三、結(jié)果

3.1. 精漿的界面特性

精漿 SDS-PAGE 電泳顯示 存在一系列 14 至 120 kDa 的多肽 具有不同的比例（圖 1），與之前的研究結(jié)果一致 [37]。 14 至 5 個(gè)主要頻段的比例 在泳道 4 上估計(jì)為 30 kDa。

在大約 16–17 kDa（74% 強(qiáng)度）。 它們被歸因于 BSP1 和 BSP3 [12]。 在約 28 kDa (9%) 處檢測(cè)到第二條帶 對(duì)應(yīng)于 BSP5 [12]。 BSP1、BSP3 和 BSP5 的集合代表了精液中所含最小多肽的 83%。 血漿（在整個(gè)提取物中約占 65% [17]）。 另一個(gè)樂(lè)隊(duì)是 檢測(cè)到 22 kDa (4%) 和一個(gè)在 14 kDa (13%) 對(duì)應(yīng)于 一種核糖核酸酶 [22]。

通過(guò)跟蹤精漿水溶液的表面張力來(lái)突出這些組分的表面活性 （圖 2）與濃度（Gibbs 膜）。 的表面張力 新鮮樣品被證明相對(duì)較低 (47 mN/m) 并且增加了 因?yàn)闃悠繁幌♂屃恕?表面張力值等于純緩沖液-空氣界面的值 (72 mN/m)。 1/100000 的大稀釋。 因此，精漿顯示出顯著的表面活性：首先，新鮮樣品的表面張力 (47 mN/m) 與眾所周知的表面活性蛋白（如牛血清白蛋白 [38] 或溶菌酶）獲得的值一樣低 [39]其次，表面活性仍然存在于大范圍內(nèi) 濃度范圍（需要稀釋 100,000 以去除 它）。 除此之外，還分析了表面膜的穩(wěn)定性 通過(guò)執(zhí)行朗繆爾薄膜在空氣 - 緩沖界面處。 薄膜的壓縮等溫線(xiàn)（圖 3）顯示出顯著增加 分兩步從 0 到 35 mN/m 的壓力。在 18.9 mN/m 時(shí)，有 是與空氣-緩沖液界面處分子構(gòu)象變化有關(guān)的斜坡破裂。 壓縮能力 膜在升高的壓力下（大約與生物膜相關(guān)的壓力，25 mN/m）顯示出膜的高穩(wěn)定性 由血漿精液成分形成。

圖 2 牛氣水界面表面張力（±標(biāo)準(zhǔn)差） 精漿溶液中所含蛋白質(zhì)濃度的函數(shù) 提取并以對(duì)數(shù)刻度表示 (T = 23.2 ?C ± 0.3 ?C, n = 2, 4 次重復(fù) 每個(gè)樣品）。

圖 3. 表面壓力-面積 (?-A) 等溫線(xiàn)形成于 通過(guò)傳播精漿形成空氣/緩沖液界面（n = 3，標(biāo)準(zhǔn)偏差 在 0-18.9 mN/m 范圍內(nèi)不超過(guò) 1.5 mN/m，在 1.2 mN/m 范圍內(nèi)不超過(guò) 18.9–38 mN/m)。

3.2. 低密度脂蛋白和脂質(zhì)體對(duì)仿生外傳單的作用 精子膜

低密度脂蛋白和脂質(zhì)體引入亞相的影響 精子膜仿生外葉的示意圖 在圖 4. 對(duì)于控制測(cè)量（沒(méi)有注入任何保護(hù)劑，設(shè)計(jì)為圖 4 中的 M），表面積略有下降 隨著時(shí)間的推移。 當(dāng)?shù)兔芏戎鞍妆蛔⑸涞降陀?重建的外葉（圖 4 中的 M/LDL 曲線(xiàn)），它導(dǎo)致了 表面積的快速和大量增加。 相比之下，注入 脂質(zhì)體（圖 4 中的曲線(xiàn) M/C4）幾乎沒(méi)有改變薄膜壓力 單層與參考單層的比較（曲線(xiàn) 米）。 脂質(zhì)從脂質(zhì)體中摻入的動(dòng)力學(xué) 單層比低密度脂蛋白要慢得多。 因此，有一個(gè)弱 在時(shí)間尺度上脂質(zhì)體在空氣-水界面的吸附 對(duì)應(yīng)于精液的制備。

