Основной белок спермы

Основной белок сперматозоидов ( MSP) представляет собой специфический для нематод небольшой белок из 126 аминокислот с молекулярной массой 14 кДа. Это ключевой игрок в механизме подвижности нематод, который способствует ползанию / подвижности сперматозоидов нематод. Это самый распространенный белок, присутствующий в сперме нематод, составляющий 15% общего белка и более 40% растворимого белка. MSP синтезируется исключительно в сперматоцитах нематод. ССП имеет две основные функции в воспроизводстве из гельминтов : I) как цитозольной компонента она несет ответственность за ползущего движения зрелой спермы (без жгутика), и б) после освобождения, он действует как гормон на женских половых клетках, где он запускает созревание ооцитов и стимулирует сокращение стенки яйцевода, чтобы привести ооциты в положение для оплодотворения. MSP впервые был обнаружен у Caenorhabditis elegans.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Структура
2 функции
- 2.1 Подвижность сперматозоидов
- 2.2 Воздействие на женские половые клетки
3 гомолога
4 ссылки

Структура

Молекулярные структуры MSP из Ascaris suum и Caenorhabditis elegans были определены методами рентгеновской кристаллографии и ЯМР-спектроскопии. Молекулы MSP этих видов имеют 83% идентичности последовательностей, и их структуры очень похожи.

MSP не содержит известных консервативных доменов. Он состоит из семинитевого β-сэндвича, имеющего противостоящие трехцепочечные и четырехцепочечные β-листы. Гидрофобные боковые цепи от соседних граней в сэндвиче образуют внутреннюю часть белка. Общая структура MSP напоминает иммуноглобулиновую складку (Ig-складку). MSP можно классифицировать как s-тип этой складки, потому что две из его цепей переключаются между отдельными β-листами, в отличие от консервативного c-типа складок Ig. Уникальная прядь переключение между листами в результате двух различных перегибов в цис- пролин остатков 13 и 57 в А. Суум белке.

Мономеры MSP образуют симметричные димеры. Взаимодействие между мономерами MSP в димере очень стабильно с предполагаемыми гидрофобными, водородными связями и солевыми мостиковыми взаимодействиями. Остатки, участвующие в формировании интерфейса, находятся между остатками 13 и 29 в обеих цепях MSP A. suum димера.

MSP спонтанно полимеризуется как in vivo, так и in vitro из димеров в субфиламенты, филаменты, более крупные пучки и сети филаментов.

MSP димеры являются самыми маленькими строительными блоками для этих собраний, ни один из которых имеет общую полярность:

субфиламенты, образованные из димеров, соединенных длинной спиралью. Интерфейс димер-димер в пределах одного субфиламента образован остатками 112-119 двух цепей MSP A. suum, которые образуют антипараллельную пару β-цепь-β-цепь. Взаимодействие менее гидрофобно и в основном является результатом образования водородных связей, обычно на границах раздела между обратимо взаимодействующими молекулами.
нити, образованные двумя намотанными друг на друга субфиламентами. Взаимодействия димер-димер MSP между двумя соседними субфиламентами в филаменте характеризуются пятью интерфейсами, в основном между остатками 78-85 и 98-103. Аминокислоты 78-85 являются частью сильно открытой поверхностной петли, соединяющей различные β-листы, и расходятся между C. elegans и A. suum. Однако петля, состоящая из 98-103 остатков, является высококонсервативной между всеми изоформами у обоих видов нематод.
волокна, макроволокна или пучки, полученные путем суперспирали нитей. Нити MSP A. suum часто образуют веревочные структуры, называемые макроволокнами. C. elegans MSP в основном образуют плоты, в которых несколько нитей расположены параллельно друг другу.

В отличие от актина, у MSP отсутствует сайт связывания АТФ. Однако было замечено, что АТФ необходим для сборки филаментов MSP на поверхности плазматической мембраны. Было высказано предположение, что АТФ активирует либо связанные с мембраной белки отслеживания концов филаментов MSP, либо их растворимые кофакторы.

Функции

Подвижность сперматозоидов

Сперматозоиды нематод передвигаются амебоидным образом, расширяя псевдопод. В отличие от подвижности актиновых клеток, которая основана на полярных цитоскелетных элементах, таких как мономеры актина или димеры тубулина, движение сперматозоидов нематод основано на псевдоподе и цитоскелете, построенном из сети неполярных нитей MSP. Два основных различия между актином и MSP заключаются в том, что MSP не связывает АТФ и отсутствие полярности в MSP, что приводит к отключению подвижности посредством моторных белков, таких как миозин.

