Cours 8 - Neurotransmetteurs et récepteurs métabotropes

Question 1

Quels sont les 4 catégories de récepteurs?

Answer 1

• récepteur-canal
• récepteur-enzyme
• récepteur couplé à une protéine G
• récepteur intracellulaire

Question 2

Quelle est la structure d’un récepteur-canal? Quel est sont fonctionnement?

Answer 2

• le récepteur est transmembranaire avec son site de liaison vers le milieu extracellulaire et son site actif vers le milieu intracellulaire
  1 - un signal se lie au récepteur (le canal est fermé)
  2 - la liaison du signal fait changer le récepteur-canal de conformation, ce qui ouvre le canal
  3 - flux d’ions à travers la membrane

Question 3

Quelle est la structure d’un récepteur-enzyme? Quel est sont fonctionnement?

Answer 3

• le récepteur est une enzyme transmembranaire avec son site de liaison vers le milieu extracellulaire et son site actif vers le milieu intracellulaire
  1 - un signal se lie au récepteur (l’enzyme est inactive)
  2 - la liaison du signal fait changer le récepteur-enzyme de conformation, ce qui active l’enzyme
  3 - l’enzyme peut alors élaborer son produit

Question 4

Quelle est la structure d’un récepteur couplé à une protéine G? Quel est sont fonctionnement?

Answer 4

• le récepteur est transmembranaire avec son site de liaison vers le milieu extracellulaire et son site actif vers le milieu intracellulaire
  1 - un signal se lie au récepteur
  2 - la protéine G vient alors se lier au récepteur
  3 - la protéine G est active seulement lorsqu’elle est couplée au récepteur
  4 - la protéine G active va pouvoir aller induire des voies de signalisation

Question 5

Quelle est la structure d’un récepteur intracellulaire?

Quel est sont fonctionnement?

Answer 5

• le récepteur est soluble dans le milieu intracellulaire
  1 - une molécule-signal traverse la membrane du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire
  2 - la molécule-signal se lie au récepteur, ce qui le fait changer de conformation (le récepteur est activé)
  3 - le récepteur ainsi activé régule la transcription

Question 6

Pourquoi a-t-on donné le nom « protéines G » aux protéines G?

Answer 6

Parce qu’elles peuvent lier le GDP et le GTP

Question 7

V ou F. Une protéine G est active lorsqu’elle a du GDP.

Answer 7

F. Elle est inactive avec du GDP, mais active avec du GTP

Question 8

Quels sont les 2 types structurels de protéines G?

Answer 8

• protéine G hétérotrimérique

- protéine G monomérique

Question 9

Quelle est la plus grande différence entre les 2 types structurels de protéine G?

Answer 9

Celle hétérotrimérique comporte 3 sous-unités, et une seule se détache pour aller activer la protéine effectrice. Celle monomérique ne comporte qu’une seule unité et c’est cette unité qui change de conformation. On ne parle pas souvent de celle monomérique, donc se concentrer sur la hétérotrimérique.

Question 10

Quel est le rôle de la protéine GAP avec les protéines G?

Answer 10

Elle fait la conversion de la sous-unité active (GTP) à inactive (GDP). Elle régule la vitesse de GDP → GTP.

Question 11

Quels sont les différents noms qu’on peut donner aux récepteurs couplés à une protéine G?

Answer 11

• récepteur couplé à une protéine G
• récepteur à 7 passages transmembranaires
• RCPG
• GPCR

Question 12

Quelle est la plus grande différence entre un récepteur-canal et un récepteur couplé à une protéine G?

Answer 12

L’effet du changement de conformation : pour un récepteur-canal, le changement de conformation ouvre le canal, mais un récepteur couplé à une protéine G, le changement de conformation permet une voie de signalisation.

Question 13

Quels sont les 3 types de protéine G (dans l’activité qu’elles font)?

Answer 13

• Gs (stimulant)
• Gq
• Gi (inhibiteur)

Question 14

Quelles sont les 7 étapes à passer pour qu’un neurotransmetteur dont le récepteur est couplé à une protéine G fasse son action?