圖 4. 被覆蓋的界面的相對(duì)表面積隨時(shí)間變化 單層 (M) 以 25 mN/m 壓縮并在含有 (——) 沒(méi)有額外的分子，(...) LDL（4.6 毫克 PC）和（—）脂質(zhì)體 C4（含有 4.8 毫克 PC）。 空氣-緩沖液界面的溫度為 34°C。

在低密度脂蛋白的情況下，注射的磷脂酰膽堿的量 根據(jù)低密度脂蛋白的組成，估計(jì)為 4.6 毫克 [33]。 在脂質(zhì)體的情況下，分散體含有 6.55 ± 0.02 mg 脂質(zhì)，即 4.8 毫克磷脂酰膽堿。 大幅增加 在重建的外層下注射低密度脂蛋白后的表面積 精子膜的小葉可能與精子的能力有關(guān) 低密度脂蛋白在空氣-水界面處自發(fā)吸附和擴(kuò)散 [33]。 界面處低密度脂蛋白的容易破壞可能會(huì)釋放 具有表面活性的磷脂和蛋白質(zhì)以及不溶的甘油三酯 [33]。 在脂質(zhì)體的情況下，平衡 雙層形成磷脂和單層形成磷脂之間 磷脂取決于鏈不飽和度、鏈長(zhǎng)和 極性頭基 [40]。 考慮雞蛋的主要成分 卵磷脂 (PC 74%) 及其脂肪酸組成 [41]，有 大約 48% 的飽和 PC 和 52% 的不飽和 PC。在這項(xiàng)工作的溫度下，飽和 PC 沒(méi)有熔化，可能不會(huì) 在界面處擴(kuò)散，而不飽和的則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò) 它們的熔化溫度并可能擴(kuò)散。 在剩余部分 PE (11%) 中，雙層和單層形成之間的平衡 磷脂與磷脂的結(jié)構(gòu)密切相關(guān) 所以不能給他們下結(jié)論。 因此，不存在 基本解釋。 雞蛋脂質(zhì)體缺乏吸附可能 可以解釋為它們的傳播以前已經(jīng) 在自由界面上檢查：?jiǎn)螌右呀?jīng)存在于 界面可能會(huì)限制基于磷脂的脂質(zhì)體的擴(kuò)散 在其他地方被認(rèn)為是散裝的高穩(wěn)定性物體， 特別是當(dāng)由磷脂酰膽堿組成時(shí)。

3.3. 通過(guò)低密度脂蛋白隔離精漿成分和 脂質(zhì)體

當(dāng)牛精漿 (SP) 被注射到 單層，分子面積的變化在一個(gè) 時(shí)間的函數(shù)（圖 5 中的曲線(xiàn) M/SP）。 表面積沒(méi)有立即增加，而是在 150 秒后才增加，因?yàn)?脂質(zhì)的界面。 它在 150 秒內(nèi)達(dá)到最大值（300 秒后 注入）然后它穩(wěn)定了 300 秒并隨著時(shí)間的推移緩慢下降 （圖5）。 表面積的快速增加揭示了良好的表面 SP 成分的活性（最有可能是蛋白質(zhì)），如圖所示 在圖中。 2 和 3. 600 秒后表面積的減少為 與純單層的速度相同。 因此，BSP 蛋白 吸附后留在界面上。

圖 5. 被覆蓋的界面的相對(duì)表面積隨時(shí)間變化 單層 (M) 并在包含 (——) 的緩沖液上形成，沒(méi)有額外的分子， 注射 (. . .) SP（26.6 ± 1.5 mg 蛋白質(zhì)）后，SP（26.6 ± 1.5 mg 蛋白質(zhì)）和不同濃度的脂質(zhì)體 (— · · —) C1, (— —) C2, (- · —) C3 和 (- · -) C4（分別為 1.17 ± 0.02 mg、2.18 ± 0.02 mg、4.37 ± 0.02 mg 和 6.55 ± 0.02 毫克脂質(zhì)）和 (- - -) 低密度脂蛋白（4.6 毫克 PC）和 SP 的混合物 （26.6 ± 1.5 毫克蛋白質(zhì)）。 空氣-緩沖液界面的溫度為 34°C。 這 表面壓力保持在 25 mN/m。

