Перейти к содержанию

Акрозин

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Акрозин
Идентификаторы
Шифр КФ 3.4.21.10
Номер CAS 9068-57-9
Базы ферментов
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
MetaCyc metabolic pathway
KEGG KEGG entry
PRIAM profile
PDB structures RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Gene Ontology AmiGO • EGO
Поиск
PMC статьи
PubMed статьи
NCBI NCBI proteins
CAS 9068-57-9

Акрозин (Шифр КФ 3.4.21.10) — фермент, сериновая протеаза, продукт гена человека ACR[1][2]. Акрозин высвобождается из акросомы сперматозоида в результате акросомной реакции и участвует в проникновении через Zona pellucida яйцеклетки.

Ферментативный механизм

Каталитический механизм акрозина

Акрозин является типичной сериновой протеазой с трипсино-подобной специфичностью[3].

Каталитическая реакция проходит по классической для сериновых протеаз схеме. Сначала гистидин-57 депротонирует серин-195, позволяя последнему действовать в качестве нуклеофила. Депротонированный серин-195 реагирует с углеродом карбонильной группы пептида, формируя промежуточный тетраэдральный комплекс. Затем комплекс распадается с уходом группы H2N-R1, которая протонируется гистидином-57. Гистидин-57 депротонирует молекулу воды, служащую в результате нуклеофилом в реакции с углеродом карбонильной группы. С другой стороны, распад промежуточного тетраэдрального комплекса также приводит к уходу серина-195, протонируемого гистидином-57. В результате все аминокислотные остатки акрозина возвращаются в исходное состояние с образованием карбоксильной группы в положении пептидной связи субстрата.

Биологические функции

Акрозин является основной протеазой, присутствующей в акросоме сперматозоида. Он хранится в акросоме в виде неактивного предшественника, про-акрозина. В результате стимуляции акросома выделяет своё содержимое на поверхность zona pellucida. После этого зимогенная форма протеазы переходит в активную форму β-акрозин. Активный фермент участвует в лизисе zona pellucida, что облегчает проникновение спермы через внутренние гликопротеиновые слои оболочки яйцеклкетки[3].

Однако важность акрозина в проникновении сперматозоида через zona pellucida неясна, так как было показано, что сперматозоиды мыши, в которых активный β-акрозин отсутствовал, всё ещё обладали способностью проникать через zona pellucida[4]. Были предположения, что акрозин, возможно, участвует в распространении содержимого акросомы после акросомной реакции или служит вторичным связывающим белком между сперматозоидом и zona pellucida[5][6][7].

Регуляция акрозина осуществляется ингибитором протеина C SERPINA5. Концентрация белка SERPINA5 в мужской половой системе в 40 раз превышает таковую в крови[8]. SERPINA5 ингибирует протеолитическую активность акрозина[8] и, возможно, играет защитную роль в случае преждевременного высвобождения фермента или при дегенерации сперматозоидов в организме для предотвращения повреждения окружающих тканей[9].

В патологии

Хотя в исследованиях на мышах было показано, что акрозин не является ключевым компонентом для проникновения сперматозоидов через оболочку яйцеклетки, у человека существует корреляция между акросомальной протеазной активностью и мужским бесплодием[10][11]. Также обнаружена сильная корреляция между активностью акрозина и подвижностью спермы[12].

Примечания

  1. ↑ (Jan 1990) «Molecular cloning of human preproacrosin cDNA». Human Genetics 84 (2): 125–8. doi:10.1007/bf00208925. PMID 2298447.
  2. ↑ (2002) «Role of acrosomal matrix proteases in sperm-zona pellucida interactions». Human Reproduction Update 8 (5): 405–12. doi:10.1093/humupd/8.5.405. PMID 12398221.
  3. ↑ 3,0 3,1 Tranter, Rebecca (2000-11-15). «Effector Sites in the Three-Dimensional Structure of Mammalian Sperm β-Acrosin» (English). Structure 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). «Sperm from mice carrying a targeted mutation of the acrosin gene can penetrate the oocyte zona pellucida and effect fertilization.». J Biol Chem 269 (50): 31845—9. PMID 7989357.
  5. ↑ Yamagata K, Murayama K, Okabe M, Toshimori K, Nakanishi T, Kashiwabara S (1998). «Acrosin accelerates the dispersal of sperm acrosomal proteins during acrosome reaction.». J Biol Chem 273 (17): 10470—4. doi:10.1074/jbc.273.17.10470. PMID 9553106.
  6. ↑ Jones R, Brown CR (1987). «Identification of a zona-binding protein from boar spermatozoa as proacrosin.». Exp Cell Res 171 (2): 503—8. doi:10.1016/0014-4827(87)90182-0. PMID 3113989.
  7. ↑ Jones R (1991). «Interaction of zona pellucida glycoproteins, sulphated carbohydrates and synthetic polymers with proacrosin, the putative egg-binding protein from mammalian spermatozoa.». Development 111 (4): 1155—63. PMID 1652426.
  8. ↑ 8,0 8,1 (1992) «Protein C inhibitor in human body fluids. Seminal plasma is rich in inhibitor antigen deriving from cells throughout the male reproductive system». J Clin Invest 89 (4): 1094–101. doi:10.1172/JCI115689. PMID 1372913.
  9. ↑ (1994) «Inhibition of acrosin by protein C inhibitor and localization of protein C inhibitor to spermatozoa». Am. J. Physiol. 267 (2 Pt 1): C466–72. doi:10.1152/ajpcell.1994.267.2.C466. PMID 7521127.
  10. ↑ (Oct 1988) «Acrosomal proteinase activity of human spermatozoa and relation of results to semen quality». Hum Reprod 3 (Suppl 2): 75–80. doi:10.1093/humrep/3.suppl_2.75.
  11. ↑ Tummon I.S.; Yuzpe A.A.; Daniel S.A.; Deutsch A. Total acrosin activity correlates with fertility potential after fertilization in vitro" Fertil Steril 1991 Nov;56(5):933-8.
  12. ↑ (Sep 2000) «Determination of sperm acrosin activity for evaluation of male fertility». Asian J Androl 2: 229–232.

