翻转脂肪燃烧开关:可能导致新的肥胖治疗方法突破

研究人员发现了解偶联蛋白1 (UCP1)的分子结构，这种蛋白质有助于燃烧棕色脂肪组织中的卡路里，通常被称为“好脂肪”。发现的基本分子细节可能有助于开发人工激活UCP1的治疗方法，从而燃烧多余的卡路里，并有可能对抗肥胖和糖尿病。

　　

科学家们发现了蛋白质UCP1的分子结构，UCP1对“好”棕色脂肪组织中的卡路里燃烧至关重要。这一突破提供了详细的分子见解，可能有助于开发人工激活UCP1的治疗方法，从而燃烧多余的卡路里，对抗肥胖和糖尿病。

东安格利亚大学(University of East Anglia)和剑桥大学(University of Cambridge)的研究人员在寻找肥胖及糖尿病等相关疾病治疗方法的竞赛中取得了一项重要发现。今天发表的一项新研究首次揭示了一种名为“解偶联蛋白1”(UCP1)的蛋白质的分子结构。

这种蛋白质允许棕色脂肪组织，或“好脂肪”，以热量的形式燃烧掉卡路里，而传统的白色脂肪储存卡路里。这一突破是由东英吉利大学、剑桥大学、宾夕法尼亚大学和布鲁塞尔自由大学的国际合作取得的。研究小组表示，他们的发现提供了关键的分子细节，将有助于开发人工激活UCP1的治疗方法，以燃烧脂肪和糖中多余的卡路里。有一天，这可能会对抗肥胖和相关疾病，比如糖尿病。

东安格利亚大学诺维奇医学院的Paul Crichton博士说:“除了我们熟悉的传统白色脂肪外，我们也会产生棕色脂肪。棕色脂肪是有益的脂肪——它能分解血糖和脂肪分子，产生热量，帮助维持体温。然而，我们体内大部分的脂肪都是白色脂肪，它能储存能量，而过多的白色脂肪会导致肥胖。UCP1是一种关键的蛋白质，它可以让特殊的棕色脂肪燃烧掉热量。我们知道，哺乳动物在棕色脂肪组织中开启UCP1活动，以抵御寒冷和保持体温，尤其是在新生儿中，他们还不能通过颤抖来保暖。棕色脂肪因人而异，它与人群的瘦弱有关——人们对如何增加棕色脂肪并在治疗上激活UCP1很感兴趣，作为一种治疗肥胖的潜在方法。很多研究都集中在寻找鼓励棕色脂肪的方法，以及如何将白色脂肪转化为棕色脂肪，以燃烧更多的卡路里，对抗代谢疾病。”但是，即使有更多的棕色脂肪，UCP1仍然必须‘激活’才能获得充分的好处。由于缺乏UCP1分子组成的细节，研究一直受到阻碍。尽管经过了40多年的研究，我们直到现在才知道UCP1是什么样子的，也不知道它是如何工作的。”

来自剑桥大学的首席研究员Edmund Kunji教授说:“我们的论文首次揭示了UCP1的原子细节结构，以及它在棕色脂肪细胞中的活性是如何被一个关键的调节分子抑制的。”

利用宾夕法尼亚辛格纳米技术中心的低温电子显微镜Krios G3i，研究小组能够观察到UCP1的原子细节。

贝克曼低温电子显微镜研究中心的药理学副教授和主任Vera Moiseenkova-Bell说:“这是一个令人兴奋的发展，在对UCP1的外观及其工作原理进行了40多年的研究之后。”

Kunji教授说:“我们的工作展示了一个调节因子是如何结合起来阻止UCP1的活动的，但更重要的是，这个结构将使科学家们能够合理地理解激活分子是如何结合起来打开蛋白质的，从而导致脂肪的燃烧。”

被激活的组织还可以清除血液中的葡萄糖，这有助于控制糖尿病。这是该领域的重大突破，发表在《Science Advances》杂志上。

参考文献:Structural basis of purine nucleotide inhibition of human uncoupling protein 1” by Scott A. Jones, Prerana Gogoi, Jonathan J. Ruprecht, Martin S. King, Yang Lee, Thomas Z?gg, Els Pardon, Deepak Chand, Stefan Steimle, Danielle M. Copeman, Camila A. Cotrim, Jan Steyaert, Paul G. Crichton, Vera Moiseenkova-Bell, Edmund R. S. Kunji, 31 May 2023