Os metabólitos e as proteínas, incluindo as integrinas, são importantes na fisiologia reprodutiva de animais e seres humanos. Entretanto, ainda são desconhecidos os metabólitos do plasma seminal que estão associados com a fertilidade de touros e ainda não se sabe os possíveis papéis da integrina subunidade beta 5 (ITGβ5) na fecundação e no desenvolvimento embrionário de bovinos. Assim sendo, os objetivos do presente trabalho foram: (1) determinar o metaboloma do plasma seminal de touros com diferentes escores de fertilidades, (2) identificar metabólitos que demonstram ser potenciais marcadores de fertilidade em touros, (3) avaliar a expressão da ITGβ5 em espermatozoides, oócitos e embriões bovinos em fases iniciais de desenvolvimento e, (4) verificar a conservação evolutiva da ITGβ5 por meio de ferramentas de bioinformática. No estudo 1 foi utilizada a técnica de cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG-EM) para determinar o metaboloma do plasma seminal de 16 touros com alta e baixa fertilidade. Em seguida, os dados foram submetidos a análise estatística multivariada e univariada. A partir destes resultados, análises de bioinformática foram realizadas a fim de identificar as vias metabólicas associadas com o metaboloma do plasma seminal desses touros. Sessenta e três metabólitos foram identificados no plasma seminal de touros com diferentes escores de fertilidade. A frutose foi detectada como o metabólito mais abundante, seguido pelo ácido cítrico, ácido lático, ureia e ácido fosfórico. Já androstenediona, 4-cetoglicose, D-xilofuranose, ácido 2-oxoglutárico e o ácido eritrônico foram os metabólitos menos abundantes do fluído seminal de touros. A Análise Discriminante por Mínimos Quadrados Parciais (PLS-DA) revelou uma separação distinta entre os touros de alta e de baixa fertilidade. Os metabólitos com as maiores pontuações de Importância da Variável na Projeção (VIP > 2) foram o ácido 2-oxoglutárico e a frutose. A análise do mapa de calor (heatmap), com base na pontuação de VIP, e as análises univariadas indicaram que o ácido 2-oxoglutárico foi significativamente menor (P = 0,02) e a frutose foi significativamente maior (P = 0,02) em touros de alta fertilidade comparados aos touros de baixa fertilidade. O presente estudo foi o primeiro a identificar o perfil metabolômico do plasma seminal de touros empregando a CG-EM e o primeiro a mostrar o ácido 2-oxoglutárico e a frutose como potenciais biomarcadores de fertilidade em touros. No estudo 2, os níveis de expressão da
proteína ITGβ5 em espermatozoide de touros foi avaliada pela técnica de western blotting. A reação de transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (RT-qPCR) foi empregada para avaliar os níveis de expressão de transcritos da ITGβ5 em oócitos e embriões bovinos. Além disso, ferramentas de bioinformática foram utilizadas com o intuito de determinar a conservação evolutiva da proteína ITGβ5 entre várias espécies. Os resultados do western blotting confirmaram a presença da proteína ITGβ5 em espermatozoides de touros e, com base nas análises de RT-qPCR, foi observado que a ITGβ5 está presente nos óocitos e que os níveis dela são significativamente mais elevados nos embriões bovinos de 2 células, seguidos pelos embriões de 8-16 células. As análises de bioinformática mostraram que a ITGβ5 é conservada em várias espécies. Desta forma, nossos resultados demonstram a presença da ITGβ5 em espermatozoides, bem como em oócitos e embriões bovinos em estágios iniciais se desenvolvimento, sugerindo um importante papel da ITGβ5 na fecundação e no desenvolvimento embrionário inicial desta espécie.