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{{Infobox Protein
| Name = uncoupling protein 1 (mitochondrial, proton carrier)
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| Bild_legende =
| PDB =
| Groesse = 307 Aminosäuren
| Kofaktor =
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| Struktur = multipass Membranprotein
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| HGNCid = 12517
| Symbol = UCP1
| AltSymbols = SLC25A7, UCP, Thermogenin
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| MGIid = 98894
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| Homolog_fam = mitochondrial carrier
| Taxon = [[Eukaryoten]]
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| Orthologe = {{Protein Orthologe
| Spezies1 = Mensch
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| S1_EntrezGene = 7350
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| S1_RefseqProtein = NP_068605
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| S2_GenLoc_start = 86180457
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}}
}}

'''Thermogenin''' (auch ''entkoppelndes Protein'', engl. ''Uncoupling Protein 1'' bzw. '''UCP1''' genannt<ref name="entrez">{{cite web | title = Entrez Gene: UCP1 uncoupling protein 1 (mitochondrial, proton carrier)| url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=7350| accessdate = 2011-02-25 |language=en}}</ref>) ist ein [[Transmembranprotein]], das sich in der [[Mitochondrion|Mitochondrienmembran]] des [[Braunes Fettgewebe|braunen Fettgewebes]] findet (bei Ratten kommt es auch im [[Fettgewebe#Weißes Fettgewebe|weißen Fettgewebe]] vor<ref>Wang LH, e.a.: ''Electroacupuncture Relieves Obesity by Up-regulating PGC-1 α/UCP-1 Signaling in White Adipose Tissue in Diet-induced Obesity Rats''. Zhen Ci Yan Jiu. 2018 Aug 25;43(8):495-500. Chinese. [[doi:10.13702/j.1000-0607.170744]]. PMID 30232852.</ref>). Durch seine Funktion kann Wärme ohne Muskelaktivität wie etwa Zittern generiert werden. Die durch UCP1 bewirkte ''[[Thermogenese]]'' ist die vorherrschende Art der Wärmeerzeugung bei [[Winterschlaf]] haltenden oder neugeborenen Säugetieren einschließlich menschlichen Säuglingen und Kleinkindern. Thermogenin gehört zu den ''[[uncoupling protein]]s''.

== Wirkmechanismus ==
[[Datei:ThermogeneseAdipozyten.svg|mini|links|Ablauf der Aktivierung: Im letzten Schritt der durch Noradrenalin ausgelösten Kaskade wird eine bestehende Inhibierung von Thermogenin von freien Fettsäuren aufgehoben. ''P'': Phosphatrest, ''ve+'': Ladungstransfer]]

Der molekulare Mechanismus der durch Thermogenin vermittelten Entkopplung ist recht gut verstanden – die Funktion dieses [[Ionenkanal]]s stellt innerhalb der [[Atmungskette|Oxidativen Phosphorylierung]] einen zusätzlichen Pfad für den Wiedereintritt von [[Proton (Chemie)|Protonen]] in die mitochondriale Matrix zur Verfügung. Wird Thermogenin aktiviert, schließt es – ähnlich wie [[2,4-Dinitrophenol#Wirkungsmechanismus|2,4-Dinitrophenol]] – den Protonen-Kreislauf kurz, der die [[Atmungskette]] an den [[ATP-Synthase]]-Komplex koppelt, welcher das [[Adenosintriphosphat]] (ATP) für den Energiehaushalt der Zelle liefert: Durch Thermogenin wird diese Kopplung aufgehoben und die durch [[Zellatmung]] gewonnene Energie ohne Bildung des Energiespeichers ATP unmittelbar in Wärme umgesetzt ([[Dissipation]]).

Thermogenin steht in Beziehung zu anderen mitochondrialen Stoffwechseltransportern wie dem Adenin-Nukleotid-Transporter, einem [[Protonenkanal]] in der [[Mitochondrium|inneren Mitochondrienmembran]], der den Transport von Protonen aus dem Membranzwischenraum in die mitochondriale Matrix vermittelt.

UCP1 kommt ausschließlich in braunem Fettgewebe vor. Durch seine Anwesenheit erlangt dieses Gewebe seine enorme Fähigkeit zur Wärmeerzeugung.

UCP1 wird durch [[Fettsäure]]n auf folgendem Weg aktiviert: Im [[Sympathisches Nervensystem|sympathischen Nervensystem]] wird [[Noradrenalin]] freigesetzt, das an den [[Beta-Adrenozeptor|β3-Adrenozeptor]] in der [[Zellmembran]] der braunen [[Adipozyt|Fettzellen]] bindet. Dadurch wird eine [[Adenylylcyclase]] aktiviert, die die Umwandlung von ATP zu [[Cyclisches Adenosinmonophosphat|cyclischem Adenosinmonophosphat]] (cAMP) katalysiert. cAMP seinerseits aktiviert die [[Proteinkinase A]], deren aktive C-Untereinheiten sich von den regulatorischen R-Untereinheiten lösen. Die aktive Proteinkinase A ihrerseits aktiviert durch [[Phosphorylierung]] eine [[Lipasen|Lipase]]. Diese Lipase katalysiert die Umwandlung von [[Triglyceride]]n in freie Fettsäuren, die schließlich UCP1 aktivieren, indem sie dessen Hemmung durch [[Purinnukleotide]] ([[Guanosindiphosphat|GDP]], [[Adenosindiphosphat|ADP]]) aufheben. Die Thermogenese wird dadurch beendet, dass die Mitochondrien freie Fettsäurereste oxidieren. Dadurch wird UCP1 inaktiv und die Zelle kehrt zur normalen Zellatmung zurück, bei der ATP synthetisiert wird.

