Akrosin

Az acrosin ( EC kód 3.4.21.10 ) egy enzim , a szerinproteáz , a humán ACR gén terméke [1] [2] . Az akrozin egy akroszómális reakció révén szabadul fel a spermium akroszómából , és részt vesz a petesejt Zona pellucidán keresztül történő behatolásában .

Enzimatikus mechanizmus

Az acrosin egy tipikus szerin proteáz , tripszinszerű specificitással [3] .

A katalitikus reakció a szerin-proteázokra vonatkozó klasszikus séma szerint megy végbe. Először is, a hisztidin -57 deprotonálja a -195 szerint , lehetővé téve, hogy az utóbbi nukleofilként működjön . A deprotonált szerin-195 reakcióba lép a peptid karbonil szénatomjával, és közbenső tetraéderes komplexet képez. Ezután a komplex lebomlik a H 2 N-R 1 csoport távozásával , amelyet a hisztidin-57 protonál. A hisztidin-57 deprotonál egy vízmolekulát, ami egy nukleofil reakciót eredményez a karbonil-szénnel. Másrészt a közbenső tetraéderes komplex bomlása a szerin-195 kiszabadulásához is vezet, amelyet a hisztidin-57 protonál. Ennek eredményeként az acrosin összes aminosav- maradéka visszatér eredeti állapotába, és karboxilcsoport képződik a szubsztrát peptidkötés helyén .

Biológiai funkciók

Az acrosin a sperma akroszómájában jelenlévő fő proteáz . Az akroszómában inaktív prekurzorként, pro-acrosinként tárolódik. A stimuláció hatására az akroszóma tartalmát a zona pellucida felszínére engedi . Ezt követően a proteáz zimogén formája átmegy a β-acrosin aktív formájába. Az aktív enzim részt vesz a zona pellucida lízisében , ami elősegíti a spermiumok behatolását a tojásmembrán belső glikoprotein rétegein [3] .

Az acrosin jelentősége a spermiumok zona pellucidán keresztül történő behatolásában azonban nem tisztázott, mivel kimutatták, hogy az aktív β-acrosint nem tartalmazó egér spermiumok még mindig képesek behatolni a zona pellucidán [4] . Vannak olyan felvetések, hogy az akrozin részt vehet az akroszóma tartalmának eloszlásában az akroszóma reakció után, vagy másodlagos kötőfehérjeként szolgálhat a spermium és a zona pellucida között [5] [6] [7] .

Az acrosint a protein C inhibitor SERPINA5 szabályozza . A SERPINA5 fehérje koncentrációja a férfi reproduktív rendszerben 40-szer magasabb, mint a vérben [8] . A SERPINA5 gátolja az acrosin proteolitikus aktivitását [8] , és valószínűleg védő szerepet játszik az enzim idő előtti felszabadulásakor vagy a spermiumok degenerációja esetén, hogy megakadályozza a környező szövetek károsodását [9] .

A patológiában

Bár az egereken végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az akrozin nem kulcsfontosságú összetevője a spermiumok petesejtmembránon keresztüli behatolásában, összefüggés van az akroszómális proteázaktivitás és a férfi meddőség között [10] [11] . Szintén erős korrelációt találtak az akrozin aktivitása és a spermiumok mozgékonysága között [12] .

