7-Transduction du signal

Structure des récepteurs couplés aux protéines G :

Ce sont des protéines transmembranaires composés de 7 hélices transmembranaires.

Le site de fixation se trouve dans la région transmembranaire du récepteur

Avec quelles molécules se lient les protéines G.

• Hormones

• Neurotransmetteurs

• Stimuli sensoriels

Qu’est-ce qui se passe lors de la liaison d’un ligand au récepteur ?

Change la structure tertiaire du récepteur créant une cascade de signalisation en activant les protéines G.

Comment interagissent les récepteurs avec les protéines G ?

Via leurs boucles intracellulaires C3 et COO-

Qu’est-ce que les protéines initient après la liaison avec le ligand du GPCR ?

Il initie la signalisation avec la production de messagers secondaires e.g. IP3 avec DAG et AMPc via l’adénylate cyclase.

Structure des grands protéines G :

Trimèrique càd avec 3 sous-unités alpha, beta et gamma.

Structure et fonction des sous-unités des grands protéines alpha, beta et gamma :

Sous forme inactive :

• GDP est liée à la sous-unité alpha

Galpha : un interrupteur activant ou inhibant les effecteurs en aval

Gbeta/gamma : régulateur négatif en augmentant l’affinité de Galpha pour le GDP.

Seulement alpha et gamma sont ancrés dans la membrane facilitant l’interaction entre les sous-unités et les GPCR

Sous forme active :

• GDP est remplacé par GTP à la sous-unité alpha

Quel rôle a le GPCR pour les protéines G ?

Elle agit comme une GEF en se liant à la sous-unité alpha. Faisant dissocier la sous unité alpha de la sous-unité beta et gamma

Qu’est-ce que permet la dissociation avec le GPCR ?

Permet ensuite à la sous-unité alpha de se lier à l’effecteur permettant d’envoyer un signal

Comment se termine ensuite le processus de signalisation ?

L’hydrolyse du GTP en GDP, permettant la dissociation de Galpha avec l’effecteur.

Quels sont les différents types de sous-unités alpha ?

Gαs : stimule l’adénylate cyclase pour la production de cAMP

Gαi : inhibe l’activité enzymatique (adénylate cyclase) réduisant la production d’AMPc.

Gαq : active la phospholipase C déclenchant la cascade IP3/DAG pour la libération de Ca²⁺

Structure de l’adénylate cyclase :

Composé de 2 domaines catalytiques cytosoliques et de domaines intégrés à la membrane.

Chaque domaine contient 6 hélices transmembranaire alpha.

Comment est-ce que l’adénylate cyclase produit l’AMPc ?

Elle convertit l’ATP en AMPc en enlevant 2 phosphate créant un cyclique.

Comment est dégradé l’AMPc ?

Par l’AMPc phophodiesterase le transformant en AMP 5’.

Qu’est-ce que dépend la production d’AMPc ?

• De la régulation de Gsα (stimule) et de Giα (inhibe) donc des concentrations des signaux stimulants ou inhibitrice à l’extérieur de la cellule.

• La concentration en sous-unités alpha stimulante ou inhibitrice

Est-ce que le même récepteur a les mêmes effets sur les Gia et Gas?

Non, la même hormone peut activer les récepteurs couplés au Gia ou au Gas.

Structure de PKA :

2 sous-unités régulatrices avec 2 sous-unités catalytiques.

Qu’est-ce que l’AMPc induit au PKA ?

l’AMPc se lie aux sous-unités R permettant de libérer les sous-unités C devenant active.

Explique le contrôle de l’expression des gènes par AMPc/PKA :

1. Liaison entre le ligand et le récepteut

2. Liaison de la sous-unité alpha avec l’effecteur e.g. l’adénylyl cyclase qui sécrète de l’AMPc.

3. L’AMPc change la conformation des sous-unités régulatrices et libères les sous-unités catalytiques de PKA

4. Les sous-unités catalytiques passent dans le noyau et phosphorylent un facteur de transcription CREB

5. Initiation de la transcription

Comment le signal peut être inactivé ?

1. Hydrolyse du GTP en GDP à la sous unité alpha de la protéine G

2. Activation des phosphodiesterases hydrolysant l’AMPc en 5’AMP réduisant l’activité de PKA.

3. Phosphorylation par la PKA du récepteur beta-adrénergique changeant la conformation du récepteur le désensibilisant.

Mécanisme de la voie avec la phospholipase C :

Gαq active la phospholipase C-beta.

Phospholipase C-beta va hydrolyser PIP2 en IP₃ et DAG

Plus de 25 récepteurs peuvent activer cette voie.

Que signifie DAG ?

diacylglycérol

Que signifie IP₃ ?

Inositol, 1-4-5 triphosphate

Fonction de IP₃ :

IP₃ se lie aux récepteurs de libération du calcium dans le RER, libérant du calcium dans le cytosol activant des autres protéines comme la calmoduline.

Comment peut être désactiver le signal avec la phosphatase C ?

IP₃ peut être déphsophorylé par des phosphatases l’inhibant.

Le calcium est rapidement pompé à l’extérieur de la cellule ou dans le RER

Fonction de DAG :

Active les protéines kinases C qui vont avec la présence de calcium être activé par la liaison avec DAG et par la liaison avec le calcium.

Il peut aussi être clivé pour produire de l’acide arachidonique, un messager ou la synthèse des dicosanoïdes important dans l’inflammation.

Comment est inactivé la signalisation avec les PKC ?

Le DAG est rapidement métabolisé

Quel est la concentration cytosolique du calcium ?

10^-7M et grand max 6 × 10^-6

Structure de la calmoduline :

• 4 helix loop helix donc peut possède 4 sites de fixation pour 4 Ca²⁺

Mécanisme du Calcium-calmodulin (CaM) -dependant protein kinase II (CaMKII) :

La calmoduline peut se lier à l’enzyme (CamKII) permettant de changer sa conformation et libérant son site actif.

Une autophosphorylation permet de verouille le site actif maintenant disponible de cette manière que si le calcium n’est plus présent, l’enzyme reste activé même sans calmoduline. Pour l’inactiver il faut donc une phosphatase.

Comment les GPCR sont impliqués dans la vision ?

La rhodopsine est activée par un seul photon déclenchant une cascade de signalisation jusuq’à produire in influx électrique via G_t.

Est-ce que c’est tout le temps la sous-unité alpha qui est activatrice ?

Non. des fois c’est betagamma.

Quels sont les récepteurs de l’acétylcholine ?

Les récepteurs nicotiniques → canal ionique

Les récepteurs muscariniques → GPCR

Mécanisme de l’acétylcholine pour détendre un muscle :

L’acétylcholine va se lier au GPCR ou aux canaux ioniques nicotiniques et produire IP³, relachant le Ca²⁺ dans le cytosol

Le Ca²+ va ensuite faire produire de l’acide nitrique via l’arginine. Le NO se diffuse en dehors de la cellule pour rejoindre la cellule musculaire transformant le GTP en cGMP → relaxation du muscle

Au total il y a 3 différents messagers