[충남일보 김태진 기자] 인슐린유사성장인자(IGF)는 인슐린과 유사한 분자구조를 가진 호르몬으로, 신체의 유지와 신진대사에 관여한다. IGF는 특히 태아 및 소아‧청소년기 성장에 중요한 역할을 한다. 

IGF의 결핍은 느린 성장, 작은 체구, 지연된 발육과 같은 성장기 발달 장애, 그리고 성인에게는 골밀도와 근육강도 저하 등의 증상으로 나타난다. 반면 IGF 과잉은 거인증 혹은 말단 비대증을 유발하고 다양한 성인병 위험도를 증가시킨다.

IGF는 신체의 발달을 촉진시키는 작용 외에도 인슐린과 협동해 혈당을 조절하는 작용도 하며, 종양의 발생에도 관여함이 알려져 있어 IGF의 작동원리를 밝히기 위한 다양한 연구가 국내외에서 활발하게 진행 중이다.

기초과학연구원(IBS)은 바이오분자 및 세포 구조 연구단 김호민 CI(Chief Investigator, KAIST 의과학대학원 부교수)가 인슐린유사성장인자 복합체의 3차원 분자구조를 규명하고, 인슐린유사성장인자 복합체의 조립과정 및 인슐린유사성장인자 활성화 메커니즘을 제시했다고 3일 밝혔다.

연구진은 IGF 삼중복합체의 3차원 분자구조를 초저온투과전자현미경(cryo-EM)을 활용해 규명하고, 각 구성요소 간의 상호작용을 밝혀냈다. 

특히 IGF가 IGFBP 단백질에 둘러싸여 이중복합체를 이루고 있으며, 말발굽 모양의 ALS 단백질이 이중복합체를 한 번 더 감싸는 안정된 구조로 인해 인슐린유사성장인자가 체내에서 쉽게 분해되지 않는 것을 발견했다. 

연구진은 또 다양한 생화학적 실험 방법을 통해 IGF 삼중복합체의 순차적 조립과정과 삼중복합체로부터 IGF가 분리돼 IGF수용체를 활성화시키는 분자 메커니즘을 규명했다.

IGF 삼중복합체에 포함된 IGFBP 단백질이 생체 내 단백질분해효소에 의해 잘리면, IGFBP 단백질의 C-말단이 떨어져나가면서 불안정한 중간 삼중복합체가 형성된다. 이러한 과정이 IGF가 활성을 나타내게 하는 핵심 과정임을 새롭게 발견했다고 연구진은 설명했다.

김호민 CI는 “IBS 본원에 구축된 첨단 초저온투과전자현미경을 활용해 고해상도 분자구조를 규명한 첫 연구성과”라며 “IGF 삼중복합체의 분자구조와 활성화 메커니즘은 향후 청소년기 성장 관련 연구 또는 IGF 관련 질환의 진단 및 치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인 판에 지난 7월30일 게재됐다.