Jegyzetek

1. ↑ Adham IM, Klemm U, Maier WM, Engel W (1990. január). „A humán preproakrozin cDNS molekuláris klónozása” . Humán genetika . 84 (2): 125-8. doi : 10.1007/ bf00208925 . PMID2298447 . _ 
2. ↑ Honda A, Siruntawineti J, Baba T (2002). „Az akroszómális mátrix proteázok szerepe a spermium-zona pellucida kölcsönhatásokban”. Az emberi reprodukció frissítése . 8 (5): 405-12. doi : 10.1093/ humupd /8.5.405 . PMID  12398221 .
3. ↑ 1 2 Tranter, Rebecca; Olvassa el, John A.; Jones, Roy; Brady, R. Leo (2000-11-15). „Effektor helyek az emlőssperma β-akrozin háromdimenziós szerkezetében.” szerkezet [ magyar ] ]. 8 (11): 1179-1188. DOI : 10.1016/S0969-2126(00)00523-2 . ISSN  0969-2126 . PMID  11080640 .
4. ↑ Baba T, Azuma S, Kashiwabara S, Toyoda Y (1994). "Az acrosin gén célzott mutációját hordozó egerekből származó spermiumok behatolhatnak a oocita zona pellucida-ba, és megtermékenyítést okozhatnak . " J Biol Chem . 269 ​​(50): 31845-9. PMID  7989357 .
5. ↑ Yamagata K, Murayama K, Okabe M, Toshimori K, Nakanishi T, Kashiwabara S; et al. (1998). "Az akrozin felgyorsítja a spermiumok akroszóma fehérjék szétszóródását az akroszóma reakció során . " J Biol Chem . 273 (17): 10470-4. DOI : 10.1074/jbc.273.17.10470 . PMID  9553106 .
6. ↑ Jones R, Brown CR (1987). „Egy zónakötő fehérje azonosítása vaddisznó spermiumokból proacrosinként ” Exp Cell Res . 171 (2): 503-8. DOI : 10.1016/0014-4827(87)90182-0 . PMID  3113989 .
7. ↑ Jones R (1991). „Zona pellucida glikoproteinek, szulfatált szénhidrátok és szintetikus polimerek kölcsönhatása proacrosinnal, az emlős spermiumok feltételezett tojáskötő fehérjével ” fejlesztés . 111 (4): 1155-63. PMID  1652426 .
8. ↑ 12 Laurell , M; Christensson, A; Abrahamsson, P. A.; Stenflo, J; Lilja, H (1992). „Protein C inhibitor az emberi testnedvekben. Az ondóplazma gazdag inhibitor antigénben, amely a hím reproduktív rendszer sejtjéből származik . J Clin Invest . 89 (4): 1094-101. DOI : 10.1172/JCI115689 . PMC  442965 . PMID  1372913 .
9. ↑ Zheng, X; Geiger, M; Ecke, S. (1994). „Az acrosin gátlása protein C inhibitorral és a protein C inhibitor lokalizációja a spermiumokban”. Am. J Physiol . 267 (2 Pt 1): C466-72. DOI : 10.1152/ajpcell.1994.267.2.C466 . PMID  7521127 .
10. ↑ Welker B, Bernstein GS, Diedrich K, Nakamura RM, Krebs D (1988. október). „Az emberi spermiumok akroszómális proteináz aktivitása és az eredmények kapcsolata a sperma minőségével”. Hum Reprod . 3 (2. melléklet): 75-80. doi : 10.1093/humrep/ 3.suppl_2.75 .
11. ↑ Tummon IS; Yuzpe A.A.; Daniel SA; Deutsch A. A teljes akrozin aktivitás korrelál az in vitro megtermékenyítés utáni termékenységi potenciállal" Fertil Steril 1991 Nov;56(5):933-8.
12. ↑ Cui YH, Zhao RL, Wang Q, Zhang ZY (2000. szeptember). „A spermiumok akrozin aktivitásának meghatározása a férfi termékenység értékeléséhez”. Ázsiai J Androl . 2 , 229-232.

