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| 导读 | 概述
UCP2是线粒体解偶联蛋白家族成员之一，由该基因编码的蛋白作为线粒体内膜的跨膜蛋白，可以介导质子从线粒体内外膜间隙转运入线粒体内膜中，以降低内外膜的势能差，同时不生产ATP，直接将势能转化为热能释放。目前多个研究表明，胰腺细胞的UCP2表达量与胰岛素的释放密切相关。而脂肪细胞中的UCP2则与脂质代谢和产能相关。研究表明，该基因在特定群体中与个体的肥胖指数BMI相关，与2型糖尿病的发病也... |
概述
UCP2是线粒体解偶联蛋白家族成员之一，由该基因编码的蛋白作为线粒体内膜的跨膜蛋白，可以介导质子从线粒体内外膜间隙转运入线粒体内膜中，以降低内外膜的势能差，同时不生产ATP，直接将势能转化为热能释放。目前多个研究表明，胰腺细胞的UCP2表达量与胰岛素的释放密切相关。而脂肪细胞中的UCP2则与脂质代谢和产能相关。研究表明，该基因在特定群体中与个体的肥胖指数BMI相关，与2型糖尿病的发病也有一定的相关性。
基因结构
UCP2全称uncoupling protein 2 (mitochondrial, proton carrier)，即线粒体解偶联蛋白2，位于11号染色体11q13位置。UCP2基因全长8.2kb，有8个外显子和7个内含子。mRNA长度为1,646nt，编码310个氨基酸残基组成的蛋白。
基因分子生物学功能
线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)合成ATP时部分能量以热能的形式发散。对此研究者提出了呼吸链滑脱学说和质子泄漏学说。近年来的一个重要进展是解偶联蛋白(UCP, uncoupling protein)的发现[1]。研究认为，在正常情况下线粒体内膜有一定程度的质子泄漏，使线粒体内膜的跨膜电化学梯度(ΔμH+)减低，致使刺激线粒体呼吸的质子驱动力降低，OXPHOS解偶联，使ADP磷酸化产生的ATP减少，能量以热的形式释放。对肝细胞和骨骼肌线粒体进行质子泄漏测量表明，后者具有部分解偶联作用，这可解释静息状态下肝细胞26%的能量消耗和大鼠骨骼肌静息耗能的50 %[2]。
解偶联蛋白家族目前研究比较多的是UCP1、UCP2、UCP3。UCP1主要是分布在褐色脂肪组织里，对啮齿类动物的战栗产热有着重要作用，并且UCP1对人节食减肥的效果有一定影响。但是目前研究没有确定UCP1与成人或儿童的体重之间存在着明显关联。而UCP2和UCP3被发现对成人体重相关的一些调节因子有影响作用。成人静息能量消耗（resting energy expenditure，REE）、体重增长，并且身体中的脂肪比例都被发现与UCP2/UCP3的基因多态有关。在对UCP2 与解偶联关系的研究中，发现UCP2 有许多UCP1 所不具有的功能，与肥胖和高胰岛素血症有一定的相关性。
UCP2组织分布广泛，可见于褐色脂肪组织(BAT)、白色脂肪组织(WAT)、骨骼肌(SM)、心脏、脾、肾、脑、肝脏、胎盘、胰岛β细胞及肠粘膜细胞的线粒体内膜中。此外UCP2在脑中的分布极为广泛[3]，在调节能量平衡的下丘脑、调节交感神经紧张的大脑前侧中区以及大脑中控制食物摄取的区域均有高表达。
参与的通路
UCP2基因编码的蛋白是一个位于线粒体内膜上的阴离子载体蛋白，主要参与线粒体质子传递链的解偶联作用。
图1 UCPs线粒体质子传递链解偶联示意图
由脂肪酸或葡萄糖代谢产生的NADH/FADH2进入线粒体后，分离出一个电子进入电子传递链。电子在传递过程中，电子传递链生成的H+被泵出线粒体内膜进入线粒体内外膜间隙。从而形成线粒体内膜两侧的势能差。H+沿势能差被ATP合成酶介导重新送回线粒体内膜内，同时势能被转化为化学能储存在ATP中。而同时H+也可以通过线粒体跨膜蛋白UCP2被转运入线粒体内膜内，即为质子渗漏过程。而此时势能则以热能或者其他形式的能量发出，不再进行ATP的合成。
参考资料[1]. 1. Porter, R.K., Mitochondrial proton leak: a role for uncoupling proteins 2 and 3? Biochim Biophys Acta, 2001. 1504(1): p. 120-7.
