 같이 세계적
인 대형 제약사 등을 중심으로 하여 나 와 같은 형태의 유전자를 체내에 전달하는 DNA RNA
형태의 백신으로 개발하기 위한 다양한 시도가 진행되고 있으며 일부는 임상시험 중에 있
다.
본 발명에서는 를 예방할 수 있는 백신으로써 바이러스의 스파[0007] COVID-19 COVID-19 
이크 단백질 또는 뉴클레오캡시드 단백질의 아미노산 치환을 통해 항원을 제(Nucleocapsid) 
작한 뒤 이를 재조합 벡터를 포함한 유전자 백신으로 개발하고 에 대한 방어효과, COVID-19
가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하 다.
- 22 -
발명의 내용
해결하고자 하는 과제【 】
본 발명의 목적은 항원용 단백질을 제공하는 데 있다[0010] COVID-19 .
본 발명의 다른 목적은 상기 항원용 단백질을 코딩하는 단편을 제[0011] COVID-19 DNA 
공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 단편을 포함하는 재조합 벡터를 제공하는 데 [0012] DNA 
있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 형질전환 세포를 제공하[0013] 
는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 재조합 벡터의 제조방법을 제공하는 데 있다[0014] .
본 발명의 또 다른 목적은 상기 재조합 벡터를 포함한 유전자 백신용 조성물을 제공[0015] 
하는 데 있다.
과제의 해결 수단【 】
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면 서열번호 의 아미노산 서[0019] , , 1
열을 포함하는 항원용 단백질을 제공한다, COVID-19 .
본 발명의 다른 측면에 따르면 서열번호 의 유전자 서열로 이루어지고[0020] , 4 , COVID-19 
항원용 단백질을 코딩하는 단편을 제공한다, DNA .
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 서열번호 의 유전자 서열로 이루어진 단편[0021] , 4 DNA 
을 포함하는 재조합 벡터를 제공한다, .
[0022] 또한 상기 재조합 벡터는 상기 유전자 서열을 표적 항원으로 하고 프로모터, , CMV , 
표적 항원 연속적인 개의 인핸서의 순서로 배열된 것일 수 있다, BGH poly(A) tail, 2 SV40 .
또한 상기 재조합 벡터는 프로모터와 표적 항원 사이에 서열 및 [0023] , CMV Kozak IgM 
펩타이드 서열을 더 포함할 수 있다signal .
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 재조합 벡터로 형질전환된 형질전환 세포를 [0024] , 
제공한다.
[0038] 항원용 단백질COVID-19 
본 발명은 서열번호 및 으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 아미노산 [0039] , 1, 2 3
서열을 포함하는 항원용 단백질을 제공한다, COVID-19 .
- 23 -
본 발명의 항원용 단백질은 의 표면 단백질 중 하나인 스파이크 [0040] COVID-19 COVID-19
단백질의 아미노산 중 일부를 다른 아미노산으로 치환함으로써 항원의 세포 내 유입을 용, 
이하게 하고 항원의 안정화를 유지시켜 백신으로 사용될 수 있도록 한 것이다 즉 항원 단. , 
백질이 세포 표면에 존재하는 수용체와 결합하는 능력을 최소화하여 항체의 생성을 유도함
으로써 백신으로 사용될 수 있도록 하고 스파이크 단백질이 구조적으로 안정할 수 있도록 , 
퓨린에 의한 절단 위치의 아미노산을 치환한 것이다.
스파이크 단백질을 구성하는 전체서열 중 과 도메인을 모두 포함하[0041] COVID-19 S1 S2 
거나 도메인만을 포함하거나 또는 도메인과 뉴클레오캡시드 단백질을 포함한다, S1 , S1 .
도 은 본 발명의 항원용 단백질인 항원의 아미노산 치환 부위를 나타낸 [0042] 1 COVID-19 
것이고 도 는 본 발명의 항원용 단백질인 항원의 삼차원 구조 가상 시뮬레이션, 2 COVID-19 
을 통해 모델링한 결과로 구체적인 내용은 다음과 같다, .
도 와 도 는 스파이크 단백질의 아미노산에서 말단 글루타민 번[0043] 1a 2a COVID-19 N- 14
부터 말단 프롤린 사이에 번 번 번 아미노산을 알라닌으로 치환하고 C- 1213 449 , 487 , 493
번 번 번 번 번 아미노산을 글라이신으로 치환하고 번 번 아미501 , 505 , 683 , 685 , 815 986 , 987
노산을 프롤린으로 치환한 단백질에 관한 것이고 이하 항원 또는 라 하고 서, ‘ Co1V’ ‘Co1V’ , 
열번호 로 나타내었다1 .
[0047] 단편DNA 
본 발명은 서열번호 및 으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로서[0048] , 4, 5 6 , COVID- 
항원용 단백질을 코딩하는 단편을 제공한다19 , DNA .
본 발명의 항원 를 코딩하는 단편은 서열번호 로 항원 을 코딩하[0049] Co1V DNA 4 , Co2V
는 단편은 서열번호 로 항원 을 코딩하는 단편은 서열번호 으로 나타내DNA 5 , Co3V DNA 6
었다.
[0051] 재조합 벡터
본 발명은 서열번호 및 으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유전자 서[0052] , 4, 5 6
열을 포함하는 재조합 벡터를 제공한다, .
본 발명의 재조합 벡터는 유전자 백신으로 사용하기 위해 항원 유전자를 [0053] COVID-19 
전달하기 위한 플라스미드 벡터이며 유전자 백신용 항원 서열을 생체 내에 효과적으로 전, 
달하고 효과적인 발현 및 중화항체 형성을 유도할 수 있다, .
- 24 -
본 발명의 재조합 벡터는 프로모터 표적 항원 연속적인 [0054] , CMV , , BGH poly(A) tail, 2
개의 인핸서의 순서로 배열된 것일 수 있다 상기의 배열 순서는 표적항원을 생채 내SV40 . 
에 효과적으로 전달하고 표적항원의 발현량을 현저히 상승시키며 중화항체 생성을 유도하, , 
여 대상 병원균에 대한 방어효과를 상승시킨다.
또한 상기 재조합 벡터는 프로모터와 표적 항원 사이에 서열 및 [0055] , CMV Kozak IgM 
펩타이드 서열을 더 포함할 것일 수 있다 또한 상기 재조합 벡터는 카나마이신 항signal . , 
생제 마커를 더 포함할 수 있다.
[0056] 도 에서 도시한 바와 같이 상기 재조합 벡터는 바람직하게는 3 , CMV(Cytomegalovirus) 
프로모터 서열 펩타이드 서열 표적 항원, Kozak , IgM signal , , BGH(Bovine Growth Hormone) 
연속적인 개의 인핸서 카나마이신 항생제 마커의 순서로 배열될 수 있다poly(A) tail, 2 SV40 , . 
[0066] 유전자 백신용 조성물
본 발명은 상기 재조합 벡터를 포함하는 유전자 백신용 조성물에 관한 것이다 즉[0067] , . , 
본 발명에 의한 유전자 백신용 조성물은 본 발명에 의한 재조합 벡터를 이용하여 유전자 , 
백신용 항원 서열을 체내로 전달함으로써 효과적인 발현 및 중화 항체 형성을 유도하여 해
당 병원체에 대한 방어능력을 개선시킬 수 있다.
상기 조성물은 재조합 벡터 및 담체를 포함하고 상기 재조합 벡터는 유효성분으로 [0068] , , 
포함될 수 있다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 
[0074] 실시예 항원 제조1: COVID-19 
[0075] 는 질병관리본부로부터 분양받아서 사용하 다 의 스파이크COVID-19 . COVID-19
단백질 및 뉴클레오캡시드 단백질의 유전자 서열 및 아미노산 서열을 (Spike) (Nucleocapsid) 
분석한 후 해당 서열에서 각 도메인의 서열을 확정하 고 절단 부위 수용체와, , furin , ACE2 
의 결합 부위에 해당하는 아미노산을 분석하 다. RCSB(Research Collaboratory for 
에서 항원으로 제작할 단백질에 대한 삼차Structural Bioinformatics) PDB(Protein DataBank)
원 구조를 획득한 뒤 이를 바탕으로 각 아미노산의 위치를 삼차원 상에서 확인하고 
단백질 모델링 프로그램을 이용하여 분석을 진행하 다 그 결과를 바Discovery Studio 4.5 . 
탕으로 치환할 아미노산을 선정하 고 치환에 적합한 아미노산으로 치환한 뒤 분석을 반복, 
하여 최종 백신후보 항원 종에 대한 백신 후보를 상동성 모델링 방법을 통해 최종 항Co3V
- 25 -
원을 설계하 다.
그 결과 스파이크 단백질의 아미노산에서 말단 글루타민 번부터 [0076] , COVID-19 N- 14 C-
말단 프롤린 번 사이의 번 번 번 아미노산을 알라닌으로 치환하고 번1213 449 , 487 , 493 , 501 , 
번 번 번 번 아미노산을 글라이신으로 치환하고 번 번 아미노산을 505 , 683 , 685 , 815 , 986 , 987
프롤린으로 치환하여 항원 도 서열번호 Co1V( 1a, 1),
스파이크 단백질의 아미노산에서 말단 글루타민 번부터 말단 알라[0077] COVID-19 N- 14 C-
닌 번 사이의 번 번 번 아미노산을 알라닌으로 치환하고 번 번684 449 , 487 , 493 , 501 , 505 , 683
번 아미노산을 글라이신으로 치환하여 항원 도 서열번호 Co2V( 1b, 2),
스파이크 단백질의 아미노산에서 말단 프롤린 번부터 말단 글루[0078] COVID-19 N- 337 C-
탐산 번 사이의 번 번 번 아미노산을 알라닌으로 치환하고 번 번 아516 449 , 487 , 493 , 501 , 505
미노산을 글라이신으로 치환하고 이어서 뉴클레오캡시드 단백질 말단 번부터 말단 , N- 20 C-
글루타민 번을 포함하는 항원 도 서열번호 을 제조하 다409 Co3V( Ic, 3) .
