بروتينات بولية رئيسية
البروتينات البولية الرئيسية MUPS ، والتي تعرف أيضًا باسم α2u-globulins، هي فصيلة بروتينات موجودة بكثرة في بول وإفرازات العديد من الحيوانات. توفر البروتينات البولية الرئيسية مجموعة صغيرة من معلومات التعريف حول الحيوان المانح، وذلك عند الكشف عن العضو الميكعي الأنفي للحيوان المتلقي. تنتمي البروتينات البولية الرئيسية إلى عائلة كبيرة من البروتينات المعروفة باسم الليبوكالينات. يُرمز إلى البروتينات البولية الرئيسية بواسطة مجموعة من الجينات، والتي تقع مجاورة لبعضها البعض في شريط واحد من الحمض النووي، والتي تختلف اختلافاً كبيرًا في عددها بين الأنواع: من 21 جين وظيفي على الأقل في الفئران إلى لا شيء في البشر. تشكل البروتينات البولية الرئيسية شكل قفاز مميز، تشمل بعض الروابط والمواد الكيميائية العضوية الصغيرة.

تم الإبلاغ لأول مرة عن البروتينات البولية في القوارض في عام 1932، خلال دراسات أجراها توماس أديس في سبب البيلة البروتينية. تعتبر البروتينات البولية الرئيسية من المواد المسببة للحساسية بقوة لدى البشر، كما أنها مسؤولة إلى حد كبير عن عدد من حالات الحساسية لدى الحيوانات، بما في ذلك القطط والخيول والقوارض. تظل وظيفة هذه البروتينات في الحيوانات غير معروفة، لكن ربما تشمل تنظيم استهلاك الطاقة. ومع ذلك، فبكونها بروتينات تفرزها الحيوانات قد تلعب أداء أدوار متعددة في الاتصال الكيميائي بين الحيوانات، كفيرومونات النقل والتثبيت في القوارض والخنازير. كما يمكن أن تلعب البروتينات البولية الرئيسية دور الفيرومونات مستقلةً بذاتها. أُثبت أن هذه البروتينات قد تحفز من النشاط العدواني لذكور الفئران، كام وُجد أن أحد هذه البروتينات الموجودة في بول ذكور الفئران تعمل كعامل جذب جنسي لإناثها. يمكن أن تلعب البروتينات البولية الرئيسية أيضا دورًا كإشارات بين الأنواع المختلفة: إذ تُظهر الفئران استجابة الخوف كعرض استجابي غريزي عند اكتشاف البروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالحيوانات المفترسة مثل القطط والفئران.

الاكتشاف 
يُخرج البشر الأصحاء بول خالٍ إلى حدٍ كبير من البروتينات. لذلك اهتم العلماء والأطباء بدراسة البيلة البروتينية منذ عام 1827، والتي تُعرّف بإفراز كميات زائدة من البروتينات في البول، وبالتالي تُعتبر بمثابة مؤشر لاعتلال الكلية. ولفهمٍ أفضل لهذه الظاهرة، حاول العلماء دراسة هذه الظاهرة على حيوانات التجارب. أشار العديد من العلماء في الفترة ما بين 1932 و 1933، بما في ذلك توماس أديس، إلى النتائج المبهرة الخاصة بوجود البروتينات في بول بعض القوارض. ومع ذلك، لم نحصل على أول وصف دقيق لبروتينات البول الرئيسية حتى ستينات القرن الماضي. وقد وجد أن البروتينات تصنع في المقام الأول عن طريق كبد الذكور وتُفرز عن طريق الكلى في البول بكميات كبيرة (بضعة ملليغرامات في اليوم الواحد).

وحيث أن تلك البروتينات كانت قد سُميت بالفعل، تم العثور على إفراز هذه البروتينات من قبل الغدد المختلفة التي تخرج إفرازاتها مباشرةً إلى البيئة الخارجية. وتشمل هذه الغدد كل من الغدد الدمعية والنكافية وغدة تحت الفك السفلي وغدة تحت اللسان والقلفة والغدد الثديية. لا تُفرز بروتينات البول الرئيسية في بول بعض الأنواع مثل القطط والخنازير، بينما تُفرز بصورة أساسية في اللعاب. يُستخدم مصطلح بروتينات البول الرئيسية البولية uMups في بعض الأحيان للتمييز بين البروتينات المُفرزة في البول وتلك الأخرى المُفرزة من الغدد الأخرى.

جينات البروتينات البولية الرئيسية 
اكتشف بين عامي 1979 و 1981 أن بروتينات البول الرئيسية تُخلّق بواسطة عائلة جينية تتألف من 15 و 35 من الجينات والجينات الكاذبة في الفئران ونحو 20 جينًا في الجرزان. كما تم تحديد عدد أكثر دقة من الجينات في مجموعة من الأنواع في عام 2008 من خلال تحليل تسلسل الحمض النووي للجينوم بأكمله.

