압타머-수용체 복합체 구조 통해 인슐린 수용체의 기능적 선택성 밝혀
포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 윤나오 포스텍 KIURI 연구단 연구조교수와 조윤제 생명공학과 교수·류성호 교수·김준홍 박사 연구팀이 인슐린 수용체 기능을 선택적으로 조절할 수 있는 방법을 찾아냈다고 8일 밝혔다.
국제학술지 '네이터 커뮤니케이션'에 소개된 이번 연구성과는 당뇨병 치료에 새 가능성을 제시했다는 평가다.
연구팀은 IR-A62와 IR-A43 두 종류의 압타머(Aptamer)를 인슐린 수용체에 각각 결합시켜 인슐린 수용체의 구조적 상태를 고정하고, 이를 통해 수용체의 단계적인 구조 변화를 밝혀냈다.
IR-A62 압타머는 선택적 활성제로 인슐린 수용체의 인산화 및 대사 기능을 선택적으로 활성화한다. IR-A62는 인슐린과 함께 혹은 단독으로 인슐린 수용체에 결합하며 독특한 화살촉 구조와 기울어진 T구조를 유도한다. IR-A43 압타머는 인슐린 활성 증폭제인데 인슐린과 함께 수용체에 결합한다.
연구팀은 이번 연구에서 인슐린 수용체의 선택적 기능 활성화가 어떤 구조적 변화 때문에 조절되는지를 밝혀냈다. 인슐린 수용체가 단순히 인슐린 신호를 전달하는 온·오프 스위치가 아니라 수용체의 구조적 상태에 따라서 세포 기능을 선택적으로 활성화하는 정교한 조절자라는 것을 보여준다.
당뇨병을 치료하려면 지금까지는 인슐린을 투여하는 방법이 가장 흔하지만 투여량을 조절하는 게 쉽지는 않다. 인슐린은 치료유효량이 매우 좁아서 고용량이 투여되면 환자는 저혈당에 의한 두통, 오한, 의식저하, 심한 경우 실신에 이르게 된다.
연구팀이 인슐린 수용체를 선택적으로 활성화할 수 있음을 밝혀내면서 인슐린 수용체 대사 기능만을 선택할 수 있는 새로운 물질을 보다 효율적으로 개발하는 것이 가능해졌다. 인슐린 수용체 대사 기능에 대한 편향활성제는 인슐린 단점을 극복할 수 있는 새로운 당뇨병 치료제로 개발될 수 있다.
이 연구는 혁신성장 선도 고급연구인재 성장지원(KIURI) 사업, 바이오·의료기술개발사업, 중견연구 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