Answer 14

1 - neurotransmetteur
2 - récepteur
3 - protéine G
4 - protéine effectrice
5 - seconds messagers
6 - effecteurs ultérieurs
7 - action sur la cible

Question 15

Quel est l’action finale d’un récepteur métabotrope à la noradrénaline? Il est lié à quel type de protéine G?

Answer 15

augmentation de la phosphorylation des protéines, lié à Gs

Question 16

Quel est l’action finale d’un récepteur métabotrope au glutamate? Il est lié à quel type de protéine G?

Answer 16

augmentation de la phosphorylation des protéines et activation des protéines liant le calcium, lié à Gq

Question 17

Quel est l’action finale d’un récepteur métabotrope à la dopamine? Il est lié à quel type de protéine G?

Answer 17

diminution de la phosphorylation des protéines, lié à Gq

Question 18

Quel est le principe d’amplification du signal des voies de signalisation activées par les protéines G? À quelles étapes y a-t-il de l’amplification et à quelles étapes il n’y en a pas?

Answer 18

C’est le fait qu’il y a plusieurs activités enzymatiques en série, donc pas besoin d’avoir beaucoup de récepteur pour avoir une grande réponse.

• récepteur à protéine G : amplification (1 seul récepteur active plusieurs protéines G)
• protéine G à protéine effectrice : pas d’amplification (1 pour 1)
• protéine effectrice à seconds messagers : amplification (1 seule protéine effectrice active plusieurs seconds messagers)
• seconds messagers à effecteurs ultérieurs : pas d’amplification (1 pour 1)
• effecteurs ultérieurs à action sur la cible : amplification (1 effecteur ultérieur peut effectuer l’action sur plusieurs cibles)

Question 19

La PKA peut transférer son groupement phosphate sur 2 acides aminés. Lesquels? Comment appelle-t-on les kinases qui font cela?

Answer 19

sérine ou thréonine, ce sont des sérines-thréonines kinases

Question 20

Quelle est la voie de signalisation de l’adénylyl cyclase et de la guanylyl cyclase (dans un contexte de stimulation)?

Answer 20

→ ce sont les mêmes étapes pour les 2, mais avec l’adénylyl cyclase, c’est de l’adénine (A), et avec la guanylyl cyclase, c’est de la guanine (G)
1 - la molécule signal se lie au récepteur (couplé à une protéine G) : il change de conformation, ce qui phosphoryle la protéine G (GDP → GTP)
2 - la sous-unité αs se détache des sous-unités β et δ, puis elle va activer l’adénylyl cyclase (ou la guanylyl cyclase) (membranaire)
3 - l’adénylyl cyclase catalyse la conversion de l’ATP en AMPc (guanylyl catalyse la conversion du GTP en GMPc)
4 - l’AMPc active la PKA, laquelle va phosphoryler des protéines pour les activer (GMPc active la PKG)
5 - l’AMPc (ou le GMPc) active aussi des canaux ioniques

Question 21

V ou F. Les récepteur dopaminergique ont l’effet contraire aux récepteurs adrénergique.

Answer 21

V, les 2 utilisent la voie de signalisation de l’adénylyl cyclase, mais la noradrénaline active, tandis que la dopamine inhibe

Question 22

Quelle est la voie de signalisation de la phospholipase C?

Answer 22

1 - une molécule-signal se lie au récepteur lié à une protéine Gq, ce qui phosphoryle la protéine Gq (GDP → GTP)
2 - la sous-unité αq se détache des sous-unités β et δ, puis elle va activer la phospholipase C
3 - la phospholipase C va trouver un PIP2 membranaire (phosphatidylinositol biphosphate), puis elle le coupe en 2 : diacylglycérol (DAG) (reste dans la membrane) et IP3 (inositol triphosphate) qui se retrouve soluble dans la cellule
4 - IP3 va activer un récepteur calcique ionique (le récepteur n’est pas voltage-dépendant) dans la membrane du RE, ce qui fait sortir le calcium du RE pour aller dans la cellule
5 - le diacylglycérol (DAG) membranaire va ensuite activer une PKC

Question 23

V ou F. Le RE est un site de stockage du calcium dans le neurone.