القوارض 

يحتوي بول الجرزان على بروتينات بولية متماثلة؛ وعلى الرغم من أنها سُميت باسم مختلف، جلوبيولين- α2u إلا أنها عُرفت منذ ذلك الحين باسم بروتينات البول الرئيسية للجرزان. تمتلك الجرزان 9 جينات و 13 جين كاذب لبروتينات البول الرئيسية تتجمع معًا عبر 1.1 قواعد عملاقة Megabases من الحمض النووي على كروموسوم 5. ومثلما حدث في الفئران، فقد تشكلت تلك الجينات بالإزدواج المتعدد. غير أن هذا حدث بشكل مستقل من الازدواجية في الفئران، وهذا يعني أن كلا من فصائل القوارض وسّعت عائلات جينات بروتينات البول الرئيسية خاصتها بشكل منفصل ، ولكن بالتوازي.

غير القوارض 
كان لدى الثدييات الأخرى التي تمت دراستها، بما في ذلك الخنازير والبقر والقطط والكلاب والجلاجو وقرد المكاك والشمبانزي وإنسان الغاب جين واحد يرمز لبروتينات البول الرئيسية.إلا أن البعض كان لديهم أعداد أكبر: فالخيول كان لديها ثلاث جينات والليمور الفأري الرمادي كان لديه على الأقل جينان. كما وُجد أن الحشرات والأسماك والزواحف والطيور والشقبانيات لديها تصاحب جيني مُعطل في مواضع كروموسومات جينات بروتينات البول الرئيسية، مما يرجح أن هذه العائلة من الجينات قد تكون خاصة بمشيمة الثدييات. لا يقتصر عدم امتلاك الإنسان على جينات بروتينات البول الرئيسية من بين الثدييات المشيمية؛ بل بالعكس فإنه يمتلك جين كاذب وحيد يحتوي على الطفرات التي تسببت في خلل في ربط الحمض النووي مما يجعل تلك البروتينات مختلة الوظيفة.

الوظيفة

بروتينات النقل 

تُعتبر البروتينات البولية الرئيسية أحد أعضاء عائلة كبيرة من البروتينات منخفضة الوزن الجزيئي (~19 كيلو دالتون) تعرف باسم ا لليبوكالينات. تمتلك هذه العائلة تركيب مميز من 8 أوراق بيتا مرتبة في طريقة عكس التوازي مع وجه واحد، مع لوالب ألفا عند كلا الطرفين. وبالتالي، فإنها تشكل شكل القفازات المميز، بما في ذلك جيب كوبي الشكل يربط بين الكيماويات العضوية الصغيرة بتقارب عالي. يرتبط عدد من هذه الروابط بالبروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالفئران، بما في ذلك 2-sec-butyl-4,5-dihydrothiazole (يختصر ك SBT or DHT), 6-hydroxy-6-methyl-3-heptanone (HMH) and 2,3 dihydro-exo-brevicomin (DHB). أثبتت كل هذه الكيماويات المتواجدة بالبول أنها تلعب دور الفيرومونات— وهي إشارات جزيئية تفرز من قبل فرد واحد يؤدي إلى استجابة فطرية سلوكية في عضو آخر من نفس النوع. أظهرت البروتينات البولية الرئيسية للفئران أنها تلعب أيضًا دور وظيفة مثبت الفيرومون، والتي توفر آلية بطء الانتشار مما يُقوي من فاعلية الفيرومونات الموجودة في رائحة بول الذكور. ونظرًا لتنوع البروتينات البولية الرئيسية في القوارض، كان يعتقد أصلاً أن مختلف البروتينات البولية الرئيسية تحتوي على جيوب ارتباط مختلفة التركيب وبالتالي ترتبط بمختلف الفيرومونات. بيد أن الدراسات التفصيلية وجدت أن معظم المواقع المتغيرة الموجودة على سطح البروتينات كان لها تأثير لا ُيذكر الارتباط بالروابط.

ترتبط البروتينات البولية الرئيسية للفئران بروابط كيميائية صغيرة. يعتبر كلورو ديكان-1 هو الرابط الأكثر شيوعًا، بينما كان 2-ميثيل-N-فينيل-2-أكريلاميد وهكسا ديكان و2،6,11- ترايمثيل ديكان أقل شيوعًا. ترتبط بروتينات الفئران الرئيسية أيضًا ب الليمونين-1 و 2-إيبوكسيد مما يؤدي إلى مرض الكلية فيما يسم باعتلال الكلية الزجاجي والذي سرعان ما يتطور إلى السرطان. ولاتُصاب الأنواع الأخرى بهذا المرض لعدم احتواء بولها على هذا النوع من الروابط الكيميائية بالتحديد. وتبعًا لذلك، أصيبت الفئران المحورة جينيا بذلك المرض عند تعديل جيناتها للتعبير عن هذا النوع من البروتينات. توجد البروتينات البولية الرئيسية ف الخنازير، والتي تسمى الليبوكالينات اللعابية لإفرازها من الغدد اللعابية، وترتبط بالأندروستينون والأندروستينول والذي يلعب كلًا منهما دور الفيرومونات لاجتذاب اللإناث للتزاوج.