Передвижение у нематод происходит за счет локализованного удлинения переднего края псевдопода, прикрепления цитоскелета к субстрату и втягивания клетки. Сборка нитей MSP на переднем крае вместе с разборкой в основании псевдопода приводит к бегущему движению, которое соответствует ползущему движению сперматозоидов нематод.

Подвижность сперматозоидов нематод основана на двухтактном механизме, который требует двух сил, запускаемых градиентом pH вдоль псевдоподобной ножки : одна сила протрузии и сила тяги. Выступающая сила находится на переднем крае и давит на клеточную мембрану. Эта сила создается полимеризацией нитей MSP. Филаменты MSP собираются в цитоплазме около переднего края псевдоподдержки из димеров MSP, что приводит к удлинению. Эти удлинения обеспечивают взаимодействие комплексов филаментов с окружающими комплексами, что приводит к образованию взаимосвязанного однородного цитоскелета и ведет к ползучему движению цитоскелета. Сборка филаментов MSP запускается внешними факторами, такими как изменения pH, интегральный мембранный фосфопротеин (MPOP) и белки домена MSP (MDP).

Интегральный мембранный фосфопротеин 48 кДа, основной белок организации полимеризации сперматозоидов (MPOP), является отправной точкой псевдоподов и необходим для локальной мембранно-ассоциированной полимеризации MSP. Этот белок распределен в пузырьках по всей псевдоподальной мембране. Тирозинкиназы, которые чувствительны к pH, фосфорилируют тирозиновые остатки MPOP, локализованные на кончике псевдоподдержки, что приводит к полимеризации нитей MSP. У Ascaris suum были идентифицированы два белка MSP-волокон (MFP), MFP1 и 2, с противоположным действием на полимеризацию. MFP1 ингибирует, а MFP2 стимулирует сборку MSP. Изменение рН обоих элементов управления и активирует полимеризацию MSP по всей сперматогенеза с помощью градиента рН в пределах псевдоподия от сперматозоида : сборка происходит на переднем крае, где рН является высоким, и демонтаж нитей происходит у основания, где при понижении рН. Деградация филаментов MSP приводит к возникновению силы тяги у основания псевдоподдержки, которая, в свою очередь, тянет цитоскелет вперед. Комбинация этих двух сил является движущей силой, которая обеспечивает подвижность сперматозоидов. Присоединение цитоскелета к субстрату необходимо для создания направленного движения.

Поражение женских половых клеток

MSP влияет на ооциты на двух уровнях:

MSP регулирует созревание ооцитов. В С. Элеганс, ооциты арестовывать их мейоз цикла в метафазе из мейоза I, где она возобновилась только в присутствии спермы. MSP был идентифицирован как молекулярный фактор, запускающий мейотическое созревание ооцитов. Он секретируется сперматозоидами посредством механизма образования везикулярных почк и образует внеклеточный градиент концентрации. MSP связывается с VAB-1, который является протеин-тирозинкиназой рецептора Eph на ооцитах. В отсутствие MSP рецептор Eph VAB-1 ингибирует мейотическое созревание ооцитов за счет взаимодействия с ингибиторами DAB-1 / Disabled и RAN-1. Связывание MSP предотвращает это ингибирование и приводит к активации пути MAPK.
MSP также стимулирует сокращение клеток оболочки гонад, которые представляют собой миоэпителиальную оболочку, окружающую проксимальные ооциты. Это увеличивает скорость сокращения с 10-13 до примерно 19 сокращений в минуту. Важность этих сокращений способствует овуляции, побуждая обволакивающие в яйцеклетке с помощью сперматеки.

Гомологи

Гены MSP были идентифицированы у широко различных видов нематод. Все они имеют идентичность последовательностей более чем на 60%.

Белки с ограниченным сходством последовательностей были идентифицированы у видов от растений до млекопитающих. Один из гомологов - VAP33 от Aplysia californica. VAP33 - это белок, необходимый для высвобождения нейромедиатора, который связывается с синаптобревином v- SNARE / VAMP, связанным со слиянием везикул.

Несмотря только 11% сходства последовательностей, MSP и N-конец бактериальной P- пилус ассоциированного шаперонина доли PAPD высоких структурные и топологические гомологии в их β листе регионах. И MSP, и PapD можно отнести к сворачивающимся белкам иммуноглобулинов s-типа, характеризующимся упомянутым выше уникальным переключением цепей.

использованная литература