Published June 1, 2018
| Version v1
Publication
Open
Disruption of protein kinase A localization induces acrosomal exocytosis in capacitated mouse sperm
Creators
- 1. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Colorado State University
- 4. University of Massachusetts Amherst
- 5. Experimental Medicine and Biology Institute
- 6. Universidad Nacional Autónoma de México
Description
Protein kinase A (PKA) is a broad-spectrum Ser/Thr kinase involved in the regulation of several cellular activities. Thus, its precise activation relies on being localized at specific subcellular places known as discrete PKA signalosomes. A-Kinase anchoring proteins (AKAPs) form scaffolding assemblies that play a pivotal role in PKA regulation by restricting its activity to specific microdomains. Because one of the first signaling events observed during mammalian sperm capacitation is PKA activation, understanding how PKA activity is restricted in space and time is crucial to decipher the critical steps of sperm capacitation. Here, we demonstrate that the anchoring of PKA to AKAP is not only necessary but also actively regulated during sperm capacitation. However, we find that once capacitated, the release of PKA from AKAP promotes a sudden Ca2+ influx through the sperm-specific Ca2+ channel CatSper, starting a tail-to-head Ca2+ propagation that triggers the acrosome reaction. Three-dimensional super-resolution imaging confirmed a redistribution of PKA within the flagellar structure throughout the capacitation process, which depends on anchoring to AKAP. These results represent a new signaling event that involves CatSper Ca2+ channels in the acrosome reaction, sensitive to PKA stimulation upon release from AKAP.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كيناز البروتين A (PKA) هو كيناز Ser/Thr واسع الطيف يشارك في تنظيم العديد من الأنشطة الخلوية. وبالتالي، يعتمد تنشيطها الدقيق على كونها موضعية في أماكن محددة دون خلوية تعرف باسم إشارات PKA المنفصلة. تشكل بروتينات تثبيت الكيناز (AKAPs) مجموعات سقالات تلعب دورًا محوريًا في تنظيم PKA من خلال تقييد نشاطها على نطاقات صغيرة محددة. نظرًا لأن أحد أحداث الإشارات الأولى التي لوحظت أثناء تكثيف الحيوانات المنوية في الثدييات هو تنشيط PKA، فإن فهم كيفية تقييد نشاط PKA في المكان والزمان أمر بالغ الأهمية لفك تشفير الخطوات الحاسمة لتكثيف الحيوانات المنوية. هنا، نوضح أن تثبيت PKA إلى AKAP ليس ضروريًا فحسب، بل يتم تنظيمه أيضًا بنشاط أثناء تكثيف الحيوانات المنوية. ومع ذلك، نجد أنه بمجرد تكثيفه، فإن إطلاق PKA من AKAP يعزز تدفق Ca 2 + المفاجئ عبر قناة Ca2+ الخاصة بالحيوانات المنوية CatSper، مما يؤدي إلى بدء انتشار Ca2+ من الذيل إلى الرأس والذي يؤدي إلى تفاعل الجسيم الطرفي. أكد التصوير ثلاثي الأبعاد فائق الدقة إعادة توزيع PKA داخل هيكل السوط طوال عملية التكثيف، والتي تعتمد على تثبيت AKAP. تمثل هذه النتائج حدثًا جديدًا للإشارة يتضمن قنوات CatSper Ca2+ في تفاعل الجسيم الطرفي، وهي حساسة لتحفيز PKA عند إطلاقها من AKAP.Translated Description (French)
La protéine kinase A (PKA) est une Ser/Thr kinase à large spectre impliquée dans la régulation de plusieurs activités cellulaires. Ainsi, son activation précise repose sur sa localisation à des endroits subcellulaires spécifiques connus sous le nom de SIGNALOSOMES PKA discrets. Les protéines d'ancrage de la kinase A (AKAP) forment des ensembles d'échafaudage qui jouent un rôle central dans la régulation de la PKA en limitant son activité à des microdomaines spécifiques. Étant donné que l'un des premiers événements de signalisation observés pendant la capacitation des spermatozoïdes chez les mammifères est l'activation de la PKA, il est essentiel de comprendre comment l'activité de la pKa est limitée dans l'espace et le temps pour déchiffrer les étapes critiques de la capacitation des spermatozoïdes. Ici, nous démontrons que l'ancrage du PKA à l'AKAP est non seulement nécessaire, mais également activement régulé pendant la capacitation du sperme. Cependant, nous constatons qu'une fois capacitée, la libération de PKA à partir de l'AKAP favorise un afflux soudain de Ca2+ à travers le canal Ca2+ spécifique aux spermatozoïdes CatSper, déclenchant une propagation de Ca2+ de la queue à la tête qui déclenche la réaction acrosomique. L'imagerie tridimensionnelle en super-résolution a confirmé une redistribution du PKA au sein de la structure flagellaire tout au long du processus de capacitation, qui dépend de l'ancrage à l'AKAP. Ces résultats représentent un nouvel événement de signalisation qui implique les canaux CatSper Ca2+ dans la réaction de l'acrosome, sensibles à la stimulation PKA lors de la libération de l'AKAP.Translated Description (Spanish)