== Entdeckungsgeschichte ==
Entdeckt wurde der Ionenkanal 1979 als ''Uncoupling Protein''<ref name="pmid348493">{{cite journal | author = Nicholls DG, Bernson VS, Heaton GM | title = The identification of the component in the inner membrane of brown adipose tissue mitochondria responsible for regulating energy dissipation | journal = Experientia Suppl. | volume = 32 | issue = | pages = 89–93 | year = 1978 | pmid = 348493 | doi = | issn = |language=en}}</ref>, 1988 wurde es zum ersten Mal kloniert.<ref name="pmid3410843">{{cite journal | author = Kozak LP, Britton JH, Kozak UC, Wells JM | title = The mitochondrial uncoupling protein gene. Correlation of exon structure to transmembrane domains | journal = J. Biol. Chem. | volume = 263 | issue = 25 | pages = 12274–7 | year = 1988 | pmid = 3410843 | doi = | issn = | url = https://www.jbc.org/article/S0021-9258(18)37751-2/pdf | accessdate = 2008-02-20 |language=en}}</ref><ref name="pmid3202878">{{cite journal | author = Bouillaud F, Raimbault S, Ricquier D | title = The gene for rat uncoupling protein: complete sequence, structure of primary transcript and evolutionary relationship between exons | journal = [[Biochem. Biophys. Res. Commun.]] | volume = 157 | issue = 2 | pages = 783–92 | year = 1988 | pmid = 3202878 | doi = 10.1016/S0006-291X(88)80318-8 | issn = |language=en}}</ref>

Ein zu Thermogenin homologes [[Gen]] konnte 1997 identifiziert werden und wurde UCP2 genannt. In den letzten zehn Jahren wurden drei weitere UCP1-Homologe gefunden, darunter UCP3, UCP4, und BMCP1 (auch als UCP5 bekannt). Erst in den vergangenen Jahren der Forschung konnte braunes Fettgewebe auch bei erwachsenen Menschen gefunden werden.<ref>{{Literatur |Autor=Jan Nedergaard, Tore Bengtsson, Barbara Cannon |Titel=Unexpected evidence for active brown adipose tissue in adult humans |Sammelwerk=American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism |Band=293 |Nummer=2 |Datum=2007-08 |ISSN=0193-1849 |Seiten=E444–452 |DOI=10.1152/ajpendo.00691.2006 |PMID=17473055}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Masayuki Saito, Yuko Okamatsu-Ogura, Mami Matsushita, Kumiko Watanabe, Takeshi Yoneshiro |Titel=High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans: effects of cold exposure and adiposity |Sammelwerk=Diabetes |Band=58 |Nummer=7 |Datum=2009-07 |ISSN=1939-327X |Seiten=1526–1531 |DOI=10.2337/db09-0530 |PMC=2699872 |PMID=19401428 }}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Leptin]]

