Die Kleeblattdomäne des Zona Pellucida B-Proteins der Hauskatze - ein Spermienrezeptor
Final Report Abstract
Der Zona Pellucida der Säugetiereizelle werden verschiedene essentielle Funktionen im Befmchtungsprozess zugeschrieben, wobei die Spermienrezeption eine zentrale Rolle spielt. Die Idenfifiziemng von Rezeptorsequenzen auf der Zona Pellucida ist für das Verständnis der molekularen Spermien-Eizell-WechselWirkung, aber .auch für, die Entwicklung von spezifischen Vakzinen für die Immunokontrazeption von besonderer Bedeutung. Die Sequenz des Zona Pellucida B-Proteins von Säugefieren beinhaltet eine "Kleeblattdomäne" - eine Aminosäuresequenz, die durch die Existenz von sechs hochkonservierten Cysteinresten.in charakteristischer Verknüpfung (1-5, 2-4, 3-6) gekeimzeichnet ist. Da ein antigenes B-Zell- Epitop der felinen Zona Pellucida ein Bestandteil der Kleeblattdomäne ist, vermuten wir eine Rezeptorfunktion dieser Peptidsequenz. Die Ziele des Forschimgsvorhabens beinhalteten (i) die Identifikation möglicher artspezifischer Spermienproteine, welche, an die Kleeblattdomäne (trefoil domain: TFD) der Zona Pellucida binden. Zweitens (ii) sollte die Rolle der Tertiärstmktur der Kleeblattdomäne bei der Spermien-Eizell-Interakdon (Bindung, von Spermienproteinen, Induktion der Akrosomenreaktion, Hemmung der Spermien-Eizell-Bindung und Einfluss auf die in-vitro- Befmchtung) untersucht werden. Nach dem jetzigen Stand der Untersuchungen muss davon ausgegangen werden, dass die Kleeblattdomäne des Zona Pellucida Protein separat nicht an Spermienproteine bindet. Sollte eine Interaktion zwischen Spermium und der Kleeblattdomäne vorliegen, dann wird diese nicht durch eine feste Bindung im Sinne eines strukturellen Rezeptors realisiert! In einer Vielzahl von Versuchen wurde der Einfluss von TFD-Peptiden und Antikörpem gegen TFD auf die Befmchtungskaskade analysiert. Es koimte kein Effekt auf die Kapazitafion, Akrosomenreaktion, initiale Bindung an die Zona Pellucida, sowie die Befmchtungsrale in vitro festgestellt werden. Ungeklärt bleibt, in wie weit die Kleeblattdomäne in die sekundäre Spermienbindung und den Aufbau des zonalen Polyspermieblock involviert ist. Die Tertiärstmktur der Kleeblattdomäne spielt eine entscheidende Rolle bei der Resistenz gegenüber Trypsin; die Erkennung durch diverse Amiseren (gegen native ZP, gegen Peptidsequenzen der TFD) wird jedoch nicht von der 3D-Stmktur des Peptids beeinflusst. Die Zugänglichkeh der Kleeblattdomäne innerhalb der native Zona pellucida ist dagegen für spezifische Antikörper eingeschränkt. Erst die Denaturierung der Zona Pellucida Stmkturen mit DTT (Reduktion der Disulfidbrücken) führt zu einer Demaskiemng des TFD-Epitopes. •Diese Ergebnisse unterstreichen die Annahme, dass die TFD eine stmkturelle Rolle in der Zona Pellucida spielt. Die Resultate hinsichtlich der Proteaseresistenz der Kleeblattdomäne, deren Modifikation unter reduzierenden Bedingungen, sowie die Demaskierung des Kleeblattepitopes nach DTT Behandlung von nativen Eizellen eröffnen neue Fragestellungen bezüglich molekularer Mechanismen der Befmchtung und frühembryonalen Entwicklung.
Publications
- Braun B, Geisser A, Viertel D, WibbeU G, Jewgenow K.: Testing tertiary structure of zona pellucida protein B as a compound of a contraceptive vaccine. 6th Intemational Conference on Fertility Control for Wildlife, York, UK, 3.-5.9.2007, Proceedings, 64a.
- Braun BC, Ringleb J, Waurich R, Viertel D, Jewgenow K. Functional role of feline zona pellucida protein B2 trefoil domain: a sperm receptor or structural component ofthe domestic cat zona pellucida? 6th Intemational Symposiimi on Canine and Feline Reproduction, Wien, 9.-11.7.2008, Östereich, Proceedings, 46a.