كشفت دراسات المعايرة الحرارية للسعرات أن البروتينات البولية الرئيسية والروابط المرتبطة بها (البايرازين[35] والكحول  وا لثايازولين[39] و6-هيدروكسي-6-ميثيل-3-هيبتانون وN-فينيلنفثيل أمين ) ظاهرة ارتباط غريبة. كان الموقع النشط لتلك البروتينات نادرًا ما يحتوي على الماء، مما يؤدي إلى ارتباط الروابط بواسطة قوى التشتت الحراري. وهذا يتعارض مع معظم البروتينات الأخرى، والتي عادةً ما تستهلك القوى الحرارية الناتجة عن تحريك جزيئات الماء. سُميت تلك الظاهرة الغريبة ب «التأثير الكاره للماء الغير اعتيادي.»

الفيرومونات 

سعت الدراسات للكشف عن الوظيفة الدقيقة لبروتينات البول الرئيسية في الاتصال الفيروموني. وُجد أن البروتينات البولية الرئيسية تُشجع البلوغ وتسرع من دورة الشبق عند إناث الفئران، بما في ذلك تأثير فاندينبيرغ ويتون. بيد أنه وُجد أن البروتينات البولية الرئيسية التي تجذب الإناث تحتاج إلى الذوبان في بول الذكور، مما يشير إلى أن تلك البروتينات تحتاج إلى البول لكي تؤدي وظيفتها. وُجد في عام 2007 أن البروتينات البولية الرئيسية الموجودة عادةً في بول ذكور الفئران تُخلق في البكتيريا المحورة وراثيا، ، وبالتالي فإنها تخلو عادةً من المواد الكيميائية التي ترتبط بها عادةً. كما وُجد أن هذه البروتينات كانت كافية لتعزيز سلوك العدوانية في الذكور، حتى في غياب البول. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على أن البروتينات البولية المُخلّقة في البكتيريا يمكن أن تُنشط الخلايا العصبية الحسية الشمية في الجهاز الميكعي الأنفي VNO، وهو نظام فرعي من الأنف لديه قدرة الكشف عن الفيرومونات عبر مستقبلات حسية محددة، لدى الفئران والجرذان. ويدلل هذا على أن البروتينات البولية الرئيسية يمكن أن تلعب دور الفيرومونات بنفسها مستقلة عن الروابط الخاصة بها.

اتساقًا مع دور تلك البروتينات في السلوك العدواني بين ذكور الفئران، تفرز ذكور الفئران البالغين بروتينات بولية رئيسية أكثر بشكل ملحوظ في بولهم عن الإناث أو الأحداث أو ذكور الفئران المخصيين. الآلية الدقيقة التي تقود لهذ الفرق بين الجنسن أمر معقد، لكن على الأقل توجد ثلاثة هرمونات – التستوستيرون وهرمون النمو وهرمون الغدة الدرقية – معروفة بتأثيرها إيجابيًا على إنتاج البروتينات البولية الرئيسية في الفئران. يحتوي بول فئران المنازل على تركيبات متغيرة من أربع إلى سبع بروتينات رئيسية مُميزة للفأر الواحد. وُجد أن سلالات الفئران المخبرية الفطرية مثل BALB/c و C57BL/6 تُفرز بروتينات مختلفة في بولها. ومع ذلك، على عكس فئران المنازل، يفرز الأفراد المختلفين من نفس السلالة نفس النمط البروتيني، والذي يُعد قطعة أثرية من أجيال عديدة من التوالد الداخلي. يختلف هذا النوع من البروتينات البولية الرئيسية عن الأنواع الأخرى: فمن الممكن أن تُنتجه نسبة كبيرة من ذكور الفئران ولا تنتجه إناثها بأي حال من الأحوال. عند تخليق هذا النوع من البروتين في البكثيريا واستخدامه في اختبارات السلوك، وُجد أنه يجذب الإناث.تم اختبار الأنواع الأخرى من تلك البروتينات ولم تتحلى بنفس مواصفات الجذب مما يُرجح من تفرد البروتينات البولية الرئيسية للذكور في كونها فيرومونات جنسية.سمّى العلماء هذا النوع من الفيرومونات دارسين Darcin في دلالة مرحة إلى فيتزويليام دارسي البطل الرومانسي لرواية كبرياء وتحامل. بأخذ كل هذا في الاعتبار، توفر تلك الأنماط المعقدة من البروتينات البولية الريسية طائفة من المعلومات خول الحيوانات المانحة، مثل الجنس والخصوبة والهيمنة الاجتماعية والعمر والتنوع الوراثي والقرابة. تمتلك الفئران البرية (على عكس الفئران المختبرية التي تتطابق وراثيًا ولذلك توفر أنماط مماثلة من البروتينات البولية الرئيسية) أنماط فريدة من البروتينات البولية الرئيسية التي تعمل بمثابة «رمز شريطي» يحدد بدقة صاحب تلك الرائحة.

توفر مجموعة جينات البروتينات البولية الرئيسية في فئران المنازل إشارة رائحة متعددة الأشكال للغاية ذات بصمة وراثية واضحة. أظهرت الفئران البرية المُرباة في مرفقات شبه طبيعبة تجنب التوالد الداخلي. أسفر هذا التجنب عن نقص كبير في التزاوج الناجح بين الفئران التي تتشارك نسخًا متنوعة من البروتينات البولية الرئيسية (مما أنتج تطابق تام).

