고려대학교 생명과학부 고영규 교수 연구팀이 인슐린 신호전달을 조절하는 MG53이라는 새로운 단백질을 발견하였다. 연구팀은 MG53 유전자가 제거된 생쥐의 골격근에서 인슐린 신호전달이 증폭되어 고지방식에 의한 인슐린 저항성이 사라짐을 관찰하였다.

고영규 교수의 주도 하에 이재성 박사, 박준섭 박사과정생이 참여한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 ‘신약타겟 발굴검증사업’의 지원을 받아 수행되었으며 연구결과는 과학저널인 ‘네이쳐 커뮤니케인션스’(Nature Communications)지에 발표되었다.

연구팀은 이번 연구에서 MG53 단백질이 인슐린 신호전달과정의 핵심 단백질인 IRS-1를 분해시킨다는 것을 밝혀냈다.

MG53 유전자가 제거된 생쥐의 골격근에서는 IRS-1 단백질의 분해가 일어나지 않음에 따라 IRS-1 단백질 양이 증가되기 때문에 인슐린 신호 전달이 증폭됨을 관찰하였다.

게다가 MG53 유전자가 제거된 생쥐에게 고지방식을 먹여도 인슐린 저항성이 일어나지 않음을 보여줌으로써 향후 연구될 MG53 억제제가 제2형 당뇨 치료제로 사용될 수 있음을 증명하였다.

골격근과 심장근에서만 특이적으로 발현되는 MG53 단백질은 IRS-1을 억제하는 역할을 함으로써 골격근의 분화를 제어하는 것으로 알려져 왔다.

고영규 박사팀은 MG53이 단백질의 분해에 관여하는 RING 영역을 가지고 있기 때문에 IRS-1의 분해를 유도할 수 있을 것이라는 아이디어로부터 연구를 시작하였다.

이를 입증하기 위해 MG53의 RING 영역에 돌연변이를 일으킨 결과, RING 영역이 변형된 MG53은 IRS-1을 분해시키지 못하여 IRS-1의 양이 증가하고 인슐린 신호전달이 증폭되었다.

고영규 박사팀은 이번 연구에 대한 후속 연구로 MG53과 IRS-1의 상호작용을 깨트리는 신약 후보물질을 찾았는데 근육세포에서 이 후보물질이 작용하면 IRS-1 단백질양이 증가하여 인슐린에 의한 포도당유입이 증가함을 확인하였다.

고영규 박사팀은 현재 미래창조과학부의 연구지원으로 이 신약 후보물질을 제2형 당뇨 치료제로 개발하고 있는 중이다.