Nature发现精子的秘密：当这种因子与精子表面相互作用时，一切都改变了

　　

斯德哥尔摩大学的研究人员揭开了精子如何从被动的旁观者变成动态游泳者的隐藏的复杂性。这种转变是受精过程中的关键一步，它取决于一种独特的离子转运体的激活。

想象一下，精子是一个小小的冒险家，正在探寻终极宝藏——卵子。它们没有地图，但它们利用了一种更特别的东西：趋化因子（chemo-attractants）。这些是卵子释放的化学信号，就像警笛一样，引导和激活精子。当这些信号与精子表面的受体结合时，就会触发一系列事件，开始向卵子移动。在这种复杂的情况下，研究人员发现了一个关键的参与者，即一种被称为“SLC9C1”的蛋白质。

它只存在于精子细胞中，通常不活跃。然而，当趋化因子与精子表面相互作用时，一切都改变了。

“SLC9C1的运作就像一个高度复杂的交换系统。它将细胞内的质子与细胞外的钠离子交换，暂时在精子内创造一个酸性较低的环境。斯德哥尔摩大学生物化学教授David Drew说:“这种内部环境的变化会增加精子的活力。”

SLC9C1的激活是由趋化因子附着在精子上时发生的电压变化驱动的。为了实现这一点，SLC9C1使用了一种称为电压感应域(VSD)的独特功能。通常，VSD结构域与电压门控离子通道有关。但就SLC9C1而言，它是转运蛋白领域中真正特殊的东西。

由David Drew领导的研究人员揭开了SLC9C1内部工作原理背后的秘密，并提供了转运体的电压感应域激活及其通过异常长的电压感应(S4)螺旋连接的第一个例子。

“VSD结构域通过向内推动其杆状的S4螺旋来响应电压的变化。这为SLC9C1的离子交换扫清了道路，最终启动了精子的运动。”David Drew说。

“转运体的工作方式与通道非常不同，因此，VSD以一种我们从未见过，甚至想象不到的方式与精子蛋白结合。看到大自然如何做到这一点是令人兴奋的，也许在未来，我们可以从中吸取教训，制造出可以通过电压激活的合成蛋白质，或者开发出通过阻断这种蛋白质起作用的新型男性避孕药。”

这项研究是由欧洲研究委员会(ERC)资助的。

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Structure and electromechanical coupling of a voltage-gated Na+/H+ exchanger