Reproduktionsbiologie


Fetuin-B 


Das Plasmaprotein Fetuin-B spielt eine essenzielle Rolle in der Befruchtung der Säugereizelle. Es sorgt dafür, dass die Eizellhülle – die so genannte Zona Pellucida - für Spermien bis zur Befruchtung durchlässig bleibt. Der Grund hierfür liegt darin, dass Fetuin-B ein sehr potenter Inhibitor des Enzyms Ovastacin ist. Fetuin-B ist in der Lage die Mengen von Ovastacin, die bereits vor der Befruchtung freigesetzt werden, zu inhibieren. Erst nach der Befruchtung, wenn deutlich mehr Ovastacin freisetzt wird, überschreitet es das inhibitorische Potenzial von Fetuin-B. Ovastacin schneidet nun eines der Zona Pellucida Proteine und die Struktur der Eizellhülle verändert sich. Fortan ist eine Bindung der Spermien an die Eizellhülle und somit deren Durchtritt blockiert. 

In Abwesenheit von Fetuin-B erfolgt diese strukturelle Veränderung der Eizellhülle bereits vor der Befruchtung. Die Zona Pellucida wird so zur unüberwindbaren Barriere für Spermien. Wir vermuten deshalb, dass dysfunktionales Fetuin-B eine mögliche Ursache für bisher ungeklärte weibliche Unfruchtbarkeit sein könnte. Aus diesem Grund sind wir sehr daran interessiert die genauen Interaktionsmechanismen zwischen dem Inhibitor Fetuin-B und der Proteinase Ovastacin zu verstehen. Im kürzlich aufgeklärten 3-dimensionalen Strukturmodell konnte die Bindung des Proteinase-Inhibitor-Paares bereits veranschaulicht werden.





















Strukturmodell von Fetuin-B im Verbund mit Astacin. Fetuin-B besteht aus einer Cystatin-ähnlichen Domäne 1 (grün), einer Cystatin-ähnlichen Domäne 2 (lila) und einer C-terminalen Region (blau). Ovastacin ist in diesem Modell durch die nahe verwandte Proteinase Astacin (grau) ersetzt. Der für die Astacin-Inhibition verantwortliche Bereich des Fetuin-B liegt im Übergang von der ersten zur zweiten Domäne (rot), (modifiziert nach Cuppari et al., IUCrJ, 2019).