Литература

  • (Jan 1982) «Purification of bovine and human acrosin». Canadian Journal of Biochemistry 60 (1): 8–14. doi:10.1139/o82-002. PMID 6802470.
  • (Jan 2006) «Diversification of transcriptional modulation: large-scale identification and characterization of putative alternative promoters of human genes». Genome Research 16 (1): 55–65. doi:10.1101/gr.4039406. PMID 16344560.
  • (Oct 1991) «Acrosin, the peculiar sperm-specific serine protease». Human Genetics 87 (6): 635–41. doi:10.1007/bf00201716. PMID 1937464.
  • (Jan 2005) «Mapping DNA-protein interactions in large genomes by sequence tag analysis of genomic enrichment». Nature Methods 2 (1): 47–53. doi:10.1038/nmeth726. PMID 15782160.
  • (May 1999) «Functional interactions between sulphated polysaccharides and proacrosin: implications in sperm binding and digestion of zona pellucida». Zygote 7 (2): 105–11. doi:10.1017/S0967199499000453. PMID 10418103.
  • (2003) «[The effect of semen antisperm antibody on human sperm acrosin activity]». Zhonghua Nan Ke Xue = National Journal of Andrology 9 (4): 252–3. PMID 12931362.
  • (Aug 1982) «Inhibition of human and bovine sperm acrosin by divalent metal ions. Possible role of zinc as a regulator of acrosin activity». International Journal of Andrology 5 (4): 401–12. doi:10.1111/j.1365-2605.1982.tb00270.x. PMID 6815104.
  • (Jun 2003) «Biochemical and molecular studies of the proacrosin/acrosin system in patients with unexplained infertility». Fertility and Sterility 79 Suppl 3: 1676–9. doi:10.1016/s0015-0282(03)00372-8. PMID 12801583.
  • (Oct 1998) «Determination of acrosin activity of boar spermatozoa by the clinical method: optimization of the assay and changes during short-term storage of semen». Theriogenology 50 (6): 861–72. doi:10.1016/S0093-691X(98)00191-5. PMID 10734459.
  • (Jun 2005) «Binding of recombinant human proacrosin/acrosin to zona pellucida glycoproteins. II. Participation of mannose residues in the interaction». Fertility and Sterility 83 (6): 1791–6. doi:10.1016/j.fertnstert.2004.12.043. PMID 15950652.
  • (Jun 2005) «Binding of recombinant human proacrosin/acrosin to zona pellucida (ZP) glycoproteins. I. Studies with recombinant human ZPA, ZPB, and ZPC». Fertility and Sterility 83 (6): 1780–90. doi:10.1016/j.fertnstert.2004.12.042. PMID 15950651.
  • (Nov 2000) «DNA cloning using in vitro site-specific recombination». Genome Research 10 (11): 1788–95. doi:10.1101/gr.143000. PMID 11076863.
  • (2004) «A genome annotation-driven approach to cloning the human ORFeome». Genome Biology 5 (10): R84. doi:10.1186/gb-2004-5-10-r84. PMID 15461802.
  • (2005) «The proacrosin binding protein, sp32, is tyrosine phosphorylated during capacitation of pig sperm». Journal of Andrology 26 (4): 519–28. doi:10.2164/jandrol.04163. PMID 15955892.
  • (Mar 2002) «Evaluation of the proacrosin/acrosin system and its mechanism of activation in human sperm extracts». Journal of Reproductive Immunology 54 (1–2): 43–63. doi:10.1016/S0165-0378(01)00080-8. PMID 11839395.
  • (Nov 2001) «Interactions between mouse ZP2 glycoprotein and proacrosin; a mechanism for secondary binding of sperm to the zona pellucida during fertilization». Journal of Cell Science 114 (Pt 22): 4127–36. PMID 11739644.
  • (Jul 1999) «PH-20 but not acrosin is involved in sperm penetration of the macaque zona pellucida». Molecular Reproduction and Development 53 (3): 350–62. doi:10.1002/(SICI)1098-2795(199907)53:3<350::AID-MRD11>3.0.CO;2-9. PMID 10369396.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Акрозин&oldid=7243279