摘要

精子(zi)(zi)結(jie)合(he)(he)蛋白(bai)（BSP）是(shi)牛精漿(jiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要蛋白(bai)質(zhi)，已知其部分插(cha)(cha)入精子(zi)(zi)膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)小(xiao)(xiao)葉(xie)，并(bing)與其中(zhong)存在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含膽堿(jian)脂(zhi)(zhi)質(zhi)結(jie)合(he)(he)。這(zhe)種插(cha)(cha)入通過誘導精子(zi)(zi)早期獲能，對冷凍(dong)保(bao)(bao)存后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)精液質(zhi)量產生負面影響。BSP蛋白(bai)表(biao)(biao)面性質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)假設通過張力測定法(fa)進行了驗證：BSP蛋白(bai)具(ju)有高(gao)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面活性。這(zhe)表(biao)(biao)明BSP蛋白(bai)不(bu)僅(jin)通過相互之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)用(yong)，而且由于其自(zi)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面活性，能夠到達(da)磷(lin)脂(zhi)(zhi)覆蓋(gai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)界面。BSP蛋白(bai)插(cha)(cha)入精子(zi)(zi)外(wai)小(xiao)(xiao)葉(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)結(jie)構域是(shi)在類似Langmuir單(dan)分子(zi)(zi)膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)生系統上(shang)復制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。BSP蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)插(cha)(cha)入可以在含有膽堿(jian)脂(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可壓(ya)縮流體(ti)(ti)(ti)域中(zhong)進行。單(dan)層(ceng)膜也(ye)被用(yong)來研究BSP蛋白(bai)與兩種磷(lin)脂(zhi)(zhi)組裝物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絡合(he)(he)作(zuo)用(yong)：蛋黃低密度脂(zhi)(zhi)蛋白(bai)（LDL）或雞蛋磷(lin)脂(zhi)(zhi)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)(ti)。無論磷(lin)脂(zhi)(zhi)結(jie)構（脂(zhi)(zhi)蛋白(bai)或脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)(ti)）如何，BSP都不(bu)能改變膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構。只有BSP蛋白(bai)與磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰膽堿(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總比例是(shi)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)兩種螯合(he)(he)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區別在于它們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面性質(zhi)：LDL有很強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)與外(wai)層(ceng)結(jie)合(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾向，而脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)(ti)主要以相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間尺度保(bao)(bao)持在本體(ti)(ti)(ti)中(zhong)。

介紹

精子(zi)(zi)(zi)結(jie)(jie)合(he)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)（BSP）是(shi)一個(ge)已知在(zai)(zai)輸卵管(guan)(guan)精子(zi)(zi)(zi)儲存(cun)(cun)庫(ku)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)和(he)(he)精子(zi)(zi)(zi)獲能(neng)中起作用的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)家(jia)族，精子(zi)(zi)(zi)成(cheng)熟(shu)是(shi)受精的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)步驟(zou)[1,2]。在(zai)(zai)牛精漿中，根(gen)據Manjunath等人的(de)(de)(de)(de)命名(ming)法[2]：BSP1[4]、BSP3[5]和(he)(he)BSP5[6,7]分別鑒定和(he)(he)分類了三(san)種(zhong)比例(li)為10:1:1的(de)(de)(de)(de)主要BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)[3]。BSP1和(he)(he)BSP3的(de)(de)(de)(de)表觀質(zhi)(zhi)(zhi)量為15–16.5 kDa，BSP5的(de)(de)(de)(de)表觀質(zhi)(zhi)(zhi)量為28–30 kDa[6,8]。這(zhe)(zhe)三(san)種(zhong)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)由一個(ge)獨(du)特(te)的(de)(de)(de)(de)N端結(jie)(jie)構(gou)(gou)域(yu)和(he)(he)兩個(ge)纖(xian)維連(lian)接蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)II型結(jie)(jie)構(gou)(gou)域(yu)組成(cheng)。只有(you)三(san)種(zhong)BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)N端結(jie)(jie)構(gou)(gou)域(yu)存(cun)(cun)在(zai)(zai)顯(xian)著(zhu)差異[4–6]。每個(ge)纖(xian)維連(lian)接蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)II型結(jie)(jie)構(gou)(gou)域(yu)包含(han)(han)一個(ge)磷(lin)酰膽堿結(jie)(jie)合(he)位點[9–14]。最(zui)后這(zhe)(zhe)些是(shi)BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)生物學(xue)作用所必需的(de)(de)(de)(de)。事實(shi)上，精子(zi)(zi)(zi)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)外小葉在(zai)(zai)射精過程中與含(han)(han)有(you)BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)精漿接觸[2,15]。BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)與精子(zi)(zi)(zi)膜(mo)(mo)上的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)膽堿磷(lin)脂(zhi)（如磷(lin)脂(zhi)酰膽堿和(he)(he)鞘磷(lin)脂(zhi)）快速結(jie)(jie)合(he)[9,12,16–19]，并(bing)通(tong)過部分插(cha)入(ru)精子(zi)(zi)(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)外小葉[1,13,20]覆蓋(gai)精子(zi)(zi)(zi)表面。這(zhe)(zhe)是(shi)通(tong)向輸卵管(guan)(guan)精子(zi)(zi)(zi)儲存(cun)(cun)庫(ku)和(he)(he)精子(zi)(zi)(zi)獲能(neng)的(de)(de)(de)(de)第(di)一個(ge)關鍵(jian)步驟(zou)。BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)既可(ke)溶又能(neng)插(cha)入(ru)疏水膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)事實(shi)證(zheng)明BSP蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)具有(you)兩親性。因此，本研究的(de)(de)(de)(de)第(di)一部分旨在(zai)(zai)通(tong)過進行張力測(ce)量來檢驗(yan)這(zhe)(zhe)一假設。

