Wie in anderen Zellen sind auch bei Säugerspermien spezifische Lipide und Proteine der Zellmembran aufgrund ihrer heterogenen lateralen Verteilung in speziellen Domänen angereichert, die in unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Dimensionen existieren und der Zelle funktionale Variabilität ermöglichen. Aufgrund der fehlenden aktiven Proteinbiosynthese bietet dies den Spermien eine Möglichkeit, auf unterschiedliche Anforderungen zu reagieren. In der vorliegenden Arbeit wurden daher sogenannte detergenzresistente Membrandomänen (DRMs) aus Eberspermien unterschiedlicher Reifestadien präpariert und untersucht. Dabei stieg bereits in den Dichtegradienten mit zunehmender Reife die Dichte, bei der die opaleszenten Banden auftraten. Eine Analyse dieser mittels 31P-NMR zeigte mit zunehmender Reife eine Anreicherung an Glycerophosphatidylethanolamin und Phosphatidylinositol bei den Glycerophospholipiden, der Gehalt an Sphingomyelin hingegen nahm während der Nebenhodenreifung und auch nach der Ejakulation ab. Diese Veränderungen könnten auf eine Destabilisierung von Membrandomänen hindeuten, um eine Zusammenlagerung zu größeren Domänenclustern zu erleichtern, möglicherweise in Vorbereitung auf Kapazitation und Akrosomenreaktion. Zunächst werden die destabilisierten Membrandomänen jedoch durch die Anlagerung von Seminalplasmaproteinen geschützt, was vermutlich für das verringerte Lipid- zu Proteinverhältnis der DRMs bei Ejakulatspermien sorgt. Aufgrund der generellen Kälteempfindlichkeit von Eberspermien findet ihre Lagerung üblicherweise bei 16°C statt. Dies ist aus mikrobiologischer Sicht nachteilig gegenüber einer kälteren Lagerungstemperatur. Eine Untersuchung der Spermien von 64 Ebern zeigte jedoch bei 10% der Ejakulate eine individuum-spezifische Resistenz gegenüber der Lagerung bei 4°C. Die DRMs der kälteresistenten Spermien hatten einen erhöhten Anteil an langkettigen, mehrfach ungesättigten Fettsäuren, wie 31P-NMR und MALDI-TOF MS Analysen zeigten. / The lateral distribution of lipids and proteins in the plasma membrane is heterogeneous. Therefore specific lipids and proteins in membranes of mammalian spermatozoa are enriched in special domains of varying size and different time scales enabling the cell’s membrane functional variability. Being transcriptional inactive this is especially relevant for spermatozoa in responding to multiple challenges on their way to fertilization. Therefore so called detergent resistant membrane domains (DRMs) from boar spermatozoa of different developmental stages were investigated. Already in the sucrose density gradients differences were visible, so the opalescent bands of more maturated sperm had a higher density. An analysis of these bands by 31P-NMR showed an enrichment of glycerophosphatidylethanolamine and phosphatidylinositol during maturation and a decrease of sphingomyelin during maturation in the epididymis and even after ejaculation. This suggests destabilization of DRMs and hence of putative membrane domains. This could enable clustering to bigger membrane domain platforms in preparation for capacitation and acrosome reaction. First, however, seminal fluid proteins cover the spermatozoa protecting the membrane with the destabilized membrane domains. This could have led to the detected decrease of the lipid to protein ratio in DRMs of ejaculated sperm. Boar spermatozoa are sensitive to storage at cold temperatures and are therefore usually stored at 16°C, which is especially disadvantageous with regard to growing of bacteria. A screening of sperm from 64 boars showed a ratio of 10% individuals with cold resistant sperm which could be stored at 4°C without quality loss. The DRMs of cold resistant sperm had a higher proportion of longchained, polyunsaturated fatty acids, as shown by analysis with 31P-NMR und MALDI-TOF MS.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17509 |
| Date | 26 November 2013 |
| Creators | Jakop, Ulrike Sandra |
| Contributors | Günther-Pomorski, Thomas, Herrmann, Andreas, Schiller, Jürgen |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/ |
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