[0080] 실시예 항원을 포함하는 벡터의 제조2: COVID-19 
도 과 같이 벡터를 변형하여 프로모터[0081] 3 , pVAX1 original CMV(Cytomegalovirus) , 
서열 펩타이드 서열 항원 이하 라고 함Kozak , IgM signal , COVID-19 ( , Co1V, Co2V, Co3V , 
도면에서는 와 혼용함CoV1, CoV2, CoV3 ), BGH(Bovine Growth Hormone) poly(A) tail, 
개 서열을 순차적으로 포함하는 재조합 벡터를 제작하 다 서열 및 SV40 enhancer 2 . Kozak 
펩타이드 서열과 실시예 에서 제조된 의 항원 항원 항IgM signal 1 COVID-19 Co1V, Co2V, 
원 의 유전자를 합성하고 제한효소로 처리한 후 벡터에 삽입하여 최Co3V , Hind III, EcoR I 
종적으로 재조합 벡터 종을 제작하 다3 .
[0083] 실시예 항원을 포함하는 벡터의 발현 확인3: COVID-19 
도 는 상기 항원 로 형질전환된 세포에서 발현된 항원 의 웨스턴 블럿 [0087] 4a Co1V Co1V
결과를 나타낸 것이고 도 는 항원 로 형질전환된 세포에서 발현된 항원 와 , 4b Co2V Co2V
의 웨스턴 블럿 결과를 나타낸 것이다 따라서 도 및 도 에 따르면 항원 Co3V . , 4a 4b , Co1V, 
을 포함하는 재조합 벡터로부터 항원 이 발현된 것을 확인할 Co2V, Co3V Co1V, Co2V, Co3V
수 있었다.
- 26 -
[0089] 실시예 항원을 포함하는 벡터를 포함한 유전자 백신의 접종4: COVID-19 
[0090] 상기 실시예 에서 제조된 종의 재조합 벡터를 에 녹여 유전자 백신을 제조하2 3 PBS
고 로 시리안 골든 햄스터 수컷 주령 를 마취시킨 후 상기 유전자 백신을 , 200 /head ( , 6-8 ) , ㎍
피내주사 방법으로 접종하 다 유전자 백신 투여 후 (ID, intradermal) . BTX ECM-830 
를 이용하여 조건으로 자극을 주electroporator 90V, 20ms length, 3 pulse, 100ms interval 
어 전기천공을 하 다.
[0091] 유전자 백신은 주 간격으로 총 회 접종하 고 번째 접종 후 주일 지난 뒤에 2 3 , 3 2
6.4x104 로 바이러스를 비강으로 투여한 뒤 일 후에 부검을 통해 폐 PFU/head COVID-19 5
손상 및 조직 내 바이러스를 정량하 다 번째 면역 후 안와정맥을 통해 채혈을 수행하. 3
고 이로부터 혈청을 분리하여 이하 항체가 측정 및 중화능 확인에 사용하 다.
[0093] 실시예 항원을 포함하는 벡터를 포함한 유전자 백신의 항체가 측정5: COVID-19 
유전자 백신을 접종한 햄스터에서 생성된 항체가의 측정을 위하여 실시예 에서 준[0094] 4
비된 혈청에 대해 분석을 하 다ELISA .
[0097] 도 에서 확인할 수 있듯이 실시예 의 유전자 백신을 접종한 햄스터에서 5 , 4 Co1V, 
에 대한 항체가 형성된 것을 알 수 있었다 의 경우에서 가장 높은 항체가Co2V, Co3V . Co1V
가 형성됨을 확인할 수 있었고 의 경우에는 이보다 약간 낮은 항체가로 약 , Co2V 1x104로 
확인되었다 단 의 경우에는 항체가가 거의 나타나지 않았다. , Co3V .
[0099] 실시예 항원을 포함하는 벡터를 포함한 유전자 백신의 항체 중화능 확인6: COVID-19 
[0100] 유전자 백신을 접종한 햄스터에서 생성된 항체의 중화능을 확인하기 위하여 실시예 
에서 준비된 혈청을 를 수행하 다 각 백신마4 PRNT(Plaque Reduction Neutralization Test) . 
다 마리의 햄스터를 사용하 고 개체 간의 차이를 확인하기 위해 따로 분석을 시행하 다5 , .
[0101] 햄스터 혈청을 가 포함된 배지로 으로 희석한 시료 를 준비2% FBS DMEM 1:20 100ul
하고 도 과 같이 으로 순차적으, 6 1: 10, 1:20, 1:40, 1:80, 1:160, 1:320, 1:640, 1:1280, 1:2560
로 희석하여 플레이트에 준비하 다 준비된 혈청에 96well . 200TCID50에 해당하는 COVID- 
바이러스 를 모든 에 넣어주었다19 50ul well .
[0103] 도 에서 확인할 수 있듯이6 , 바이러스에 감염되지 않고 살아있는 세포 보라색 를 확 ( )
인할 수 있었다 개체 간에 일부 차이를 보. 으나 도 의 의 경우에는 희석배, 6a Co1V 1:2560 
- 27 -
율까지 방어가 되는 것으로 확인할 수 있었고 도 의 는 희석배율까지 방어되, 6b Co2V 1:20 
었으며 도 의 는 거의 방어되지 않는 것으로 나타났다, 6c Co3V .
[0105] 실시예 항체에 대한 세포 생존여부 확인7: COVID-19 
[0106] 실시예 에서 유전자 백신을 접종한 햄스터의 혈청과 바이러스를 함께 배양한 후4 , 
바이러스에 감염되지 않고 살아있는 세포를 흡광도 측정을 통하여 확인하 다.
[0108] 도 에 따르며 은 의 희석배율까지 이상의 세포가 살아있는 것으7 , Co1V 1:2560 80% 
로 나타났고, 는 의 희석배율까지 방어력이 우수하며 는 방어력을 거의 나타Co2V 1:20 , Co3V
내지 않는 것을 알 수 있다.
[0110] 실시예 실시간 을 이용한 바이러스 양 분석8: PCR
실시예 의 유전자 백신을 접종한 햄스터에 바이러스를 감염시킨 후 햄스터의 폐에 [0111] 4
남아있는 바이러스의 양을 을 통해 확인하 다Real-time PCR .
[0113] 도 와 도 에 따르면 의 경우에는 남아있는 바이러스가 거의 확인되지 않8a 8b , Co1V
는 것으로 나타났고 와 도 바이러스만 투여한 군에 대비하여 바이러스가 확연하, Co2V Co3V
게 감소한 것을 확인할 수 있었다.
도 [ 1a]
도 [ 1b] 

도 [ 1c]
- 28 -
별지 [ 2]
서열번호 
<210> 4
<211> 3600
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> This is the gene (DNA) sequence encoding the protein for COVID-19 antigen 
(antigen Co1V).
