La uromodulina ( UMOD ), también conocida como proteína de Tamm–Horsfall ( THP ), es una glicoproteína que contiene un dominio similar a la zona pelúcida que en los humanos está codificada por el gen UMOD . [5] [6] La uromodulina es la proteína más abundante excretada en la orina ordinaria . [7]
Gene
El gen UMOD humano se encuentra en el cromosoma 16. Si bien pueden existir varias variantes de transcripción para este gen, hasta la fecha solo se han descrito las características completas de dos de ellos. Estos dos representan las variantes principales de este gen y codifican la misma isoforma. [6]
Proteína
La THP es una glicoproteína anclada a GPI . No se deriva del plasma sanguíneo , sino que se produce en la rama ascendente gruesa del asa de Henle del riñón de los mamíferos . Si bien la molécula monomérica tiene un peso molecular de aproximadamente 85 kDa , está fisiológicamente presente en la orina en grandes agregados de hasta varios millones de Da . [7] Cuando esta proteína se concentra a un pH bajo, forma un gel. La uromodulina representa la proteína más abundante en la orina humana normal (resultados basados en determinaciones de MSMS). [8] Es la matriz de los cilindros urinarios derivados de la secreción de las células tubulares renales.
Estructura
La uromodulina consta de un dominio EGF (EGF I); dos dominios EGF que se unen al calcio (EGF II, III); un módulo señuelo rico en cisteína que consta de una horquilla β y un dominio D10C (anteriormente denominado D8C); un cuarto dominio EGF; y un módulo tipo zona pelúcida (ZP) bipartito C-terminal que consta de dominios ZP-N y ZP-C separados por un enlazador entre dominios. [9] [10] El dominio ZP se polimeriza en filamentos, [11] con brazos salientes que corresponden a los dominios EGF I-III y al módulo señuelo. [10] [12] [13] [14]
Función
La excreción de uromodulina en la orina se produce tras la escisión proteolítica del ectodominio de su homólogo anclado en el glicofosfatidilinositol , que se encuentra en la superficie de la célula luminal del asa de Henle . La uromodulina puede actuar como un inhibidor constitutivo de la cristalización del calcio en los líquidos renales. La excreción de uromodulina en la orina puede proporcionar defensa contra las infecciones del tracto urinario causadas por bacterias uropatógenas. [6]
La función de la THP no se entiende bien. Los estudios realizados con ratones deficientes en THP revelaron que la THP puede tener un papel en la fisiología reguladora y, de hecho, participa en la función transportadora. [15] Los estudios que muestran que la proteína Tamm -Horsfall puede atrapar pili o fimbrias MS (sensibles a la manosa) (también fimbria , del latín "fleco") puede atraparla en Escherichia coli a través de sus cadenas laterales que contienen manosa. [7] La THP también puede ser importante en la protección contra la lesión renal al regular la inflamación. [16]
Importancia clínica
La uropontina, la nefrocalcina y la uromodulina (esta proteína) son las tres glucoproteínas urinarias conocidas que afectan la formación de cálculos renales que contienen calcio . La proteína Tamm-Horsfall es parte de la matriz de los cálculos renales, pero su papel en la formación de cálculos renales sigue siendo discutible. Sin embargo, se ha descubierto que la disminución de los niveles de Tamm-Horsfall en la orina es un buen indicador de cálculos renales. [7]
Los defectos en este gen están asociados con los trastornos renales autosómicos dominantes enfermedad renal quística medular-2 (MCKD2) y enfermedad renal tubulointersticial autosómica dominante (ADTKD) (anteriormente nefropatía hiperuricémica juvenil familiar (FJHN)). Estos trastornos se caracterizan por la aparición juvenil de hiperuricemia , gota e insuficiencia renal progresiva. [6]
Se han observado anticuerpos contra la proteína Tamm-Horsfall en varias formas de nefritis (por ejemplo, nefropatía de los Balcanes ), sin embargo, aún no está claro si existe alguna relevancia fisiopatológica para estos hallazgos. [17]
Otra enfermedad asociada a mutaciones en este gen es la enfermedad renal asociada a uromodulina (UKD), una rara insuficiencia progresiva autosómica dominante de los riñones.
En el mieloma múltiple , a menudo hay un cilindro proteico en el túbulo contorneado distal y el conducto colector de los riñones, que consiste principalmente en la cadena ligera de inmunoglobulina conocida como proteína de Bence Jones , pero que a menudo también contiene proteína de Tamm-Horsfall. [18] [19] Esto se conoce como nefropatía por cilindros de mieloma .
