Mokhamad Fahrudin, Brilla Widya Witri, Iis Arifiantini, Wahono Esthi Prasetyaningtyas, Agustin Indrawati, Ni Wayan Kurniani Karja · Veterinary World · 2026

Comparative proteomic characterization of seminal plasma and sperm proteins associated with reproductive function in the Indo-Pacific bottlenose dolphin (Tursiops aduncus)

Resumo em português

Contexto e Objetivo: A caracterização proteômica do sêmen oferece percepções moleculares sobre a função reprodutiva além da avaliação convencional do sêmen. Embora os proteomas do plasma seminal e do esperma do golfinho-nariz-de-garrafa (Tursiops truncatus) tenham sido reportados, informações correspondentes para o golfinho-nariz-de-garrafa-do-Índico (Tursiops aduncus) são escassas. Este estudo teve como objetivo caracterizar a composição proteica do plasma seminal e do esperma em T. aduncus, para identificar proteínas e vias biológicas associadas à função reprodutiva. Material e Métodos: Amostras de sêmen foram coletadas de dois machos adultos cativos saudáveis de T. aduncus com motilidade espermática >70%. Volumes iguais de sêmen dos dois animais foram combinados, e frações de plasma seminal e espermatozoides foram separadas por centrifugação. As proteínas foram extraídas, separadas por eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio, e identificadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem. A identificação proteica foi realizada com o Proteome Discoverer 2.5, usando uma taxa de descoberta falsa de 1%. A anotação funcional foi conduzida utilizando enriquecimento de Gene Ontology e análise de interações proteína-proteína pelo Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins. Resultados: Um total de 199 proteínas foram identificadas, incluindo 84 no plasma seminal e 119 no esperma, com apenas quatro proteínas compartilhadas entre as frações. As proteínas do plasma seminal foram predominantemente enriquecidas em catabolismo de carboidratos e lipídios, proteólise e regulação da atividade de endopeptidases, indicando papéis na manutenção do ambiente extracelular, proteção do esperma e suporte à sobrevivência pós-ejaculatória. Em contraste, as proteínas do esperma foram significativamente enriquecidas em fosforilação oxidativa, respiração aeróbica, síntese mitocondrial de adenosina trifosfato, transporte de elétrons respiratório, espermatogênese, organização do flagelo espermático e motilidade. A análise de interação proteica demonstrou uma rede mitocondrial altamente interconectada no esperma, enquanto as proteínas do plasma seminal formaram uma rede regulatória mais dispersa. Esses achados indicam especialização funcional distinta das duas frações seminais e sugerem que a fosforilação oxidativa representa a principal via de produção de energia que suporta a função do esperma neste mamífero marinho. Conclusão: Este estudo fornece a primeira caracterização proteômica abrangente do plasma seminal e do esperma no golfinho-nariz-de-garrafa-do-Índico. As proteínas identificadas e as vias biológicas enriquecidas avançam o entendimento da fisiologia reprodutiva de cetáceos, revelam adaptações moleculares associadas ao metabolismo energético mitocondrial e estabelecem um recurso valioso para o desenvolvimento de biomarcadores de fertilidade e tecnologias reprodutivas assistidas que apoiem a conservação e manejo reprodutivo desta espécie Quase Ameaçada.

Resumo original em inglês

Background and Aim: Proteomic characterization of semen provides molecular insights into reproductive function beyond conventional semen evaluation. Although the seminal plasma and sperm proteomes of the common bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) have been reported, corresponding information for the Indo-Pacific bottlenose dolphin (Tursiops aduncus) is lacking. This study aimed to characterize the protein composition of seminal plasma and sperm in T. aduncus to identify proteins and biological pathways associated with reproductive function. Materials and Methods: Semen samples were collected from two healthy adult captive male T. aduncus exhibiting >70% sperm motility. Equal volumes of semen from both animals were pooled, and seminal plasma and sperm fractions were separated by centrifugation. Proteins were extracted, separated by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, and identified using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Protein identification was performed with Proteome Discoverer 2.5 using a 1% false discovery rate. Functional annotation was conducted using Gene Ontology enrichment and Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins protein-protein interaction analyses. Results: A total of 199 proteins were identified, including 84 proteins in seminal plasma and 119 in sperm, with only four proteins shared between the two fractions. Seminal plasma proteins were predominantly enriched in carbohydrate and lipid catabolism, proteolysis, and regulation of endopeptidase activity, indicating roles in maintaining the extracellular environment, protecting sperm, and supporting post-ejaculatory survival. In contrast, sperm proteins were significantly enriched in oxidative phosphorylation, aerobic respiration, mitochondrial adenosine triphosphate synthesis, respiratory electron transport, spermatogenesis, sperm flagellum organization, and motility. Protein interaction analysis demonstrated a highly interconnected mitochondrial network in sperm, whereas seminal plasma proteins formed a more dispersed regulatory network. These findings indicate distinct functional specialization of the two semen fractions and suggest that oxidative phosphorylation represents the principal energy-producing pathway supporting sperm function in this marine mammal. Conclusion: This study provides the first comprehensive proteomic characterization of seminal plasma and sperm in the Indo-Pacific bottlenose dolphin. The identified proteins and enriched biological pathways advance understanding of cetacean reproductive physiology, reveal molecular adaptations associated with mitochondrial energy metabolism, and establish a valuable resource for developing fertility biomarkers and assisted reproductive technologies to support the conservation and reproductive management of this Near Threatened species.

Espécies citadas

• Tursiops aduncus · golfinho-nariz-de-garrafa-do-Índico
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Tursiops aduncus.
• Tursiops truncatus · golfinho-nariz-de-garrafa
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  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Tursiops truncatus.