Shaping substrate selectivity in a broad-spectrum metallo-β-lactamase

Metallo-β-lactamases (MBLs) are the major group of carbapenemases produced by bacterial pathogens. The design of MBL inhibitors has been limited by, among other issues, incomplete knowledge about how these enzymes modulate substrate recognition. While most MBLs are broad-spectrum enzymes, B2 MBLs are exclusive carbapenemases. This narrower substrate profile has been attributed to a sequence insertion present in B2 enzymes that limits accessibility to the active site. In this work, we evaluate the role of sequence insertions naturally occurring in the B2 enzyme Sfh-I and in the broad-spectrum B1 enzyme SPM-1. We engineered a chimeric protein in which the sequence insertion of SPM-1 was replaced by the one present in Sfh-I. The chimeric variant is a selective cephalosporinase, revealing that the substrate profile of MBLs can be further tuned depending on the protein context. These results also show that the stable scaffold of MBLs allows a modular engineering much richer than the one observed in nature.Fil: González, Lisandro J.. Instituto de Biologia Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Puzzolo, Juan Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; ArgentinaFil: Moreno, Diego M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; ArgentinaFil: Aguilar Vila, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin

Male Decapacitation Factor SPINK3 Blocks Membrane Hyperpolarization and Calcium Entry in Mouse Sperm

Mammalian sperm acquire ability to fertilize through a process called capacitation, occurring after ejaculation and regulated by both female molecules and male decapacitation factors. Bicarbonate and calcium present in the female reproductive tract trigger capacitation in sperm, leading to acrosomal responsiveness and hyperactivated motility. Male decapacitating factors present in the semen avert premature capacitation, until detached from the sperm surface. However, their mechanism of action remains elusive. Here we describe for the first time the molecular basis for the decapacitating action of the seminal protein SPINK3 in mouse sperm. When present in the capacitating medium, SPINK3 inhibited Src kinase, a modulator of the potassium channel responsible for plasma membrane hyperpolarization. Lack of hyperpolarization affected calcium channels activity, impairing the acquisition of acrosomal responsiveness and blocking hyperactivation. Interestingly, SPINK3 acted only on non-capacitated sperm, as it did not bind to capacitated cells. Binding selectivity allows its decapacitating action only in non-capacitated sperm, without affecting capacitated cells.Fil: Zalazar, Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Nicolli, Anabella Rita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: de Blas, Gerardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Cesari, Andreina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Escuela Superior de Medicina.; Argentin

Determination of a Robust Assay for Human Sperm Membrane Potential Analysis

Mammalian sperm must undergo a complex process called capacitation in order to fertilize the egg. During this process, hyperpolarization of the sperm plasma membrane has been mostly studied in mouse, and associated to its importance in the preparation to undergo the acrosome reaction (AR). However, despite the increasing evidence of membrane hyperpolarization in human sperm capacitation, no reliable techniques have been set up for its determination. In this report we describe human sperm membrane potential (Em) measurements by a fluorimetric population assay, establishing optimal conditions for Em determination. In addition, we have conducted parallel measurements of the same human sperm samples by flow cytometry and population fluorimetry, before and after capacitation, to conclusively address their reliability. This integrative analysis sets the basis for the study of Em in human sperm allowing future work aiming to understand its role in human sperm capacitation.Fil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Laboratorio de Medicina Reproductiva; ArgentinaFil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Balestrini, Paula Ania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Laboratorio de Medicina Reproductiva; Argentin

Determination of a Robust Assay for Human Sperm Membrane Potential Analysis

Mammalian sperm must undergo a complex process called capacitation in order to fertilize the egg. During this process, hyperpolarization of the sperm plasma membrane has been mostly studied in mouse, and associated to its importance in the preparation to undergo the acrosome reaction (AR). However, despite the increasing evidence of membrane hyperpolarization in human sperm capacitation, no reliable techniques have been set up for its determination. In this report we describe human sperm membrane potential (Em) measurements by a fluorimetric population assay, establishing optimal conditions for Em determination. In addition, we have conducted parallel measurements of the same human sperm samples by flow cytometry and population fluorimetry, before and after capacitation, to conclusively address their reliability. This integrative analysis sets the basis for the study of Em in human sperm allowing future work aiming to understand its role in human sperm capacitation.Fil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Laboratorio de Medicina Reproductiva; ArgentinaFil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Balestrini, Paula Ania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Laboratorio de Medicina Reproductiva; Argentin

Cdc42 localized in the CatSper signaling complex regulates cAMP‐dependent pathways in mouse sperm