Irodalom

• Elce JS, McIntyre EJ (1982. jan.). "A szarvasmarha és humán akrozin tisztítása". Canadian Journal of Biochemistry . 60 (1): 8-14. DOI : 10.1139/o82-002 . PMID  6802470 .
• Kimura K, Wakamatsu A, Suzuki Y, Ota T, Nishikawa T, Yamashita R, Yamamoto J, Sekine M, Tsuritani K, Wakaguri H, Ishii S, Sugiyama T, Saito K, Isono Y, Irie R, Kushida N, Yoneyama T , Otsuka R, Kanda K, Yokoi T, Kondo H, Wagatsuma M, Murakawa K, Ishida S, Ishibashi T, Takahashi-Fujii A, Tanase T, Nagai K, Kikuchi H, Nakai K, Isogai T, Sugano S (2006. január ). „A transzkripciós moduláció diverzifikációja: az emberi gének feltételezett alternatív promótereinek nagyszabású azonosítása és jellemzése” . Genomkutatás . 16 (1): 55-65. DOI : 10.1101/gr.4039406 . PMC  1356129 . PMID  16344560 .
• Klemm U, Müller-Esterl W, Engel W (1991. október). "Acrosin, a sajátos spermaspecifikus szerin proteáz". Humán genetika . 87 (6): 635-41. doi : 10.1007/ bf00201716 . PMID 1937464 . 
• Kim J, Bhinge AA, Morgan XC, Iyer VR (2005. január). "DNS-fehérje kölcsönhatások feltérképezése nagy genomokban a genomi dúsítás szekvencia tag elemzésével." Természeti módszerek . 2 (1): 47-53. DOI : 10.1038/nmeth726 . PMID  15782160 .
• Moreno RD, Hoshi M, Barros C (1999. május). „Funkcionális kölcsönhatások a szulfatált poliszacharidok és a proacrosin között: következmények a spermiumok megkötésében és a zona pellucida emésztésében”. Zigóta . 7 (2): 105-11. DOI : 10.1017/S0967199499000453 . PMID  10418103 .
• Liu RZ, Lu YL, Xu ZG, Zuo WJ, Xin JL, Wang ZS (2003). „[A spermaellenes antitest hatása a humán sperma akrozin aktivitására]”. Zhonghua Nan Ke Xue = National Journal of Andrology . 9 (4): 252-3. PMID  12931362 .
• Steven FS, Griffin MM, Chantler EN (1982. augusztus). „Az emberi és szarvasmarha sperma akrozin gátlása kétértékű fémionokkal. A cink lehetséges szerepe az akrozin aktivitás szabályozójaként”. International Journal of Andrology . 5 (4): 401-12. DOI : 10.1111/j.1365-2605.1982.tb00270.x . PMID  6815104 .
• Marí SI, Rawe V, Biancotti JC, Charreau EH, Dain L, Vazquez-Levin MH (2003. június). "A proacrosin/acrosin rendszer biokémiai és molekuláris vizsgálatai megmagyarázhatatlan meddőségben szenvedő betegeknél". Termékenység és sterilitás . 79 Suppl 3: 1676-9. DOI : 10.1016/s0015-0282(03)00372-8 . PMID  12801583 .
• Glogowski J, Demianowicz W, Piros B, Ciereszko A (1998. október). "A vaddisznó spermiumok akrozinaktivitásának meghatározása klinikai módszerrel: a vizsgálat optimalizálása és a sperma rövid távú tárolása során bekövetkező változások." Teriogenológia . 50 (6): 861-72. DOI : 10.1016/S0093-691X(98)00191-5 . PMID  10734459 .
• Furlong LI, Veaute C, Vazquez-Levin MH (2005. június). „A rekombináns humán proacrosin/acrosin kötődése zona pellucida glikoproteinekhez. II. A mannózmaradékok részvétele a kölcsönhatásban”. Termékenység és sterilitás . 83 (6): 1791-6. DOI : 10.1016/j.fertnstert.2004.12.043 . PMID  15950652 .
• Furlong LI, Harris JD, Vazquez-Levin MH (2005. június). „A rekombináns humán proacrosin/acrosin kötődése zona pellucida (ZP) glikoproteinekhez. I. Rekombináns humán ZPA-val, ZPB-vel és ZPC-vel végzett vizsgálatok.” Termékenység és sterilitás . 83 (6): 1780-90. DOI : 10.1016/j.fertnstert.2004.12.042 . PMID  15950651 .
• Hartley JL, Temple GF, Brasch MA (2000. november). „DNS klónozás in vitro helyspecifikus rekombináció segítségével” . Genomkutatás . 10 (11): 1788-95. DOI : 10.1101/gr.143000 . PMC  310948 . PMID  11076863 .
• Collins JE, Wright CL, Edwards CA, Davis MP, Grinham JA, Cole CG, Goward ME, Aguado B, Mallya M, Mokrab Y, Huckle EJ, Beare DM, Dunham I (2004). „Genom annotáció által vezérelt megközelítés az emberi ORFeome klónozására ” Genombiológia . 5 (10): R84. DOI : 10.1186/gb-2004-5-10-r84 . PMC  545604 . PMID  15461802 .
• Dubé C, Leclerc P, Baba T, Reyes-Moreno C, Bailey JL (2005). "A proacrosin-kötő fehérje, az sp32, tirozin foszforilálódik a sertéssperma kapacitációja során." Andrológiai folyóirat . 26 (4): 519-28. doi : 10.2164 /jandrol.04163 . PMID  15955892 .
• Zahn A, Furlong LI, Biancotti JC, Ghiringhelli PD, Marijn-Briggiler CI, Vazquez-Levin MH (2002. március). „A proacrosin/acrosin rendszer és aktiválási mechanizmusának értékelése humán spermakivonatokban”. Journal of Reproductive Immunology . 54 (1-2): 43-63. DOI : 10.1016/S0165-0378(01)00080-8 . PMID  11839395 .
• Howes E, Pascall JC, Engel W, Jones R (2001. november). „Kölcsönhatások az egér ZP2 glikoproteinje és a proacrosin között; a spermiumok zona pellucidához való másodlagos kötődésének mechanizmusa a megtermékenyítés során”. Journal of Cell Science . 114 (Pt 22): 4127-36. PMID  11739644 .
• Yudin AI, Vandevoort CA, Li MW, Overstreet JW (1999. július). "A PH-20, de nem az akrozin részt vesz a spermiumok behatolásában a makákó zona pellucida-ba." Molekuláris szaporodás és fejlődés . 53 (3): 350-62. DOI : 10.1002/(SICI)1098-2795(199907)53:3<350::AID-MRD11>3.0.CO;2-9 . PMID  10369396 .