BSP蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)誘(you)導的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)早期獲(huo)能[21,22]對冷凍(dong)保(bao)(bao)存后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)液(ye)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量有負面(mian)(mian)影(ying)響(xiang)，因(yin)為它會導致抗(kang)冷性和(he)(he)抗(kang)凍(dong)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)喪失[12,17,23–25]。因(yin)此，保(bao)(bao)護器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)對維持精(jing)(jing)子質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量至關(guan)重要。蛋(dan)(dan)(dan)(dan)黃被(bei)廣(guang)泛用于(yu)(yu)分(fen)(fen)離(li)BSP蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)[17,26–32]。這(zhe)種隔離(li)是由于(yu)(yu)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)黃中存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低密(mi)度(du)脂(zhi)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)（LDL）外(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)(lin)脂(zhi)酰(xian)(xian)膽(dan)堿(jian)(jian)與BSP蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特異(yi)性和(he)(he)強相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用[9,12,33,34]。在(zai)(zai)(zai)某(mou)些情況下(xia)，還假設(she)低密(mi)度(du)脂(zhi)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)對精(jing)(jing)子早期獲(huo)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護作(zuo)(zuo)用是由于(yu)(yu)富含磷(lin)(lin)脂(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低密(mi)度(du)脂(zhi)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)極性脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與由于(yu)(yu)外(wai)排而減少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)(he)膽(dan)固醇的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)子膜(mo)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)換[29]。目前，大豆卵磷(lin)(lin)脂(zhi)等其他磷(lin)(lin)脂(zhi)被(bei)用作(zuo)(zuo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)黃磷(lin)(lin)脂(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)替(ti)代品。然而，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種情況下(xia)，脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)和(he)(he)膜(mo)之(zhi)間(jian)可能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用尚(shang)不清楚。因(yin)此，本研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二部分(fen)(fen)旨(zhi)在(zai)(zai)(zai)比較(jiao)低密(mi)度(du)脂(zhi)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)和(he)(he)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)與脂(zhi)膜(mo)接觸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)為。為此，在(zai)(zai)(zai)空氣-緩沖液(ye)界面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)單層(ceng)被(bei)用來模(mo)擬精(jing)(jing)子膜(mo)外(wai)小葉(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構域。這(zhe)種方(fang)法被(bei)證明能有效地復制牛精(jing)(jing)子膜(mo)外(wai)小葉(xie)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)異(yi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構域[35]。最后(hou)一(yi)種是主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成分(fen)(fen)，即(ji)鞘磷(lin)(lin)脂(zhi)、膽(dan)固醇、1-棕(zong)櫚(lv)酰(xian)(xian)-2-二十二碳六烯基-sn-甘油-3-磷(lin)(lin)酸膽(dan)堿(jian)(jian)（PC）和(he)(he)血漿鹵素1-（1Z-十八烯基）-2-二十二碳六烯基-sn-甘油-3-磷(lin)(lin)酸膽(dan)堿(jian)(jian)（P-PC）。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)一(yi)單層(ceng)中，膽(dan)固醇和(he)(he)鞘磷(lin)(lin)脂(zhi)在(zai)(zai)(zai)34°C溫度(du)下(xia)將自身(shen)構造成濃縮域，周圍是PC和(he)(he)P-PC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)體(ti)(ti)混合(he)物。LDL和(he)(he)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)在(zai)(zai)(zai)接近生物膜(mo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)壓力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)引(yin)入單層(ceng)下(xia)方(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亞相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)[36]。通過(guo)監測表面(mian)(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)來檢(jian)測添加劑與單層(ceng)膜(mo)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)(zuo)用。最后(hou)，在(zai)(zai)(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)子膜(mo)外(wai)小葉(xie)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)型和(he)(he)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)，比較(jiao)了低密(mi)度(du)脂(zhi)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)和(he)(he)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)對BSP蛋(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)螯(ao)合(he)特性。