人类精子糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白研究进展

接 的 糖 链 ；Ｅ ２ ５识 别 Ｎ 连 接 糖 链 的 唾 液 酸 Ｙ ｕ ｇ等 研 究 一 ｅｎ 表 明 ， 精 子 在 获 能 过 程 中 Ｃ ２的 糖链 更 倾 向展 开 以 便 更 容 人 Ｄ５ 易 接 触 到 唾 液 酸 、 心肽 段 和 Ｇ Ｉ 。人 精 子 在 睾 丸 中生 成 ， 核 Ｐ锚
精 子 质 膜 同时 在 顶 体 内膜 也 有 定 位 ， 是后 者荧 光强 度 明显 高 但 于 前 者 。磷 脂 酰 肌 醇 特 异 性 磷 脂 酶 ｃ处 理 顶 体 反 应 后 的 精 子 顶 体 内膜 可 以释 放 Ｃ ５ 从 而 证 明 了 Ｃ ５ 是 以 ＧＰ 锚 定 的 Ｄ５ ， Ｄ５ Ｉ
检验 医学与临床 ２ １ 年 １ ０２ 月第 ９ 鲞第 ２ 期
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２Ｏ ・ ３
综 述 ・
人 类精 子 糖 基 化 磷 脂 酰 肌醇 锚 定 蛋 白研 究进 展
刘 新 综述 ， 李建 远 审校 （ 东省 烟 台毓 璜 项 医院 中心 实验 室 ２ ４ ０ ） 山 ６ ０ ０
１ Ｇ Ｉ 定 蛋 白的 结 构 Ｐ 锚
在 附 睾 中转 运 的精 子 表 面 。Ｃ ５ 功 能 主 要 使 精 子 免 受 补 体 依 Ｄ２ 赖 的免 疫 反 应 发 生 并 防 止 精 子 之 间 相 互 凝 聚＿ 。研 究 发 现 不 ７ ］ 育女性外周血 Ｂ淋 巴细胞产 生一 种针 对精子 表面 蛋 白 Ｃ ２ Ｄ５ 的单 克 隆抗 体 （ ｂＨ６３ ４ ， 接 造 成 精 子 制 动 并 引 发 精 子 Ｍａ —Ｃ ） 直 凝 集 ， 响 精 子 受精 能 力 Ｌ 。因 此 Ｃ ５ 有 可 能 成 为 免 疫 避 影 ８ ］ Ｄ ２极 孕 的 精 子 表 面 靶 蛋 白 ， 过 与 Ｃ ２的单 克 隆 抗 体 结 合 ， 扰 通 Ｄ５ 干
导 致 钙 离 子 依 赖 的 黄 体 酮 释 放 ， 终 引 发 顶 体 反 应 。精 子 与 最 Ｎ ￣ Ｐ 相 应 抗 体 结 合 后 造 成 小 鼠受 孕 率 降低 。精 子 很 有 可 ＹＩ Ｓ ８ 能 在 到 达 透 明带 之 前 已经 将 ＮＹ －Ｐ Ｄ Ｓ ８释 放 ， 于 与 卵 丘 细 胞 用 结合触发顶体反应 ， ５ ． Ｄ ５ Ｄ ５也 是 一 种 人 精 子 Ｇ Ｉ 定 蛋 白 ， Ｐ锚 曾命 名 为
击 复合 物 的抑 制 分子 ， 精 子 在 男 性 和 女 性 生 殖道 中免 受 免 疫 使 攻 击 。Ｃ ７ Ｄ ３通 过 Ｇ Ｉ锚 定 位 于 精 子 顶 体 区 的 外 质 膜 。 Ｆ
Ｃ ７ 具有 ５ 苷酸酶 活性 ， 生腺 苷。Ｃ ７ Ｄ３ 核 产 Ｄ ３很 可 能 与 精 子