Sperm acquire the ability to fertilize in a process called capacitation and undergo hyperactivation, a change in the motility pattern, which depends on Ca2+ transport by CatSper channels. CatSper is essential for fertilization and it is subjected to a complex regulation that is not fully understood. Here, we report that similar to CatSper, Cdc42 distribution in the principal piece is confined to four linear domains and this localization is disrupted in CatSper1-null sperm. Cdc42 inhibition impaired CatSper activity and other Ca2+-dependent downstream events resulting in a severe compromise of the sperm fertilizing potential. We also demonstrate that Cdc42 is essential for CatSper function by modulating cAMP production by soluble adenylate cyclase (sAC), providing a new regulatory mechanism for the stimulation of CatSper by the cAMP-dependent pathway. These results reveal a broad mechanistic insight into the regulation of Ca2+ in mammalian sperm, a matter of critical importance in male infertility as well as in contraception.Fil: Luque, Guillermina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Xu, Xinran. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Romarowski, Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Gervasi, María G.. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Orta, Gerardo. Universidad Autonoma de México. Instituto de Biotecnología; MéxicoFil: De la Vega Beltrán, José L.. Universidad Autonoma de México. Instituto de Biotecnología; MéxicoFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Gilio, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: D'alotto Moreno, Tomas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Visconti, Pablo E.. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Krapf, Diego. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Darszon, Alberto. Universidad Autonoma de México. Instituto de Biotecnología; MéxicoFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Diferenciación de vías actuantes en la hiperactivación y reacción acrosómica durante la adquisición de capacidad fecundante en mamíferos

La capacitación es el proceso por el cual los espermatozoides de mamíferos adquieren la habilidad para fecundar un ovocito, y se caracteriza por: 1) un cambio en el patrón de motilidad flagelar (hiperactivación); y 2) adquisición de capacidad para sufrir reacción acrosómica (RA) al enfrentarse a progesterona. Al incubar espermatozoides en un medio capacitante se estimula la activación temprana de la Proteína Quinasa A (PKA), una Ser/Thr quinasa de amplio espectro involucrada en la regulación de distintos procesos celulares. La activación precisa de PKA depende de su adecuada localización en regiones subcelulares concretas. En este sentido, las Proteínas de Anclaje a PKA (AKAPs) forman andamiajes para generar microdominios de señalización y juegan un rol central en restringir la actividad de PKA a sitios específicos. Debido a que los procesos que se desencadenan a partir de la activación de PKA son esenciales para la adquisición de estado fecundante, entender cómo es que esta quinasa se regula en el espacio y tiempo es crucial para descifrar los pasos de la capacitación espermática. En este trabajo utilizamos espermatozoides murinos como modelo para la caracterización de las cascadas de transducción de señales que tienen lugar durante la capacitación. Para estudiar el rol de la interacción PKA-AKAPs se utilizó el péptido inhibidor de anclaje sHT31, en distintos momentos de la fisiología espermática. En primer lugar, validamos el uso de este compuesto, determinando que a las concentraciones de trabajo el péptido no bloquea la actividad catalítica de PKA, pero sí disocia la unión de PKA a AKAP4 en el espermatozoide. Demostramos que el anclaje de PKA a AKAPs es necesario para lograr el estado capacitado, ya que provocar su desanclaje al comienzo de la capacitación resultó en la inhibición de todos los eventos asociados: aparición del patrón de pPKAs, aparición del patrón de pY, hiperpolarización de la membrana plasmática, hiperactivación y capacidad de sufrir RA frente a progesterona. Sin embargo, encontramos que una vez que las células se han vuelto fecundantes, la interrupción repentina de la interacción PKA-AKAPs promueve un rápido influjo de Ca2+ a través del canal CatSper y resulta en la inducción de la RA sin agregado de progesterona. Estos resultados proponen un nuevo evento de señalización que vincula a CatSper con a la reacción acrosómica, en donde el canal es sensible a una activación por PKA provocada por su desanclaje de AKAPs. Por otra parte, debido a que la hiperpolarización del potencial de membrana (Em) es un evento intermedio fundamental en la vía que conduce a la capacidad de RA, y sabiendo que depende de PKA, decidimos estudiar la conexión molecular entre ambos sucesos. En este sentido, los espermatozoides de ratones knock-out en Src no pueden adquirir capacidad de respuesta acrosomal, sugiriendo un rol para la tirosina quinasa en esta vía de señalización durante la capacitación. Por ello, decidimos evaluar la participación de Src en los eventos de la capacitación que conducen a la preparación para desencadenar la RA. Nuestros resultados indican que Src es activada corriente abajo de PKA y que su inhibición bloquea la hiperpolarización del Em sin afectar al patrón de pY que acompaña a la capacitación. Además, la inhibición de Src impidió que los espermatozoides adquieran capacidad de RA frente a progesterona, lo cual pudo revertirse hiperpolarizando farmacológicamente a las células en presencia de inhibidores de Src. Evidencia complementaria sugiere que Src podría activar de manera directa o indirecta al canal de K+ Slo3 para lograr la hiperpolarización del Em durante la capacitación espermática, evento que a su vez es necesario para la adquisición de capacidad de respuesta acrosómica. En conjunto nuestros resultados aportan nuevos datos en el entendimiento de las cascadas de señalización que ocurren durante la capacitación espermática, evidenciando el rol central de PKA como modulador de la misma. PKA podría ser un componente esencial, no sólo en las vías de transducción que conducen a la capacitación, sino también en la regulación de la exocitosis acrosomal una vez que los espermatozoides alcanzaron el estado capacitado. Esta función de PKA requiere tanto de la regulación de su actividad como de su localización subcelular.Fil: Stival, Cintia Estefanía. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET); Argentina