<400> 4
cagtgcgtga acctgaccac cagaacacag ctgcctccag cctacaccaa cagcttcacc 60
agaggcgtgt actaccccga caaggtgttc agatccagcg tgctgcactc tacccaggac 120
ctgttcctgc ctttcttcag caacgtgacc tggttccacg ccatccacgt gtccggcacc 180
aatggcacca agagattcga caaccccgtg ctgcccttca acgacggggt gtactttgcc 240
agcaccgaga agtccaacat catcagaggc tggatcttcg gcaccacact ggacagcaag 300
acccagagcc tgctgatcgt gaacaacgcc accaacgtgg tcatcaaagt gtgcgagttc 360
cagttctgca acgacccctt cctgggcgtc tactaccaca agaacaacaa gagctggatg 420
gaaagcgagt tccgggtgta cagcagcgcc aacaactgca ccttcgagta cgtgtcccag 480
cctttcctga tggacctgga aggcaagcag ggcaacttca agaacctgcg cgagttcgtg 540
ttcaagaaca tcgacggcta cttcaagatc tacagcaagc acacccctat caacctcgtg 600
cgggatctgc ctcaaggctt ctgggctctt gagcccctgg tggatctgcc catcggcatc 660
aacatcaccc ggtttcagac actgctggcc ctgcacagaa gctacctgac acctggcgat 720
agcagctctg gatggacagc tggcgccgct gcctactatg tgggatacct gcagcctcgg 780
accttcctgc tgaagtacaa cgagaacggc accatcaccg acgccgtgga ttgtgccctt 840
gatcctctga gcgagacaaa gtgcaccctg aagtccttca ccgtggaaaa gggcatctac 900
cagaccagca acttccgggt gcagcccacc gaatccatcg tgcggttccc caatatcacc 960
aatctgtgcc ccttcggcga ggtgttcaat gccaccagat tcgcctctgt gtacgcctgg 1020
aaccggaagc ggatcagcaa ttgcgtggcc gactactccg tgctgtacaa ctccgccagc 1080
ttcagcacct tcaagtgcta cggcgtgtcc cctaccaagc tgaacgacct gtgcttcaca 1140
aacgtgtacg ccgacagctt cgtgatccgg ggagatgaag tgcggcagat tgcccctgga 1200
cagacaggca agatcgccga ctacaactac aagctgcccg acgacttcac cggctgtgtg 1260
attgcctgga acagcaacaa cctggactcc aaagtcggcg gcaacgccaa ctacctgtac 1320
cggctgttca gaaagagcaa cctgaagcct ttcgagcggg acatctccac cgagatctat 1380
caggccggca gcaccccttg taacggcgtg gaaggcttcg cctgctactt tccactggcc 1440
agctacggct ttcagccaac aggcggcgtt ggcgggcagc cttatagagt ggtggtgctg 1500
- 29 -
tccttcgagc tgctgcatgc tcctgccaca gtgtgcggcc ctaagaaaag caccaatctc 1560
gtgaagaaca aatgcgtgaa cttcaacttc aacggcctga ccggcacagg cgtgctgaca 1620
gagagcaaca agaagttcct gccattccag cagttcggcc gggatatcgc cgataccaca 1680
gacgccgtta gagatcccca gacactggaa atcctggaca tcaccccttg cagcttcggc 1740
ggagtgtctg tgatcacccc tggcaccaac accagcaatc aggtggcagt gctgtaccag 1800
gacgtgaact gtaccgaagt gcccgtggcc attcacgccg atcagctgac acctacatgg 1860
cgggtgtact ccaccggcag caatgtgttt cagaccagag ccggctgtct gatcggagcc 1920
gagcacgtga acaatagcta cgagtgcgac atccccatcg gcgctggcat ctgtgccagc 1980
taccagacac agacaaacag ccctagaggc gccggatctg tggcctctca gagcatcatt 2040
gcctacacaa tgagcctggg cgccgagaac agcgtggcct actccaacaa ctctatcgct 2100
atccccacca acttcaccat cagcgtgacc acagagatcc tgcctgtgtc catgaccaag 2160
accagcgtgg actgcaccat gtacatctgc ggcgattcca ccgagtgctc caacctgctg 2220
ctgcagtacg gcagcttctg cacacagctg aacagagccc tgacagggat cgccgtggaa 2280
caggacaaga acacccaaga ggtgttcgcc caagtgaagc agatctacaa gacccctcct 2340
atcaaggact tcggcggctt caatttcagc cagattctgc ccgatcctag caagcccagc 2400
aagggcagct tcatcgagga cctgctgttc aacaaagtga cactggccga cgccggcttc 2460
atcaagcagt atggcgattg tctgggcgac attgccgcca gggatctgat ttgcgcccag 2520
aagtttaacg gactgacagt gctgcctcct ctgctgaccg atgagatgat cgcccagtac 2580
acatctgccc tgctggccgg cacaatcaca agcggctgga catttggagc tggcgctgcc 2640
ctgcagatcc cctttgctat gcagatggcc taccggttca acggcatcgg agtgacccag 2700
aatgtgctgt acgagaacca gaagctgatc gccaaccagt tcaacagcgc catcggcaag 2760
atccaggaca gcctgagcag cacagcaagc gccctgggaa agctgcagga cgtggtcaac 2820
cagaatgctc aggccctgaa caccctggtc aagcagctgt ctagcaactt cggcgccatc 2880
agctctgtgc tgaacgatat cctgagcaga ctggaccctc ctgaggccga ggtgcagatc 2940
gacagactga tcacaggcag actgcagagc ctccagacat acgtgaccca gcagctgatt 3000
agagccgccg agatcagagc ctctgccaat ctggccgcca ccaagatgtc tgagtgtgtg 3060
ctgggccaga gcaagagagt ggacttttgc ggcaagggct accacctgat gagcttccct 3120
cagtctgccc ctcacggcgt ggtgtttctg cacgtgacat acgtccccgc tcaagagaag 3180
aatttcacca ccgctccagc catctgccac gacggcaaag cccactttcc tagagaaggc 3240
gtgttcgtgt ccaacggcac ccattggttc gtgacacagc ggaacttcta cgagccccag 3300
atcatcacca ccgacaacac cttcgtgtct ggcaactgcg acgtcgtgat cggcattgtg 3360
aacaataccg tgtacgaccc tctgcagccc gagctggaca gcttcaaaga ggaactggac 3420
aagtacttta agaaccacac aagccccgac gtggacctgg gcgatatcag cggaatcaat 3480
gccagcgtcg tgaacatcca gaaagagatc gaccggctga acgaggtggc caagaatctg 3540
aacgagagcc tgatcgacct gcaagaactg gggaagtacg agcagtacat caagtggccc 3600. .
- 30 -
별지 [ 3-1]
선행발명 의 주요 내용
초록
중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 가 유발한 전 세계적인 코로나바 2(SARS-CoV-2)
이러스 대유행은 백신 개발을 생물의학계의 최우선순위로 만들었다 본 저2019(COVID-19) . 
자들은 본 연구에서 다양한 스파이크 단백질 형태를 발현하는 일련의 , SARS-CoV-2 (S) DNA 
백신 후보자들을 개발했으며 히말라야 원숭이 마리에서 그것을 평가(Rhesus macaques) 35
했다 백신을 맞은 동물들은 체액 및 세포 면역 반응을 보 는데 여기에는 회복 중인 인간. 
이나 에 감염된 히말라야 원숭이와 비슷한 수준의 중화 항체 역가를 포함한다SARS-CoV-2 . 
백신 접종 후 모든 동물은 에 감염됐으며 허위 대조군의 바이러스 부하와 비교SARS-CoV-2 , 
하여 전장 단백질을 암호화하는 백신은 기관지 폐포 세척과 코 점막의 바이러스 부하 중S 
앙값에서 각각 및 >3.1 >3.7 log 감소를 보 다 백신 유도된 중화 항체 역가는 보호 유효 . -
성과 상관관계가 있으며 이는 보호와 면역의 상관관계를 시사한다 이러한 데이터는 비인간 . 
장류에서 에 대한 백신 보호를 입증한다SARS-CoV-2 .
쪽 오른쪽(806 )
이 연구에서 저자들은 다양한 형태의 스파이크 단백질을 발현하는 프로 , SARS-CoV-2 (S) 
토타입 백신 세트를 구성하고 히말라야 원숭이에서 바이러스 감염에 대DNA SARS-CoV-2 
한 면역원성과 보호 효능을 평가했다.
백신 후보의 구성 및 면역원성DNA 
단백질의 가지 변형을 발현하는 일련의 프로토타입 백신을 생산했 SARS-CoV-2 S 6 DNA 
다 전장 세포질 꼬리의 결실 가용성 엑토도메인을 반 하는 막관통 : ( ) (S), ( ) (S.dCT), ( ) ⅰ ⅱ ⅲ
도메인 및 세포질 꼬리의 결실 폴돈 삼량체 태그가 있는 도메인 폴(S.dTM), ( ) S1 (S1), ( ) ⅳ ⅴ
돈 삼량체 태그가 있는 수용체 결합 도메인 및 퓨린 절단 부위 결실 두 개의 프(RBD) ( ) , ⅵ
롤린 돌연변이 및 폴돈 삼량체가 태그된 융합 전 안정화 가용성 엑토도메인 도 (S.dTM.PP)( 1
웨스턴 블럿 분석 결과 모든 구조에 대한 세포 용해물과 가용성 및 의 A). S.dTM S.dTM.PP
배양 상청액에서 발현이 확인되었다 도 및 분비된 단백질의 단백질 가수분해 절단( 1, B C). 
은 에서는 나타났으나 에서는 보이지 않았으며 이는 의 퓨린 절단 S.dTM S.dTM.PP S.dTM.PP
부위의 돌연변이에 의한 결과일 것이다.
- 31 -
마리의 성체 히말라야 원숭이 세 를 백신으로 면역화했다 35 (6~12 ) DNA : S(N=4), S.dCT 
및 허위 대조군 동물들은 제(N=4), S.dTM(N=4), S1(N=4), RBD(N=4), S.dTM.P(N=5) (N=10). 
주 및 제 주에 보조제 없이 근육주사로 의 백신을 맞았다 제 주에 부스트 면역 0 3 5 DNA . 5㎎
접종 후 효소결합면역흡착검사 도 에 의해 특이적 결합 항체를 관찰하고 슈도, (ELISA)( 2A) S- , 
바이러스 중화 분석 도 및 활성 바이러스 중화 분석 도 으로 중화 항체 를 관( 2B) ( 2C) (NAbs)
찰했다 로 결정된 바에 따르면 마리의 동물이 베이스라인에 기타 자연적인 장류 . ELISA , 2
코로나 바이러스의 교차 반응성을 반 할 수 있는 결합 항체를 가지고 있었다 슈도바이러. 
스 중화 분석으로 측정한 역가는 활성 바이러스 중화 분석으로 측정한 역가와 NAb NAb 
상관관계가 있다 양측 순위 상관관계 검정 도 또한 백(P<0.0001, R=0.8052, Spearman ; S1). , 
신 접종한 히말라야 원숭이의 역가 중앙값 역가 및 그룹의 중앙값 역가NAb ( =74; S S.dCT 
는 마리의 회복기 히말라야 원숭이 코호트 중앙값 역가 와 감염에=170) 9 ( =106) SARS-CoV-2 
서 회복된 명의 회복기 인간 코호트 중앙값 역가 에서의 역가와 크기가 비슷했27 ( =93) NAb 
다 도 ( 2D).
