Глутарилирование лизина в сперматозоидах человека ассоциировано с прогрессивной подвижностью
Нарушения посттрансляционной модификации белков в хвостах сперматозоидов могут приводить к астенозооспермии.
Вопрос исследования
Имеет ли какое-то значение глутарилирование лизина (Kglu), недавно выявленный вариант посттрансляционной модификации белка (ПТМ), для сперматозоидов человека?
Краткий ответ
Kglu наблюдается в нескольких белках хвоста человеческого сперматозоида, и этот процесс был менее интенсивным у мужчин с астенозооспермией (А) и положительно коррелировал с прогрессивной подвижностью сперматозоидов человека, что указывает на его важную роль в поддержании подвижности сперматозоидов.
Что уже известно
Поскольку зрелые сперматозоиды практически не имеют транскрипционной активности, ПТМ считается важным путём регуляции функционирования сперматозоидов. Однако, в настоящее время подробно изучалось только фосфорилирование в зрелых сперматозоидах.
Модификация лизина в протеинах (ПЛМ), один из самых активных процессов ПТМ, изучалась редко, если не считать немногих сообщений по метилированию и ацетилированию лизина. Kglu, как недавно открытый вариант ПЛМ, описано недостаточно хорошо, особенно в зрелых сперматозоидах.
Дизайн, объём и продолжительность исследования
Образцы спермы были получены у мужчин с нормозооспермией (Н) и астенозооспермией (А), которые посещали центр репродуктивной медицины с февраля 2016 года по январь 2018 года. В общей сложности 61 мужчина с Н и 59 мужчин с А были включены для участия в исследовании.
Участники / материалы, условия, методы
Kglu изучалось посредством методов иммуноблоттинга и иммунофлуоресценции с использованием ранее испытанного пан-анти-глутариллизинового антитела, которое распознаёт глутариллизин в разнообразных последовательностях (как в гистонах, так и в негистонных соединениях), но не схожие по структуре малониллизин и сукциниллизин.
Иммунофлуоресцентный анализ проводился с использованием лазерной сканирующей конфокальной микроскопии и структурной иллюминационной микроскопии с высоким разрешением. Параметры подвижности сперматозоидов оценивались с помощью компьютер-ассистированного анализа.
Основные результаты и влияние случайности
Kglu происходит в нескольких белках (20–150 кДа), расположенных в хвосте человеческого сперматозоида, особенно в его средней части и последнем участке его главной части. Kglu в сперматозоиде модулируется регуляторными системами (ферменты и глутарил-КоА), похожими на таковые в клетках HeLa.
Средний уровень Kglu в сперматозоидах был значительно снижен у мужчин с А по сравнению с мужчинами с Н (P < 0.001) и положительно коррелировал с прогрессивной подвижностью (P < 0.001). Индуцированный глутаратом натрия подъём уровня Kglu у мужчин с меньшим уровнем Kglu сперматозоидов значительно улучшал прогрессивную подвижность (P < 0.001).
Более того, сниженный уровень Kglu сперматозоидов у мужчин с А сопровождался повышением активности глутарил-КоА-дегидрогеназы сперматозоидов (фермент, регулирующий активность Kglu).
Крупномасштабные данные
Недоступны.
Ограничения и причины для осторожности
Несмотря на то, что в данном исследовании указано участие Kglu сперматозоидов в поддержании прогрессивной подвижности человеческих сперматозоидов, лежащий в основе этого механизм требует дальнейшего изучения.
Более широкие выводы из полученных результатов
Результаты этого исследования позволяют взглянуть на роль Kglu в человеческих сперматозоидах и предполагают, что отклонения в ПЛМ сперматозоидов могут быть одной из причин астенозооспермии.
Финансирование исследования / конфликт интересов
National Natural Science Foundation of China (81 771 644 для T.L.; 31 671 204 для X.Z. и 81 871 207 для H.C.); National Basic Research Program of China (973 Program, 2015CB943003 для X.Z.); Natural Science Foundation of Jiangxi, China (20171ACB21006 и 20161BAB204167 для T.L.; 20165BCB18001 для X.Z.). У авторов нет конфликта интересов.
Yi-min Cheng, Xiao-nian Hu, Zhen Peng, Ting-ting Pan, Fang Wang, Hou-yang Chen, Wen-qiong Chen, Yu Zhang, Xu-hui Zeng, Tao Luo
Human Reproduction, Volume 34, Issue 7, July 2019, Pages 1186–1194
DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/dez068