Změny v lektin vázající aktivitě kančích spermií během jejich post-testikulární maturace

Bc. Alena Kohoutková

Diplomová práce

Changes in the lectin-biding activity of boar spermatozoa during their post-testicular maturation

Anotace:

Během kapacitace spermií dochází k mnoha molekulárním změnám na povrchu plazmatické membrány i uvnitř buňky. Mezi tyto změny patří například nezbytný eflux cholesterolu a s tím spojené zvýšení fluidity membrány spermie vedoucí k reorganizaci lipidů a proteinů a změny v sacharidových strukturách na povrchu spermatické buňky, které lze detekovat pomocí lektinů.Cílem práce bylo najít rozdíly v sacharidových strukturách u kančích spermií před a po kapacitaci v in vitro podmínkách za pomoci vybraných lektinů. Pro experimenty bylo vybráno 10 lektinů s různou specifitou vazby k sacharidovým řetězcům glykoproteinů. Ejakulované a kapacitované spermie byly zpracovány v suspenzi a vlhkou fixací a byla sledována změna ve vazbě lektinů. Výskyt sacharidových struktur byl nejčastěji detekován ve střední části bičíku spermie a v akrozomální části hlavičky, kdy byla vazba v některých případech omezena pouze na její apikální část. Byl zjištěn nejvýznamnější rozdíl mezi fixovanými ejakulovanými a kapacitovanými spermiemi ve vazbě některých lektinů rozpoznávajících sacharidové řetězce obsahující fukosu (PSA a AAL) a galaktosu (RCA). V suspenzi pak byla zaznamenána především změna vazby WGA lektinu, který preferuje vazbu na N-acetylglukosamin a UEA rozpoznávající fukosu vázanou na galaktosu. Dále byly určeny přibližné molekulové hmotnosti glykoproteinů ve spermiích před a po in vitro kapacitaci, u kterých byla zjištěna změna v míře vazby lektinu. Vazba lektinů na glykoproteiny kapacitovaných spermií byla viditelně slabší, včetně vazby AAL, WGA a SBA na povrchové glykoproteiny.Z dosažených výsledků je zřejmé, že během in vitro kapacitace docházelo ke změnám některých sacharidových struktur ve spermii. Odlišná byla i vazba některých lektinů na typické sacharidové řetězce ve fixovaných spermií a připravených v suspenzi, kde se vázaly pouze na jejich povrch.Na základě našich výsledků je možné usoudit, že některé lektiny (především PSA, AAL, UEA, RCA a WGA) jsou vhodné pro hodnocení změn ve spermii po kapacitaci, a proto by mohly sloužit jako nástroj detekce kapacitačního stavu kančích spermií.

Abstract:

During sperm capacitation, many molecular changes occur on the surface of the plasma membrane and within the cell. The changes include, for example, the necessary efflux of cholesterol and the associated increased fluidity of the sperm membrane leading to reorganization of lipids and proteins and changes in carbohydrate structures on the surface of the sperm cell that can be detected by lectins.The aim of this work was to find differences in carbohydrate structures in boar spermatozoa before and after capacitation in in vitro conditions using selected lectins. For the experiments, 10 lectins with different binding specificity to the carbohydrate chains of glycoproteins were chosen. Ejaculated and capacitated spermatozoa were processed in suspension and wet fixation and change in lectin binding was monitored. Occurrence of carbohydrate structures were detected most frequently in the central part of the flagellum and in the acrosomal part of the head, where in some cases the binding was limited to the apical part. It was detected most significant difference between the fixed ejaculated and capacitated spermatozoa in binding of certain lectin recognizing the carbohydrate chains containing fucose (PSA and AAL) and galactose (RCA). In particular, the changes in WGA lectin binding, which prefers binding to N-acetylglucosamine and UEA recognizing fucose linked with galactose, was noted in the suspension. Furthermore, approximate molecular weights of sperm glycoproteins were determined before and after in vitro capacitation, in which a change in lectin binding rate was found. The binding of lectins to glycoproteins of capacitated spermatozoa was visibly weaker, including binding of AAL, WGA and SBA to surface glycoproteins.From the obtained results it is evident that during in vitro capacitation there were changes of certain carbohydrate structures in spermatozoa. There was also a difference in the binding of some lectins to typical carbohydrate chains in fixed spermatozoa and prepared in suspension, where they bound only to their surface.Based on our results we can conclude that some lectins (especially PSA, AAL, UEA, RCA and WGA), are suitable to assess the changes in spermatozoa after capacitation and therefore could serve as a detection tool of capacitation state of boar spermatozoa.

Klíčová slova

kančí spermie, kapacitace, povrchové proteiny, sacharidové struktury

Keywords

capacitation, surface, carbohydrate structures, boar spermatozoa

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Pavla Postlerová, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Biotechnologie / Reprodukční biotechnologie