백신 접종한 히말라야 원숭이의 특이적 및 특이적 항체는 항체 의존성 호중구 식세 S- RBD-
포 활동 항체 의존성 보체 침전 항체 의존성 단핵구 식세포 활동 항(ADNP), (ADCD), (ADCP), 
체 의존성 자연 살해 세포 활성화 인터페론 분비 탈과립 및 발(NK) [ - (IFN- ) , CD107a MIP-1γ γ β 
현 를 비롯한 다양한 하위분류 및 효과기 기능을 포함했다 도 더 높은 반응에 대] ( 2E). ADCD 
한 추세가 와 군에서 관찰되었으나 와 군에서는 더 높은 세포 활성화S S.dCT RBD S.dTM.PP NK
가 관찰되었다 기능적 및 생체물리학적 항체 특징에 대한 주성분 분석은 상이한 백신군의 . 
중첩을 보여주었으며 및 군에서 더욱 뚜렷한 프로필을 보여주었다 도 , S RBD ( 2E).
- 32 -
또한 제 주에 효소결합 면역흡착 스팟 분석을 통해 대부분의 백신 접종 5 IFN- (ELISPOT) γ 
동물에서 풀링된 펩타이드에 대한 세포 면역 반응이 관찰되었다 도 제 주에서의 세S ( 3A). 5
포내 사이토카인 염색 분석은 특이적 및 세포 반응 유도를 보여 , S- IFN- + CD4+ CD8+ T γ
- 33 -
주었고 짧은 및 면역원에 의해 유도된 반응이 더 낮았다 도 특이적 , S1 RBD ( 3B). S- IL-4+ 
및 세포 반응은 미미했으며 도 이는 보조 편향 세포 면역 반응CD4+ CD8+T ( 3C) T1(TH1)-
의 유도를 시사했다.
감염에 대한 보호 효과SARS-CoV-2 
부스트 접종 후 주가 지난 시점인 제 주에 모든 동물은 의 3 6 SARS-CoV-2 1.2×108 바이러 
스 입자(VP)[1.1×104 플라크 형성 단위 를 비강 내 경로에 기관 내 경로에 투 (PFU)] 1ml, 1ml 
여받았다 감염 후 기관지 폐포 세척 및 비강 면봉 에서 역전사 중합효소 연쇄반응. (BAL) (NS)
을 통해 바이러스 수치를 평가했다 바이러스 는 혈장에서 음성으로 나타났으며RNA . RNA , 
동물들은 가벼운 임상 증상만 보 다 허위 대조군에서는 높은 수준의 바이러스 가 관. RNA
찰되었으며 의 경우 범위, BAL 6.46( =4.81~7.99) log 카피 의 중앙값 피크 그리고 RNA /㎖
의 경우 범위NS 6.82( =5.96~7.96) log10 카피 의 중앙값 피크를 보 다 도 백신 RNA / ( S2). ㎖
군에서 바이러스 의 낮은 수치가 관찰되었으며 도 및 허위 대조군에 비해 백RNA ( S3 S4), S 
신 접종 동물에서 각각 과 바이러스 중앙값 피크의 및 BAL NS RNA 1.92 2.16 log 감소를 
포함한다 및 양측 검정 도 바이러스 분석은 분(P=0.02 0.04, Mann-Whitney )( S5). RNA PFU 
석으로 확인되었으며 마찬가지로 허위 대조군에 비해 백신 접종 동물에서 낮은 감염성 , S 
바이러스 역가를 보여주었다 양측 검정 도 (P=0.04, Mann-Whitney )( S5).
감염 후 과 에서 바이러스 상당 부분이 주입된 감염 바이러스를 나타내는 것 BAL NS RNA 
으로 추측했다 그러므로 비리온으로 포장되지 않는 바이러스 복제 세포 중간체를 반 하는 . 
것으로 믿어지며 따라서 세포 내 바이러스 복제가 추정되는 서브게놈 의 mRNA(sgmRNA)
수준도 평가했다 허위 대조군에서는 높은 수준의 가 관찰되었으며 그림 의 . sgmRNA ( 4A) BAL
- 34 -
경우 범위5.35( =3.97~6.95) log 카피 의 중앙값 피크 그리고 의 경우 sgmRNA / NS 6.40㎖
범위( =4.91~7.01) log 카피 면봉의 중앙값 피크를 보 다 피크 바이러스 부하는 sgmRNA / . 
감염 후 제 일 제 일 동안 다양하게 발생했다 백신군에서 바이러스 의 뚜렷하게 낮은 1 ~ 4 . RNA
수치가 관찰되었으며 도 및 허위 대조군에 비해 백신 접종 동물에서 각각 과 ( 4, B C), S BAL
에서 중앙값 피크의 및 NS sgmRNA >3.1 >3.7 log 감소를 포함한다 및 양측 (P=0.03 0.01, 
검정 도 비록 군에서는 거의 또는 아무 보호도 관찰되지 않았Mann-Whitney )( 4D). S.dTM 
지만 및 를 포함한 기타 백신군에서도 의 감소된 수치가 , S.dCT, S1, RBD S.dTM.PP sgmRNA
관찰되었고 이는 앞서 보고된 바와 같이 융합 전 엑토도메인 안정화의 중요성을 확인한다, .
고찰
세계적인 코로나 대유행을 종식시키기 위해 안전하고 효과적인 백신이 19 SARS-CoV-2 
필요할 수 있다 여러 백신 후보들이 임상실험을 시작했으며 다른 많은 백신 후보들이 전. , 
임상 단계에 있다 그러나 현재까지 동물모델에서 백신 후보의 보호의 면역 상. SARS-CoV-2 
관관계 및 보호 유효성에 대해서는 알려져 있는 것이 거의 없다 본 연구에서 다양한 면. , S 
역원을 발현하는 일련의 프로토타입 백신을 생성하여 히말라야 원숭이에서 비강 및 DNA 
기관 내 감염에 대한 보호 유효성을 평가했다 허위 대조군과 비교하여 면역SARS-CoV-2 . S 
된 동물에서 각각 과 의 바이러스 부하 중앙값이 및 BAL NS >3.1 >3.7 log로 상당히 감소
하는 백신 보호를 입증했다 보호는 멸균이 아닌 감염 후 신속한 면역 제어에 의해 매개되. , 
는 것처럼 보 다 이를 요약하자면 로부터 히말라야 원숭이에 대한 효과적. (...) , SARS-CoV-2
인 백신 보호를 입증했고 역가를 보호를 면역 상관관계로 정의했으며 이는 인간을 , NAb , 
위한 백신 개발을 가속화할 것이다SARS-CoV-2 .
- 35 -
별지 [ 3-2]
참고문헌 의 주요 내용
참고문헌 1. 11
쪽 왼쪽 넷째 문단(119 ) 주 로테아 에 의한 코로나 이러스 단백질의 처리는 진입 S 
과 에 요한 역할을 한다 는 단백질 생합성 동안 소단 로 단 다. HKU1 S S1 S2 . 
이번에 사용 단백질 작물이 돌연변이 것이고 도 지도에 무질 상태 을지라도, 
합부의 퓨린 단 부 는 루 에 존재한다 도 S1/S2 HKU1 S - SD-2 ( 3 Extended Data 
도 퓨린 단은 시트에 참여하는 단일 가닥을 남길 것이다 도 코로나6). SD-2 - S2 - ( 2d). β β
이러스 단백질은 한 이러스 융합 펩타이드 아미노산 에 인 한 라S ( 901-918) S2’(Arg900)
고 명명 차 단 부 를 갖고 있다 도 도 이는 호흡기 세포융합 2 ( 3b Extended Data 6). 
이러스 에볼라 이러스의 융합 단백질에 일어나는 다 단백질 내 분해(RSV) 
단 사건과 사하다 에 의 로테아 단은 단 후 일어나(endoproteolytic) . S2’ S1/S2 
는 것으로 보이고 원 질막에 주 용체 결합이 일어나거나 이러스의 세포 내 이입, -
이 생할 때까지 일어나지 않을 있다(endocytosis) .
쪽 부분(112 Methods ) 단백질 를 암호화하는 포 류 코돈 최 화 HKU1 S
자 분리 탁 말단 피 리틴 삼량체화 도메인 단 부 ( N5, NCBI Q0ZME7) C- T4 , HRV3C 
태그를 갖는 잔기 을 합성하고 진핵 벡터 에 클로닝하6xHis- 1-1276 pVRC8400
다 퓨린 인식 부 은 로 돌연변이 어 연구에 사용. S1/S2 752-RRKRR-756 GGSGS cryoEM 
는 단 지 않은 작물을 생성했다.
참고문헌 2. 12
초록( ) 여기 우리는 구조 기 자인을 사용하여 코로나 이러스 단백질을 항원으로 S 
최 의 융합 태로 지하기 한 일 화 가능한 략을 개 하고 우리가 공학 으로 
조한 면역원이 에 해 높은 화 항체 역가를 이끌어낼 있음을 입증한다MERS-CoV . (...) 
우리의 연구는 차 인 용체 결합 사건을 통한 융합 개시의 잠재 기 을 안하고 코로
나 이러스 백신의 구조 기 계를 한 토 를 공한다.
왼쪽 둘째 문단(E7349 ) 이러스 외피 표면의 차 당단백질인 단백질은 자연 감염에 의 1 S 
해 도 화 항체의 주요 표 이며 실험 백신 후보의 주요 항원이다 그러나 . MERS-CoV 
의 단백질 세포외도메인은 다른 단백질보다 덜 안 이고 생산하기가 더 어 우므로 구S S 
- 36 -
조 연구 항체 분리 연구 소단 백신 개 은 가용성 작물에 집 어 왔다 이 , , RBD . 