[2]. 2. Ricquier, D. and F. Bouillaud, The uncoupling protein homologues: UCP1, UCP2, UCP3, StUCP and AtUCP. Biochem J, 2000. 345 Pt 2: p. 161-79.
[3]. 3. Richard, D., et al., Distribution of the uncoupling protein 2 mRNA in the mouse brain. J Comp Neurol, 1998. 397(4): p. 549-60.
UCP2是线粒体解偶联蛋白家族成员之一，由该基因编码的蛋白作为线粒体内膜的跨膜蛋白，可以介导质子从线粒体内外膜间隙转运入线粒体内膜中，以降低内外膜的势能差，同时不生产ATP，直接将势能转化为热能释放。目前多个研究表明，胰腺细胞的UCP2表达量与胰岛素的释放密切相关。而脂肪细胞中的UCP2则与脂质代谢和产能相关。研究表明，该基因在特定群体中与个体的肥胖指数BMI相关，与2型糖尿病的发病也有一定的相关性。
基因结构
UCP2全称uncoupling protein 2 (mitochondrial, proton carrier)，即线粒体解偶联蛋白2，位于11号染色体11q13位置。UCP2基因全长8.2kb，有8个外显子和7个内含子。mRNA长度为1,646nt，编码310个氨基酸残基组成的蛋白。
基因分子生物学功能
线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)合成ATP时部分能量以热能的形式发散。对此研究者提出了呼吸链滑脱学说和质子泄漏学说。近年来的一个重要进展是解偶联蛋白(UCP, uncoupling protein)的发现[1]。研究认为，在正常情况下线粒体内膜有一定程度的质子泄漏，使线粒体内膜的跨膜电化学梯度(ΔμH+)减低，致使刺激线粒体呼吸的质子驱动力降低，OXPHOS解偶联，使ADP磷酸化产生的ATP减少，能量以热的形式释放。对肝细胞和骨骼肌线粒体进行质子泄漏测量表明，后者具有部分解偶联作用，这可解释静息状态下肝细胞26%的能量消耗和大鼠骨骼肌静息耗能的50 %[2]。
解偶联蛋白家族目前研究比较多的是UCP1、UCP2、UCP3。UCP1主要是分布在褐色脂肪组织里，对啮齿类动物的战栗产热有着重要作用，并且UCP1对人节食减肥的效果有一定影响。但是目前研究没有确定UCP1与成人或儿童的体重之间存在着明显关联。而UCP2和UCP3被发现对成人体重相关的一些调节因子有影响作用。成人静息能量消耗（resting energy expenditure，REE）、体重增长，并且身体中的脂肪比例都被发现与UCP2/UCP3的基因多态有关。在对UCP2 与解偶联关系的研究中，发现UCP2 有许多UCP1 所不具有的功能，与肥胖和高胰岛素血症有一定的相关性。
UCP2组织分布广泛，可见于褐色脂肪组织(BAT)、白色脂肪组织(WAT)、骨骼肌(SM)、心脏、脾、肾、脑、肝脏、胎盘、胰岛β细胞及肠粘膜细胞的线粒体内膜中。此外UCP2在脑中的分布极为广泛[3]，在调节能量平衡的下丘脑、调节交感神经紧张的大脑前侧中区以及大脑中控制食物摄取的区域均有高表达。
参与的通路
UCP2基因编码的蛋白是一个位于线粒体内膜上的阴离子载体蛋白，主要参与线粒体质子传递链的解偶联作用。
图1 UCPs线粒体质子传递链解偶联示意图
由脂肪酸或葡萄糖代谢产生的NADH/FADH2进入线粒体后，分离出一个电子进入电子传递链。电子在传递过程中，电子传递链生成的H+被泵出线粒体内膜进入线粒体内外膜间隙。从而形成线粒体内膜两侧的势能差。H+沿势能差被ATP合成酶介导重新送回线粒体内膜内，同时势能被转化为化学能储存在ATP中。而同时H+也可以通过线粒体跨膜蛋白UCP2被转运入线粒体内膜内，即为质子渗漏过程。而此时势能则以热能或者其他形式的能量发出，不再进行ATP的合成。
参考资料
[2]. 2. Ricquier, D. and F. Bouillaud, The uncoupling protein homologues: UCP1, UCP2, UCP3, StUCP and AtUCP. Biochem J, 2000. 345 Pt 2: p. 161-79.
[3]. 3. Richard, D., et al., Distribution of the uncoupling protein 2 mRNA in the mouse brain. J Comp Neurol, 1998. 397(4): p. 549-60.
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