Autor(es):
Santos, Nadine Castelhano 
Data: 2011
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/5800
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Biologia molecular; Espermatozóides; Fosfatases; Fosforilação; Infertilidade masculina; Marcadores bioquímicos
Descrição
A fosforilação proteica resulta de um equilíbrio entre fosfatases e quinases constituindo
o principal regulador da maioria dos mecanismos existentes nos sistemas biológicos.
Muitas doenças (cancro, diabetes, doenças neurodegenerativas, infertilidade, etc.) estão
associadas à disrupção deste equilíbrio levando a mudanças nas actividades enzimáticas
das proteínas fostatase e quinase. A proteína fosfatase 1 (PP1) é a principal fosfatase
serina/treonina sendo ubíqua e altamente conservada nos eucariotas. A PP1 controla
várias funções, tais como, a divisão celular, a transcrição, a neurotransmissão, a
mobilidade dos espermatozóides, entre outras. A fosforilação proteica é uma das
formas de os espermatozóides adquirirem funcionalidade, sendo a proteína PP1γ2 a
isoforma mais fortemente enriquecida. Assim, no interior do espermatozóide podemos
encontrar a PP1γ2 associada ao comprimento total da cauda e à região equatorial da
cabeça, sugerindo uma possível função na mobilidade e reacção acrossómica,
respectivamente. Existem inúmeras proteínas que interagem com a PP1γ2 que têm
vindo a contribuir para a compreensão do seu papel nas funções fisiológicas do
espermatozóide. Apesar de existirem outros, nesta tese, o complexo que serviu de ponto
de partida foi o complexo SARP2/PP1γ2. Este complexo inclui uma nova proteína
derivada de splicing, primeiramente descrita por Browne e os seus colaboradores em
2007, contendo três isoformas. Nesta tese foi usada a isoforma SARP2. O complexo foi
encontrado fortemente enriquecido em espermatozóides e esta descoberta levou a
estudos futuros com vista a descobrir a sua função fisiológica no espermatozóide.
Usando a proteína SARP2 como um possível marcador molecular procurou-se verificar
se era possível distinguir os espermatozóides em normais ou anormais. Considerando a
actual necessidade em desenvolver novas técnicas de diagnóstico da infertilidade
masculina, a descoberta de biomarcadores pode apresentar uma possível via,
especialmente devido à perda de valor da avaliação dos parâmetros de um
espermograma. No presente trabalho descobriu-se uma localização sub-celular no
espermatozóide diferente da descrita anteriormente. O padrão de expressão da SARP2 é
muito variável existindo catorze padrões diferentes do padrão normal encontrado.
Contudo não foi possível confirmar com total certeza de que tínhamos um putativo
marcador molecular. O presente trabalho fornece dados suficientes para que no futuro
se possa realizar um plano experimental optimizado, com mais voluntários,
representativo da população Portuguesa. Por fim, é necessário complementar o estudo
com testes paralelos (fragmentação do DNA, ROS, etc.) que permitam avaliar a
normalidade ou não de um espermatozóide em contraponto com a observada no estudo. Protein phosphorylation, is the result of a balance between phosphatases and kinases
being the key regulator for the major mechanisms in biological systems. Many diseases
(cancer, diabetes, neurodegenerative conditions, infertility, etc.) are associated to the
disruption of this balance leading to changes in the activities of both kinases and
phosphatases enzymes. Protein phosphatase 1 (PP1) is a major serine/threonine
phosphatase, ubiquitous and conserved in eukaryotes. PP1 controls a variety of
functions, such as, cell division, transcription, neurotransmission, sperm motility,
among others. Protein phosphorylation is one of the ways by which spermatozoa
acquire functionality; being PP1γ2 a sperm enriched protein. Moreover, within
spermatozoa PP1γ2 is present along the entire length of the tail and equatorial region of
the head, suggesting a role in sperm motility and acrossome reaction, respectively.
There are several interacting proteins of PP1γ2 which are leading to a revelation of its
role in sperm functions. Although there are others, in this thesis, the complex that was
the leading point of the study was the new complex SARP2/PP1γ2. This complex
includes a new spliced protein firstly described by Browne and co-workers in 2007,
which has three different isoforms. In this thesis SARP2 was the isoform used. The
complex was found to be enriched in sperm, and this discovery lead to further studies
on the possible role of this complex in sperm functions. The relevance of using SARP2
as a putative molecular marker to distinguish normal and abnormal spermatozoa was
studied. Since nowadays there is a urgent need to change the way in which men
infertility is being diagnosed, especially by the use of the traditional semen parameters
evaluated in a spermogram, the biomarker discovery could be a way. In this thesis it
was discovered a subcellular localization within human spermatozoa different from the
one described before. The expression pattern of SARP2 is very variable; there are
fourteen other patterns besides the normal one. Although, it was not possible to confirm
with certain that we had a putative molecular marker. The present study gave enough
data to proceed in the future, with the elaboration of an optimized experimental plan
using more volunteers, to get a representative sample of the Portuguese population.
Finally, it is necessary to complement this study with parallel tests (DNA
fragmentation, ROS, etc) to ascertain if having a spermatozoon classified as normal,
according to our study, is always synonymous of having a normal spermatozoon. Mestrado em Biologia Aplicada - Biologia Molecular e Celular