근법의 단 은 코로나 이러스가 에 항체 회피 돌연변이를 쉽게 생성할 있다는 것이RBD
다 따라 비 에피토 일부를 포함하는 항체 혼합물의 사용은 람직한 략이며 에볼. , -RBD 
라 이러스 질병의 치료에 성공 으로 사용 었다 그러나 융합 안 화 단. MERS-CoV S 
백질 생산의 어 움으로 인해 비 항체가 거의 기 지 않았으며 그러한 에피토 에 -RBD 
해 알 진 가 다 기둥의 융합 태에 한 항체는 기둥이 캡보다 더 보존 기 . S2 S1 
때문에 특히 매 이다 따라 강 한 화 항체에 의해 인식 는 비 에피토 의 구조. -RBD 
특성과 결합 고병원성 코로나 이러스로부터 융합 안 화 단백질 세포외도메인, S 
을 생산하는 능 은 재 새롭게 나타날 코로나 이러스에 한 범 한 보호 치료 재
법 개 을 크게 진할 것이다 이 연구에 우리는 베타코로나 이러스 단백질을 융합 . (...) S 
태로 지하기 한 일 인 략을 합리 으로 계했다 융합 안 화 . 
단백질 은 이량체 용체 화 항체 에 한 고친화MERS-CoV S (MERS S-2P) DPP4 
성 결합을 지했으며 마우스에 화 항체의 높은 역가를 도출했다 종합 으로 이러한 , . (...) 
결과는 진입 항체 매개 화에 한 이해를 높이고 미래에 나타날 것으로 상MERS-CoV 
는 코로나 이러스를 포함하여 고병원성 코로나 이러스에 한 백신 항원의 구조 기 
계를 한 기 을 공한다.
왼쪽(E7350 ) 융합 태를 지하는 코로나 이러스 단백질 공학 S (...) MERS-CoV S2 
소단 의 사한 역에 단일 롤린 치환을 도입하면 세포외도메인의 이 극 으로 
증가했고 잔기 이하 라 함 에 개의 연속 인 롤린 치환은 결과, V1060 L1061( “2P” ) 2
으로 배 을 향상시켰다 도 와 도 음성 염색 에 의해 입증 와 같이>50 ( 1C S1A). EM , 
변이체는 원 융합 태를 지했다 그림 의 단백질 도 도 2P ( 1D). SARS-CoV S ( 1C D, 
도 의 동종 치환도 세포외도메인의 을 증가시켰고 S1B) HCoV-HKU1( S1 B C)
태 균질성을 개 했다 따라 앙 나 의 시작 부분에 두 개의 연속 인 롤린 잔기를 . 
도입하는 것은 베타코로나 이러스 단백질을 원 융합 태로 지하기 한 보편 인 S 
략인 것 같다 종합 으로 이러한 데이터는 치환이 융합 생을 지하지만 단백. (...) , 2P S 
질의 태를 변경하지는 않는다는 것을 입증한다.
의 오른쪽 넷째 문단(E7350 ) 표 세포의 효 인 감염을 해 단백질은 막 MERS-CoV S 
융합을 진하기 해 단계 로테아 매개 활성화가 필요하다 합부 퓨린 단은 2 . S1/S2 
이러스 생산 세포에 생하는 면 융합 펩타이드의 업스트림인 부 에 의 단은 , S2' 
- 37 -
이러스가 세포 표면이나 엔도솜에 진입하는 동안 생하며 퓨린 카텝신 을 , TMPRSS2 L
비롯한 여러 단백질분해효소에 의해 매개 있다 그러나 단백질 생합성 과 에 퓨린이 . 
자리에는 근할 있지만 자리에는 근할 없는 이 는 아직 지지 않았S1/S2 S2' 
다 퓨린 역 은 돌연변이 로 인해 우리 구조에 단 지 않은 채. S1/S2 (RSVR) (ASVG)
로 남아 있으며 우리 구조에 무질 한 근 가능한 용매 노출 루 에 있다 그림 조( 4B). 
으로 부 는 노출이 고 특히 치의 은 융합 펩티드에 , S2' (RSAR) , P1 Arg887 Asp892 
와 상호작용한다 그림 우리의 구조에 과 사이의 펩티드 결합은 Phe895 ( 4C). Arg887 Ser888 
단백질 분해 효소에 근할 없는 상태로 지 며 이는 융합 과 동안 에 구조 변, S2
화가 생할 때까지 가 효 으로 단 없음을 시사한다 결합 탈락S2' . DPP4 S1 
후 의 리폴 은 그러한 변화를 일으키고 최종 단백질 분해 활성화 단계를 (shedding) HR1
주 세포 부착에 연결하여 한 시간과 장소에 의 돌이킬 없는 리폴 이 생하도록 S2
한다 실 로 가용성 용체와 함께 비리 을 배양하면 부 에 퓨린 . DPP4 MERS-CoV S2' 
단 효 이 증가한다.
왼쪽 둘째 문단(E7354 ) 융합 구조에 한 클래스 이러스 융합 단백질 공학은 화에 I 
민감한 태 차 에피토 의 보존을 통해 면역원성을 크게 향상시킬 있다 이것은 융합 4 . 
후 당단백질 백신 항원의 실 와 융합 안 화 당단백질의 가능성으로 RSV F RSV F 
시 다 최근 단량체는 마우스에 특이 화 항체를 도하고 . MERS-CoV S1 RBD 
로 폐렴으로부터 히말라야 원숭이를 보호하는 것으로 나타났지만 비MERS-CoV , -RBD 
역 기 화 항체로 도 장 항원으로 감작 동물에 보호가 개 었다 이러한 S . 
데이터는 가 치 가변성을 갖는다는 찰과 함께 이러스가 특이 항체에 의한 RBD RBD 
화를 피하기 해 여러 메커니즘을 진화시켰음을 시사한다 열 가변성은 구조 차폐. RBD , 
차 표면 화 민감 부 일시 인 노출을 허용하는 치 가변성이 복합 으로 작용 다4 . 
융합 안 화 삼량체 가 모노머 는 보다 마우스에 더 강MERS-CoV S (S-2P) S1 S WT
한 화 항체 응을 이끌어낸다는 우리의 증명은 가 백신 개 에 호 는 항원MERS S-2P
이며 비 에피토 의 포함 리한 조 특성으로 인해 더 매 으로 만들어졌다는 것-RBD 
을 시사한다.
참고문헌 2. 13
쪽 왼쪽 둘째 문단(1260 ) 는 조 하게 리코실화 스 이크 단백질을 사용하2019-nCoV (S) 
여 주 세포에 진입한다 단백질은 이러스 막과 주 세포막을 융합시키기 해 상당한 . S 
- 38 -
구조 재배열을 겪는 안 융합 태로 존재하는 삼량체 클래스 융합 단백질이다 이 I . 
과 은 소단 가 주 세포 용체에 결합할 때 시작 다 용체 결합은 융합 삼량체S1 . 
를 불안 화하여 소단 를 거하고 소단 를 안 인 융합 후 태로 환한다 주 S1 S2 . 
세포 용체와 결합하기 해 의 는 용체 결합의 결 자를 일시 으로 기거나 노S1 RBD
출시키는 경첩 같은 구조 움직임을 겪는다 이 두 상태는 하향 배열 태와 상향(hinge) . “ ” “ ” 
배열 태로 불리며 여기 하향은 용체에 근할 없는 상태에 해당하고 상향은 덜 안, 
이라고 생각 는 용체에 근할 있는 상태에 해당한다 단백질의 필 인 기능으. S 
로 인해 항체 매개 화의 표 이 며 융합 구조의 특성화는 백신 계 개 을 안내S 
하는 원자 의 보를 공한다.
쪽 오른쪽 둘째 문단(1260 ) 의 첫 번째 보고 게놈 열을 기 으로 우리는 2019-nCoV , 
엑토도메인 잔기 에 까지 표 했으며 이 의 안 화 략을 사용하여 2019-nCoV S 1 1208 , 
다른 베타코로나 이러스 단백질에 효한 것으로 증명 말단 융합 기구S C- S2 
에 두 개의 안 화 롤린 돌연변이를 추가했다(machinery) .
쪽 왼쪽 셋째 문단(1263 ) 의 언을 한 의 속한 세계 확산WHO PHEIC 2019-nCoV
은 코로나 이러스 백신과 치료 의 긴 한 필요성을 시사한다 스 이크의 원자 . 2019-nCoV 
구조를 알면 백신 개 을 한 항원성과 단백질 을 개 할 있는 추가 인 단백질 
공학 활동이 가능할 것이다 구조 데이터는 한 이러스가 드리 트를 겪으면 . 
생할 스 이크 돌연변이의 평가를 용이하게 하고 이러한 잔기가 표면 노출을 가2019-nCoV 
지고 있는지 여부를 의하고 다른 코로나 이러스 스 이크 단백질에 한 알 진 항체 에피
토 의 치에 매핑하는 데 도움이 것이다 한 구조는 이 작물에 의해 생성 단백질. 
이 균질하고 융합 태여 화 인간 를 분리하기 한 후보 백신 항원 는 세, mAb B 
포 로 로 사용 때 가장 화에 민감한 에피토 를 지할 것이라는 것을 보증한다 한. , 
원자 의 세부 사항은 융합 억 가능성이 있는 작은 분자의 계 스크리닝을 가능하게 
한다 이 보는 백신 계 항 이러스 치료 견을 지원하여 의료 책 개 을 가. 
속화한다.
