Vliv sulfanu na funkční parametry a S-sulfhydrataci proteinů v kančích spermiích

Bc. Jessica Štekrová

Diplomová práce

Effect of sulfate on functional parameters and S-sulfhydration of proteins in boar spermatozoa

Anotace:

Sulfan je plynná signální molekula, která v pohlavním traktu ovlivňuje buněčné procesy mimo jiné prostřednictvím S-sulfhydratace proteinů, posttranslační modifikace důležité pro udržení funkčnosti spermií. S-sulfhydratace hraje klíčovou roli zejména u transkripčně a translačně umlčených spermií, kde zajišťuje především jejich ochranu před oxidačním stresem. Cílem této práce bylo určit lokalizaci S-sulfhydratovaných proteinů ve spermii a vyhodnotit míru S-sulfhydratace v jednotlivých fázích maturace. Druhým cílem bylo zjistit, jak inhibice enzymů produkujících sulfan ovlivňuje motilitu spermií během kapacitace. Pomocí nepřímé imunofluorescence v kombinaci s konfokální mikroskopií byly S sulfhydratované proteiny detekovány ve všech fázích epididymální maturace a ve spermiích ejakulovaných a kapacitovaných. Nejsilnější signál S-sulfhydratace byl zaznamenám ve střední části bičíku, což může souviset s energetickým metabolismem a rozvojem motility spermií. V průběhu epididymální maturace mezi caput a cauda epididymis bylo pozorováno signifikantní navýšení míry S-sulfhydratace ve střední části bičíku a v hlavičce spermie. U kapacitovaných spermií byla míra S-sulfhydratace významně vyšší než u spermií ejakulovaných ve všech měřených segmentech spermie. Ve tkáních samčí reprodukční soustavy S-sulfhydratace detekována nebyla. Vliv sulfanu na motilitu spermií byl vyhodnocen pomocí CASA (Computer Asissted Sperm Analysis) u vzorků ošetřených různými koncentracemi inhibitoru kyseliny aminooxyoctové (AOAA), která inhibuje sulfan produkující enzymy cystathionin-β-syntázu (CBS) a cystathionin-γ-lyázu (CSE) a nepřímo také 3-merkapropyruvát-sulftransferázu (3 MST). Motilita byla vyhodnocována v pravidelných intervalech po 30 minutách, avšak v průběhu experimentu nebyly zjištěny signifikantní rozdíly oproti kontrolní skupině. Sulfan se v rámci reprodukčního traktu profiluje jako významný regulátor funkční integrity spermií a jeho další zkoumání může přispět k lepšímu porozumění mechanismů samčí fertility i ke zlepšení přístupů v asistované reprodukci.

Abstract:

Hydrogen sulfide (H₂S) is a gaseous signalling molecule that influencing cellular processes in the reproductive tract, among others, through S-sulfhydration of proteins, a post translational modification important for maintaining sperm function. S-sulfhydration plays a key role particularly in transcriptionally and translationally silent spermatozoa, mainly by ensuring their protection against oxidative stress. The aim of this thesis was to determine the localization of S-sulfhydrated proteins in spermatozoa and to evaluate the extent of S-sulfhydration at different stages of sperm maturation. Secondary aim was to assess how the inhibition of H₂S-producing enzymes affects sperm motility during capacitation. Using indirect immunofluorescence in combination with confocal microscopy, S-sulfhydrated proteins were detected in all phases of epididymal maturation, as well as in ejaculated and capacitated spermatozoa. The strongest S-sulfhydration signal was observed in the midpiece, suggesting a link to energy metabolism and the development of motility. During epididymal maturation, a significant increase in S sulfhydration was detected in both the midpiece and the sperm head between caput and cauda epididymis. In capacitated sperm, S-sulfhydration levels were significantly higher than in ejaculated sperm across all examined sperm compartments. No S-sulfhydration was detected in tissues of the male reproductive tract. The effect of hydrogen sulfide on sperm motility was evaluated using Computer-Assisted Sperm Analysis (CASA) in samples treated with varying concentrations of aminooxyacetic acid (AOAA), an inhibitor of the H₂S-producing enzymes cystathionine β-synthase (CBS) and cystathionine γ-lyase (CSE), and indirectly also 3 mercaptopyruvate sulfurtransferase (3-MST). Motility was assessed at 30-minute intervals, but no significant differences were observed compared to the control group. Hydrogen sulfide appears to be an important regulator of sperm functional integrity within the male reproductive tract, and further investigation may contribute to a deeper understanding of male fertility mechanisms and the improvement of assisted reproduction techniques.

Klíčová slova

motilita, inhibice, testes, epididymální maturace, H₂S

Keywords

H₂S, motility, inhibition, testes, epididymal maturation

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 5. 2025
• Vedoucí: RNDr. Pavla Postlerová, Ph.D.
• Oponent: Katarína Michalková, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / specializace:
Biotechnologie / Reprodukční biotechnologie