A potent and structurally novel antimicrobial peptide was isolated and characterized from Lumbricus rubellus, an earthworm. The 62-amino acid peptide, named lumbricin, was purified by a heparin-affinity column and reversed phase HPLC. A cDNA clone for lumbricin was isolated from L. rubellus cDNA library. DNA sequence analysis revealed that the cloned cDNA was 555 base pairs in length and contained an open reading frame of 231 base pairs. The lumbricin precursor consisted of 76 amino acids, with 14 residues in a pre-segment, and the mature lumbricin was rich in proline (15% in molar ratio). The high content of proline suggests that lumbricin has a rather random structure instead of an amphiphilic alpha-helical conformation responsible for the antimicrobial activity of other antimicrobial peptides such as magainin and buforin. Southern blot analysis showed that the lumbricin gene existed as a multi-copy gene. Northern blot analysis on total RNA revealed that the expression of lumbricin gene was developmentally controlled and was not induced by bacterial infection.
지렁이로부터 항균력이 강한 새로운 펩타이드를 heparin column과 역상HPLC를 이용하여 분리하고 이를 lumbricin이라 명명하였다.
또한, lumbricin의 유전자를 cDNA library screening을 통해 확보하였다. Lumbricin의 유전자는 모두 76개의 아미노산으로 이루어져 있으며, 이 중 N-말단 부분의 14개 아미노산은 signal sequence이고 그 다음 62개의 아미노산이 lumbricin에 해당하였다. Lumbricin은 proline잔기를 다량 함유하고 있어 α-helix 구조를 형성하지 못하고 random structure 형태를 취할 것으로 예상된다. α-helix는 magainin이나 buforin 같은 펩타이드들이 항균력을 가지는데 중요한 구조인데 lumbricin이 이들과 다른 구조를 가지는 것으로 보아 항균력을 나타내는 기작도 다를 것으로 생각된다. Lumbricin 유전자의 구조와 발현양상을 조사하기 위해 Southern blot과 Northern blot을 수행한 결과, lumbricin 유전자는 지렁이 genome내에 multi-copy로 존재하고, 발생 단계에 따라 특이적으로 발현되며, 미생물 감염에 의해 발현이 induction되지 않는 것을 확인하였다.