الكيرومونات 
بالإضافة إلى لعب البروتينات البولية الرئيسية دور الإشارات الاجتماعية بين أفراد نفس النوع، تستطيع أيضًا أن تلعب دور الكيرومونات- وهي إشارات كيميائية تنقل المعلومات بين الأنواع. تخاف الفئران بشكل غريزي من رائحة الحيوانات التي تفترسها، بما في ذلك القطط والجرزان. يحدث هذا أيضًا في الفئران المخبرية التي تم عزلها عن الحيوانات المفترسة لمئات الأجيال. تم التعرف على إشارتين للبروتينات المتماثلة عند فصل وتنقية الإشارات الكيميائية المسؤلة عن استجابة الخوف من بول الجرزان ولعاب القطط: Fel d 4 (Felis domesticus allergen 4) المنتج من جينات البروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالقطط، Rat n 1 (Rattus norvegicus allergen 1) المنتج من جينات البروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالفئران تخاف الفئران أيضًا من هذه البروتينات حتى عندما تكون مصنوعة في البكتيريا، بينما لم تظهر الحيوانات المحورة جينيًا معدومة القدرة لاكتشاف تلك البروتينات أي خوفٍ من الفئران، مما يدل على أهميتها في ابتداء سلوك الخوف. تظل كيفية ابداء السلوكات المتباينة نتيجة التعرف على هذه البروتينات غير واضحة، لكن أظهرت البروتينات البولية الرئيسية للفئران والحيوانات المفترسة قدرتها على تنشيط أنماط مختلفة من الأعصاب الحسية للفئران المستقبلة، من خلال دوائر عصبية مختلفة. وتظل مستقبلات الفيرومونات المسؤولة عن اكتشاف البروتينات البولية الرئيسية غير معروفة، لذا يُظن أن تكون تلك أحد عناصر عائلة V2R.

المواد المسببة للحساسية 

تُعتبر البروتينات البولية الرئيسية باعتبارها أحد عناصر عائلة الليبوكالينات من المواد المسببة للحساسية بقوة لدى البشر. يظل السبب لهذا غير معروف، إلا أنه يمكن أخذ التابه الجزيئي بين هذه البروتينات والليبوكالينات في الاعتبار. تعد البروتينات الناتجة عن جينات Mup17 والمعروفة ك Mus m 1, Ag1 or MA1 مسؤولة بشكل كبير عن التسبب في حساسية البشر لبول الفئران . تظل تلك البروتينات في حالة مستقرة في البيئة الخارجية، فقد وجدت إحدى الدراسات أن 95% من المنازل الداخية و 82% من جميع المنازل بالولايات المتحدة تحتوي على مستويات قابلة للكشف عنها في كل حجرة على الأقل. كما وجدت إحدى الدراسات بالولايات المتحدة تلك الحساسية في 33% من المنازل الداخلية و21% من جميع المنازل. يعتبر التعرض لبروتينات البول الريسية للفئران أحد عوامل الخطر للإصابة بالربو في الصغر وأحد العوامل الرئيسية للإصابة باحساسية لحيوانات المختبر، وهو مرض مهني يُصاب به التقنيين والباحثين في مختبرات الحيوان. One study found that two-thirds of laboratory workers who had developed asthmatic reactions to animals had جسم مضاد to Rat n 1.

الأيض 
يظل الدور الوظيفي للبروتينات البولية الرئيسية أقل وضوحًا في بعض الحيوانات المُنتجة له، في حين تم دراسة هذا الدور جيدًا في الحيوانات التي تقو بإخراجه. ومع ذلك، تم الافتراض في عام 2009 أن البروتينات البولية الرئيسية Mups قد تكون مرتبطة مع تنظيم استهلاك الطاقة في الفئران. وجد العلماء أن الفئران المعدلة وراثيًا السمينة والمصابة بداء السكري تنتج الحمض النووي الريبوزي الخاص ببروتينات البول الرئيسية Mup RNA ثلاثين مرة أقل من أشقائها الهزلاء. عندما حُقنت تلك البروتينات مباشرةً في مجرى دم هذه الفئران، لوحظت زيادة في استهلاك الطاقة والنشاط البدني ودرجة حرارة الجسم وانخفاض مماثل في اختلال تحمل الجلوكوز ومقاومة الأنسولين. ويُقترح أن تحدث تلك الآثار المفيدة في أيض الطاقة من خلال تعزيز وظيفة الميتوكوندريا في العضلات الهيكلية. وجدت دراسة أخرى انخفاض نسبة البروتينات البولية الرئيسية الفئران السمينة بسبب النظام الغذائي. يُعتبر وجود هذه البروتينات في مجرى دم هذه الفئران في هذه الحالة عاملًا مثبطًا لإنتاج الجلوكوز من خلال تثبيط التعبير الجيني في الكبد.

