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解偶联蛋白属于线粒体阴离子转运体蛋白(MACP)超家族,到目前为止,在动物和植物甚至鸟类中,已经有很多解偶联蛋白的基因被发现,其中,在哺乳动物中共发现五个解偶联蛋白,它们按照被发现的时间顺序为UCP1、UCP2、UCP3、UCP4和UCP5,其中,UCP1与UCP2和UCP3有高度的序列同源性,被认为核心UCP家族。 目前,UCP1的生理功能比较清楚,它通过质子漏将质子的电势能转化为热量,介导了褐色脂肪的非颤抖性产热(non-shivering thermogenesis,NST);尽管UCP2、UCP3和UCP1高度同源,但UCP2缺陷型小鼠和UCP3基因敲除鼠在寒冷环境下与野生型小鼠并无区别,说明它们并没有产热功能。有报道说,它们能被超氧化物激活并随之降低ROS的产生,从而保护细胞抵御氧化伤害和衰老。UCP2被证实能够负调控胰岛素分泌,将肥胖,β细胞无功能和2型糖尿病联系起来。最近的研究揭示了UCP2和UCP3在线粒体钙摄入方面的必要作用。尽管如此,UCP2和UCP3的生理功能还未完全阐明。 七鳃鳗,是目前已知最古老的脊椎动物,在进化史上具有重要地位,对其演化发育生物学的研究正日益受到重视。首次报道了七鳃鳗UCP的克隆,并在酵母异源表达系统中研究其解偶联活性。序列比对显示此蛋白与核心UCP蛋白(UCP1-3)高度同源,故命名为七鳃鳗UCP。 尽管酵母具有质子渗漏通路,但并未找到酵母线粒体上的特异性UCP蛋白,这使得酵母表达体系可以用来研究UCP蛋白功能。在酵母线粒体上适量表达的哺乳类UCP1,表现出可被脂肪酸如棕榈酸激活,可被嘌呤核苷酸尤其是GDP抑制的解偶联活性;而UCP2和UCP3都不具有UCP1类的特异性解偶联活性,所以,采用酵母系统研究七鳃鳗UCP蛋白的解偶联活性,特别是鉴定它到底更像UCP1还是UCP2。 通过检测state4呼吸速率和质子渗漏,我们发现七鳃鳗UCP蛋白在酵母系统中具有温和、不受调控的解偶联活性,这与UCP2更相似,而非UCP1。所有已知的UCPs都属于线粒体阴离子载体蛋白超家族,七鳃鳗UCP的蛋白序列显示它也是线粒体阴离子载体,所以我们猜想这种古老的UCP蛋白的主要功能很可能不是转运质子,而是转运某种阴离子代谢物,质子转运只是附带作用。