Historia
La glicoproteína fue purificada por primera vez en 1950 por Igor Tamm y Frank Horsfall a partir de la orina de individuos sanos. [20] Posteriormente se detectó en la orina de todos los mamíferos estudiados.
Referencias
^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000169344 – Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000030963 – Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ Jeanpierre C, Whitmore SA, Austruy E, Cohen-Salmon M, Callen DF, Junien C (marzo de 1993). "Asignación cromosómica del gen de la uromodulina (UMOD) a 16p13.11". Citogenética y genética celular . 62 (4): 185–7. doi :10.1159/000133470. PMID 8382593.
^ abcd "Gen Entrez: uromodulina UMOD (uromucoide, glicoproteína de Tamm-Horsfall)".
^ abcd Lau WH, Leong WS, Ismail Z, Gam LH (agosto de 2008). "Calificación y aplicación de un ELISA para la determinación de la proteína Tamm Horsfall (THP) en orina humana y su uso para la detección de la enfermedad de cálculos renales". Revista internacional de ciencias biológicas . 4 (4): 215–22. doi :10.7150/ijbs.4.215. PMC 2500153 . PMID 18695745.
^ Nagaraj N, Mann M (febrero de 2011). "Análisis cuantitativo de la variabilidad intra e interindividual del proteoma urinario normal". Journal of Proteome Research . 10 (2): 637–45. doi :10.1021/pr100835s. PMID 21126025.
^ Bokhove M, Nishimura K, Brunati M, Han L, de Sanctis D, Rampoldi L, Jovine L (2016). "Un enlazador interdominio estructurado dirige la autopolimerización de la uromodulina humana". Proc. Natl. Sci. EE. UU . . 113 (6): 1552–1557. Bibcode :2016PNAS..113.1552B. doi : 10.1073/pnas.1519803113 . PMC 4760807 . PMID 26811476.PDB : 4WRN
^ ab Stsiapanava A, Xu C, Nishio S, Han L, Yamakawa N, Carroni M, Tunyasuvunakool K, Jumper J, de Sanctis D, Wu B, Jovine L (2022). "Estructura del módulo señuelo de la glicoproteína humana 2 y uromodulina y su interacción con la adhesina bacteriana FimH". Nat. Struct. Mol. Biol . 29 (3): 190–193. doi : 10.1038/s41594-022-00729-3 . PMC 8930769. PMID 35273390 .PDB : 7PFP, 7T3N
^ Jovine L, Qi H, Williams Z, Litscher E, de Sanctis D, Wassarman PM (2002). "El dominio ZP es un módulo conservado para la polimerización de proteínas extracelulares". Nat. Cell Biol . 4 (6): 457–461. doi :10.1038/ncb802. PMID 12021773. S2CID 11575790.
^ Stsiapanava A, Xu C, Brunati M, Zamora-Caballero S, Schaeffer C, Bokhove M, Han L, Hebert H, Carroni M, Yasumasu S, Rampoldi L, Wu B, Jovine L (2020). "Estructura crio-EM de uromodulina humana nativa, un polímero del módulo de la zona pelúcida". EMBO J. 39 (24): e106807. doi : 10.15252/embj.2020106807 . PMC 7737619 . PMID 33196145.bioRxiv 10.1101/2020.05.28.119206 PDB : 6TQK, 6TQL
^ Weiss GL, Stanisich JJ, Sauer MM, Lin CW, Eras J, Zyla DS, Trück J, Devuyst O, Aebi M, Pilhofer M, Glockshuber R (2020). "Arquitectura y función de los filamentos de uromodulina humana en infecciones del tracto urinario". Science . 369 (6506). Nueva York, NY: 1005–1010. doi : 10.1126/science.aaz9866 . hdl : 20.500.11850/438598 . PMID 32616672. S2CID 220328267.
^ Stanisich JJ, Zyla DS, Afanasyev P, Xu J, Kipp A, Olinger E, Devuyst O, Pilhofer M, Boehringer D, Glockshuber R (2020). "La estructura crio-EM del núcleo del filamento de uromodulina humana revela un mecanismo de ensamblaje único". eLife . 9 : e60265. doi : 10.7554/eLife.60265 . PMC 7486124 . PMID 32815518.AP : 6ZS5, 6ZYA
^ Bachmann S, Mutig K, Bates J, Welker P, Geist B, Gross V, et al. (marzo de 2005). "Efectos renales de la deficiencia de proteína Tamm-Horsfall (uromodulina) en ratones". American Journal of Physiology. Fisiología renal . 288 (3): F559-67. doi :10.1152/ajprenal.00143.2004. PMID 15522986. S2CID 33703271.
