Certifique-se de usar 0.0.0.0 como o IP no grupo de segurança. Isso incluirá seu IP público e IP do host local. Se esse não for o problema, tente isso para depuração.
Veja em qual interface ou intervalo de IP o mongo está escutando:
netstat -pan | grep mongod
Imagino que esteja ouvindo seu endereço IP público (OUTRO ENDEREÇO IP, como você chama). Se este for o caso, tente iniciar o mongod sem bind_ip. Se você não especificou o argumento bind_ip, provavelmente é algo relacionado ao EC2.
Outro teste:tente
telnet localhost 27017
(pressione Ctrl-]
, digite quit
para sair). Isso também deve falhar porque é a mesma coisa que o cliente mongo está fazendo.