थर्मोजेनिन

थर्मोजेनिन (इसके खोजकर्ताओं द्वारा इसे प्रोटीन को अलग करना  कहा जाता है और अब इसे अनकपलिंग प्रोटीन 1, या यूसीपी1 के रूप में जाना जाता है) एक माइटोकॉन्ड्रियल वाहक प्रोटीन है जो भूरे वसा ऊतक (बीएटी) में पाया जाता है। इसका उपयोग गैर-कंपकंपी वाले  thermogenesis  द्वारा गर्मी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, और यह शिशुओं में गर्मी के नुकसान का मुकाबला करने में मात्रात्मक रूप से महत्वपूर्ण योगदान देता है जो अन्यथा उनके उच्च सतह क्षेत्र-आयतन अनुपात के कारण होता है।

तंत्र
यूसीपी1 यूसीपी परिवार से संबंधित है जो ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन हैं जो ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन में उत्पन्न प्रोटॉन ग्रेडिएंट को कम करते हैं। वे आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की पारगम्यता को बढ़ाकर ऐसा करते हैं, जिससे इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस में पंप किए गए प्रोटॉन को माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में लौटने की अनुमति मिलती है। भूरे वसा में यूसीपी1-मध्यस्थता वाली गर्मी पीढ़ी श्वसन श्रृंखला को अलग कर देती है, जिससे एटीपी उत्पादन की कम दर के साथ तेजी से सब्सट्रेट ऑक्सीकरण की अनुमति मिलती है। यूसीपी1 अन्य माइटोकॉन्ड्रियल मेटाबोलाइट ट्रांसपोर्टरों से संबंधित है जैसे कि एडेनिन न्यूक्लियोटाइड ट्रांसलोकेटर, माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली में एक प्रोटॉन चैनल जो माइटोकॉन्ड्रियल इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में प्रोटॉन के अनुवाद की अनुमति देता है। यूसीपी1 भूरे वसा ऊतक तक ही सीमित है, जहां यह ऊतक की विशाल गर्मी पैदा करने की क्षमता के लिए एक तंत्र प्रदान करता है।

UCP1 भूरे वसा कोशिका में फैटी एसिड द्वारा सक्रिय होता है और न्यूक्लियोटाइड द्वारा बाधित होता है। फैटी एसिड निम्नलिखित सिग्नलिंग कैस्केड द्वारा जारी किए जाते हैं: सहानुभूति तंत्रिका तंत्र टर्मिनल प्लाज्मा झिल्ली पर बीटा बीटा-3 एड्रीनर्जिक रिसेप्टर पर नॉरपेनेफ्रिन छोड़ते हैं। यह एडेनिलिल साइक्लेस को सक्रिय करता है, जो एटीपी को चक्रीय एएमपी (सीएमपी) में परिवर्तित करता है। सीएमपी प्रोटीन काइनेज ए को सक्रिय करता है, जिससे इसके सक्रिय सी सबयूनिट इसके नियामक आर सबयूनिट से मुक्त हो जाते हैं। सक्रिय प्रोटीन काइनेज ए, बदले में, ट्राईसिलग्लिसरॉल लाइपेज को फॉस्फोराइलेट करता है, जिससे यह सक्रिय होता है। लाइपेज ट्राईसिलग्लिसरॉल्स को मुक्त फैटी एसिड में परिवर्तित करता है, जो यूसीपी1 को सक्रिय करता है, प्यूरीन न्यूक्लियोटाइड्स (गुआनोसिन डिपोस्फेट और एडेनोसिन डाइफॉस्फेट) के कारण होने वाले अवरोध को खत्म करता है। थर्मोजेनेसिस की समाप्ति के दौरान, थर्मोजेनिन निष्क्रिय हो जाता है और अवशिष्ट फैटी एसिड को ऑक्सीकरण के माध्यम से निपटाया जाता है, जिससे कोशिका अपनी सामान्य ऊर्जा-संरक्षण स्थिति को फिर से शुरू कर पाती है।

यूसीपी1 एटीपी/एडीपी कैरियर प्रोटीन, या एडेनिन न्यूक्लियोटाइड ट्रांसलोकेटर (एडेनिन न्यूक्लियोटाइड ट्रांसलोकेटर) के समान है। UCP1 के लिए प्रस्तावित वैकल्पिक एक्सेस मॉडल समान ANT तंत्र पर आधारित है। सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान) झिल्ली के कोशिका द्रव्य िक पक्ष से आधे खुले यूसीपी1 प्रोटीन में आता है, प्रोटीन साइटोप्लाज्मिक पक्ष को बंद कर देता है ताकि सब्सट्रेट प्रोटीन में संलग्न हो, और फिर प्रोटीन का मैट्रिक्स पक्ष खुल जाता है, जिससे सब्सट्रेट को अनुमति मिलती है माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में जारी किया जाएगा। प्रोटीन का खुलना और बंद होना प्रोटीन की झिल्ली सतह पर साल्ट ब्रिज (प्रोटीन और सुपरमॉलेक्यूलर) के कसने और ढीले होने से पूरा होता है। एएनटी पर यूसीपी1 के इस मॉडलिंग की पुष्टि दो प्रोटीनों के बीच कई संरक्षित अवशेषों में पाई जाती है जो झिल्ली में सब्सट्रेट के परिवहन में सक्रिय रूप से शामिल होते हैं। दोनों प्रोटीन अभिन्न झिल्ली प्रोटीन हैं, जो आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं, और उनमें नमक पुलों,  PROLINE  अवशेषों और  जल विरोधी  या सुगंधि अमीनो एसिड का एक समान पैटर्न होता है जो साइटोप्लाज्मिक या मैट्रिक्स अवस्था में बंद या खुल सकता है।