부속의 의 단백질 현 ( Materials and Methods ) 융합 엑토도메인을 하기 S 
해 잔기 에 롤린 치환 퓨린 단 부2019-nCoV S(GenBank; MN908947) 986 987 , 
에 치환 잔기 말단 피 리틴 삼량체화 모티 퓨린 단 “GSAS” ( 682-685), C- T4 , HRV3C 
부 가 합성 어 포 류에 복 었다, TwinStrepTag 8XHisTag .
- 39 -
별지 [ 4]
선행발명 의 주요 내용
초록
최근 연구는 바이러스 스파이크 단백질의 수용체 결합 도메인 에 결합함으로써 숙주 (RBD)
세포에 의 진입을 매개하는 데 안지오텐신 전환효소 의 역할 및 세포 SARS-CoV-2 II(ACE2)
단백질 분해효소에 의한 후속적인 프라이밍이 감염을 개시함을 발견했다 복제 . SARS-CoV 
속도와 질병 중증도는 와 의 결합 친화도성에 의해 제어된다 의 보존 잔기의 RBD ACE2 . RBD
변이가 와의 분자 상호작용에 어떻게 향을 미치는지 확인하기 위해 ACE2 ACE2-RBD 
복합체 의 수용체 결합 모티프 에 개의 알라닌 변종 즉SARS-CoV-2 (PDB: 6M0J) (RBM) 5 ( , 
을 생성했다 의 전원자 분자 역학 시뮬레Y449A, N487A, Y489A, N501A, Y505A) . 150 (MD) ㎱
이션을 통해 야생형 및 변종 복합체에서 계산 위치 지정 돌연변이 생성 유도된 역학을 광
범위하게 연구했다 변이 분석에서 의 분자 인식에 필수적. In silico , ACE2 SARS-CoV-2 RBD 
인 분자 간 수소 결합 손실 및 기타 비결합 접촉이 밝혀졌으며 이는 결합면 잔기의 포화 , 
돌연변이 유발 연구에 의해 충분히 입증된다 시뮬레이션 결과는 모티프가 유연. MD RBM 
하다는 것을 보여주었는데 여기서 변종 잔기는 상응하는 야생형 잔기보다 상대적으로 더 , 
이동성이 높다 주성분 연구를 통한 전반적인 활동 분석은 가 분자 상호작용에 필수적. RBD
일 수 있는 인간 결합면을 향해 돌출된 내향 운동을 보인다는 것을 밝혀냈다 결론적ACE2 . 
으로 본 발견은 이전의 실험 보고서와 일치하고 에 대항하기 위한 새로운 억제, SARS-CoV-2
제 또는 약물의 개발에 중요한 인간 에 의한 수용체 결합의 구조적 기초에 관SARS-CoV-2
한 자세한 정보를 제공한다.
쪽 둘째 문단부터(1 )
코로나바이러스는 모든 바이러스 중 가장 큰 유전체를 가진 포지티브 센스 단일 가 RNA 
닥 바이러스이며 길이는 이다 바이러스 유전체는 뉴클레RNA 26~32Kb (Malik et al., 2020). 
오캡시드 단백질로 구성된 나선형 캡시드 내부에 가득 차 있으며 추가로 스파이크 단백질, 
작은 외피 단백질 및 막 단백질의 세 가지 주요 구조 단백질로 구성된 외피로 둘러싸여 있, 
다 이 네 가지 중요한 당단백질은 모든 코로나바이러스의 구조에 크게 기여(Li et al., 2020). 
하며 발병에 중요한 역할을 한다 특히 스파이크 단백질은 숙주 세포 용체에 결합하여 숙. , 
- 40 -
주 세포에 대한 코로나바이러스의 진입을 매개하며 바이러스와 숙주의 막을 융합하는 일련
의 반응을 촉발한다 또한 스파이크 단백질은 넓은 숙주 범위와 바이러스 조직 향(Li, 2016). 
성에 필수적인 결정 요인이다.
전자현미경 연구에서 코로나바이러스 스파이크 단백질의 개 도메인 즉 말단 대형 엑 3 ( , N 
토도메인 중간 막관통 역 및 말단 짧은 세포 내 꼬리 구조를 밝혀냈다 엑토도메인은 , , C ) . 
두 가지 기능적 소단위 즉 수용체 결합 도메인 이 있는 소단위 및 막융합 소단, , (RBD) S1- S2-
위로 구성된다 스파이크 단백질은 먼저 소단위의 도메인을 통해 숙주 수용체에 결. S1 RBD 
합하고 소단위의 도움을 받아 숙주와 바이러스막을 융합함으로써 바이러스 유전체를 숙S2 
주세포로 매개한다 스파(Li et al., 2005; Liu et al., 2004; Tai et al., 2020). (...) SARS-CoV-2 
이크의 구조에 대한 최근 보고는 스파이크 단백질의 도메인이 의 펩티다아제 도RBD ACE2
메인에 결합한다는 것을 보여주었다 또한 감염에 대한 숙주(Wrapp et al., 2020). SARS-CoV 
의 감수성은 주로 스파이크 단백질의 바이러스 도메인과 숙주 수용체 사이의 친RBD ACE2 
화도에 의해 결정되며 상호작용과 바이러스 결합에 잠재적으로 관여하는 일부 특정 아미노, 
산 잔기가 있다(Huentelman et al., 2004; Wan et al., 2020; Zhanet al., 2005).
쪽 왼쪽 아래부터(2 )
의 고도로 보존된 수용체 결합 모티프는 숙주 세포 수용체 와의 SARS CoV-2 RBD ACE2
상호작용을 매개하는 데 필수적이다 그러나 의 이러한 보존된 잔기에서의 변이가 분자 . RBD
인식에 어떻게 향을 미치는지 그리고 이러한 변이가 와의 구조 역학 및 상호작용에 , ACE2 , 
미치는 향은 잘 설명되지 않았다 분자 역학 시뮬레이션은 원자 규모에서 단백질 구조. , 
기능 및 분자 상호작용의 변이 유도 변화를 조사하는 주요 접근 방식이었다(Dehury et al., 
스파이크 및 2015, 2017; Pan et al., 2019, Dehury et al., 2014). SARS-CoV-2 RBD ACE2 
복합체의 구조에 대한 더 많은 이해를 제공하기 위해 실험적인 복합체, ACE2-RBD (PDB: 
를 사용하여 전원자 분자 역학 시뮬레이션과 함께 위치 지정 계산 돌연변이 생성을 6M0J) , 
결합했다 의 와 의 상호작용에 의해 매개되는 주요 비결합 상호작용. SARS-CoV-2 RBD ACE2
을 종합적으로 탐구했고 수용체 결합 부위의 변이가 인식 역학에 향을 미치는 방식을 밝
혀냈다 본 연구의 결과는 새로운 코로나바이러스 감염과 싸우기 위한 강력한 . SARS-CoV-2 
약물 또는 억제제의 구조 기반 설계에 유용할 수 있는 원자론적 수준에서의 스파이크 RBD 
단백질과 숙주 수용체 결합의 안정성 및 유연성에 대해 심층 이해를 제공한다.
- 41 -
재료 및 방법
시스템 준비[ ]
에서 삼량체 스파이크 단백질에 의해 매개되는 바이러스 진입은 그 수명에서 SARS-CoV-2 , 
가장 중요한 단계이며 바이러스 세포막 융합 또는 공동 수용체 상호작용을 차단하는 매력-
적인 치료 중재 지점을 나타낸다 와 다른 인간 코로나바이러스는 바이러스 침. SARS-CoV-2
입에 필수인 동일한 인간 수용체를 공유하는 유사한 감염 메커니즘을 가지고 있다ACE2 . 
그러므로 복합체의 실험 결정 구조 를 본 연구의 참조 구조로 사용ACE-RBD (PDB ID: 6M0J)
하 다 본 연구에서는 의 개 보존 부위와 개 가변 부위에 무작위로 . (...) SARS-CoV-2 RBD 3 2
개의 변종이 도입되었다5 .
결과 및 고찰
의 서열 구조 유사성[RBD ]
및 에 대한 경계면 잔기의 서열 구조 분석은 최소 (...) SARS-CoV-2 SARS-CoV ACE2-RBD 
한의 변동으로 보존되는 것이 확인되었으며 그림 특히 상호작용에 필수적이라고 알려( 1(A)), 
진 소수성 잔기가 고도로 보존되었다 대부분의 아미노산(Lan et al., 2020; Li et al., 2005). 
이 고도로 보존되거나 유사한 곁사슬을 공유하는 두 의 상호작용을 담당하는 결합 부, RBD
위 잔기는 별 파란색 및 녹색 로 표시된다 의 수용체 결합 모( : SARS-CoV : SARS-CoV-2) . RBD
티프는 도 의 발톱 유사 구조의 외부 표면에 결합하는 것을 선호하며 ACE2( 1(C)) SARS-CoV 
와 유사한 곁사슬 특성을 공유한다 주로 바이러스 숙주 결합을 담당하기 때문에 핫스RBD . - ‘
팟 이라고 주로 불리는 스파이크 단백질의 역 근처에서 다수의 자연 변이가 발’ RBD RBM 
생하는데 이는 의 숙주 범위를 결정하는 것으로 추정된다 에서 여러 , SARS-CoV . SARS-CoV , 
아미노산 즉 및 은 자연선택을 거쳤으며 이는 숙, Asp442, Leu472, Asn479, Asp480 Thr487
주 수용체 인식 세포 진입 및 의 숙주 범위에 필수인 것으로 밝혀졌다, SARS-CoV (Li, 2008; 
따라서 인간 세포로 진입을 매개하는 구조적 기반을 제공하Wu et al., 2012). SARS-Cov-2 
는 이러한 복합체의 친화도의 강도에 변이가 향을 미치는 방식을 이해하는 것이 매우 중
요하다.
