Modulation endogène des récepteurs métabotropiques du glutamate : bases moléculaires et implications fonctionnelles de la sensibilité au chlore extracellulaire
Auteur / Autrice : | Amélie Tora |
Direction : | Cyril Goudet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biologie Santé |
Date : | Soutenance le 20/10/2015 |
Etablissement(s) : | Montpellier |
Ecole(s) doctorale(s) : | Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Génomique Fonctionnelle (Montpellier) |
Jury : | Président / Présidente : Gilles Labesse |
Examinateurs / Examinatrices : Cyril Goudet, Gilles Labesse, Thomas Grutter, Eric Reiter, Jean-Philippe Pin, Francine Acher, Pierre Paoletti | |
Rapporteur / Rapporteuse : Thomas Grutter, Eric Reiter |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les récepteurs métabotropiques du glutamate (mGluRs) sont des récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) modulant la transmission synaptique au sein du système nerveux central. D'un point de vue structural, ils ont la particularité de posséder un large domaine extracellulaire, le Venus Flytrap (VFT), où se lie leur ligand endogène, le glutamate. Leur domaine transmembranaire à 7 hélices, commun à tous les RCPGs, est connu pour être la cible d'une nouvelle classe de molécules à visée thérapeutique, les modulateurs allostériques. Au contraire, le VFT est le siège du développement de ligands compétitifs du glutamate et peu de choses sont connues quant à l'existence de modulateurs allostériques du VFT. Des études récentes ont mis en évidence une sensibilité des mGluRs aux ions extracellulaires et en particulier au chlore (Cl-), sans que son site de liaison ne soit identifié. Dans ce contexte, ce travail de thèse explore la possibilité d'une modulation allostérique endogène des mGluRs par les ions Cl-, en identifiant leur(s) site(s) de liaison(s) et leur effet sur la dynamique conformationnelle et la fonction des récepteurs. En combinant une approche pharmacologique, biophysique basée sur la technique de FRET, et la modélisation, nous avons tout d'abord confirmé que le Cl- potentialise l'action du glutamate sur tous les mGluRs et qu'il favorise la conformation active des récepteurs en se liant au niveau du VFT. Les mGluRs présentent également une sensibilité différente au Cl-, mGlu4 étant le plus sensible et mGlu2 le moins. Ceci s'explique notamment par le nombre de sites fonctionnels, tous les mGluRs dont mGlu4 possédant 2 sites par monomère à l'exception de mGlu2 qui n'en possède qu'un, en raison d'une mutation « clé » d'une sérine en aspartate dans le lobe 1 du VFT. D'autre part, le récepteur mGlu3 est apparu comme un cas particulier ayant une sensibilité accrue au Cl-, son domaine VFT cumulant la présence et l'orientation adéquate d'acides aminés formant un « verrou » Cl-, qui favorise de manière drastique la conformation active et une activité basale élevée de ce récepteur. Enfin, la modélisation de la variation de la concentration extracellulaire en Cl- lors d'une activité synaptique GABAergique est compatible avec une modulation des mGluRs les plus sensibles. En conclusion, le Cl- est un modulateur allostérique endogène des mGluRs et l'exploitation de ses sites de liaison au sein du VFT pourrait permettre le développement de nouveaux agents thérapeutiques.