Full paperMammalian Sperm-Ei-Interaktion: Die Befruchtung von Mauseiern löst eine Modifikation des Hauptzone-Pellucida-Glykoproteins aus, ZP2☆

Die Spermien-Ei-Interaktion bei Säugetieren wird durch Bindung von Spermien an die Zona pellucida ausgelöst, eine azelluläre Hülle, die die Plasmamembran unbefruchteter Eier und Präimplantationsembryonen vollständig umgibt. Die Befruchtung führt zu einer Transformation der Zona Pellucida („Zona-Reaktion“), so dass zusätzliche Spermien nicht in der Lage sind, sich an die Zona Pellucida befruchteter Eier und Embryonen zu binden, und Spermien, die vor der Befruchtung teilweise in die Zona Pellucida der Eier eingedrungen waren, nach der Befruchtung an einer weiteren Penetration gehindert werden. Das Versagen der Spermien, an befruchtete Mauseier und Embryonen zu binden, ist auf die Modifikation des Spermienrezeptors ZP3 zurückzuführen, eines Glykoproteins mit 83.000 Molekulargewicht, das in Zonae pellucidae vorhanden ist, das sowohl aus Eiern als auch aus Embryonen isoliert wurde . In dieser Untersuchung wurde ZP2, das in Maus-Zonae pellucidae gefundene Hauptglykoprotein, durch Gelelektrophorese unter verschiedenen Bedingungen analysiert, um festzustellen, ob es infolge der Befruchtung modifiziert wird oder nicht. Unter nicht reduzierenden Bedingungen wandert ZP2, das in solubilisierten Zonae pellucidae enthalten ist, die einzeln aus Maus-Oozyten, Eiern und Embryonen isoliert wurden, auf SDS-Polyacrylamid-Gelen mit einem scheinbaren Molekulargewicht von 120.000. Unter reduzierenden Bedingungen wandert ZP2 aus Embryonen, jedoch nicht aus Eizellen oder unbefruchteten Eiern, mit einem scheinbaren Molekulargewicht von 90.000 und wurde als ZP2F bezeichnet. Die vorgelegten Beweise legen nahe, dass die Modifikation von ZP2 nach der Befruchtung eine Proteolyse des Glykoproteins beinhaltet, dass jedoch intramolekulare Disulfidbindungen die Freisetzung von Peptidfragmenten verhindern. Es wird gezeigt, dass die gleiche Änderung in ZP2 in vitro durch künstliche Aktivierung von unbefruchteten Mauseiern mit dem Calciumionophor A23187 erzeugt werden kann, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen wird, dass eine Spermienkomponente für die Änderung von ZP2 nach der Befruchtung verantwortlich ist. Diese Ergebnisse legen nahe, dass einige der Veränderungen der biochemischen und biologischen Eigenschaften von Zonae pellucidae, die nach der Befruchtung oder Aktivierung von Mauseiern beobachtet wurden, auf die Modifikation des Hauptglykoproteins Zona pellucida, ZP2, zurückzuführen sind.

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