== Literatur ==
* David Nelson, Michael Cox: ''Lehninger Principles of Biochemistry''. 4. Edition. W.H. Freeman, New York 2005, ISBN 0-7167-4339-6
* {{cite journal | author=Ricquier D, Bouillaud F |title=The uncoupling protein homologues: UCP1, UCP2, UCP3, StUCP and AtUCP |journal=[[Biochem. J.]] |volume=345 Pt 2 |issue= |pages= 161–79 |year= 2000 |pmid= 10620491 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Muzzin P |title=The uncoupling proteins |journal=Ann. Endocrinol. (Paris) |volume=63 |issue= 2 Pt 1 |pages= 106–10 |year= 2002 |pmid= 11994670 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Del Mar Gonzalez-Barroso M, Ricquier D, Cassard-Doulcier AM |title=The human uncoupling protein-1 gene (UCP1): present status and perspectives in obesity research |journal=[[Obesity Reviews]] |volume=1 |issue= 2 |pages= 61–72 |year= 2002 |pmid= 12119988 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Cassard AM, Bouillaud F, Mattei MG, ''et al.'' |title=Human uncoupling protein gene: structure, comparison with rat gene, and assignment to the long arm of chromosome 4 |journal=J. Cell. Biochem. |volume=43 |issue= 3 |pages= 255–64 |year= 1990 |pmid= 2380264 |doi= 10.1002/jcb.240430306 |language=en}}
* {{cite journal | author=Bouillaud F, Villarroya F, Hentz E, ''et al.'' |title=Detection of brown adipose tissue uncoupling protein mRNA in adult patients by a human genomic probe |journal=Clin. Sci. |volume=75 |issue= 1 |pages= 21–7 |year= 1988 |pmid= 3165741 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Oppert JM, Vohl MC, Chagnon M, ''et al.'' |title=DNA polymorphism in the uncoupling protein (UCP) gene and human body fat |journal=Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. |volume=18 |issue= 8 |pages= 526–31 |year= 1994 |pmid= 7951471 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Clément K, Ruiz J, Cassard-Doulcier AM, ''et al.'' |title=Additive effect of A→G (-3826) variant of the uncoupling protein gene and the Trp64Arg mutation of the beta 3-adrenergic receptor gene on weight gain in morbid obesity |journal=Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. |volume=20 |issue= 12 |pages= 1062–6 |year= 1997 |pmid= 8968850 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Schleiff E, Shore GC, Goping IS |title=Human mitochondrial import receptor, Tom20p. Use of glutathione to reveal specific interactions between Tom20-glutathione S-transferase and mitochondrial precursor proteins |journal=[[FEBS Lett]]. |volume=404 |issue= 2-3 |pages= 314–8 |year= 1997 |pmid= 9119086| doi=10.1016/S0014-5793(97)00145-2 |language=en}}
* {{cite journal | author=Urhammer SA, Fridberg M, Sørensen TI, ''et al.'' |title=Studies of genetic variability of the uncoupling protein 1 gene in Caucasian subjects with juvenile-onset obesity |journal=J. Clin. Endocrinol. Metab. |volume=82 |issue= 12 |pages= 4069–74 |year= 1998 |pmid= 9398715 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Jezek P, Urbánková E |title=Specific sequence of motifs of mitochondrial uncoupling proteins |journal=IUBMB Life |volume=49 |issue= 1 |pages= 63–70 |year= 2000 |pmid= 10772343 |doi= |language=en}}
* {{cite journal | author=Mori H, Okazawa H, Iwamoto K, ''et al.'' |title=A polymorphism in the 5' untranslated region and a Met229→Leu variant in exon 5 of the human UCP1 gene are associated with susceptibility to type II diabetes mellitus |journal=[[Diabetologia]] |volume=44 |issue= 3 |pages= 373–6 |year= 2001 |pmid= 11317671| doi=10.1007/s001250051629 |language=en}}
* {{cite journal | author=Nibbelink M, Moulin K, Arnaud E, ''et al.'' |title=Brown fat UCP1 is specifically expressed in uterine longitudinal smooth muscle cells |journal=[[J. Biol. Chem.]] |volume=276 |issue= 50 |pages= 47291–5 |year= 2002 |pmid= 11572862 |doi= 10.1074/jbc.M105658200 |language=en}}
* {{cite journal | author=Echtay KS, Roussel D, St-Pierre J, ''et al.'' |title=Superoxide activates mitochondrial uncoupling proteins |journal=[[Nature]] |volume=415 |issue= 6867 |pages= 96–9 |year= 2002 |pmid= 11780125 |doi= 10.1038/415096a |language=en}}
* {{cite journal | author=Rousset S, del Mar Gonzalez-Barroso M, Gelly C, ''et al.'' |title=A new polymorphic site located in the human UCP1 gene controls the in vitro binding of CREB-like factor |journal=Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. |volume=26 |issue= 5 |pages= 735–8 |year= 2002 |pmid= 12032762 |doi= 10.1038/sj.ijo.0801973 |language=en}}
* {{cite journal | author=Rim JS, Kozak LP |title=Regulatory motifs for CREB-binding protein and Nfe2l2 transcription factors in the upstream enhancer of the mitochondrial uncoupling protein 1 gene |journal=J. Biol. Chem. |volume=277 |issue= 37 |pages= 34589–600 |year= 2002 |pmid= 12084707 |doi= 10.1074/jbc.M108866200 |language=en}}
* {{cite journal | author=Kieć-Wilk B, Wybrańska I, Malczewska-Malec M, ''et al.'' |title=Correlation of the -3826A >G polymorphism in the promoter of the uncoupling protein 1 gene with obesity and metabolic disorders in obese families from southern Poland |journal=J. Physiol. Pharmacol. |volume=53 |issue= 3 |pages= 477–90 |year= 2003 |pmid= 12375583 |doi= |language=en }}
* {{cite journal | author=Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, ''et al.'' |title=Generation and initial analysis of more than 15,000 full-length human and mouse cDNA sequences |journal=[[Proc. Natl. Acad. Sci. USA]] |volume=99 |issue= 26 |pages= 16899–903 |year= 2003 |pmid= 12477932 |doi= 10.1073/pnas.242603899 |language=en}}

== Weblinks ==
* [http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/5335176.stm Seaweed anti-obesity tablet hope (BBC-News - Zusammenspiel von Flucoxanthin und UCP1, engl.)]
* [http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2007/MB_cgi?mode=&index=54059&field=all&HM=&II=&PA=&form=&input= MeshName]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Transporter (Membranprotein)]]
[[Kategorie:Stoffwechsel]]
[[Kategorie:Codiert auf Chromosom 4 (Mensch)]]

Thermogenin - Versionsgeschichte

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