Akrosomreaktionens biokemi

Spermatozons bindning till oocytens zona pellucida (ZP) sker via specifika receptorer som är lokaliserade i spermatozons främre huvudregion. Bindningen till Zona pellucida stimulerar spermatozoerna att genomgå akrosomreaktionen vilket resulterar i frisättning av hydrolytiska enzymer och exponering av nya membrandomäner, vilka båda är nödvändiga för befruktning. Vi föreslår att ZP binder till minst två olika receptorer i plasmamembranet. Den ena (R) är en Gi-kopplad receptor som aktiverar fosfolipas C (PLC) beta 1. Den andra (TK) är en tyrosinkinasreceptor som är kopplad till PLC gamma. Bindning till R skulle reglera adenylylcyklas (AC) vilket leder till en ökning av cAMP och aktivering av proteinkinas (PKA). PKA aktiverar en spänningsberoende Ca2+-kanal i det yttre akrosomala membranet som frigör Ca2+ från akrosomets inre till cytosolen. Detta är den första, relativt lilla, höjningen av i (I) som leder till aktivering av PLC gamma. Produkterna av fosfatidyl-inositol-bisfosfat (PIP2) hydrolys av PLC diacylglycerol (DAG) och inositoltrisfosfat (IP3) leder till att PKC translokeras till plasmamembranet och aktiveras. PKC öppnar en spänningsberoende Ca2+-kanal (L) i plasmamembranet, vilket leder till den andra (II) högre ökningen av i. Gi eller TK kan också aktivera en Na+/H+-växlare vilket leder till alkalisering av cytosolen. PKC aktiverar också fosfolipas A2 (PLA2) för att generera arachidonsyra (AA) från membranfosfolipider. AA omvandlas till prostaglandiner (PG) och leukotriener (LT) av enzymerna cyklooxygenas (COX) respektive lipoxygenas (LOX). Ökningen av i och pH leder till membranfusion och akrosomal exocytos.