^ El-Achkar TM, Wu XR, Rauchman M, McCracken R, Kiefer S, Dagher PC (agosto de 2008). "La proteína Tamm-Horsfall protege al riñón de la lesión isquémica al disminuir la inflamación y alterar la expresión de TLR4". Revista estadounidense de fisiología. Fisiología renal . 295 (2): F534-44. doi :10.1152/ajprenal.00083.2008. PMC 5504389. PMID 18495803 .
^ Vizjak A, Trnacević S, Ferluga D, Halilbasić A (noviembre de 1991). "Función renal, excreción de proteínas y patología de la nefropatía endémica de los Balcanes. IV. Inmunohistología". Kidney International . 34 : S68-74. PMID 1762338.
^ Abbas AK, Gerber R, Mitchell RS, Kumar V, Fausto N (2006). Complemento de bolsillo de Robbins y Cotran Pathologic Basis of Disease (7.ª ed.). Filadelfia, Pensilvania: Saunders, Elsevier. pp. 353. ISBN0-7216-0265-7.
^ Aster JC (2007). "Los sistemas hematopoyético y linfoide". En Kumar V, Abbas AK, Fauso N, Mitchell R (eds.). Robbins Basic Patholog (8.ª ed.). Filadelfia, PA: Saunders/Elsevier. pág. 455. ISBN978-1-4160-2973-1.
^ Tamm I, Horsfall FL (enero de 1952). "Una mucoproteína derivada de la orina humana que reacciona con los virus de la influenza, las paperas y la enfermedad de Newcastle". The Journal of Experimental Medicine . 95 (1): 71–97. doi :10.1084/jem.95.1.71. PMC 2212053 . PMID 14907962.
Lectura adicional
Scolari F, Viola BF, Ghiggeri GM, Caridi G, Amoroso A, Rampoldi L, Casari G (2003). "Hacia la identificación de (un) gen(es) para la enfermedad renal quística medular autosómica dominante". Journal of Nephrology . 16 (3): 321–8. PMID 12832729.
Rindler MJ, Naik SS, Li N, Hoops TC, Peraldi MN (diciembre de 1990). "La uromodulina (glicoproteína de Tamm-Horsfall/uromucoide) es una proteína de membrana unida a fosfatidilinositol". The Journal of Biological Chemistry . 265 (34): 20784–9. doi : 10.1016/S0021-9258(17)45284-7 . PMID 2249987.
Muchmore AV, Decker JM (agosto de 1985). "Uromodulina: una glucoproteína inmunosupresora única de 85 kilodalton aislada de la orina de mujeres embarazadas". Science . 229 (4712): 479–81. Bibcode :1985Sci...229..479M. doi :10.1126/science.2409603. PMID 2409603.
Pennica D, Kohr WJ, Kuang WJ, Glaister D, Aggarwal BB, Chen EY, Goeddel DV (abril de 1987). "Identificación de la uromodulina humana como glicoproteína urinaria de Tamm-Horsfall". Ciencia . 236 (4797): 83–8. Código Bib : 1987 Ciencia... 236... 83P. doi : 10.1126/ciencia.3453112. PMID 3453112.
Hession C, Decker JM, Sherblom AP, Kumar S, Yue CC, Mattaliano RJ, et al. (septiembre de 1987). "Uromodulina (glicoproteína de Tamm-Horsfall): un ligando renal para linfocinas". Science . 237 (4821): 1479–84. Bibcode :1987Sci...237.1479H. doi :10.1126/science.3498215. PMID 3498215.
Prasadan K, Bates J, Badgett A, Dell M, Sukhatme V, Yu H, Kumar S (febrero de 1995). "Secuencia de nucleótidos y motivos peptídicos de uromodulina de ratón (proteína Tamm-Horsfall), la proteína más abundante en la orina de los mamíferos". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Estructura y expresión genética . 1260 (3): 328–32. doi :10.1016/0167-4781(94)00240-4. PMID 7873609.
Huang ZQ, Kirk KA, Connelly KG, Sanders PW (diciembre de 1993). "Las proteínas de Bence Jones se unen a un segmento peptídico común de la glicoproteína de Tamm-Horsfall para promover la agregación heterotípica". The Journal of Clinical Investigation . 92 (6): 2975–83. doi :10.1172/JCI116920. PMC 288501 . PMID 8254051.
