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성과명IBS, 성장 조절하는 인슐린유사성장인자의 비밀을 밝히다

Structural basis for assembly and disassembly of the IGF/IGFBP/ALS Ternary complex(Nature Communications (IF: 17.694, 2021 기준))

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지원사업
기초과학연구원 지원사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
기초과학연구원
연구자
김호민, 김효진, Yaoyao Fu
발표일
2022-07-30
조회수
89

IBS, 성장 조절하는 인슐린유사성장인자의 비밀을 밝히다


바이오분자 및 세포 구조 연구단 인슐린유사성장인자 복합체 3차원 분자구조 규명



개요

기초과학연구원 바이오분자 및 세포 구조 연구단 김호민 CI(Chief Investigator, KAIST 의과학 대학원 부교수)는 인슐린유사성장인자 복합체의 3차원 분자구조를 규명하고, 인슐린유사성장 인자 복합체의 조립과정 및 인슐린유사성장인자 활성화 메커니즘을 제시했다. 이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 17.69)’ 온라인 판 7월 30일
자에 게재됐다


연구 내용

연구진은 인슐린유사성장인자 삼중복합체의 3차원 분자구조를 초저온투과전자현미경 (cryo-EM)을 활용하여 규명하고, 각 구성요소 간의 상호작용을 밝혀냈다. 특히, 인슐린유사 성장인자가 IGFBP 단백질에 둘러쌓여 이중복합체를 이루고 있으며, 말발굽 모양의 ALS 단백질이 이중복합체를 한번 더 감싸는 안정된 구조로 인해 인슐린유사성장인자가 체내에서 쉽게 분해되지 않는 것을 발견했다. 또한, 형광 감지 크로마토그래피 등의 생화학적 연구를 통해 IGF가 단독으로는 ALS에 결합하지 못하고, IGF와 IGFBP가 이중결합체를 먼저 형성한 이후에 ALS와 순차적으로 결합하는 인슐린유사성장인자 삼중복합체의 조립 과정을 규명할 수 있었다. 또한, 다양한 생화학적 실험 방법을 통해 인슐린유사성장인자 삼중복합체의 순차적 조립과정과 삼중복합체로부터 인슐린유사성장인자가 분리되어 인슐린유사성장인자 수용체를 활성화시키는 분자 메커니즘을 규명했다. 인슐린유사성장인자 삼중복합체에 포함된 IGFBP 단백질이 생체 내 단백질분해효소에 의해 잘리면, IGFBP 단백질의 C-말단이 떨어져 나가면서 불안정한 중간 삼중복합체가 형성된다. 이 과정이 인슐린유사성장인자가 활성을 나타내게 하는 핵심 과정임을 새롭게 발견했다


기대 효과

인슐린유사성장인자 삼중복합체의 조립 및 활성화 메커니즘은 향후 청소년기 성장 관련 연구 또는 인슐린유사성장인자 관련 질환의 진단 및 치료제 개발에 크게 기여할 것으로 기대한다.


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