Regulation mechanisms and implications of sperm membrane hyperpolarization

Mammalian sperm are unable to fertilize the egg immediately after ejaculation. In order to gain fertilization competence, they need to undergo a series of biochemical and physiological modifications inside the female reproductive tract, known as capacitation. Capacitation correlates with two essential events for fertilization: hyperactivation, an asymmetric and vigorous flagellar motility, and the ability to undergo the acrosome reaction. At a molecular level, capacitation is associated to: phosphorylation cascades, modification of membrane lipids, alkalinization of the intracellular pH, increase in the intracellular Ca2+ concentration and hyperpolarization of the sperm plasma membrane potential. Hyperpolarization is a crucial event in capacitation since it primes the sperm to undergo the exocytosis of the acrosome content, essential to achieve fertilization of the oocyte.Fil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin

Quantification of Protein Kinase A (PKA) Activity by An in vitro Radioactive Assay Using the Mouse Sperm Derived Enzyme

In order to acquire fertilizing potential, mammalian sperm must undergo a process known as capacitation, which relies on the early activation of Protein Kinase A (PKA). Frequently, PKA activity is assessed in whole-cell experiments by analyzing the phosphorylation status of its substrates in a western-blot. This technique faces two main disadvantages: it is not a direct measure of the kinase activity and it is a time-consuming approach. However, since PKA can be readily obtained from sperm extracts, in vitro assays such as the “radioactive assay” can be performed using the native enzyme. Unlike western-blot, the radioactive assay is a straightforward technique to evaluate PKA activity by quantification of incorporated 32P into a peptidic substrate. This approach easily allows the analysis of different agonists or antagonists of PKA. Since mouse sperm is a rich source of soluble PKA, this assay allows a simple fractionation that renders PKA usable both for in vitro testing of drugs on PKA activity and for following changes of PKA activity during the onset of capacitation.Fil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Visconti, Pablo E.. University of Massachusetts; Estados UnidosFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin

Everything you ever wanted to know about PKA regulation and its involvement in mammalian sperm capacitation

The 3′, 5′-cyclic adenosine monophosphate (cAMP) dependent protein kinase (PKA) is a tetrameric holoenzyme comprising a set of two regulatory subunits (PKA-R) and two catalytic (PKA-C) subunits. The PKA-R subunits act as sensors of cAMP and allow PKA-C activity. One of the first signaling events observed during mammalian sperm capacitation is PKA activation. Thus, understanding how PKA activity is restricted in space and time is crucial to decipher the critical steps of sperm capacitation. It is widely accepted that PKA specificity depends on several levels of regulation. Anchoring proteins play a pivotal role in achieving proper localization signaling, subcellular targeting and cAMP microdomains. These multi-factorial regulation steps are necessary for a precise spatio-temporal activation of PKA. Here we discuss recent understanding of regulatory mechanisms of PKA in mammalian sperm, such as post-translational modifications, in the context of its role as the master orchestrator of molecular events conducive to capacitation.Fil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Luque, Guillermina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gentile, Iñaki. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin

Disruption of protein kinase A localization induces acrosomal exocytosis in capacitated mouse sperm

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.Fil: Stival, Cintia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Ritagliati, Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Xu, Xing. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Gervasi, Maria Gracia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; Argentina. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Luque, Guillermina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Baró Graf, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: De La Vega Beltrn, José Luis. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Torres, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Darszon, Alberto. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Krapf, Diego. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Visconti, Pablo E.. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Krapf, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentin