Seminal plasma and whole sperm proteins from Bos indicus bulls and its association with spermatics parameters

O objetivo do presente trabalho foi realizar um estudo sobre as proteÃnas do plasma seminal e dos espermatozoides e suas associaÃÃes com morfologia espermÃtica e com mÃtodos de coleta e criopreservaÃÃo de sÃmen de touros Bos indicus das raÃas Brahman e GuzerÃ, utilizando uma abordagem proteÃmica. Foram coletadas amostras de sÃmen e as proteÃnas do plasma seminal foram separadas atravÃs de eletroforese bidimensional ou eletroforese bidimensional em gel diferencial e identificadas por espectrometria de massa. O proteoma do plasma seminal dos touros Bos indicus foi descrito identificando as Binder of sperm proteins como as proteÃnas mais abundantes no fluido seminal, enquanto que as spermadhesins formaram o segundo grupo com maior expressÃo. Foram encontradas associaÃÃes positivas e negativas entre as proteÃnas do plasma seminal e a porcentagem de espermatozoides morfologicamente normais constituindo possÃveis marcadores moleculares desta caracterÃstica. Em outro aspecto, foram identificadas diferenÃas no volume do ejaculado e no perfil proteico do plasma seminal touros Bos indicus submetidos a diferentes mÃtodos de coleta de sÃmen (vagina artificial interna e eletroejaculaÃÃo). Baseado nas anÃlises dos gÃis bidimensionais, 22 spots tiveram volumes maiores nas amostras coletadas por vagina artificial interna, correspondendo a 21 proteÃnas. Em contrapartida, 33 spots correspondendo a 26 proteÃnas tiveram maiores volumes nos gÃis de amostras coletadas por eletroejaculaÃÃo. As principais proteÃnas com maior expressÃo em amostras obtidas por vagina artificial interna e eletroejaculaÃÃo eram de origem epididimÃria e das glÃndulas sexuais acessÃrias, respectivamente. No presente trabalho, ainda foram feitas associaÃÃes entre a expressÃo de proteÃnas no plasma seminal e nas cÃlulas espermÃticas com os parÃmetros do sÃmen pÃs-criopreservaÃÃo em touros Bos indicus da raÃa GuzerÃ. Os animais apresentaram, em mÃdia, peso corporal, circunferÃncia escrotal e parÃmetros seminias prÃ-criopreservaÃÃo do sÃmen sem diferenÃa estatÃstica. De acordo com os parÃmetros espermÃticos pÃs-criopreservaÃÃo obtidos pelo sistema computadorizado de anÃlise de sÃmen os animais foram divididos em grupos de alta e baixa congelabilidade. TrÃs proteÃnas do plasma seminal e cinco dos espermatozoides foram mais expressas no grupo de alta congelabilidade. Outras seis proteÃnas do plasma seminal foram mais expressas no grupo de baixa congelabilidade. Os modelos de regressÃo adotados para as intensidades dos spots do plasma seminal e das cÃlulas espermÃticas, bem como as anÃlises de interaÃÃes proteÃna-proteÃna indicam que a maioria das proteÃnas inversamente associadas com a viabilidade espermÃtica pÃs-descongelaÃÃo pode ser expressa como uma resposta a um estresse oxidativo e/ou ataque microbiano antes da criopreservaÃÃo de sÃmen de animais do grupo de baixa congelabilidade nÃo detectado pelas anÃlises convencionais do sÃmen. AtravÃs da utilizaÃÃo de uma abordagem proteÃmica, os resultados encontrados no presente trabalho podem servir de orientaÃÃo para futuras pesquisas que visem identificar marcadores moleculares de processos reprodutivos baseado na expressÃo de proteÃnas no plasma seminal e nas cÃlulas espermÃticas de touros Bos indicus.The aim of this work was to study seminal plasma and whole sperm proteins and their association with sperm morphology and methods of semen collection and cryopreservation in Bos indicus bulls using a proteomics approach . Seminal plasma proteins were separated by two-dimensional electrophoresis or diferential gel electrophoresis and identified by mass spectrometry gel. Firstly, we described the seminal plasma proteome of Bos indicus bulls, identified the Binder of Sperm Proteins as the more abundant proteins in seminal fluid, while the spermadhesins formed the second group with higher expression. Positive and negative associations were found between seminal plasma proteins and the percentage of morphologically normal spermatozoa constituing possible molecular markers of this characteristic. In other hand, differences were identified in ejaculate volume and seminal plasma protein profile of Bos indicus bulls subjected to different methods of semen collection (internal artificial vagina and electroejaculation). Based on the analysis of two-dimensional gels, 22 spots had larger volumes in samples collected by internal artificial vagina, corresponding to 21 proteins. In contrast, 33 spots had larger volumes of samples collected by electroejaculation corresponding to 26 differents proteins. The proteins with great volume in samples obtained by internal artificial vagina and electroejaculation had epididymal and accessory sex glands origin, respectively. In the present study, others associations have been made among protein expression in seminal plasma and sperm cells and semen parameters after cryopreservation in Bos indicus bulls. The animals had not differences between body weight, scrotal circumference and seminal parameters pre-freezing. After cryopreservation, the semen parameters were analyzed by computer system (CASA) and the animals were divided into groups of low and high freezability. In the high freezability group were more expressed three proteins of seminal plasma and five proteins of sperm. For the group of low freezability were more expressed six different seminal plasma proteins. Regression models adopted for the intensities of the spots in the seminal plasma and sperm cells, as well as analysis of protein-protein interactions, indicate that most of the proteins inversely associated with post -thaw sperm viability may be expressed as a response to an oxidative stress and/or microbial attack before the semen cryopreservation of animals with low freezability. These parameters could not be detected by conventional sperm analysis. This results obtened by applying of the proteomics approach, could serve as guideline for future researchs aimed to identifed molecular markers of reproductive processes based on the expression of proteins in seminal plasma and sperm cells of Bos indicus bulls