略发 现 精 浆 中 Ｃ ９与 小 囊 泡 （ 列 腺 小 体 ） 关 联 ， 而 推 测 Ｄ５ 前 有 进 精 子 膜 上 的 Ｃ ９分 子 来 自于 前 列 腺 小 体 。Ｃ ｍｍｅｓｎ等 Ｅ］ Ｄ５ ｕ ｒｏ
研 究 发 现 Ｃ ９在 精 子 定 位 情 况 与 Ｃ ５ Ｄ５ Ｄ ５类 似 ， 在 精 子 质 膜 即 和顶 体 内膜 均有 定位 ， 体 反 应 后 的 精 子 经 糖 基 化 磷 脂 酰 肌 醇 顶
【 键 词 】 糖 基 化 磷 脂 酰 肌 醇 ； 人 类 精 子 ； 预 测软 件 关 Ｄ ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７—４ ５ ２ １ ． ２ ０ ０ 文 献 标 志 码 ： ＯＩ１ ．９ ９ｊ ｉ ． ６ ２９５ ．０ ２ ０ ．４ ｓ Ａ 文 章 编 号 ：６２９ ５ （ ０ ２０ —２ ３０ １ ７ —４ ５ ２ １ ） ２０ ０ —３ 在 大 多 数 真 核 生 物 中 ， 基 化 磷 脂 酰 肌 醇 （ Ｉ锚 作 为 一 糖 ＧＰ ）
Ｇ Ｉ 定精子膜蛋 白 ， 位不同于 Ｃ ５ Ｐ锚 定 Ｄ ５和 Ｃ ９ 其 仅 定 位 于 Ｄ５ ， 精 子 顶 体 内膜 。顶 体 反 应 发 生 后 ， Ｄ ６ 能 暴 露 出来 ， 与 受 Ｃ ４才 参 精 过 程 ］ 。 ２６ Ｃ ３ Ｃ ７ ． Ｄ７ Ｄ ３也 属 于 补 体 调 节 蛋 白 ， 补 体 系 统 的 膜 攻 是
但 是 并 不 具 备 运 动 和 受 精 的能 力 ， 附睾 转 运 后 才 能 达 到 精 子 经 成 熟 的要 求 。Ｃ ５ Ｄ ２由附 睾 上 皮 细 胞 分 泌 ， 过 Ｇ Ｉ 附 着 于 通 Ｐ 锚
种翻译后修 饰 定 位 蛋 白 质 的 Ｃ端 而 定位 于 细胞 膜 的外 叶。
ＧＰ 锚 的 结 构 上 主要 由 三 部 分 组 成 ： 酸 乙醇 胺 连 接 部 分 、 Ｉ 磷 聚 糖 部 分 和 磷 脂 尾 部 分 。 因 Ｇ Ｉ 定 蛋 白结 构 和 功 能 的 多 样 性 Ｐ锚 而 在 众 多 生 物 学 过 程 中起 到 重 要 作 用 。在 人 精 子 膜 同 样 存 在 ＧＰ 锚 定 蛋 白 ， 些 蛋 白在 精 子 成 熟 、 子 储 存 、 子 免 疫 Ｉ 这 精 精 防 御 、 卵 识 别 和 精 卵 融 合 等 多方 面具 有 重 要 意 义 。本 文 概 述 精 了 近 来 人 类 精 子 Ｇ Ｉ 定 蛋 白研 究 进 展 和 ＧＰ 锚 定 蛋 白 批 量 Ｐ锚 Ｉ 化 在 线 预测 软件 ， 以期 为 男 性 节 育 、 孕 以 及 生 殖 药 物 研 发 提 避 供 新 的靶 点 和 思 路 。
人 精 子 中的 ＧＰ 锚 定 蛋 白 主 要 来 源 主 要 有 两 种 ： 是 在 Ｉ 一
