Caractérisation par mutagenèse dirigée des sites moléculaires impliqués dans la modulation pharmacologique du canal chlorure CFTR par la Génistéine, la Phloxine B et la Glibenclamide

par Patricia Melin

Thèse de doctorat en Biomolécules, pharmacologie, thérapeutique

Sous la direction de Frédéric Becq.

Soutenue en 2006

à Poitiers , dans le cadre de École doctorale ingénierie chimique, biologique et géologique - ICBG (Poitiers) , en partenariat avec Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (autre partenaire) .

mots clés

• Électrophysiologie
• Canaux chlorures
• Mutagénèse dirigée
• Pharmacologie
• Sites actifs (biochimie)

Résumé

La mucoviscidose est due à des mutations du gène codant pour le canal chlorure CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). L’étude de la relation structure-fonction pharmacologique vise à déterminer les sites d’actions de modulateurs directs de la protéine CFTR. Nos travaux ont permis de caractériser des résidus impliqués dans les sites d’actions de deux inhibiteurs allostériques (Génistéine, PhloxineB)-la glycine 551 dans le site inhibiteur-la glycine 1349 dans le site activateur. Nos résultats montrent aussi l’implication du résidu lysine 978, localisé la boucle cytoplasmique 3, dans le site d’action du glibenclamide, inhibiteur de CFTR. Nos travaux identifient le rôle des glycines du motif signature des transporteurs ABC dans la modulation pharmacologique du canal CFTR. Nos résultats suggèrent que la boucle cytoplasmique 3 est placée près du pore du canal CFTR et pourrait attirer le glibenclamide près du pore du canal CFTR

Titre traduit

Identification by site-directed mutagenesis of residues involved in pharmacological modulation of Genistein, Phloxin B and glibenclamide of CFTR chloride channels

Résumé

Cystic Fibrosis is the most common lethal genetic disease caused by gene mutations encoding CFTR chloride channel. Because there is a lack of knowledge of molecular sites of action of CFTR potentiators or inhibitors, we investigated residues involved in direct effect of Genistein, PhloxinB and glibenclamide. We used site-directed mutagenesis combined to functional analysis of CFTR chloride channels (patch-clamp and iodide efflux). Our results show that the glycine residues G1349 and G551 within the ABC signature motifs play critical role in, respectively, the activation and inhibition of CFTR by PhloxinB and Genistein. We also probed evidences for a role of lysine 978, located on cytoplasmic loop 3, in CFTR inhibition by glibenclamide. This study highlights the important role of ABC signature motifs in the pharmacological regulation of CFTR. Our data also suggests a position, physically close to the pore, of the cytoplasmic loop 3 which can attract glibenclamide near the pore of CFTR.