當(dāng)?shù)兔芏戎鞍着c牛精漿混合時(shí) 蛋白質(zhì)重量比為 10:1 (BSP:LDLs) 并注射到單層下方，單層的分子面積隨時(shí)間記錄 幾乎沒(méi)有變化（曲線(xiàn) M/SP + LDL，圖 5）。 肩膀出現(xiàn)在 大約 400 s 揭示了 BSP 蛋白的弱吸附（這 肩部代表 M/SP 的 5%，上圖曲線(xiàn)）。 然后，該 1000s后分子面積的變化減少并穩(wěn)定。 不會(huì)像 M 和 M/SP 曲線(xiàn)的變化那樣減少， 表明 LDLs 成分的吸附，與 它們?cè)诮缑嫣幍母邤U(kuò)散能力（曲線(xiàn) M/LDL，圖 4）。 因此，SP 中所含 BSP 蛋白在界面處的吸附 由于低密度脂蛋白而大大降低，并且 BSP/低密度脂蛋白的比率非常高 接近最佳值以完全防止 BSP 蛋白質(zhì)影響單層。 磷脂酰膽堿注射量 根據(jù)低密度脂蛋白的組成估計(jì)為 4.61 毫克 [33]。 因此，注射了 4.61 mg LDLs 的磷脂酰膽堿 26.6mg精漿蛋白質(zhì)，即1mg精漿蛋白質(zhì)需要0.17mg磷脂酰膽堿。

脂質(zhì)體（不同濃度）對(duì) BSP 的作用 蛋白質(zhì)也顯示在圖5中。 脂質(zhì)體被引入 在進(jìn)入亞相之前與精漿接觸。 隨著脂質(zhì)體中濃度的增加（曲線(xiàn) M/SP + C1 到 C4), BSP 吸附引起的表面積增加 蛋白質(zhì)逐漸延遲和減少。當(dāng)量 達(dá)到 4.37 mg (C3)，仍有少量 BSP 界面處的蛋白質(zhì)，由 1600 秒的肩部證明。 在 最高濃度 (C4)，未摻入 BSP 蛋白 觀(guān)察到，分子面積的變化甚至比對(duì)照曲線(xiàn)更負(fù)，表明 亞相中的膜組分。 因此，脂質(zhì)體作用于 BSP 蛋白與 LDL 的作用方式相同。 最有趣的比例似乎介于 C3 和 C4 之間。 它是從 建立面積變化之間相互作用的曲線(xiàn) 和作為脂質(zhì)體注射的磷脂質(zhì)量（圖 6）。 這 注入 26.6 mg BSP 的最佳質(zhì)量為 4.6 mg，即 PC:BSP 比率為 0.16 (w/w)。

圖 6. 相對(duì)面積隨注射脂質(zhì)體質(zhì)量的變化 進(jìn)入亞相。 線(xiàn)性回歸是通過(guò) R2 為 0.992 獲得的。

3.4. 脂質(zhì)體作用的顯微鏡評(píng)價(jià) 精漿

通過(guò)透射電子顯微鏡 (TEM) 檢查脂質(zhì)體或 LDL 與含有 BSP 蛋白的 SP 的混合物 并與對(duì)照進(jìn)行比較。 對(duì)應(yīng)的圖片 無(wú)論放大倍數(shù)如何，精漿都沒(méi)有表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)（圖S1）。 相反，與低密度脂蛋白相關(guān)的結(jié)構(gòu) 和脂質(zhì)體很容易通過(guò) (i) LDL 的致密和相當(dāng)圓形的形狀 (圖 7A) 和 (ii) 圓形和有時(shí) 脂質(zhì)體的多層結(jié)構(gòu)（圖 7B）。 在......的存在下 精漿，整組圖像分析仍顯示 圓形物體。 它們的大小平均與分析的相似 沒(méi)有螯合劑（圖S2）。 然而，在幾個(gè)地方 在SP存在的情況下，一些大的圓形物體表征 通過(guò)（i）被厚層包圍的原生結(jié)構(gòu)（圖7C） 低密度脂蛋白）或（ii）圓環(huán)內(nèi)的致密核心（圖 7D 與 觀(guān)察到脂質(zhì)體和圖 S3)。 與圖 7B 相比， 與精漿混合的脂質(zhì)體系統(tǒng)地出現(xiàn) 比天然脂質(zhì)體密度更大的核心。 這些新結(jié)構(gòu)可能是由于滲透而導(dǎo)致膜破裂的結(jié)果。 BSP 蛋白進(jìn)入界面層，導(dǎo)致 TEM 對(duì)比。

圖 7. (A) LDLs、(B) 脂質(zhì)體、(C) LDLs 和精漿（精漿中的比例為 0.17 mg PC/mg BSP 蛋白）和 (D) 脂質(zhì)體和精漿的冷凍 TEM 圖像 （精漿中 0.16 mg PC 脂質(zhì)體/mg BSP 蛋白的比率）。