睾 丸精 子 发 生 过 程 中合 成 ， 后 转 运 到 精 子 膜 ； 是 精 子 在 男 然 二 性 生殖 道 转 运 过 程 中通 过 与 生 殖 道 管 腔 液 相 互作 用 ， 附睾 小 以 体 或 者 前 列 腺 小 体 方 式 转 运 到 精 子 表 面 。但 到 目前 为 止 ， 精 人
（ ＿ 接 ） 萄糖 胺 （ — 连 接 ） 醇 。 一 个 磷 脂 尾 锚 定 于 细 胞 １４连 葡 １６ 肌
衰 退 加 速 因 子 （ ＡＦ ， 于 补 体 调 节 类 蛋 白 ， 受 补 体 攻 Ｄ ）属 免 击 ＿ 。Ｃ ５ １ Ｄ ５同 时 定 位 于 人 精 子 质 膜 和 顶 体 内 膜 。Ｃ ｍｍｅ— ｕ ｒ ＳＩ等 通 过荧 光 双 重 标 记 的 方 法 证 实 了 Ｃ ５ Ｏｌ Ｄ ５不 仅 定 位 于
方 式 存 在 于顶 体 内膜 上 的 可能 性 。
膜 。在 高 等 真 核 生 物 中 ， 酸 乙醇 胺 连接 到 第 ２个 还是 第 ３个 磷 甘 露 糖 是 可 变 的 。第 １个 甘 露 糖 仍 可 连 接 另 外 一 个 甘 露 糖 ； 含
Ｎ 连 接 的 乙 酰化 半 乳 糖 胺 的 多 糖 可 结 合 到 多 糖 核 心 的 第 ３个
精 子正常受精过程¨ 。 ｓ ］
１ ７ 一 种 能 够 切 割 磷 脂 酰 肌 醇 的 磷 脂 酶 从 蜡 样 芽 孢 杆 ９ ６年
菌 中 获 得 ， 命 名 为 磷 脂 酰 肌 醇 特 异 性 的磷 脂 酶 ｃ Ｐ— Ｉ ， 被 （Ｉ Ｐ Ｃ） 随 后 在 金 黄 色 葡 萄 球 菌 和 诺 氏 梭 菌 中相 继 发 现 Ｐ— Ｌ 。 Ｐ～ ＩＰ Ｃ Ｉ Ｐ Ｃ具 有 从 组 织 细 胞 表 明 释放 碱 性 磷 酸 酶 、 核 苷 酸 酶 和 红 细 Ｌ ５ 胞 乙酰 胆 碱 酯 酶 的特 性 ， 这 些 蛋 白被 推 迟 是 通 过 磷 脂 酰 肌 醇 而 以 共 价 结 合 的方 式 锚 定 于 细 胞 磷 脂 双 层 膜 上 ］ １ ８ 。 ９ ５年 ， 两
子 膜 ＧＰ 锚 定 蛋 白研 究 相 当 少 ， 这 些 蛋 白对 于 维 持 精 子 功 Ｉ 但 能 、 挥精子生理作用具有重要意义 。 发 ２ １ Ｃ ５ Ｃ ５ ． Ｄ ２ Ｄ ２是 人 精 子 Ｇ Ｉ 定 蛋 白 中研 究 最 为 深 入 的 Ｐ 锚
一
特 异 的磷 脂 酶 Ｃ处 理 后 ， Ｄ ９ 从 顶 体 内膜 脱 落 。 Ｃ ５可
个 细 胞 表 面 蛋 白 （ 氏锥 虫 的表 面 变 化 糖 蛋 白 和 哺 乳 动 物 胸 腺 布 及 脑 组 织 的胸 腺 抗 原 １ 的 Ｃ端 结 构 才 被 确 认 ： １ 通 过 乙醇 胺 ） （）
２ ２ ＮＹ －Ｐ Ｙｉ ＿ 报 道 了 一 种 新 的 人 精 子 Ｇ Ｉ 定 ． ＤＳ８ ｎ等 ｌ Ｐ锚 蛋 白 ： Ｄ Ｓ ８ 南 医 大 精 子 蛋 白 ８ 。在精 卵 相 互 作 用 过 程 中 ＮＹ －Ｐ （ ） 被 释 放 ， 放 的 ＮＹＩ Ｐ 释 ＹＳ ８与 卵 丘 结 合 促 进 了精 卵 相 互 作 用 并