여기서 으로부터의 복합체의 실험 구조에 기초하여 의 보존 , SARS-CoV-2 ACE2-RBD RBM
된 잔기를 알라닌으로 변이 후 분자 역학을 수행했다 시뮬레이션 실험 도 및 을 수행. ( 2 S1)
하여 잔기 상호작용의 안정성을 측정하 다ACE2-RBD .
- 42 -
분자 역학[ ]
복합체의 야생형과 시스템은 각각 와 으로 가 (...) ACE2-RBD Y505A 0.25±0.03 0.25±0.03㎚
- 43 -
장 낮은 를 나타냈고 및 변종 시스템이 그 뒤를 이었다RMSD , Y449A, N487A, Y489 N501A . 
변종 시스템 중에서 는 다른 복합체 시스템에 비해 의 높은 를 나N501A 0.33±0.09 RMSD㎚
타냈다 전반적으로 대부분의 시스템은 시작 구조에서 상당히 유사한 작은 범위로 이탈하. 
여 분자 역학 시뮬레이션의 동안 약 의 백본 를 생성한다 위의 데, 150 0.27±0.05 RMSD . ㎱ ㎚
이터는 평형 후 약간의 후에 모든 시스템이 평형에 도달했음ns 을 나타낸다 야생형 . 6M0J 
복합체 해상도 와 비교하는 경우 각 시스템 대표 구조의 (2.45Å ) 는 야생형C -RMSD , Y449A, α
및 에 대해 각각 및 로 나타N487A, Y489A, N501A Y505A 1.87, 1.68, 1.66, 2.66, 1.77 2.28Å
났으며 이는 복합체 시스템이 시뮬레이션 내내 구조적으로 무결성을 유지하고 있음을 , MD 
의미한다.
중 이차 구조 요소의 진화[MD ]
복합체 시스템의 안정성을 추가로 확인하기 위해 알고리즘을 사용하여 시뮬레 , DSSP MD 
이션 중 이차 구조의 변화를 또한 모니터링했다 도 이는 모든 시스템이 구조적 무결( S3). (...) 
성을 유지하고 의 에서 사소한 변화가 있으나 동일한 접힘을 유지한다는 SARS-CoV-2 RBM
것을 의미한다.
분자 간 수소 결합 역학[ ]
야생형 시스템에서 수소 결합은 시뮬레이션 동안 유지되는 반면 변종에서는 (...) MD , H 
결합이 감소했으며 및 시스템에서 가장 적은 수가 관찰되었다 변종 시스템N487A Y489A . 
의 시뮬레이션 동안 다수의 필수적인 결합이 깨지는 것으로 밝혀졌는데 이는 보존된 MD , 
아미노산을 알라닌으로 대체하면 인간 경계면에서 바람직하지 않은 상호작용을 RBD- ACE2 
초래하여 분자 간 결합 안정성에 향을 미친다는 것을 의미한다H- .
분자 간 접촉 분석[ ]
결과는 변이가 세그먼트에 해당하는 경계면의 개 잔기에서 결합 상호작용의 (...) RBM 5 
현저한 감소를 초래했음을 보여준다 이는 로 계산한 수용체와 잔기의 결합 친화. PRODIGY
도에 의해 확증되었는데 여기서 변이는 중요한 잔기의 결합 친화도를 감소시켰다, . (...) 
시스템은 돌연변이로 인한 비결합 접촉의 수가 더 많은 반면 복합체의 Y449A ACE2-RBD 
안정성에 필수적인 수소 결합은 거의 손실되지 않았다 또한 의 이전 연. , Wan et al. (2020)
구는 의 잔기 의 잔기 에 해당 이 수용체 에 대한 바이SARS-CoV-2 N501(SARS-CoV 487 ) ACE2
러스 결합을 강화하고 사람 간 전염에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다 시뮬레이션. 
- 44 -
한 복합체에서도 동일한 상호작용을 관찰했지만 잔기 의 변이는 바람직한 상호작용을 501
잃게 된다는 것 또한 관찰했으며 이는 의 발병 향성 및 전염에 중요한 향을 SARS-CoV-2 , 
미친다는 것을 의미한다.
야생형과 변종 시스템 간의 완전한 상호작용은 도 에 설명되어 SARS-CoV-2 RBD-ACE2 8
있다 에 대한 및 의 결합 친화도 사이의 유의한 차이가 실. ACE2 SARS-CoV2 SARS-CoV RBD
험적으로 관찰되었지만 결합 친화도만으로 의 비정상적인 전염성을 설명할 수, SARS-CoV-2
는 없다 여기서 스파이크 단백질의 주변부에 위치한 퓨린 절단 부위를 포함한 다른 . S1/S2 
중요한 요인들이 신속한 사람 간 전염을 촉진하는 중요한 역할을 할 수 있다는 것이 주목
할 만하다 또한 최근 연구에 따르면 바이러스 진입은 또한 단백질 분해효소 활. TMPRSS2 
성에 의존적이며 카텝신 활성이 를 대체할 수 있음이 밝혀졌다B/L TMPRSS (Sungnak et al., 
2020).
결론
발생 이후의 최신 연구에서 가 인간 와 매우 상응 COVID-19 SARS-CoV-2 SARS-CoV(2005)
하며 스파이크 단백질이 안지오텐신 전환효소 에 결합함으로써 인간 숙주 세포에 , II(ACE2)
진입한다는 것을 밝혀냈다 그러나 인식에 대한 분자 메커니즘과 인간 (Zhou et al., 2020). 
에 대한 결합으로부터의 의 에서 보존된 아미노산의 역할이 연ACE2 SARS-CoV-2 RBD RBM
구되고 있다 본 연구에서는 전원자 시뮬레이션을 통해 야생형 복합체뿐만 . MD ACE2-RBD 
아니라 무작위로 선택한 개의 변종 복합체 의 보존 및 가변 부위에 위치5 (SARS-CoV-2 RBM )
를 포괄적으로 탐색했다.
및 의 복합체의 쌍별 서열 구조 정렬 및 구조적 중첩 SARS-CoV-2 SARS-CoV ACE2-RBD 
은 가 보존된 수용체 결합 모티프에 동일한 방식으로 결합하고 곁사슬 구성 상호작용 ACE2 , 
잔기의 매립된 표면적 및 내외부의 경미한 변화와 함께 기타 비결합 접촉 네트워크 RBM 
수에서 유의한 유사성을 공유한다는 것을 보여주었다 도 ( 9).
대부분의 시스템은 평형 후 에 평형에 도달했고 까지 실험 10~20 150 ACE2-RBD ㎱ ㎱
복합체와 같은 구조적 무결성을 유지했다 스파이크 단백질의 (SARS-CoV-2) . SARS-CoV-2 
은 고도의 유연성을 나타내며 가장 중요하게는 이러한 역에서 변이를 유도하여 RBM , 
결합면을 향한 의 이동성에 향을 미친다ACE2 RBM .
주성분 분석은 가 숙주 수용체 의 결합면을 향한 내향 운동을 유도한다는 것을 RBD ACE2
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시사했으며 이는 분자 상호작용 뒤의 기타 메커니즘 외에 분자 인식 과정에서 중요한 역할, 
을 하는 것으로 추측된다 결합의 강도는 변이가 결합 친화도에 향을 미치는 경향이 있. , 
는 에 위치한 보존된 결합 잔기에 의해 주로 유도되는 결합면에서의 상호작용하는 두 RBM
단백질 쌍의 완벽하게 중첩되는 곁사슬에 의존한다.
위치 지정 변이 생성 및 계산 결합 친화도 연구는 보존된 의 변이가 복합체의 구조 RBM
역학에 향을 미치고 전하 분포에 향을 미치며 분자 간 비결합 접촉을 방해하여 숙주 , , 
세포 수용체 에 대한 결합 강도를 교란시킨다는 것을 보여주었다 최근 한 연구는ACE2 . , 
가 보다 더 안정적이고 높은 온도에서 견딜 수 있다고 지적했는데SARS-CoV-2 SARS-CoV , 
박쥐가 사람에 비해 높은 체온을 가지고 있음을 고려하면 가 박쥐에서 유래함SARS-CoV-2
을 암시한다 그러므로 가까운 미래에 를 예(Chin et al., 2020; Qi et al., 2020). SARS-CoV-2
방하고 제어하기 위한 중재 치료 전략을 수립하기 위해 전 세계의 서로 다른 온도대에서 
복합체 상호작용을 이해하기 위한 추가 연구가 필요하다ACE2-RBD .
본 결과는 전반적으로 에 대항하는 신규 억제제의 개발에 매우 유용할 수 있 SARS-CoV-2
는 바이러스 숙주 매개 수용체 상호작용에서 유망한 발견을 보여주었다 본 저자들은 이 결- . 
론이 인간에서 전염성이 강한 감염의 병인을 이해하는 것에 추가적인 발전을 SARS-CoV-2 
위한 적절한 출발점을 제공한다고 강하게 믿는다.
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별지 [ 5]
선행발명 의 주요 내용
초록
신종 중증 급성 호흡기 증후군 유사 코로나바이러스 가 최근 등장해 (SARS) (SARS-CoV-2)
사람에게 급속히 퍼지면서 를 유발하고 있다 이 전염병을 해결하기 위한 열쇠는 COVID-19 . 
