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解
偶
联
蛋
白
uncoupling protein
定义:
线粒体内膜上一种具有质子跨膜转运作用的阴离子转运蛋白。能够驱散质子电化学梯度,打开呼吸链与ATP合成的偶联。
学科:
畜牧学;饲料与营养;营养生理与生化;营养生化
相关名词:
体增热;热增耗;净能;氧化应激
图片来源:视觉中国
延伸阅读
一般情况下,线粒体内通过质子回流驱动腺苷三磷酸(ATP)生成,从而产生生命活动所需的能量。而解偶联蛋白(UCP)能够使质子回流与腺苷三磷酸生成脱离关系,使能量以热的形式释放出来。
解偶联蛋白的类型有多种,目前已知的有UCP1、UCP2、UCP3、UCP4和UCP5等。其中,UCP1多存在于棕色脂肪组织中,主要负责非颤抖产热;UCP2在许多不同的组织中都有表达,涉及广泛的生理功能,包括调节能量平衡和抗氧化防御;UCP3主要在骨骼肌中表达,可能在脂肪酸的氧化中发挥作用;UCP4和UCP5则主要在神经系统中发挥功能。
解偶联蛋白在能量代谢中的作用主要体现在热生成和能量消耗上。通过解偶联作用,质子回流内膜空间而不经过腺苷三磷酸合成酶,从而释放热量。这个过程看似是能量的浪费,但在特定情况下还是有益的,例如在寒冷环境中,动物可以通过增加解偶联蛋白的活性来产生更多的热量,从而维持一定的体温。同时,这种机制还在调节体重和脂肪储存方面发挥作用:研究表明,解偶联蛋白的表达水平与动物的体脂率呈负相关,它意味着较高的腺苷三磷酸表达可能有助于减少脂肪积累,预防肥胖。
解偶联蛋白在减少氧化应激中也扮演着关键角色。解偶联蛋白可以降低活性氧(ROS)的产生,这对保护细胞免受氧化损伤至关重要。UCP2在这方面表现尤其突出。
营养状态对解偶联蛋白的表达和功能有显著影响。高脂饮食通常会增加腺苷三磷酸的表达,促进脂肪酸的氧化和热生成。相反,饥饿状态或热量限制则可能降低腺苷三磷酸的表达,减少能量消耗,保持能量储备。
总之,解偶联蛋白在能量代谢、热调节和氧化应激中的重要作用,通过进一步研究解偶联蛋白,增利避害,有望为提高动物生产性能和健康水平提供新的思路和方法。
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来源 | 学习强国
编辑 | 张力文
审核 | 肖武健
指导老师 | 丁子芮