संरचना
मानव अनयुग्मित प्रोटीन 1 यूसीपी1 की परमाणु संरचना को क्रायोजेनिक-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा हल किया गया है। संरचना में SLC25 परिवार के एक सदस्य की विशिष्ट तह है। यूसीपी1 को पीएच-निर्भर तरीके से ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट द्वारा साइटोप्लाज्मिक-ओपन अवस्था में बंद कर दिया जाता है, जिससे प्रोटॉन रिसाव को रोका जा सकता है।

विकास
यूसीपी1 भूरे वसा ऊतक में व्यक्त होता है, जो कार्यात्मक रूप से केवल यूथेरिया में पाया जाता है। यूसीपी1, या थर्मोजेनिन, जीन संभवतः आधुनिक कशेरुकियों के पूर्वज में उत्पन्न हुआ था, लेकिन शुरू में इसने हमारे कशेरुकी पूर्वजों को गर्मी के लिए गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस का उपयोग करने की अनुमति नहीं दी थी। जब तक इस सामान्य पूर्वज के अपरा स्तनपायी वंशजों के लिए गर्मी पैदा करना प्राकृतिक चयन नहीं था, तब तक यूसीपी1 ने अतिरिक्त गर्मी प्रदान करने के लिए भूरे वसा ऊतक में अपना वर्तमान कार्य विकसित नहीं किया था। जबकि UCP1 व्यापक श्रेणी के प्लेसेंटल स्तनधारियों में एक महत्वपूर्ण थर्मोजेनिक भूमिका निभाता है, विशेष रूप से छोटे शरीर के आकार वाले और हाइबरनेट करने वाले स्तनधारियों में, UCP1 जीन ने कई बड़े शरीर वाली वंशावली (उदाहरण के लिए अश्ववंश, एलीफेंटिडे, मत्स्यांगना, तिमिगण और हाईराकोइडिया ) और वंशावली में अपनी कार्यक्षमता खो दी है। कम चयापचय दर के साथ (जैसे फोलिडोटा,  बेल्ट, पिलोसा)। आधुनिक कशेरुकियों के पूर्वज के अन्य वंशज, मछली और धानी में यूसीपी1 के गैर-गर्मी पैदा करने वाले ऑर्थोलॉग्स की हाल की खोजों से पता चलता है कि यह जीन सभी आधुनिक कशेरुकियों में पारित हो गया था, लेकिन प्लेसेंटल स्तनधारियों को छोड़कर, किसी में भी गर्मी पैदा करने की क्षमता नहीं है। इससे आगे पता चलता है कि यूसीपी1 का एक अलग मूल उद्देश्य था और वास्तव में फ़ाइलोजेनेटिक और अनुक्रम विश्लेषण से संकेत मिलता है कि यूसीपी1 संभवतः माइटोकॉन्ड्रियल डाइकारबॉक्साइलेट वाहक प्रोटीन का एक उत्परिवर्तित रूप है जो प्लेसेंटल स्तनधारियों में थर्मोजेनेसिस के लिए अनुकूलित है।

इतिहास
1960 के दशक में शोधकर्ताओं ने भूरे वसा ऊतक की जांच करते हुए पाया कि अन्य ऊतकों की तुलना में अधिक गर्मी पैदा करने के अलावा, भूरे वसा ऊतक शॉर्ट सर्किट, या अयुग्मित, श्वसन युग्मन के लिए प्रतीत होते थे। अनकपलिंग प्रोटीन 1 की खोज 1976 में डेविड जी. निकोल्स, विबेके बर्नसन और गिलियन हेटन द्वारा की गई थी और यह खोज 1978 में प्रकाशित हुई थी और इस अनकपलिंग प्रभाव के लिए जिम्मेदार प्रोटीन के रूप में दिखाया गया था। UCP1 को बाद में 1980 में पहली बार शुद्ध किया गया और 1988 में पहली बार क्लोन किया गया। प्रोटीन दो को अलग करना (यूसीपी2), यूसीपी1 का एक समरूप, 1997 में पहचाना गया था। यूसीपी2 विभिन्न प्रकार के ऊतकों में स्थानीयकरण करता है, और माना जाता है कि यह प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) को विनियमित करने में शामिल है। पिछले दशक में, यूसीपी1 के तीन अतिरिक्त होमोलॉग की पहचान की गई है, जिनमें यूसीपी3, यूसीपी4, और यूसीपी5 (जिसे बीएमसीपी1 या एसएलसी25ए14 भी कहा जाता है) शामिल हैं।

नैदानिक ​​प्रासंगिकता
जीन ट्रांसफर थेरेपी द्वारा कोशिकाओं तक यूसीपी1 पहुंचाने के तरीके या इसके अपग्रेडेशन के तरीके अतिरिक्त चयापचय भंडार को नष्ट करने की उनकी क्षमता के कारण, मोटापे के उपचार में अनुसंधान में जांच का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र रहे हैं।

यह भी देखें

 * 2,4-डाइनिट्रोफेनॉल (समान प्रभाव वाला एक सिंथेटिक लघु-अणु प्रोटॉन शटल)

बाहरी संबंध

 * Seaweed anti-obesity tablet hope (BBC - Thermogenin mentioned as part of process)