IBS, 성장 조절하는 인슐린유사성장인자 구조 규명

김호민 CI 연구단, 인슐린유사성장인자 복합체 3차원 분자구조 밝혀

복합체 조립과정 및 인슐린유사성장인자 활성화 메커니즘 제시

국제학술지 게재, 성장·대사 관련 질병 진단·치료제 개발 기대

[대전=뉴시스] IBS 바이오분자 및 세포 구조 연구단의 인슐린유사성장인자 복합체 3차원 분자구조 규명 및 활성화 메카니즘 연구 요약도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 바이오분자 및 세포 구조 연구단 김호민 CI(Chief Investigator)팀이 인슐린유사성장인자(IGF) 복합체의 3차원 분자구조 규명을 통해 IGF 복합체의 조립과정 및 활성화 메커니즘을 제시했다고 3일 밝혔다.
 
연구팀에 따르면 인슐린유사성장인자는 세포분열, 세포 증식·분화와 생존을 조절하지만 단독으로는 매우 불안정해 체내반감기가 10분이 채 되지 않는다.

이 때문에 혈중 인슐린유사성장인자의 70% 이상은 체내에서 12시간 이상 머무를 수 있도록 인슐린유사성장인자 결합단백질들인 IGFBP 단백질(IGF Binding Protein), ALS 단백질(Acid labile subunit)과 결합해 안정한 삼중복합체 형태로 존재한다.

인슐린유사성장인자 삼중복합체(IGF1/IGFBP3/ALS)는 생체 내에서 매우 정교하게 조립되고 필요시에만 활성화돼 적절하게 성장조절 효과를 나타낼 수 있게 된다.
 
이번에 연구팀은 인슐린유사성장인자 삼중복합체의 3차원 분자구조를 초저온투과전자현미경(cryo-EM)을 활용해 규명하고 각 구성요소 간의 상호작용을 밝혀냈다.

특히 인슐린유사성장인자가 IGFBP 단백질에 둘러쌓여 이중복합체를 이루고 말발굽 모양의 ALS 단백질이 이중복합체를 한번 더 감싸는 안정된 구조로 인슐린유사성장인자가 체내에서 쉽게 분해되지 않는 다는 사실을 발견했다.

또 생화학적 실험 방법을 통해 인슐린유사성장인자 삼중복합체의 순차적 조립과정과 삼중복합체로부터 인슐린유사성장인자가 분리돼 인슐린유사성장인자 수용체를 활성화시키는 분자 메커니즘을 규명했다.
 
이어 연구진은 인슐린유사성장인자 삼중복합체에 포함된 IGFBP 단백질이 생체 내 단백질분해효소에 의해 잘리게 되면 IGFBP 단백질의 C-말단이 떨어져나가면서 불안정한 중간 삼중복합체가 형성되고 이 과정이 인슐린유사성장인자가 활성을 나타내는 핵심 과정임을 새롭게 밝혀냈다.

이번 연구는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 17.69)' 온라인판에 지난달 30일자로 게재됐다.(논문명:Structural basis for assembly and disassembly of the IGF/IGFBP/ALS Ternary complex)

김호민 CI는 "IBS에 구축된 첨단 초저온투과전자현미경을 활용, 고해상도 분자구조를 규명한 첫 연구성과"라며 "인슐린유사성장인자 삼중복합체의 분자구조와 활성화 메커니즘은 향후 청소년기 성장 관련 연구 또는 인슐린유사성장인자 관련 질환의 진단 및 치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]