來源：生物谷原創 2023-06-19 18:40
來自劍橋大學等機構的科學家們通過研究在尋找治療肥胖及其相關疾病（比如糖尿病）的療法上取得了重要的發現。
線粒體解偶聯蛋白1（UCP1）能賦予哺乳動物機體棕色脂肪組織燃燒熱量作為機體體溫調節熱量的特殊能力。當被脂肪酸激活時，UCP1就能催化質子穿過線粒體內膜發生泄漏，使得線粒體產生熱量的過程發生短路，并繞過ATP的合成；相比之下，嘌呤核苷酸能結合并抑制UCP1，且會通過一種未被闡明的分子機制來調節質子的滲漏。近日，一篇發表在國際雜志Science Advances上題為“Structural basis of purine nucleotide inhibition of human uncoupling protein 1”的研究報告中，來自劍橋大學等機構的科學家們通過研究在尋找治療肥胖及其相關疾病（比如糖尿病）的療法上取得了重要的發現。
文章中，研究人員首次揭示了UCP1蛋白的分子結構，該蛋白能促進機體棕色脂肪以熱量的形式燃燒卡路里，而傳統的白色脂肪則會儲存卡路里。研究人員發現了關鍵的分子細節，其或能幫助開發出新型療法，從而人為地激活UCP1來燃燒掉來自脂肪和糖類的多余熱量，而這有望有一天幫助抵御人類肥胖和諸如糖尿病等相關疾病。Paul Crichton博士說道，除了我們都熟悉的傳統白色脂肪外，我們還能開發棕色脂肪，其是機體的有益脂肪，能分解血糖和脂肪分子從而產熱，并幫助維持機體的體溫。
機體大部分的脂肪都是白色脂肪，其能儲存能量，過多的白色脂肪則會導致機體肥胖；UCP1是一種關鍵蛋白，能促使專門的棕色脂肪將卡路里轉化為熱量。我們都知道，哺乳動物能開啟棕色脂肪中的UCP1活性從而抵御寒冷并保持體溫，尤其是在新生兒中，其并不能通過打顫來取暖。棕色脂肪在人類機體中有所不同，其與人群的瘦弱程度相關，而且目前科學家們非常感興趣研究如何增加機體的棕色脂肪并治療性地激活UCP1，并作為一種治療機體肥胖的潛在手段。
科學家首次在原子水平上解析出人類線粒體解偶聯蛋白1的分子結構 有望幫助開發治療人類肥胖癥的新型療法。
圖片來源：Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adh4251
很多研究都重點關注如何尋找鼓勵棕色脂肪的方法，以及如何將白色脂肪轉化為棕色脂肪，以便燃燒更多熱量且對抗代謝性疾病；然而即使有更多的棕色脂肪，UCP1仍然必須開啟從而獲得充分的好處；而相關研究也因一直缺少UCP1的分子組成細節而受到一定的阻礙，盡管科學家們進行了40多年的研究，但他們并不知道UCP1到底是什么樣子的，以及其是如何發揮作用的。
本文研究中，研究人員首次在原子水平和細節上解析了UCP1的結構，并闡明了其在棕色脂肪細胞中的活性是如何被關鍵的調節性分子所抑制。利用研究人員開發的名為Krios G3i的低溫電鏡，研究人員就能以原子細節觀察UCP1的結構，這是繼四十多年來科學家們對UCP1的外觀以及其工作原理進行研究后的另外一項重大進展，本文研究結果揭示了特殊的調節自如何結合從而預防UCP1的活性，但更為重要的是，UCP1結構的解析也能促使科學家們能合理化地激活分子從而結合并開啟UCP1的功能，從而促進機體脂肪的燃燒。被激活的棕色脂肪組織還能從血液中移除葡萄糖，從而就能更好地控制機體的糖尿病了，這或許是這一研究領域的又一項壯舉。（生物谷Bioon.com）
原始出處：
SCOTT A. JONES,PRERANA GOGOI,JONATHAN J. RUPRECHT，et al. Structural basis of purine nucleotide inhibition of human uncoupling protein 1, Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adh4251
