Acid Phosphatases of the Rat Epididymis

Summary After separation of three epididymal acid phosphatases their biochemical properties were differently studied. With appropriate substrate and inhibitor selection the distribution of the enzymes in different segments as well as the subcellular fractions of the rat epididymis was also demonstrated. The same biochemical differences were also utilized in the histochemical localization of the enzymes. It was found that Enzyme I had a pH-optimum at 5.0, a molecular weight of 97 000 and Km-constant of 0.901 mM. It was highly sensitive to tartrate and fluoride and it was localized in lysosomes as well as in the epididymal spermatozoa. Enzyme II had an optimum at pH 5.7, a molecular weight of 67 000 and Km-constant of 0.806 mM. It was also inhibited by fluoride but more resistant to tartrate. Its subcellular site was also particulate, but it was also found in the epididymal fluid. Enzyme III had an optimum at pH 5.2, a molecular weight of 135 000 and Km-constant of 0.685 mM. It was resistant to low concentrations of fluoride and tartrate but sensitive to heavy metal ions. The enzyme was soluble and it behaved incoherently in thermal inactivation. All enzymes revealed the highest activity in the thin middle segments of the epididymis. Histochemically naphthol substrates gave a diffuse reaction in the epididymal epithelial cells. With the lead salt methods glycerophosphates and p-nitrophenylphosphate gave somewhat different results depending on their specificity as substrates for the epididymal enzymes. Both substrates gave a strong reaction supranuclearly in the Golgi area of the chief cells. This activity was inhibited by tartrate and was most probably due to Enzyme I. The epididymal corpus and cauda showed additionally a very strong apical activity in the chief cells with p-nitrophenylphosphate. This activity was resistant to tartrate but sensitive to fluoride. It was concluded that this enzyme represents Enzyme II activity. Similar activity was also found in the dissolving “holocrine” cells of the corpus and the cauda. The activity of the soluble Enzyme III could not be revealed with the present methods and the spermatozoa in the tubular lumina remained unstained. Zusammenfassung Nach Trennung der drei sauren Phosphatasen des Nebenhodens wurden ihre bioche-mischen Eigenschaften untersucht. Enzym I hat ein pH-Optimum bei 5.0, ein Mol. Gewicht von 97 000 und eine Km-Konstante von 0.901 mM. Das Enzym ist hoch sensibel gegenuber Tartrat und Fluorid; es wurde sowohl in den Lysosomen als auch in den Nebenhodenspermatozoen lokali-siert. Enzym II hat ein pH-Optimum bei 5.7, ein Mol. Gewicht von 67 000 und eine Km-Konstante von 0.806 mM. Es wird gehemmt durch Fluorid, ist aber resistenter gegen-uber Tartrat. Sein subzellularer Platz ist auch in Zellpartikeln und es wurde auch in der Nebenhodenflussigkeit gefunden. Enzym III hat ein pH-Optimum bei 5.2, ein Mol. Gewicht von 135 000 und eine Km-Konstante von 0.685 mM. Es ist resistent gegenuber niederigen Konzentrationen von Fluorid und Tartrat, aber sensibel gegenuber Schwermetallionen. Das Enzym ist loslich und verhalt sich uneinheitlich bei thermischer Inaktivierung. Alle Enzyme zeigten die hochste Aktivitat in den schmalen Mittelsegmenten des Nebenhodens. Histochemisch geben Naphtholsubstrate eine diffuse Reaktion in den Epithelien des Nebenhodens. Mittels der Bleisalzmethoden zeigten die Glycerophosphate und p-Nitro-phenylphosphate ziemlich differente Resultate abhangig von ihrer Spezifitat als Substrate fur die Nebenhoden-Enzyme. Beide Substrate gaben eine starke Reaktion supra-nuklear im Golgi-Apparat der Hauptzellen. Diese Aktivitat wurde durch Tartrat gehemmt und ist wahrscheinlich dem Enzym I zuzuschreiben. Nebenhoden-Korpus und -Cauda zeigten zusatzlich eine starke apikale Aktivitat in den Hauptzellen mit p-Nitro-phenylphosphat. Diese Aktivitat war resistent gegenuber Tartrat aber sensibel gegen Fluorid. Die Autoren ziehen die Schlusfolgerung, das dieses Enzym die Aktivitat von Enzym II darstellt. Eine ahnliche Aktivitat wurde nachgewiesen in den sich auflosenden holokrinen Zellen des Korpus und der Cauda. Die Aktivitat des loslichen Enzyms III konnte nicht dargestellt werden mit den verwendeten Methoden; die Spermatozoen in den Tubusluslumen blieben ungefarbt.