Dynamique des récepteurs aux tachykinines : Modulation allostérique

Tachykinin receptors dynamic: Allosteric activation and modulation

• Auteur / Autrice : Emeline Maillet
• Direction : Jean-Luc Galzi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Complexes récepteur-ligand

Protéines G

Allostérie

Récepteurs

Tachykinines

Résumé

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) représentent la plus grande famille de récepteurs cellulaires de surface. Les RCPGs sont constitués par une seule chaîne poly-peptidique comportant sept régions hydrophobes transmembranaires, associée à un groupe hétéro-trimérique de protéines intracellulaires : les protéines G. Ces protéines sont constituées d'une sous-unité Ga liée au GDP et de deux sous-unités Gbg indissociables. Lorsqu'ils sont activés par leur ligand, les RCPG catalysent l'échange du GDP par du GTP. Les protéines Ga d'une part, et Gbg d'autre part, deviennent alors capables de moduler l'activité de différents effecteurs intracellulaires : enzymes, canaux, échangeurs ioniquesLa signalisation des RCPGs, médiée par leurs agonistes, requière donc un changement conformationnel dans la protéine récepteur impliquant au moins deux sites de liaison topographiquement distincts, l'un pour l'agoniste, l'autre pour la protéine G. Ces récepteurs sont ainsi, par nature, des protéines allostériques (du grec 'autre site'). Il est maintenant connu que les RCPGs peuvent aussi former des complexes ternaires avec d'autres ligands ou des protéines 'accessoires' et présenter ainsi des modifications dans les propriétés de liaison et/ou de signalisation en rapport avec le complexe binaire agoniste-récepteur. Les sites des ligands allostériques des RCPGs représentent des cibles thérapeutiques de choix. En effet, les modulateurs allostériques possèdent des avantages théoriques par rapport aux ligands du site dit primaire (ligand endogène) tels que un effet plafonnable ou une meilleure sélectivité potentielle des sous-types de RCPGs (Christopoulos and Kenakin, 2002). De par la nature non compétitive du phénomène allostérique, la détection et la quantification de tels effets demande la combinaison d'approches expérimentales multiples telles que des études de liaison du ligand à l'équilibre, de cinétiques de liaison et de réponses fonctionnelles. Ce travail de thèse présente principalement la recherche et la caractérisation de tels modulateurs sur le récepteur des tachykinines de type 2 (NK2) vis-à-vis de son agoniste principal, la neurokinine A (NKA). La neurokinine NKA est un neuropeptide appartenant à la famille des tachykinines incluant également la substance P et la neurokinine B. Les tachykinines sont libérées dans de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique et agissent sur des récepteurs couplés aux protéines G, les récepteurs aux tachykinines NK1, NK2 et NK3. La stimulation de ces récepteurs par des agonistes sélectifs mène à de multiples évènements intracellulaires tels que l'élévation de la concentration de calcium intracellulaire via l'activation de la phospholipase C, l'accumulation d'AMPc, l'activation de la cascade des MAP kinases, la stimulation du métabolisme d'acide arachidonique ou la stimulation des phospholipases (Quartara et al. , 2001). D'autre part, il a été montré in vitro que le récepteur NK1R pouvait se coupler non seulement à Gaq/11 mais aussi à GaS et Gao (Roush and Kwatra, 1998). Le récepteur NK2, qui présente la meilleure affinité pour la NKA, est fortement exprimé dans les muscles lisses respiratoires et les appareils gastro-intestinal et génital. Son expression dans le système nerveux central est restée longtemps matière à débat mais de récentes études ont démontré que l'ARNm du NK2R avait une expression détectable dans diverses régions du cerveau humain, incluant le noyau caudé, le putamen, l'hippocampe, la substance noire et le cortex cérébral. La distribution de l'ARNm du récepteur NK2R dans le cortex révèle un expression majoritairement frontale et temporale comparée aux régions occipitales et pariétales (Bensaid et al. , 2001). Les antagonistes des neurokinines ont été le sujet de nombreuses investigations au niveau fondamental et industriel depuis l'association de leurs effets centraux et périphériques sur le traitement de nombreuses pathologies telles que l'asthme, les douleurs chroniques comme la fibromyalgie ou l'arthrite rumathoide, l'émésie et certains désordres psychiatriques (Lecci et al. , 2000; Quartara and Maggi, 1998). Le criblage de molécules issues de la chimiothèque de la Faculté de Pharmacie de Strasbourg a été réalisé sur cellules vivantes par la technique de FRET en cinétiques de liaison de l'agoniste NKA lié au fluorophore bodipy sur le récepteur NK2 fusionné en N-terminal à la protéine fluorescente GFP (Vollmer et al. , 1999). A l'image de ce qui a été décrit pour les récepteurs muscariniques (Tucek and Proska, 1995) et sérotoninergiques (Massot et al. , 1996), nous avons identifié des molécules dont l'effet principal n'est pas d'entrer en compétition avec l'agoniste naturel du récepteur NK2R des tachykinines, mais d'accélérer sa vitesse de dissociation. [. . . ]