Rhodes DC, Hinsman EJ, Rhodes JA (noviembre de 1993). "La glicoproteína de Tamm-Horsfall se une a la IgG con alta afinidad". Kidney International . 44 (5): 1014–21. doi : 10.1038/ki.1993.343 . PMID 8264130.
Fukushima K, Watanabe H, Takeo K, Nomura M, Asahi T, Yamashita K (julio de 1993). "Estructura de la cadena de azúcar ligada a N de la linfotoxina humana recombinante producida por células CHO: el papel funcional de los carbohidratos en relación con su carácter similar a la lectina y la velocidad de depuración". Archivos de bioquímica y biofísica . 304 (1): 144–53. doi :10.1006/abbi.1993.1332. PMID 8323280.
Thomas DB, Davies M, Peters JR, Williams JD (agosto de 1993). "La proteína Tamm Horsfall se une a una sola clase de receptores específicos de carbohidratos en los neutrófilos humanos". Kidney International . 44 (2): 423–9. doi : 10.1038/ki.1993.260 . PMID 8397318.
Badgett A, Kumar S (1999). "Filogenia de la proteína Tamm-Horsfall". Urología Internacional . 61 (2): 72–5. doi :10.1159/000030292. PMID 9873244. S2CID 23027802.
van Rooijen JJ, Voskamp AF, Kamerling JP, Vliegenthart JF (enero de 1999). "Sitios de glicosilación y glicosilación específica de sitio en glicoproteína humana de Tamm-Horsfall". Glicobiología . 9 (1): 21–30. doi : 10.1093/glicob/9.1.21 . PMID 9884403.
Scolari F, Puzzer D, Amoroso A, Caridi G, Ghiggeri GM, Maiorca R, et al. (junio de 1999). "Identificación de un nuevo locus para la enfermedad quística medular, en el cromosoma 16p12". American Journal of Human Genetics . 64 (6): 1655–60. doi :10.1086/302414. PMC 1377908 . PMID 10330352.
Kamatani N, Moritani M, Yamanaka H, Takeuchi F, Hosoya T, Itakura M (abril de 2000). "Localización de un gen para la nefropatía hiperuricémica juvenil familiar que causa gota de tipo subexcretor en 16p12 mediante análisis de ligamiento de todo el genoma de una gran familia" (PDF) . Arthritis and Rheumatism . 43 (4): 925–9. CiteSeerX 10.1.1.542.8350 . doi :10.1002/1529-0131(200004)43:4<925::AID-ANR26>3.0.CO;2-B. PMID 10765940.
Pirulli D, Puzzer D, De Fusco M, Crovella S, Amoroso A, Scolari F, et al. (2002). "Análisis molecular de los genes de uromodulina y SAH, candidatos posicionales para la enfermedad renal quística medular autosómica dominante vinculada a 16p12". Journal of Nephrology . 14 (5): 392–6. PMID 11730273.
Menozzi FD, Debrie AS, Tissier JP, Locht C, Pethe K, Raze D (abril de 2002). "Interacción de la glicoproteína Tamm-Horsfall humana con la toxina de Bordetella pertussis". Microbiología . 148 (Pt 4): 1193–1201. doi : 10.1099/00221287-148-4-1193 . PMID 11932463.
Zbikowska HM, Soukhareva N, Behnam R, Lubon H, Hammond D, Soukharev S (julio de 2002). "El promotor de uromodulina dirige la expresión de alto nivel de alfa1-antitripsina humana biológicamente activa en la orina de ratón". The Biochemical Journal . 365 (Pt 1): 7–11. doi :10.1042/BJ20020643. PMC 1222653 . PMID 11982485.
Hart TC, Gorry MC, Hart PS, Woodard AS, Shihabi Z, Sandhu J, et al. (diciembre de 2002). "Las mutaciones del gen UMOD son responsables de la enfermedad renal quística medular 2 y la nefropatía hiperuricémica juvenil familiar". Journal of Medical Genetics . 39 (12): 882–92. doi :10.1136/jmg.39.12.882. PMC 1757206 . PMID 12471200.
Enlaces externos
La entrada de GeneReviews/NCBI/NIH/UW sobre la enfermedad renal relacionada con UMOD incluye: nefropatía hiperuricémica juvenil familiar, enfermedad renal quística medular 2
Las entradas de OMIM sobre la enfermedad renal relacionada con UMOD incluyen: nefropatía hiperuricémica juvenil familiar, enfermedad renal quística medular 2