바이러스의 감염성 발병 및 숙주 범위를 조절하는 수용체 인식 메커니즘을 이해하는 것이, 
다 와 는 인간에서 동일한 수용체인 안지오텐신 전환 효소 . SARS-CoV-2 SARS-CoV 2(ACE2)
를 인식한다 본 저자들은 여기서 와의 복합체에서 스파이크 단백질 결정. , ACE2 SARS-CoV-2 (
화를 용이하게 하도록 설계됨 의 수용체 결합 도메인 의 결정 구조를 결정했다) (RBD) . SARS- 
에 비해 의 결합 능선은 보다 조 한 형태를 가지고 있으CoV RBD SARS-CoV-2 RBD ACE2 
며 그밖에도 의 여러 잔기 변화는 경계면의 두 바이러스 결합 , SARS-CoV-2 RBD RBD ACE2 –
핫스팟을 안정화한다 이러한 의 구조적 특징은 결합 친화도를 증가. SARS-CoV-2 RBD ACE2 
시킨다 또한 와 접한 관련이 있는 박쥐 코로나바이러스인 도 인간 . SARS-CoV-2 RaTG13
를 수용체로 사용한다는 것을 발견했다 인식에서 및 ACE2 . ACE2 SARS-CoV-2, SARS-CoV 
간의 차이는 의 잠재적인 동물 인간 전염을 밝힌다 본 연구는 RaTG13 SARS-CoV-2 - . SARS- 
의 수용체 인식을 목표로 하는 중재 전략에 대한 지침을 제공한다CoV-2 .
쪽 왼쪽 첫째 문단(221 ) 의 갑작스러운 출현과 급속한 확산은 세계 보건과 경SARS-CoV-2
제를 위협하고 있다 는 년의 보다 훨씬 더 많은 감염 사. SARS-CoV-2 2002~2003 SARS-CoV , 
망 및 경제적 혼란을 야기했다 의 기원은 아직 불명확하다 접한 관계의 코. SARS-CoV-2 . 
로나바이러스인 이 박쥐로부터 분리되었기 때문에 박쥐는 의 원천으로 RaTG13 , SARS-CoV-2
간주된다 그러나 의 박쥐 사람 전염을 가능하게 한 분자 이벤트는 알려져 있지 . SARS-CoV-2 -
않다 를 특정 표적으로 하는 임상적으로 승인된 백신이나 약물도 부족하다 코. SARS-CoV-2 . 
로나바이러스에 의한 수용체 인식은 바이러스 감염성 발병 및 숙주 범위의 중요한 결정 요, 
인이다 이는 백신 접종과 항바이러스 전략을 위한 주요 목표를 제시한다. .
쪽 왼쪽 셋째 문단(221 ) 와 스파이크 단백질 간 서열 유사성 때문SARS-CoV SARS-CoV-2 
에 최근 도 를 수용체로 사용한다고 예측되었으며 이는 다른 연구에서 검, SARS-CoV-2 ACE2
증되었다 에 의한 수용체 인식의 구조적 기반을 확인하고 . SARS-CoV-2 SARS-CoV-2, 
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및 간 결합 친화도를 비교했다 본 저자들의 발견은 단단한 SARS-CoV RaTG13 ACE2 . ACE2 
결합으로 이어지는 의 분자 및 구조적 특징을 확인한다 이는 SARS-CoV-2 RBM . SARS-CoV- 
의 동물 기원에 대한 통찰을 제공하고 상호작용을 목표로 하는 중재 2 SARS-CoV-2-ACE2 
전략의 안내를 지원할 수 있다.
쪽 오른쪽 둘째 문단부터(222 ) 경계면에 비해 SARS-CoV RBM-ACE2 SARS-CoV-2 RBM- 
경계면의 두 바이러스 결합 핫스팟 근처에서 미세하지만 기능적으로 중요한 구조적 ACE2 
변화가 일어난다 도 경계면에서는 이전에 개의 바이러스 결합 핫( . 2a, b). SARS-CoV-ACE2 2
스팟이 확인되었다 핫스팟 즉 핫스팟 은 과 사이의 염다리로 구성되. Lys31( , 31) Lys31 Glu35 
며 핫스팟 즉 핫스팟 은 과 사이의 염다리로 구성된다 상대적으Lys353( , 353) Lys353 Asp38 . 
로 먼 거리에 있는 이들 상호작용을 고려하면 이들 염다리는 모두 약하다 소수성 환경에, . 
서 이러한 약한 염다리를 바이러스 결합에 매립하는 것은 유전율의 감소로 인해 에너지를 
향상시킬 것이다 이 과정은 핫스팟과 근처 잔기 간 상호작용에 의해 촉진된다 우선. RBD . , 
경계면에서 핫스팟 은 의 로부터의 지지가 필SARS-CoVRM-ACE2 31 SARS-CoV RBM Tyr442
요하다 도 이에 비해 경계면에서 의 ( 2b). SARS-CoV-2 RBM ACE2 SARS-CoV-2 RBM Leu455 –
의 에 상응 는 부피가 보다 작은 곁사슬을 가지고 있으며 의 (SARS-CoV RBM Tyr442 ) ACE2
에 지지를 적게 제공한다 그 결과 핫스팟 의 구조는 재배열된다 및 Lys31 . 31 . Lys31 Glu35 
사이의 염다리는 쪼개지며 각 잔기는 의 과 수소 결합을 형성한다SARS-CoV-2 RBM Gln493
도 두 번째로 경계면에서 핫스팟 은 의 ( 2a). SARS-CoV RBM ACE2 353 SARS-CoV RBM–
의 곁사슬 메틸 그룹의 지지가 필요한 반면 곁사슬 하이드록실 그룹은 Thr487 Thr487 RBM 
주사슬과 수소 결합 곁사슬의 형태를 고정함 을 형성한다 도 이에 비해 (Thr487 ) ( 2b). 
경계면에서는 의 은 곁사슬 및 주사SARS-CoV-2 RBM ACE2 SARS-CoV-2 RBM Asn501 RBM –
슬 간에 수소 결합을 통해 그 형태를 고정한다 이에 따라 그 곁사슬은 상응하는 . , 
의 보다 핫스팟 에 적은 지지를 제공한다 그림 따라서 SARS-CoV RBM Thr487 353 ( 2a). ACE2
의 는 주사슬과 수소 결합을 형성하면서 의 와 염다리Lys353 SARS-CoV-2 RBM ACE2 Asp38
를 유지하는 약간 다른 형태를 취한다 도 따라서 두 핫스팟 모두 근처 잔기의 지( 2a). RBD 
지 감소에 적응했으나 여전히 경계면에서 양호하게 안정화되었다SARS-CoV-2 RBM ACE2 .–
구조적 관찰을 확증하기 위해 중요한 상호작용 잔기에 변이를 포함하는 , ACE2 
스파이크의 결합 친화도를 특성화했다 이를 위해 정제된 재조합 SARS-CoV-2 ACE2 . ACE2 
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를 미끼 세포 관련 스파이크를 표적으로 하여 단백질 풀다운 분석을 수행하, SARS-CoV-2 
다 도 교차 검증을 위해 및 라는 두 개의 상이한 태그가 있는 를 사용했( 3a). His6 Fc ACE2
다 스파이크는 다음 변화 중 개를 포함했다 의 . SARS-CoV-2 RBM 1 . 481 487(SARS-CoV-2–
이 와 같이 으로 변이 의 481-NGVEGFN-487 SARS-CoV TPPALN ), Q493N(SARS-CoV-2 Gln493
이 인간 와 같이 아스파라긴으로 변이 의 이 박쥐 SARS-CoV ), Q493Y(SARS-CoV-2 Gln493
와 같이 티로신으로 변이 및 의 이 인간 와 같RaTG13 ) N501T(SARS-CoV-2 Asn501 SARS-CoV
이 트레오닌으로 변이 결과는 이러한 모든 도입된 돌연변이가 스파이크의 ). SARS-CoV-2 
결합 친화도를 감소시킨다는 것을 보여주었다 이는 결합 능선과 핫스팟 안정ACE2 . ACE2 
화 잔기를 포함한 의 구조적 특징이 모두 의 높은 결합 SARS-CoV-2 RBM SARS-CoV-2 ACE2 
친화도에 기여한다는 것을 확증한다.
쪽 왼쪽 둘째 문단(224 ) 마지막으로 이 연구는 중재 전략 발견을 지원한다 첫째, . , SARS- 
을 표적으로 하는 단일 클론 항체의 중화는 바이러스가 에 결합하는 것을 CoV-2 RBM ACE2
막을 수 있으며 이는 따라서 유망한 항바이러스 약물이다 본 연구의 구조는 항체 약물을 . 
중화함으로써 잠재적으로 표적이 될 수 있는 에서 기능적으로 중요한 모든 SARS-CoV-2 RBM
에피토프를 설계했다 따라서 이 연구는 이러한 항체 약물의 개발 및 최적화 안내에 도움이 . 
될 수 있다 둘째 자체가 소단위 백신으로 기능할 수 있다 본 연구에서 식별된 . , RBD . SARS- 
에서 기능적으로 중요한 에피토프는 매우 효과적인 백신의 구조 기반 설계CoV-2 RBM RBD 
로 이어질 수 있다 이러한 소단위 백신 설계를 위한 구조 기반 전략은 이전에 개발되었다. . 
이러한 전략은 백신 설계를 지원할 수 있다 전반적으로 본 연구는 SARS-CoV-2 RBD . , SARS- 
에 의한 수용체 인식을 목표로 하는 구조 기반 중재 전략 개발을 지원할 수 있다CoV-2 .