La proteína quinasa A (PKA) es una Ser/Thr quinasa de amplio espectro involucrada en la regulación de varias actividades celulares. Por lo tanto, su activación precisa se basa en estar localizada en lugares subcelulares específicos conocidos como signalosomas PKA discretos. Las proteínas de anclaje de la A-quinasa (AKAP) forman conjuntos de andamiaje que desempeñan un papel fundamental en la regulación de PKA al restringir su actividad a microdominios específicos. Debido a que uno de los primeros eventos de señalización observados durante la capacitación de espermatozoides de mamíferos es la activación de PKA, comprender cómo la actividad de pKa está restringida en el espacio y el tiempo es crucial para descifrar los pasos críticos de la capacitación de espermatozoides. Aquí, demostramos que el anclaje de PKA a AKAP no solo es necesario, sino que también se regula activamente durante la capacitación de los espermatozoides. Sin embargo, encontramos que una vez capacitado, la liberación de PKA de AKAP promueve una afluencia repentina de Ca2+ a través del canal de Ca2+ específico del esperma CatSper, comenzando una propagación de Ca2+ cola a cabeza que desencadena la reacción del acrosoma. Las imágenes tridimensionales de superresolución confirmaron una redistribución de PKA dentro de la estructura flagelar a lo largo del proceso de capacitación, que depende del anclaje a AKAP. Estos resultados representan un nuevo evento de señalización que involucra a los canales de CatSper Ca2+ en la reacción del acrosoma, sensible a la estimulación de PKA tras la liberación de AKAP.Files
pdf.pdf
Files
(16.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:67cb1a4a08dea5e5daa21d1059308642
|
16.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اضطراب بروتين كيناز يؤدي التوطين إلى إفراز جسيمات النهايات في الحيوانات المنوية للفئران ذات السعة
- Translated title (French)
- La perturbation de la localisation de la protéine kinase A induit une exocytose acrosomique dans le sperme de souris capacité
- Translated title (Spanish)
- La alteración de la localización de la proteína quinasa A induce la exocitosis acrosómica en espermatozoides de ratón capacitados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2802285815
- DOI
- 10.1074/jbc.ra118.002286
References
- https://openalex.org/W1530102523
- https://openalex.org/W1601331762
- https://openalex.org/W1654084651
- https://openalex.org/W1964484909
- https://openalex.org/W1992858116
- https://openalex.org/W1995235229
- https://openalex.org/W2002985923
- https://openalex.org/W2006159306
- https://openalex.org/W2010397653
- https://openalex.org/W2010898616
- https://openalex.org/W2013627967
- https://openalex.org/W2030966306
- https://openalex.org/W2032682919
- https://openalex.org/W2050578621
- https://openalex.org/W2055703635
- https://openalex.org/W2056870950
- https://openalex.org/W2058717038
- https://openalex.org/W2059380224
- https://openalex.org/W2061684132
- https://openalex.org/W2062632020
- https://openalex.org/W2066521860
- https://openalex.org/W2067633155
- https://openalex.org/W2071740910
- https://openalex.org/W2088115212
- https://openalex.org/W2090227459
- https://openalex.org/W2100509843
- https://openalex.org/W2100726055
- https://openalex.org/W2100837269
- https://openalex.org/W2104655601
- https://openalex.org/W2108933037
- https://openalex.org/W2109661060
- https://openalex.org/W2110221276
- https://openalex.org/W2112523892
- https://openalex.org/W2120504118
- https://openalex.org/W2134543497
- https://openalex.org/W2160498023
- https://openalex.org/W2162298934
- https://openalex.org/W2164854177
- https://openalex.org/W2204664071
- https://openalex.org/W2261841571
- https://openalex.org/W2272516334
- https://openalex.org/W2293609472
- https://openalex.org/W2315962925
- https://openalex.org/W2394964740
- https://openalex.org/W2464131287
- https://openalex.org/W2471501365
- https://openalex.org/W2614448480
- https://openalex.org/W3100683964