的 氨 基 连 接 到 蛋 白 的 ｃ 端 ； ２ 多 聚 糖 部 分 包 含 甘 露 糖 ， 萄 （） 葡 糖 胺 和 半 乳 糖 等 ；３ 结 合 到 质 膜 的 磷 脂 键 可 被 Ｐ— Ｉ （） ＩＰ ｃ切 断 ， 至 此 Ｇ Ｉ 的基 本结 构 被 确 定 ］ Ｐ锚 。随 着 研 究 的 深 入 ， Ｉ 的 ＧＰ 锚 结 构 被 进 一 步 确 认 。 Ｇ Ｉ 定 蛋 白 通 过 磷 酸 乙 醇 胺 连 接 到 高 Ｐ锚 度 保 守 核 心 多糖 ： 露 糖 （＿ 甘 １２连 接 ） 露 糖 （ 甘 １６连 接 ） 露 糖 甘
醇 磷 酸 不 在 被 Ｐ Ｌ Ｉ Ｃ识 别 和 切 割 Ｅ５。 Ｐ ４］
２ 人 精 子 中 ＧＰ Ｉ锚 定 蛋 白
２ ４ Ｃ ９ Ｃ ５ 属 于 补 体 调 节 蛋 白 ， 补 体 系 统 的 膜 攻 击 ． Ｄ５ Ｄ ９ 是 复 合 物 的抑 制 分 子 ， 过 ＧＰ 锚 定 于 人 精 子 膜 。 Ｒ ｏ ｅ 通 Ｉ ｏ ｎｙ等 ［ １ 报道在人精浆 中存在 大量 的 Ｃ ５ Ｄ ９分 子 ， 度 不 低 于 ２ ／ 浓 ０ｍｇ ｍＩ。通 过 高 速 离 心 、 高效 液 相 色 谱 分 离 和 电 子 显 微 镜 联 用 策
种蛋 白， １ 由 ２个 氨 基 酸 组 成 核 心 肽 段 ， 基 端 第 ３个 氨 基 氨
酸 一 天 冬 酰 胺 发 生 Ｎ 连 接 的 糖 基 化 ， 糖 基 化 位 点 的糖 链 —— 该
具 有 高 度 异 质 性 ， 基 端 通 过 Ｇ Ｉ 与 精 子 质 膜 连 接 ， Ｄ５ 羧 Ｐ 锚 Ｃ ２ 复 杂 的 翻 译 后 修 饰 形 成 了多 种 不 同 的抗 原 表 位 ， 因而 有 多种 抗 体 可 识 别 Ｃ ５ 。０ ７识 别 Ｇ Ｉ 远 端 ４个 氨 基 酸 ； ＡＭ Ｄ２ ９ Ｐ 锚 Ｃ Ｐ ＴＨ一Ｇ 识 别 羧 基 端 和 部 分 Ｇ Ｉ 结 构 ； Ｆ Ｄ ２ 别 Ｎ 连 Ａ １ Ｐ锚 Ｃ １１ 识
２５ Ｃ ４ Ｃ ４ ． Ｄ ６ Ｄ ６在 人 精 子 和 移 植 入 子 宫 前 胚 胎 中 均 有 表
达 ， 其免受 补体介 导的免疫 攻击 ， Ｃ ４ 使 但 Ｄ ６作 为 一 个 补 体 结 合 蛋 白在 生 殖 过 程 中 可 能 还 有 其 他 作 用 ｍ］ Ｄ ６作 为 一 个 。Ｃ ４
甘 露 糖 ； 心 多 糖 中 的 葡 萄 糖 胺 很 少 被 修 饰 ； 酸 肌 醇 连 接 到 核 磷 二 酰 基 甘 油 （ 基 化 的甘 油 酯 或 者 是 神 经 酰胺 ）脂 质 中 碳 原 子 烷 ； 数变化 范围为 １～２ ； ４ ８ 肌醇 环 可 被 棕 榈 酸 修 饰 ， 修 饰 后 的 肌 但