在附睾精子成熟过程中，精子膜蛋白质组成发生了重大的改变，这种改变或是在运行过程中加进了新的蛋白质成分，用高离子浓度培养液洗涤大鼠和仓鼠成熟精子所得到表面蛋白比未成熟精子为多，如大鼠精子增加了相对分子质量为31 000、32 000、34 000和37 500的膜蛋白成分；人附睾尾部精子有了相对分子质量为21 000、29 000、38 000、37 000、70 000蛋白质，也可以是失去了原有的某些膜蛋白成分，如大鼠附睾头部的精子有相对分子质量为110 000、94 000、72 000和59 000的膜蛋白成分，而尾部的精子则失去这几种蛋白质。精子在附睾成熟移行过程中，其膜蛋白也相应由大分子转变成较小的分子。原子力显微镜（atomic force microscopy）检测显示在精子头部顶体区、赤道区和顶体后区的膜表面存在20nm至60nm大小的蛋白颗粒，而这些蛋白颗粒的大小随着精子在附睾的运行而变化。这些膜蛋白组成的变化包括某些蛋白的降解、再修饰及位置移动。当然也不排除原有膜蛋白分子的改变，或原被覆盖的膜蛋白成分在成熟过程中的暴露。不但是不同成熟阶段精子膜上蛋白质的成分不一样，而且，精子膜上结合的蛋白质与精子的黏附能力在精子的不同成熟阶段也是不同的，如仅需简单冲洗就能使未成熟的豚鼠精子上一些黏附的蛋白质脱落下来，雄激素促进附睾上皮细胞分泌附睾管腔内的附睾特异性蛋白质，这种蛋白质可黏附在正在成熟中的精子的表面，附睾内低钠和高肌醇浓度这两个附睾液特征所造成的附睾液低离子浓度可能促进了蛋白质与精子的结合。
精子膜表面蛋白的丢失主要归因于精子在附睾成熟过程中精子膜经历了蛋白质裂解过程。裂解作用主要是存在于精子膜表面、内部或周围附睾液中蛋白水解酶作用的结果，其中附睾液的作用起决定性影响。精子膜表面新蛋白的形成则可能是附睾液中新组分加入到精子表面所致，是精子与附睾液相互作用的结果，这种作用可导致先期存在于精子表面组分的去除、掩饰和暴露或吸附和结合附睾液中的多肽。这种机制的理由是精子本身不具备进一步的生物合成能力，而附睾液中富含氨基酸和多种蛋白质合成、转移、糖基化修饰的酶和转移长萜醇。从小鼠的附睾腔内就能提取到一种蛋白酶抑制物，而且已证明这种抑制物可能与调节或限制酶对精子表面的修饰作用有关。
精子在附睾内成熟过程中精子膜蛋白质变化是与其功能的改变密切相关的。有许多实验表明精子膜表面蛋白质重修饰所产生的新蛋白与精子的前向运动、精子表面膜抗原性的变化以及受精能力的出现有关。糖蛋白中糖部分的变化主要是精子在女性生殖道中与卵子相互识别起作用，而蛋白质磷酸化则与精子运动的调节有联系。
精子在附睾内成熟过程中膜蛋白的变化比较复杂，而且精子膜上每一种蛋白质的变化都不是孤立的，是与精子膜上、胞质及其周围附睾液中许多组分的改变相一致，如酶、pH、离子浓度等。
从附睾内精子比睾丸中的精子抗原性增加等事实来看，精子在整个附睾成熟移行过程中，被覆盖上许多来自于附睾管腔内的蛋白质。下列这些证据可以说明这些：
- 用透射电镜照片显示大鼠附睾精子顶体质膜上黏附有一种“多种亲和性糖蛋白”（VAG）；
- 从大鼠、绵羊精子和附睾液分离的蛋白质有某些相似的生化特性，虽然可能也存在差异，但是这些差异可能与蛋白质加入和插入精子膜的机制不同有关；
- 通过微穿刺取附睾液和附睾精子，发现在注射带有放射性标记的氨基酸后，附睾内取出并经过洗涤的精子上仍有放射性；
- 从洗涤过的大鼠和仓鼠精子所显示附睾液和成熟精子的蛋白质之间有相似的离体免疫性；附睾特异蛋白能引起精子凝集，而精子又可以阻碍附睾液蛋白本身抗体起作用，表明精子表面拥有附睾特异性蛋白质；
