解偶联剂

关于解偶联剂
何炜阳
❖呼吸链
❖ATP合成的化学渗透假说❖解偶联剂作用机理
❖解偶联剂的应用
当高能电子沿呼吸链传递时,所释放的能量将H+从线粒体基质侧泵到膜间隙,因为线粒体内膜本身对H+是不通透的,结果形成线粒体内膜两侧的H+浓度差,同时产生电位差,从而推动H+穿过ATP合成酶返回基质,并将电化学梯度蕴藏的能量转移至ATP中,形成ATP,这就是氧化与磷酸化的偶联。

解偶联剂可以以质子化的形式将膜间隙中的H+带回线粒体并释放到基质中,从而消除了线粒体内膜两侧的H+浓度梯度,使ATP合成酶丧失被激活的质子驱动力,不能合成ATP,从而解除了氧化与磷酸化的偶联。

DNP、FCCP 羰基-氰-对-三氟甲氧基苯肼,解偶联蛋白
应用减少污水处理时活性污泥产率
吡咯类杀虫剂（除尽）是呼吸作用抑制剂，作用于细胞内线粒体膜，是一个优良的氧化磷酸化解偶联剂。

该品种对鳞翅目和螨类有较高的活性.
诱导四倍体形成，除草剂
解偶联蛋白
❖ucp 线粒体内膜上调节质子梯度的蛋白，目前已经发现5种
调节ATP产出速速度
由于UCP质子漏的存在使ATP需求增加时，质子漏和ATP合成之间可以快速转换，而无需依赖于底物代谢和线粒体呼吸的增加，使ATP可以快速大量产生
产热调节
❖UCP1基因剔除的小鼠在寒冷中无法维持体温
❖寒冷短期反应可诱导交感神经系统释放去甲肾上腺素，然后通过褐色脂肪细胞上的β肾上腺素能受体（β-AR）刺激cAMP的产生，cAMP激活蛋白激酶A，蛋白激酶A 使解脂产生，释放出脂肪酸，脂肪酸进而促进UCP1对H+的运输；
❖长期反应中蛋白激酶A激活一系列级联反应，最终导致UCP1的表达增加、新线粒体的合成和褐色脂肪组织的增生。

控制活性氧的产生
实验表明，在UCP2或UCP3剔除的小鼠中，活性氧的产生增多。

而UCP对活性氧的抑制可能是一种反馈抑制机制。

研究发现，在肝细胞中活性氧增加时UCP2表达也增加。

Skulachev等、Klingenberg等证明在分离的线粒体中，超氧化物可激活UCP1、UCP2和UCP3的产生，而UCP可能反过来减少超氧化物的产生。

如果UCP可以抑制活性氧的产生，那它应在衰老和凋亡中起重要作用。

肥胖
瘦素是与肥胖有关的基因的表达产物，应用瘦素后，大鼠褐色脂肪组织中的UCP1 mRNA和UCP3 mRNA分别增加2倍和62%，瘦素可能通过上调UCP的表达，使机体产热增加，阻止能量贮存，维持机体的能量平衡研究发现，在UCP1基因的TATA上游3 826处的一个多态性位点与人类的脂肪积累、体质量指数以及高热量食物引起的体质量指数变化有关。

2型糖尿病
患糖尿病的鼠胰岛中的UCP2升高，胰岛素分泌受到抑制。

剔除了UCP2基因的鼠，高血糖降低，胰岛素分泌恢复，血液中胰岛素水平升高，这表明胰岛β细胞的功能得到了改善。

因此，调控UCP表达可能成为治疗糖尿病的新方法
❖肝移植
❖动脉粥样硬化。