附睾精子成熟过程中巯基的变化

精子膜在附睾精子成熟过程中,膜上的巯基逐渐被氧化为二硫键。由于二硫键的键能很大(约125~418kJ/ml),他可把不同肽链或同一肽链的不同部分连接起来,对稳定膜蛋白质起了重要的作用。

同样,精子核内部,核蛋白成分精核蛋白分子内和分子间的巯基逐渐被氧化成二硫键,精核蛋白的结合巯基量逐渐减少,而二硫键量则不断增加,在睾丸精子染色质中主要是巯基,而到了附睾尾部精子,则主要为二硫键。这种变化使精核蛋白与DNA结合更为紧密,使精子核更趋浓集和稳定。这对精子核结构及基因的稳定起保护作用。

除了上述巯基和二硫键的转化对成熟中的精子作用之外,一些学者也通过用DTT和SDS处理精子尾部后发现精子的连接段,尾部主段粗大纤维(致密纤维)和纤维鞘都是通过二硫键的交联作用而变得稳定。Shalgi发现,大鼠精子巯基和二硫键的总量在整个成熟过程中不变[(26±0.5)nmol巯基+二硫键/ 106精子]。但巯基量却是从巯基和二硫键总量的90%(睾丸精子),到75%(附睾体部精子),25%(附睾尾部精子)。分离精子头部和尾部之后,附睾头部精子头部巯基占了巯基和二硫键总量的84%,尾部占了74%;到了附睾尾部,则分别为14%和45%。由此看出附睾精子成熟过程中巯基的变化在精子的头部和尾部都有改变,尤以精子头部明显。

大鼠精子尾部的附属纤维(accessory fibers)非常明显。Baccetti等认为这些纤维含有两种二硫键交联的多肽链,其中一种含有高含量的巯基。Shalgi用mBBr(巯基特异荧光分子探针)标记附睾精子尾部蛋白,发现了一个显示荧光(被mBBr标记上)的蛋白质(相对分子质量为25 000),其可能就是这个多肽。Sattayasai和Panyim也报道了这种相对分子质量介于13 000~32 000,含有高水平巯基的蛋白质可在附睾头部精子发现,在附睾尾部精子上没有。精子尾部致密纤维和纤维鞘二硫键的形成与附睾精子运动的发育有关。外周致密纤维在鞭毛运动中不起主动作用,而与精子尾部被动的弹性回缩有关,外周致密纤维的物理形状与精子摆动时形成的弧度的曲率半径有关联。从附睾头部到附睾尾部精子成熟过程中致密纤维上的巯基逐渐被氧化成二硫键,使外周致密纤维更具稳定,从而决定精子尾部的弹性强度而影响精子的运动形式。

Seligman等在通过结扎大鼠附睾头部远端后发现,留在附睾头部的精子可通过在附睾内的增龄而使巯基氧化成二硫键,其转化后的表现与在对照的附睾尾部精子一样。但他们的另外实验显示在体外增龄的附睾头部精子巯基情况没有明显改变,说明精子巯基的转化还是要有附睾的因素,可能是附睾的一些分泌作用。从某一方面来讲巯基的这种转化主要在附睾头部就开始了,并且完全可以在附睾头部完成`。对于这一点,还需进一步的研究证实。

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