مراجع 

بروتينات حيوانية
بول
عائلات البروتين
علم الحساسية
فيرومونات
البروتينات البولية الرئيسية MUPS ، و التي تعرف أيضًا ب اسم α2u - globulins ، هي فصيلة بروتينات موجودة ب كثرة في بول وإفرازات العديد من ال حيوانات . توفر البروتينات البولية الرئيسية مجموعة صغيرة من معلومات التعريف حول الحيوان المانح ، و ذٰلك عند الكشف عن العضو الميكعي الأنفي للحيوان الم تلقي . تنتمي البروتينات البولية الرئيسية إلى عائلة كبيرة من البروتينات المعروفة ب اسم الليبوكالينات . يُرمز إلى البروتينات البولية الرئيسية ب واسطة مجموعة من الجينات ، و التي تقع مجاورة ل بعض ها البعض في شريط واحد من الحمض النووي ، و التي تختلف اختلافاً كبيرًا في عدد ها بين الأنواع : منجين وظيفي على الأقل في الفئران إلى لا شيء في البشر . تشكل البروتينات البولية الرئيسية شكل قفاز مميز ، تشمل بعض الروابط و المواد الكيميائية العضوية الصغيرة . تم الإبلاغ ل أول مرة عن البروتينات البولية في القوارض في عام خلال دراسات أجرى ها توماس أديس في سبب البيلة البروتينية . تعتبر البروتينات البولية الرئيسية من المواد المسببة للحساسية ب قوة لدى البشر ، كما أن ها مسؤولة إلى حد كبير عن عدد من حالات الحساسية لدى ال حيوانات ، ب ما في ذلك القطط والخيول والقوارض . تظل وظيفة هذه البروتينات في ال حيوانات غير معروفة ، لكن ربما تشمل تنظيم استهلاك الطاقة . و مع ذلك ، فب كون ها بروتينات تفرز ها ال حيوانات قد تلعب أداء أدوار متعددة في الاتصال الكيميائي بين ال حيوانات ، كفيرومونات النقل وال تثبيت في القوارض والخنازير . كما يمكن أن تلعب البروتينات البولية الرئيسية دور الفيرومونات مستقلةً بذات ها . أُثبت أن هذه البروتينات قد تحفز من النشاط العدواني لذكور الفئران ، كام وُجد أن أحد هذه البروتينات الموجودة في بول ذكور الفئران تعمل ك عامل جذب جنسي لإناث ها . يمكن أن تلعب البروتينات البولية الرئيسية أيضا دورًا كإشارات بين الأنواع المختلفة : إذ تُظهر الفئران استجابة الخوف كعرض استجابي غريزي عند اكتشاف البروتينات البولية الرئيسية الخاصة ب الحيوانات المفترسة مثل القطط والفئران . الاكتشاف يُخرج البشر الأصحاء بول خالٍ إلى حدٍ كبير من البروتينات . ل ذٰلك اهتم العلماء و الأطباء ب دراسة البيلة البروتينية منذ عام و التي تُعرّف بإفراز كميات زائدة من البروتينات في البول ، و ب التالي تُعتبر ب مثابة مؤشر لاعتلال ال كلية . ولفهمٍ أفضل ل هٰذه الظاهرة ، حاول العلماء دراسة هذه الظاهرة على حيوانات التجارب . أشار العديد من العلماء في الفترة ما بينو ب ما في ذلك توماس أديس ، إلى النتائج المبهرة الخاصة ب وجود البروتينات في بول بعض القوارض . و مع ذلك ، لم نحصل على أول وصف دقيق لبروتينات البول الرئيسية حتى ستينات القرن الماضي . و قد وجد أن البروتينات تصنع في المقام الأول عن طريق كبد الذكور وتُفرز عن طريق الكلى في البول ب كميات كبيرة ( بضعة مللي غرامات في اليوم الواحد ) . و حيث أن تلك البروتينات كانت قد سُميت ب الفعل ، تم العثور على إفراز هذه البروتينات من قبل الغدد المختلفة التي تخرج إفرازات ها مباشرةً إلى البيئة الخارجية . و تشمل هذه الغدد كل من الغدد الدمعية والنكافية وغدة تحت الفك السفلي وغدة تحت ال لسان والقلفة والغدد الثديية . لا تُفرز بروتينات البول الرئيسية في بول بعض الأنواع مثل القطط والخنازير ، بينما تُفرز ب صورة أساسية في اللعاب . يُستخدم مصطلح بروتينات البول الرئيسية البولية uMups في بعض الأحيان للتمييز بين البروتينات المُفرزة في البول و تلك الأخرى المُفرزة من الغدد الأخرى . جينات البروتينات البولية الرئيسية اكتشف بين عاميوأن بروتينات البول الرئيسية تُخلّق ب واسطة عائلة جينية تتألف منومن الجينات والجينات الكاذبة في الفئران ونحوجينًا في الجرزان . كما تم تحديد عدد أكثر دقة من الجينات في مجموعة من الأنواع في عاممن خلال تحليل تسلسل الحمض النووي للجينوم بأكمل ه . القوارض يحتوي بول الجرزان على بروتينات بولية متماثلة ؛ و على الرغم من أن ها سُميت ب اسم مختلف ، جلوبيولين - α2u إلا