단백질의 새로운 작용메커니즘 규명을 통해 당뇨병 정복의 토대를 마련한 것으로 평가받는 국내 연구진의 연구결과가 발표됐다.

전남대학교 생명과학기술학부 최홍식 교수 연구팀은 4일 고려대 구승회 교수 연구팀과 공동연구를 통해 인슐린에 의한 혈당 조절에 관여하는 단백질의 새로운 기능을 발견하고 그 조절 기전을 규명한 연구결과를 발표했다고 밝혔다.

미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하는 리더연구자지원사업과 중견연구자지원사업으로 수행한 이 연구 결과는 당대사 및 당뇨 분야에서 권위 있는 학술지인 다이어비티즈(Diabetes) 온라인판 9월 4일자에 게재됐다.

*논문원제: Insulin-inducible SMILE inhibits hepatic gluconeogenesis
*저자: 최흥식 교수(공동 교신저자, 전남대), 구승회 교수(공동 교신저자, 고려대), 이지민 박사(공동 제1저자, 전남대), 서우영 박사 (공동 제1저자, 성균관대)

연구팀은 섭식활동 후 분비된 인슐린에 의해 발현된 스마일(SMILE)이라는 단백질이 당을 생성하는 효소의 유전자 발현을 억제함으로써 당 농도를 조절한다는 새로운 메커니즘을 밝혀냈다. 이에 따라 “스마일 단백질을 제어할 수 있는 물질을 개발한다면 새로운 당 조절 및 당뇨병 치료제 개발에 응용할 수 있다.”는 게 연구팀의 설명이다.

인슐린은 혈액 내의 포도당을 글리코겐 형태로 저장하거나, 간의 당신생합성*을 억제함으로써 체내 당 균형을 유지하는 호르몬이다. 당뇨는 이와 같은 작용을 하는 인슐린 분비에 이상이 생겨 포도당이 적절히 제거, 혹은 저장되지 못하고 소변으로 배설되는 병으로 각종 합병증을 일으키는 심각한 대사질환이다.

*당신생합성(糖新生合成, gluconeogenesis): 당은 음식물 섭취 후 분해과정을 통해 만들어지기도 하지만, 필요시 간에서 탄수화물 이외의 물질로부터 새롭게 합성되기도 하는데, 이를 당신생합성이라 함.

인슐린은 간에서 당신생합성에 필요한 효소인 지식스피에이즈(G6Pase)와 펩시케이(PEPCK)의 유전자 발현을 조절하는 폭소1 단백질을 억제함으로써 당 농도를 조절한다고 알려져 있으나 더 자세한 메커니즘은 알려지지 않았다.

연구팀은 따라서 음식을 일정기간 먹이지 않았다가 다시 먹인 쥐에서 인슐린 분비가 증가하면서 스마일(SMILE)이라는 단백질의 유전자 발현이 증가한다는 사실을 밝혀냈다. 또한, 당을 증가시키는 효소인 지식스피에이즈(G6Pase)와 펩시케이(PEPCK)의 유전자 발현은 스마일에 의해 현저히 감소한다는 사실도 확인했다.

이번 연구는 스마일이라는 단백질 유전자가 당을 생성하는 효소의 발현을 억제함으로써 당 농도를 조절하는 메커니즘을 규명한 점에 의의가 있다고 연구팀은 덧붙였다.

최흥식 교수는 “이번 연구를 통해 인슐린의 당 조절에 대한 새로운 기전을 규명함으로써 인슐린의 기능과 관련된 기초 지식을 제공하고 향후 새로운 당뇨병 치료제 개발에 중요한 토대를 마련했다.”고 말했다.