Answer 23

V

Question 24

V ou F. La concentration intracellulaire de calcium est généralement faible.

Answer 24

V, autour de 100 nmol

Question 25

Quels sont les 3 mécanismes qui permettent de faire augmenter le niveau de calcium intracellulaire? Dites le calcium passe de où à où.

Answer 25

• canal calcique voltage dépendant (extracellulaire → cytoplasme)
• canal calcique activé par un ligand (extracellulaire → cytoplasme)
• récepteur de l’IP3 (RE → cytoplasme)

Question 26

Quels sont les 3 mécanismes qui permettent de faire baisser le niveau de calcium intracellulaire? Dites le calcium passe de où à où.

Answer 26

• échangeur Na+/Ca2+ (cytoplasme → extracellulaire)
• pompe à Ca2+ avec échange de protons ATP-dépendant (cytoplasme → extracellulaire)
• pompe à Ca2+ ATP-dépendant (cytoplasme → RE)
• transport vers l’intérieur de la mitochondrie (cytoplasme → mitochondrie)
• protéines tampons de Ca2+ (reste dans le cytoplasme)

Question 27

Quel est le mécanisme d’activation de la PKA?

Answer 27

La PKA est composée de 4 domaines : 2 catalytiques et 2 régulateurs. Elle est inactive au niveau basal.
→ quand l’AMPc arrive, il se lie sur les sites régulateurs, ce qui fait s’ouvrir la PKA, ce qui permet d’exposer les domaines catalytiques = PKA activée

Question 28

Quel est le mécanisme d’activation de la CAMKII?

Answer 28

Elle est inactive au niveau basal et est composée d’une seule unité pliée sur elle-même quand elle est inactive.
→ quand du Ca2+ entre dans la cellule, il se lie à une molécule, la CaM (calmoduline). La CaM liée au Ca2+ va pouvoir se lier sur le domaine régulateur de la CAMKII, ce qui va faire changer la CAMKII de conformation : elle se déplie, alors le domaine catalytique est exposé = CAMKII activée

Question 29

Quel est le mécanisme d’activation de la PKC?

Answer 29

Elle est inactive au niveau basal et est composée d’une seule unité pliée sur elle-même quand elle est inactive.
→ quand du DAG est disponible dans la membrane, la PKC le reconnaît et s’y lie : la PKC se déplie, ce qui permet d’exposer le site de liaison au Ca2+. La PKC se lie en même temps à un autre lipide membranaire (PS). Quand ils sont tous liés à la PKC, elle est active

Question 30

V ou F. La phosphorylation d’un canal augmente toujours la probabilité d’ouverture d’un canal.

Answer 30

F. Ça influence la probabilité d’ouverture

Question 31

V ou F. Les sous-unités beta et gamma des protéines G ont un rôle à jouer dans les voies de signalisation. Expliquer.

Answer 31

V. Lorsque la sous-unité alpha se détache, les sous-unités beta et gamma sont « libérées » et peuvent diffuser localement (donc seulement très proche de leur point de départ). Elles vont pouvoir aller activer des GIRK : un canal K+ activé seulement par ces sous-unités.

Question 32

Pourquoi on ne voit pas l’effet des GIRK quand on fait une expérience en patch-clamp canal unique et qu’on met le neurone dans un « bain » d’acétylcholine. Pourquoi on voit l’effet quand l’acétylcholine est mise dans la pipette?

Answer 32

On voit l’effet quand l’acétylcholine est mise dans la pipette, car les sous-unités beta et gamma qui activent GIRK n’agissent que localement, donc on peut enregistrer précisément le courant des GIRK en patch-clamp canal unique.
On ne voit pas l’effet quand il y a un « bain » d’acétylcholine, car la pipette n’enregistre que les canaux sous elle, et l’acétylcholine active des GIRK partout sur la cellule, sauf sous la pipette.