Protein urin mayor

Protein urin mayor (Mup), juga dikenal sebagai α₂u-globulin, adalah subfamili protein yang ditemukan berlimpah dalam urin dan sekresi lain dari banyak hewan. Mup menyediakan sejumlah kecil informasi pengidentifikasi tentang hewan donor, ketika dideteksi oleh organ vomeronasal dari hewan penerima. Mup merupakan anggota keluarga protein yang lebih besar yaitu lipocalin. Mup disandi oleh sekelompok gen, yang terletak berdekatan satu sama lain pada satu hamparan DNA, yang jumlahnya sangat bervariasi antar spesies: dari setidaknya 21 gen fungsional pada tikus hingga tidak ada pada manusia. Protein Mup membentuk karakteristik seperti sarung tangan yang khas, meliputi kantong pengikat ligan yang menampung bahan kimia organik kecil tertentu.

Protein urin mayor pertama kali dilaporkan pada hewan pengerat pada 1932, selama penelitian oleh Thomas Addis menjadi penyebab proteinuria. Mup adalah alergen manusia yang kuat dan sebagian besar bertanggung jawab atas sejumlah alergi hewan, termasuk kucing, kuda, dan hewan pengerat. Fungsi Mup pada hewan tidak diketahui tetapi mungkin melibatkan pengaturan pengeluaran energi. Namun, sebagai protein yang disekresikan, protein memainkan peran ganda dalam komunikasi kimia antara hewan, berfungsi sebagai pengangkut feromon dan stabilisator pada hewan pengerat dan babi. Mup juga dapat bertindak sebagai feromon protein itu sendiri. Mup telah ditunjukkan untuk meningkatkan agresi pada tikus jantan, dan satu protein Mup spesifik yang ditemukan dalam urin tikus jantan secara seksual menarik bagi tikus betina. Mup juga dapat berfungsi sebagai sinyal di antara spesies yang berbeda: tikus menunjukkan respons ketakutan naluriah saat mendeteksi Mup yang berasal dari pemangsa seperti kucing dan tikus.

-penemuan

Manusia dalam kesehatan yang baik mengeluarkan urin yang sebagian besar bebas protein. Oleh karena itu, sejak 1827 para dokter dan ilmuwan telah tertarik pada proteinuria, atau kelebihan protein dalam urin manusia, sebagai indikator penyakit ginjal. Untuk lebih memahami etiologi proteinuria, beberapa ilmuwan mencoba mempelajari fenomena tersebut pada hewan laboratorium. Antara 1932 dan 1933 sejumlah ilmuwan, termasuk Thomas Addis, secara terpisah melaporkan temuan mengejutkan bahwa beberapa hewan pengerat sehat memiliki protein dalam urinnya. Namun, baru pada tahun 1960-an protein urin mayor mencit dan tikus pertama kali dijelaskan secara rinci. Ditemukan bahwa protein terutama dibuat di hati laki-laki dan disekresikan melalui ginjal ke dalam urin dalam jumlah besar (miligram per hari).

Sejak diberi nama, protein telah ditemukan diekspresikan secara berbeda di kelenjar lain yang mengeluarkan produk langsung ke lingkungan eksternal. Protein diekspresikan pad kelenjar lakrimal, parotis, submaksillar, sublingual, preputial dan kelenjar susu. Pada beberapa spesies, seperti kucing dan babi, Mup tampaknya tidak diekspresikan dalam urin sama sekali dan terutama ditemukan dalam air liur. Kadang-kadang istilah urinari Mup (uMups) digunakan untuk membedakan Mup yang diekspresikan dalam urin dari yang di jaringan lain.

-gen Mup

Antara 1979 dan 1981, diperkirakan bahwa Mup disandi oleh keluarga gen antara 15 dan 35 gen dan pseudogen pada tikus dan oleh sekitar 20 gen pada tikus. Pada 2008, jumlah yang lebih tepat dari gen Mup dalam berbagai spesies ditentukan dengan menganalisis urutan DNA dari seluruh genom.

--pengerat

Genom referensi tikus memiliki setidaknya 21 gen Mup yang berbeda (dengan rangka baca terbuka) dan 21 pseudogen Mup lebih lanjut (dengan kerangka pembacaan yang terganggu oleh mutasi nonsens atau duplikasi gen yang tidak lengkap). Gen Mup semua berkerumun bersama, tersusun berdampingan melintasi 1,92 megabasa DNA pada kromosom 4. Sejumlah 21 gen fungsional telah dibagi menjadi dua sub-kelas berdasarkan kesamaan posisi dan urutan: 6 Mup Kelas A perifer dan 15 Mup Kelas B pusat. Gugus gen Mup Kelas B pusat terbentuk melalui sejumlah duplikasi berurutan dari salah satu Mup Kelas A. Karena semua gen Kelas B hampir identik satu sama lain, para peneliti telah menyimpulkan bahwa duplikasi ini terjadi baru-baru ini dalam evolusi tikus. Struktur berulang dari gen Mup pusat ini berarti mereka cenderung tidak stabil dan jumlahnya dapat bervariasi di antara tikus normal. Mup Kelas A lebih berbeda satu sama lain dan karena itu cenderung lebih stabil. Kesamaan antara gen membuat wilayah tersebut sulit untuk dipelajari menggunakan teknologi sekuensing DNA saat ini. Akibatnya, kluster gen Mup merupakan salah satu dari sedikit bagian dari pengurutan keseluruhan genom tikus dengan celah yang tersisa, dan gen lebih lanjut mungkin tetap belum ditemukan.

Urin tikus juga mengandung protein urin homolog; meskipun protein-protein ini awalnya diberi nama yang berbeda, α2_u- globulin, sejak itu mereka dikenal sebagai Mup tikus. Tikus memiliki 9 gen Mup yang berbeda dan 13 pseudogen selanjutnya berkumpul bersama di 1,1 megabase DNA pada kromosom 5. Seperti pada tikus, klaster dibentuk oleh banyak duplikasi. Namun, ini terjadi secara independen dari duplikasi pada tikus, yang berarti bahwa kedua spesies hewan pengerat memperluas keluarga gen Mup secara terpisah, tetapi secara paralel.

--non-pengerat

Sebagian besar mamalia lain yang diteliti, termasuk babi, sapi, kucing, anjing, bushbaby, kera, simpanse, dan orangutan, memiliki satu gen Mup. Beberapa spesies memiliki jumlah yang diperluas: kuda memiliki tiga gen Mup, dan lemur tikus abu-abu memiliki setidaknya dua. Serangga, ikan, amfibi, burung, dan marsupial tampaknya telah mengganggu sinteni pada posisi kromosom dari kluster gen Mup, menunjukkan bahwa keluarga gen tersebut mungkin spesifik untuk mamalia berplasenta. Manusia adalah satu-satunya mamalia berplasenta yang ditemukan tidak memiliki gen Mup yang aktif; sebagai gantinya, manusia memiliki pseudogen Mup tunggal yang mengandung mutasi yang menyebabkan penjalinan RNA, membuatnya tidak berfungsi.