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Biochemie: Enzym der Glykolyse essenziell für Spermienmobilität

Eine nur in den Spermien gebildete Variante der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH), einem zentralen Enzym des Glykolyse-Stoffwechselweges, ist offenbar hauptverantwortlich für die Vorwärtsbewegung der Samenzellen. Mäusespermien, denen das Enzym fehlte, bewegten sich nur noch schwerfällig, ohne voranzukommen. Außerdem wiesen sie nur ein Zehntel der Energiewährung ATP auf, obwohl ihre Mitochondrien normal arbeiteten. Offenbar gewinnen Spermien die zur Fortbewegung notwendige Energie vorwiegend in der Glykolyse und nicht in der oxidativen Phosphorylierung, schlussfolgern Wissenschaftler um Kiyoshi Miki von der Universität von North Carolina.

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Spermien | Das in der Umhüllung des Spermien-Schwanzstücks gebildete Enzym GAPDS ermöglicht den Samenzellen den essenziellen Vorwärtstrieb. Bei Mäusen, denen das Enzym fehlte, kamen die Spermien nicht mehr voran. Die Tiere waren deshalb unfruchtbar.
Das Enzym GAPDS von Mäusen wird ebenso wie sein menschliches Gegenstück GAPD2 nur in den Spermien gebildet und findet sich vor allem in der Umhüllung der Schubgeißel. Die Forscher hatten nun bei männlichen Versuchsmäusen das entsprechende Gen abgeschaltet und daraufhin unter dem Mikroskop die fehlende Mobilität der Samenzellen festgestellt. Die Tiere erwiesen sich wegen der mangelnden Beweglichkeit ihrer Spermien als unfruchtbar. Vielleicht könnte das entsprechende Spermienenzym des Menschen eine mögliche Ursache von Unfruchtbarkeit sein. Es eigne sich außerdem möglicherweise als Ansatzpunkt für eine neuartige Verhütungsmethode, spekulieren die Wissenschaftler.

Energie ist durch oxidative Phosphorylierung in Mitochondrien eigentlich effizienter zu gewinnen. In Spermien finden sich diese aber im Mittelstück der Spermien zwischen Kopf und Schwanzfaden. Produziertes ATP müsste von dort zunächst in die dahinter liegenden Bereiche der Geißel transportiert werden – offenbar kann daher die dort vor Ort ablaufende Glykolyse den Energiebedarf besser decken.

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