أن ها عُرفت منذ ذلك الحين ب اسم بروتينات البول الرئيسية للجرزان . تمتلك الجرزانجينات وجين كاذب لبروتينات البول الرئيسية تتجمع معًا عبر 1 قواعد عملاقة Megabases من الحمض النووي على كروموسوم ومثلما حدث في الفئران ، ف قد ت شكلت تلك الجينات بالإزدواج المتعدد . غير أن هذا حدث ب شكل مستقل من الازدواجية في الفئران ، و هٰذا يعني أن كلا من فصائل القوارض وسّعت عائلات جينات بروتينات البول الرئيسية خاصت ها ب شكل منفصل ، و لٰكن بالتوازي . غير القوارض كان لدى الثدييات الأخرى التي تمت دراسة ها ، ب ما في ذلك الخنازير والبقر والقطط والكلاب والجلاجو وقرد المكاك والشمبانزي وإنسان الغاب جين واحد يرمز لبروتينات البول الرئيسية . إلا أن البعض كان لدي هم أعداد أكبر : فالخيول كان لدي ها ثلاث جينات والليمور الفأري الرمادي كان لدي ه على الأقل جينان . كما وُجد أن الحشرات والأسماك والزواحف والطيور والشقبانيات لدي ها تصاحب جيني مُعطل في مواضع كروموسومات جينات بروتينات البول الرئيسية ، مما يرجح أن هذه العائلة من الجينات قد تكون خاصة بمشيمة الثدييات . لا يقتصر عدم امتلاك الإنسان على جينات بروتينات البول الرئيسية من بين الثدييات المشيمية ؛ بل ب العكس ف إن ه يمتلك جين كاذب وحيد يحتوي على الطفرات التي تسببت في خلل في ربط الحمض النووي مما يجعل تلك البروتينات مختلة الوظيفة . الوظيفة بروتينات النقل تُعتبر البروتينات البولية الرئيسية أحد أعضاء عائلة كبيرة من البروتينات منخفضة الوزن الجزيئيكيلو دالتون ) تعرف ب اسم ا لليبوكالينات . تمتلك هذه العائلة تركيب مميز منأوراق بيتا مرتبة في طريقة عكس التوازي مع وجه واحد ، مع لوالب ألفا عند كلا الطرفين . و ب التالي ، ف إن ها تشكل شكل القفازات المميز ، ب ما في ذلك جيب كوبي الشكل يربط بين الكيماويات العضوية الصغيرة بتقارب عالي . يرتبط عدد من هذه الروابط بالبروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالفئران ، ب ما في ذلكsec - butyl - 4,5 - dihydroth iazole ( يختصر ك SBT or DHT ) , hydroxy - 6 - met h y l - 3 - heptanone ( HMH ) and3 dih ydro - exo - brevicomin ( DHB ) . أثبتت كل هذه الكيماويات المتواجدة بالبول أن ها تلعب دور الفيرومونات — و هي إشارات جزيئية تفرز من قبل فرد واحد يؤدي إلى استجابة فطرية سلوكية في عضو آخر من نفس النوع . أظهرت البروتينات البولية الرئيسية للفئران أن ها تلعب أيضًا دور وظيفة مثبت الفيرومون ، و التي توفر آلية بطء الانتشار مما يُقوي من فاعلية الفيرومونات الموجودة في رائحة بول الذكور . ونظرًا لتنوع البروتينات البولية الرئيسية في القوارض ، كان يعتقد أصلاً أن مختلف البروتينات البولية الرئيسية تحتوي على جيوب ارتباط مختلفة التركيب و ب التالي ترتبط ب مختلف الفيرومونات . بيد أن الدراسات التفصيلية وجدت أن معظم المواقع المتغيرة الموجودة على سطح البروتينات كان ل ها تأثير لا ُ يذكر الارتباط بالروابط . ترتبط البروتينات البولية الرئيسية للفئران بروابط كيميائية صغيرة . يعتبر كلورو ديكان - 1 هو الرابط الأكثر شيوعًا ، بينما كانميثيل - N - فينيل - 2 - أكريلاميد وهكسا ديكان و 2،6,11 - ترايمثيل ديكان أقل شيوعًا . ترتبط بروتينات الفئران الرئيسية أيضًا ب الليمونين - 1 وإيبوكسيد مما يؤدي إلى مرض ال كلية فيما يسم باعتلال ال كلية الزجاجي و الذي سرعان ما يتطور إلى السرطان . ولاتُصاب الأنواع الأخرى ب هٰذا المرض ل عدم احتواء بول ها على هذا النوع من الروابط الكيميائية ب التحديد . وتبعًا ل ذٰلك ، أصيبت الفئران المحورة جينيا ب ذٰلك المرض عند تعديل جينات ها ل التعبير عن هذا النوع من البروتينات . توجد البروتينات البولية الرئيسية ف الخنازير ، و التي تسمى الليبوكالينات اللعابية لإفراز ها من الغدد اللعابية ، و ترتبط بالأندروستينون والأندروستينول و الذي يلعب كلًا من هما دور الفيرومونات ل اجتذاب اللإناث للتزاوج . كشفت دراسات ال معايرة الحرارية للسعرات أن البروتينات البولية الرئيسية والروابط المرتبطة ب ها ( البايرازين [ 35 ] و الكحول وا لثايازولين [ 39 ] و 6 - هيدروكسي - 6 - ميثيل - 3 - هيبتانون و N - فينيلنفثيل أمين ) ظاهرة ارتباط غريبة . كان الموقع النشط ل تلك البروتينات نادرًا ما يحتوي على الماء ، مما يؤدي إلى ارتباط الروابط ب واسطة قوى التشتت الحرار ي . و هٰذا يتعارض مع معظم البروتينات الأخرى ، و التي عادةً ما تستهلك القوى الحرارية الناتجة عن تحريك جزيئات الماء . سُميت تلك الظاهرة الغريبة ب « التأثير الكار ه ل الماء الغير اعتيادي . » الفيرومونات سعت الدراسات ل الكشف عن الوظيفة الدقيقة لبروتينات البول الرئيسية في الاتصال الفيروموني . وُجد أن البروتينات البولية الرئيسية تُشجع البلوغ وتسرع من دورة الشبق عند إناث الفئران ، ب ما في ذلك تأثير فاندينبيرغ ويتون . بيد أن ه وُجد أن البروتينات البولية الرئيسية التي تجذب الإناث تحتاج إلى الذوبان في بول الذكور ، مما يشير إلى أن تلك البروتينات تحتاج إلى البول لكي تؤدي وظيفت ها . وُجد في عامأن البروتينات البولية الرئيسية الموجودة عادةً في بول ذكور الفئران تُخلق في البكتيريا المحورة وراثيا ، ، و ب التالي ف إن ها تخلو عادةً من المواد الكيميائية التي ترتبط ب ها عادةً . كما وُجد أن هذه البروتينات كانت كافية ل تعزيز سلوك العدوانية في الذكور ، حتى في غياب البول . ب الإضافة إلى ذلك ، تم العثور على أن البروتينات البولية المُخلّقة في البكتيريا يمكن أن تُنشط الخلايا العصبية الحسية الشمية في الجهاز الميكعي الأنفي VNO ، و هو نظام فرعي من الأنف لدي ه قدرة الكشف عن الفيرومونات عبر مستقبلات حسية محددة ، لدى الفئران والجرذان . ويدلل هذا على أن البروتينات البولية الرئيسية يمكن أن تلعب دور الفيرومونات ب نفس ها مستقلة عن الروابط الخاصة ب ها . اتساقًا مع دور تلك البروتينات في السلوك العدواني بين ذكور الفئران ، تفرز ذكور الفئران البالغين بروتينات بولية رئيسية أكثر ب شكل ملحوظ في بول هم عن الإناث أو الأحداث أو ذكور الفئران المخصيين . الآلية الدقيقة التي تقود لهذ الفرق بين الجنسن أمر معقد ، لكن على الأقل توجد ثلاثة هرمونات – التستوستيرون وهرمون النمو وهرمون الغدة الدرقية – معروفة ب تأثير ها إيجابيًا على إنتاج البروتينات البولية الرئيسية في الفئران . يحتوي بول فئران المنازل على تركيبات متغيرة من أربع إلى سبع بروتينات رئيسية مُميزة للفأر الواحد . وُجد أن سلالات الفئران المخبرية الفطرية مثل BALB / c و C57BL / 6 تُفرز بروتينات مختلفة في بول ها . و مع ذلك ، على عكس فئران المنازل ، يفرز الأفراد ال مختلفين من نفس السلالة نفس النمط البروتيني ، و الذي يُعد قطعة أثرية من أجيال عديدة من التوالد الداخلي . يختلف هذا النوع من البروتينات البولية الرئيسية عن الأنواع الأخرى : ف من الممكن أن تُنتجه نسبة كبيرة من ذكور الفئران و لا تنتجه إناث ها ب أي حال من الأحوال . عند تخليق هذا النوع من البروتين في البكثيريا و استخدام ه في اختبارات السلوك ، وُجد أن ه يجذب الإناث . تم اختبار الأنواع الأخرى من تلك البروتينات و لم تتحلى ب نفس مواصفات الجذب مما يُرجح من تفرد البروتينات البولية الرئيسية للذكور في كون ها فيرومونات جنسية . سمّى العلماء هذا النوع من الفيرومونات دارسين Darcin في دلالة مرحة إلى فيتزويليام دارسي البطل الرومانسي لرواية كبرياء وتحامل . ب أخذ كل هذا في الاعتبار ، توفر تلك الأنماط المعقدة من البروتينات البولية الريسية طائفة من المعلومات خول ال حيوانات المانحة ، مثل الجنس والخصوبة و الهيمنة الاجتماعية والعمر و التنوع الوراثي والقرابة . تمتلك الفئران البرية ( على عكس الفئران المختبرية التي تتطابق وراثيًا و لذٰلك توفر أنماط مماثلة من البروتينات البولية الرئيسية ) أنماط فريدة من البروتينات البولية الرئيسية التي تعمل ب مثابة « رمز شريطي » يحدد ب دقة صاحب تلك الرائحة . توفر مجموعة جينات البروتينات البولية الرئيسية في فئران المنازل إشارة رائحة متعددة الأشكال ل الغاية ذات بصمة وراثية واضحة . أظهرت الفئران البرية المُرباة في مرفقات شبه طبيعبة تجنب التوالد الداخلي . أسفر هذا التجنب عن نقص كبير في التزاوج ال ناجح بين الفئران التي ت تشارك نسخًا متنوعة من البروتينات البولية الرئيسية ( مما أنتج تطابق تام ) . الكيرومونات ب الإضافة إلى لعب البروتينات البولية الرئيسية دور الإشارات الاجتماعية بين أفراد نفس النوع ، تستطيع أيضًا أن تلعب دور الكيرومونات - و هي إشارات كيميائية تنقل المعلومات بين الأنواع . تخاف الفئران ب شكل غريزي من رائحة ال حيوانات التي تفترس ها ، ب ما في ذلك القطط والجرزان . يحدث هذا أيضًا في الفئران المخبرية التي تم عزل ها عن ال حيوانات المفترسة ل مئات الأجيال . تم التعرف على إشارتين للبروتينات المتماثلة عند فصل و تنقية الإشارات الكيميائية المسؤل ه عن استجابة الخوف من بول الجرزان ولعاب القطط : Fel d ( F elis domesticus allergen المنتج من جينات البروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالقطط ، Rat n ( R attus norvegicus allergen المنتج من جينات البروتينات البولية الرئيسية الخاصة بالفئران تخاف الفئران أيضًا من هذه البروتينات حتى عندما تكون مصنوعة في البكتيريا ، بينما لم تظهر ال حيوانات المحورة جينيًا معدومة القدرة لاكتشاف تلك البروتينات أي خوفٍ من الفئران ، مما يدل على أهمية ها في ابتداء سلوك الخوف . تظل كيفية ابداء السلوكات المتباينة نتيجة التعرف على هذه البروتينات غير واضحة ، لكن أظهرت البروتينات البولية الرئيسية للفئران و الحيوانات المفترسة قدرة ها على تنشيط أنماط مختلفة من الأعصاب الحسية للفئران المستقبلة ، من خلال دوائر عصبية مختلفة . و تظل مستقبلات الفيرومونات المسؤولة عن اكتشاف البروتينات البولية الرئيسية غير معروفة ، لذا يُظن أن تكون تلك أحد عناصر عائلة V2R . المواد المسببة للحساسية تُعتبر البروتينات البولية الرئيسية ب اعتبار ها أحد عناصر عائلة الليبوكالينات من المواد المسببة للحساسية ب قوة لدى البشر . يظل السبب ل هٰذا غير معروف ، إلا أن ه يمكن أخذ التاب ه الجزيئي بين هذه البروتينات والليبوكالينات في الاعتبار . تعد البروتينات الناتجة عن جينات Mup17 والمعروفة ك Mus m A g1 or MA1 مسؤولة ب شكل كبير عن التسبب في حساسية البشر لبول الفئران\ . تظل تلك البروتينات في حالة مستقرة في البيئة الخارجية ، ف قد وجدت إحدى الدراسات أن من المنازل الداخية و من جميع المنازل ب الولايات المتحدة تحتوي على مستويات قابلة ل الكشف عن ها في كل حجرة على الأقل . كما وجدت إحدى الدراسات ب الولايات المتحدة تلك الحساسية في من المنازل الداخلية و 21 % من جميع المنازل . يعتبر التعرض لبروتينات البول الريسية للفئران أحد عوامل الخطر للإصابة بالربو في الصغر و أحد العوامل الرئيسية للإصابة باحساسية ل حيوانات المختبر ، و هو مرض مهني يُصاب ب ه التقنيين والباحثين في مختبرات الحيوان . One study found that two - th irds of laboratory workers who had developed asthmatic reactions to anim als had جسم مضاد to Rat n 1 . الأيض يظل الدور الوظيفي للبروتينات البولية الرئيسية أقل وضوحًا في بعض ال حيوانات المُنتجة ل ه ، في حين تم دراسة هذا الدور جيدًا في ال حيوانات التي تقو بإخراجه . و مع ذلك ، تم الافتراض في عامأن البروتينات البولية الرئيسية Mups قد تكون مرتبطة مع تنظيم استهلاك الطاقة في الفئران . وجد العلماء أن الفئران المعدلة وراثيًا السمينة والمصابة بداء السكري تنتج الحمض النووي الريبوزي الخاص ببروتينات البول الرئيسية Mup RNA ثلاثين مرة أقل من أشقائ ها الهزلاء . عندما حُقنت تلك البروتينات مباشرةً في مجرى دم هذه الفئران ، لوحظت زيادة في استهلاك الطاقة و النشاط البدني و درجة حرارة الجسم و انخفاض مماثل في اختلال تحمل الجلوكوز و مقاومة الأنسولين . ويُقترح أن تحدث تلك الآثار ال مفيدة في أيض الطاقة من خلال تعزيز وظيفة الميتوكوندريا في العضلات الهي كلية . وجدت دراسة أخرى انخفاض نسبة البروتينات البولية الرئيسية الفئران السمينة ب سبب النظام الغذائي . يُعتبر وجود هذه البروتينات في مجرى دم هذه الفئران في هذه الحالة عاملًا مثبطًا ل إنتاج الجلوكوز من خلال تثبيط التعبير الجيني في الكبد . مراجع بروتينات حيوانية بول عائلات البروتين علم الحساسية فيرومونات