- 其他间接证明精子覆盖蛋白是来自附睾的证据包括附睾精子表面某些蛋白质是睾丸精子所没有的，而且当附睾管腔内缺少精子时，通常与精子结合的糖蛋白就在附睾的上皮内出现。另外，附睾蛋白结合精子的最有力证据是能够直接显示精子对附睾蛋白质的摄取。
附睾精子在成熟过程中处于附睾分泌蛋白质的环境中，但是不同的成熟阶段所能摄取附睾蛋白的能力是明显不同的。一般情况下附睾未成熟的精子比成熟的精子更易与附睾蛋白结合。这也从另外一个方面显示了精子在附睾成熟过程中被覆蛋白的逐步加入现象。同时也可能是由于：①精子在成熟过程中，精子表面呈现负电荷，而大部分附睾蛋白是酸性的，两者的结合可能不是单纯的离子作用，用尿素降低精子表面的电荷就能有效地将人精子表面的糖蛋白去除。②由于内源性蛋白先与精子结合，如用一种金标记的猪附睾体部特异蛋白显示其能与睾丸和附睾头部精子结合，而不与附睾体部及尾部精子结合，若先用无标记的附睾体蛋白孵育就能使标记蛋白的结合失败。这种表面结合位置被内源性蛋白饱和的现象就可以解释为什么附睾尾部精子不摄取附睾蛋白和前向运动蛋白，而睾丸和附睾头部精子就可以。③附睾精子摄取或将附睾液中的蛋白质转移至精子依赖于附睾管腔内的一些酶类，不同区域附睾管腔内这些酶类的分布和含量不同也使附睾不同段落的精子表面蛋白质分布和含量上的区别。
对于精子膜上的膜本体蛋白，一些附睾分泌蛋白质的特性是大部分蛋白是由非极性氨基酸组成，这就产生了蛋白质插入膜的可能性。在成熟过程中发生的精子质膜无极性部分的变化足以影响精子从附睾液摄取本体蛋白。精子膜脂质的变化也可能便利疏水性蛋白质的插入。
一些附睾分泌的蛋白质结合精子的顶体部（大鼠：SEP，SP，蛋白D和E，小鼠：SMA-4），AEG则主要结合精子尾部，而兔的ASF与顶体和尾部均有结合。Isahakia用单克隆抗体（BS A6）发现在狒狒由附睾体部近侧主细胞分泌的MW 82000一种蛋白质结合于附睾体部远侧部精子顶体的侧面，到了附睾尾部，该蛋白分布于整个精子的顶体部。在附睾头部及睾丸的精子中没有见到这种蛋白质的分布。
Alison等发现大鼠附睾尾部及射出精子上有相对分子质量为26 000（4E9抗原）（RCA亲和）大鼠附睾特异性精子成熟抗原。该抗原在体部精子就没能被提取到。另外，他认为该蛋白是由附睾上皮细胞分泌的一种相对分子质量为38 000蛋白质降解成26 000的蛋白。由此也说明随着附睾内精子的成熟，精子一方面获得了附睾上皮所分泌的被覆蛋白（抗原），另一方面在摄取的同时，可能对这些蛋白质进行一些修饰。Daulat等通过实验也表明随着精子的成熟过程，精子膜上一些蛋白质如α-D-甘露糖酶活性逐渐增强，这种增强是由于精子将无活性或低活性的大相对分子质量的前体（135 000和125 000）转化成具有明显活性的低相对分子质量的活性形式（115 000）。Francoise发现另外的一些附睾分泌蛋白，如精子前向运动蛋白（FMP），在仓鼠附睾头部精子基本上没有组织细胞学的染色，而在附睾尾部精子主段上就有了明显的染色，如果先用附睾尾液孵育附睾头部的精子，精子的主段也可出现阳性染色。由此说明精子上的FMP也是在附睾尾部被结合上去的。童明汉等用间接免疫荧光的方法观察了人前向运动蛋白在人附睾精子上的表现，发现在附睾头部精子未见阳性染色，而在附睾体部，精子中段可见阳性反应，附睾尾部精子在中段和鞭毛尾段均可见阳性反应。
附睾精子表面首先出现的部分附睾分泌蛋白的部位是：①附睾头部近侧段精子：蛋白质H1、H2（仓鼠），AEG、SEP、SP、α乳白蛋白（大鼠），SSEA1（小鼠），R1R3（兔）；②附睾头部远侧段精子：SMA-4（小鼠），前缘比值为0.3、0.43、1.0的蛋白质（人）；③附睾体部精子：ASF（兔）。