四、討論

4.1. BSP 蛋白的表面特性及其可能 生物學(xué)作用

張力測(cè)定結(jié)果表明精漿中含有表面活性成分。 這些最有可能 蛋白質(zhì)，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成了精漿的主要部分。 他們 由一系列親水性和疏水性的 域 [5] 賦予它們兩親特性。 考慮到生物學(xué)背景，我們可以假設(shè) BSP 蛋白可以 由于它們與 PC 的相互作用和它們自身的表面活性，到達(dá)被磷脂覆蓋的界面。 這可以解釋為什么 這個(gè)過(guò)程很快 [42]。將肽或蛋白質(zhì)插入到 磷脂單層通常在流體域中進(jìn)行 比壓縮域更可壓縮 [43]。 在 34°C，流體域由縮醛磷脂和不飽和磷脂酰膽堿組成 [35]。 因此，BSP 蛋白可以輕松穿透這些流體域，在那里它們可以立即相互作用 根據(jù)前面提到的涉及疏水腔的機(jī)制，使用含磷酸膽堿的分子 [11,12,34,42,44–46]。 BSP吸附量可能有限 通過(guò)流體域的可壓縮性。 總而言之，BSP 蛋白一旦被吸附，就會(huì)保持錨定在界面上，這要?dú)w功于 它們的表面特性（我們的工作），構(gòu)象重排 [47] 及其與膜成分的強(qiáng)相互作用 [48]。

4.2. 脂質(zhì)體和低密度脂蛋白在 BSP 隔離中的效率 蛋白質(zhì)

我們的結(jié)果表明脂質(zhì)體與 LDL 一樣有效 防止 BSP 蛋白到達(dá)界面，提供 使用正確比率的脂質(zhì)體/BSP。 對(duì)于低密度脂蛋白，我們的模型表明 BSP/LDL 的比率 (10:1 w/w)，常用于冷凍保存 非常接近完全阻止 BSP 蛋白的最佳值 從影響單層。 PC/BSP 與 PC 組織的比率 低密度脂蛋白中的 0.17 毫克磷脂酰膽堿對(duì)應(yīng) 1 毫克精漿蛋白質(zhì)。 同樣，脂質(zhì)體的最佳比例 PC/BSP 是 0.16 mg 磷脂酰膽堿用于 1 mg 精漿蛋白質(zhì)。 知道雞蛋中 PC 的比例可能取決于喂養(yǎng)， 低密度脂蛋白中 PC 的比例可能因批次而異，因此這些 比率被認(rèn)為是相等的。 該比率與 LDL 或脂質(zhì)體的隔離結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的事實(shí)表明 來(lái)自 LDL 的載脂蛋白不與 BSP 結(jié)合，盡管這 綁定是可能的 [26,49]。 更引人注目的是，這個(gè)結(jié)果表明 PC 組裝為 LDL 中的單層或脂質(zhì)體中的雙層都沒(méi)有影響。 在低密度脂蛋白的情況下，磷脂 占據(jù)外單層，所有這些都可以被 蛋白質(zhì)。 相反，只有外葉的磷脂 形成單層脂質(zhì)體的雙層實(shí)際上是直接 與 BSP 蛋白接觸。 由于絡(luò)合比相同 脂質(zhì)體和低密度脂蛋白，以及 PC 分子 (74%) 也構(gòu)成內(nèi)部 雙層的小葉，這些小葉也參與 BSP 蛋白的復(fù)合。 符合BSP的輕松插入 蛋白質(zhì)進(jìn)入疏水膜，這些可以遷移 朝向內(nèi)部小葉并引起一些破裂/融合 通過(guò) TEM 觀(guān)察到脂質(zhì)體的雙層。 盡管如此變化 低密度脂蛋白和脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)在 樣品和 BSP 蛋白可以被認(rèn)為主要錨定在 低密度脂蛋白和脂質(zhì)體的表面。 在更高的脂質(zhì)體：BSP 比率 與這里研究的相比，BSP1 是 BSP 中的主要蛋白質(zhì) 家族誘導(dǎo)脂質(zhì)囊泡的伸長(zhǎng)和形成 向小囊泡進(jìn)化的珠子項(xiàng)鏈狀結(jié)構(gòu)或 線(xiàn)狀結(jié)構(gòu)[50]。

應(yīng)用不同組裝的磷脂酰膽堿對(duì)牛精漿蛋白的隔離——摘要、簡(jiǎn)介

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