Protéases et maturation épididymaire des spermatozoïdes

Protease and sperm epididymal maturation

• Auteur / Autrice : Véronique Thimon
• Direction : Jean-Luc Gatti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Tours

Mots clés

Mots clés contrôlés

Proprotéines

Spectroscopie de masse

Enzyme de conversion de l'angiotensine

Peptidases

Spermatozoïdes

Maturation ovocytaire in vitro

Résumé

La forme germinale de l'enzyme de conversion de l'angiotensine I (ECAg) présente sur la membrane des spermatozoïdes testiculaires apparaît dans le fluide de la tête de l'épididyme, long tube pelotonné reliant le testicule au canal déférent dans lequel les spermatozoïdes de mammifères acquièrent progressivement leur pouvoir fécondant et leur motilité. Cette libération laisse dans la membrane du spermatozoïde la partie C-terminale trans-membranaire et intracellulaire de l'ECAg. Le site de coupure déterminé par spectrométrie de masse se fait entre l'Arg622 et la Leu623 de la séquence de l'ECAg ovine mature. Ce processus de libération n'est pas dépendant de la phosphorylation de l'ECA. In vitro la libération est activée par le fluide de la tête de l'épididyme, activation fortement diminuée par l'AEBSF, inhibiteur de serine protéase. Ces résultats nous ont conduit à rechercher les sérine protéases du fluide épididymaire. Nous avons découvert que la furine, une sérine endoprotéase calcium-dépendante, est présente dans le fluide depuis la tête médiane jusqu'au corps distal de l'épididyme. Un marquage métabolique montre qu'elle est synthétisée et libérée uniquement au niveau de la tête médiane. Cette protéase ne semble pas être impliquée dans la libération de l'ECA. La furine participe à la maturation protéolytique de précurseurs de nombreuses protéines et pourrait intervenir dans la maturation des protéines du fluide ou de la membrane du spermatozoïde. C'est la première fois qu'elle est mise en évidence in vivo dans un fluide biologique. Ces deux enzymes, ECAg et furine, sont libérées de façon séquentielle dans le fluide de la même région de l'épididyme. Une même sécrétase présente dans le fluide pourrait être responsable de cette libération de leur ectodomaine.

The germinal form of angiotensin-I converting enzyme (ACEg) is present on the membrane of testicular spermatozoa, but is absent from testicular fluid. It first appears in the fluid of the epididymis, a long tubule that connects the testis to the deferent duct and in which mammalian spermatozoa acquire their motility and ability to fertilize an ovum. The epididymal fluid derived ACEg comes from the proteolytic cleavage of the sperm membrane bound form, which leaves the C-terminal intracellular and transmembrane part of the enzyme associated with the sperm. The cleavage site, determined by mass spectrometry, occurs between Arg622 and Leu623 of the ovine ACEg sequence. This shedding process is not dependent upon phosphorylation of ACEg and, in vitro, we found that it is increased by fluid from the proximal (caput) epididymis, and strongly reduced by AEBSF, a serine protease inhibitor. As a result of studies aimed at determining the fluid serine protease responsible for this process we identified furin, a serine endoprotease calcium-dependent, that is present in the epididymal fluid. Metabolic labeling studies showed that furin is synthesized and released only in the middle region of the caput epididymis and is absorbed out of the fluid by the distal corpus epididymis. This protease is implicated in the proteolytic maturation of many proteins, but does not participate in the release of ACEg. This protease is likely to be involved in the maturation of other luminal or sperm plasma membrane proteins in the epididymis. Both enzymes, ACEg and furin, are released in the fluid of nearby epididymal zones. Based on their cleavage site a common fluid secretase or sheddase may be implicated in their ectodomain shedding.