Récepteurs couplés au protéines G et récepteurs-canaux Flashcards
1
Q
Grandes familles R membr
A
- R 7 passages transmembranaires/R couplés aux protéines G (RCPG)
- R canaux
- R activité E
2
Q
R couplés prot G
A
- prot qui passent 7 fois membr plasm
- plus grande famille R membr
- ciblés par 50% méd
- clé et serrure
3
Q
Concentration hormones/agents stim et conséq (RCPG)
A
faible -> grande affinité
sauf nt -> faible affinité
4
Q
ds une cellule : R, messager, réponse (RCPG)
A
- Chaque cellule possède plusieurs types de récepteurs pour le même messager.
- Chaque R peut induire une réponse spécifique.
- Plusieurs types de récepteurs, par l’activation de différents messagers, peuvent induire la même réponse biologique.
5
Q
Chaque RCPG possèdent
A
o Spécificitédeliaison
o Spécificité de réponses biologiques
6
Q
activation des RCPG
A
changement de conformation tridimentionnel -> activation de protéines G hétérotrimériques -> prot G alpha lie GTP : catalyse, réorganise bêta gamma, active -> effecteur
7
Q
activateur RCPG
A
- Énergie/lumière
- Ca2+
- Mol odorantes (AA, petits peptides)
- Mol grande taille
8
Q
Famille R
A
Adhésion, Sécrétin, Glutamate, Frizzled/Taste, Rhodopsin
9
Q
R rhodopsin like
A
- DRY : reconnait prot G
- ponts disulfures cyst séquence ext 1-2
- 7e dom : int prot
- queue COOH : ancre acide palmitique
- L lie R int (petit), boucles extra cellulaire et int et queue COOH, ext boucle et queue (grand)
10
Q
R secretin like
A
- ressemble R rhodopsin
- pas de séquence DRY
11
Q
R glutamate like
A
- grand dom extra c NH2
- se replie sur lui-même
12
Q
R adhesion
A
queue NH2 extra c intéragit avec prot struct et matrice ext
13
Q
Comment les RCPG produisent-ils leurs effets
biologiques?
A
principalement via act protéines G
14
Q
Propagation signal/rép
A
Prot G
15
Q
Prot G
A
Sous-unités alpha et bêta gamma
16
Q
Sous-unité alpha
A
Gs, Gi/Go, Gq, G12/13
17
Q
Sous-unité bêta gamma
A
o Contrôle l’interaction du récepteur avec Ga
o Contrôle directement l’activation de certains effecteurs
o Contrôle l’interaction des molécules régulatrice des
récepteurs
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Q
Gs
A
Production de seconds messagers via l’activation de l’Adénylate Cyclase (AC) : stimulation formation AMPc
- L se lie RCPG -> alpha échange GDP pour GTP -> active AC -> formation AMPc à partir ATP
- > active PKA -> rép bio
- > dégradé en AMP par phosphodiestérase -> arrête signal
19
Q
Adénylate cyclase
A
plusieurs isoformes en fct nature c
20
Q
Protéine kinase A
A
- Structure : Hétérotétramère (plusieurs gènes) : 2 sous-unités régulatrices et 2 catalytiques
- plusieurs isoformes, substrats, combinaisons
- mode activation :
- taux AMPc bas = PKA lié à dimère su régulatrice
- taux AMPc haute-> changement conformation -> libération su catalytique -> su cat phosphorylyse S
21
Q
Gi/Go
A
- Inhibition de l’activation de l’AC
- mesure : L activant AC -> ATP converti en AMPc -> L activant R Gi -> obsv baisse AMPc
22
Q
Gq
A
Production de second messagers IP3 via l’activation de la Phospholipase C
L se lie RCPG -> alpha échange GDP pour GTP -> active PLC -> découpe PIP2 en DAG et IP3 ->
IP3 -> act R canaux Ca2+ sensibles IP3 sur RE -> sortie Ca2+ de Re ds cyt
DAG -> PKC
- plusieurs isoformes PLC et PKC (1 gène)
23
Q
G12/13
A
Signalisation vers la petite protéine G Rho
L se lie RCPG -> active prot G -> active RhoGEF -> active RhoA en échangeant GDP pour GTP -> act ROCK -> remodelage cs
24
Q
Grosse prot G
A
hétérotrimère
25
Petite prot G
su alpha
26
Transduction signal par RCPG
- principalement via act protéines G
| - voies indépendantes des prot G
27
Transduction signal par RCPG : voies indépendantes des prot G
- activation RCPG -> prot lie R et échangeur au niveau AA -> inactive échangeur Na+/prot du rein
- activation mGlu -> Homer lie R au niveau COOH et canal -> active canal IP3
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Nature intrinsèque du récepteur : variabilité génétique
Des mutations des récepteurs peuvent:
- conférer une activité constitutive (hyperfonction) ou perte de fonction
- élargir la spécificité des ligands
- augmenter la sensibilité du ligand
- retarder la désensibilisation des récepteurs
- gain de fonction
mutations pathogéniques ou non
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Mécanismes de désensibilisation : déf
mécanisme de contrôle de la durée et de l’intensité du signal/rép suite à l’exposition soutenue d’un agoniste
30
Mécanismes de désensibilisation : étapes
1ère étape: Phosphorylation des récepteurs
| 2ième étape: Liaison des protéines arrestines
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Phosphorylation R (désensibilisation)
La stimulation soutenue d’un récepteur par un agoniste -> à sa phosphorylation par kinase
- mesure biochimie : act AMPc (radiochimie) ou gel (immunocystochimie)
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Kinases de désensibilisation
* Kinases des récepteurs couplés aux protéines G: GRK
| * Kinases des seconds messagers: PKA, PKC
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Kinases des récepteurs couplés aux protéines G
- Serine/Threonine kinases
- 3 classes, 7 types
* rod outer segment : 2 types
* maj tissu : 2,3
* tissu spécifique : 4,5,6
- domaine de recognition, domaine catalytique (milieu), domaine intéraction prot/prot
- partenaires intéractions : G bêta gamma
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Désensibilisation : Liaison des protéines arrestines
recrutées aux récepteurs activés -> encombrent stériquement le côté intracellulaire du récepteur prévenant le couplage subséquent aux protéines G
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ßarrestines
- protéines intracellulaires qui sont recrutées aux récepteurs activés.
- plusieurs isoformes : cone et batonnets
- spécificités : distribution et affinitié
- exp : KO/KI
- Désensibilisation et autres vds
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Rôle d'une prot : exp
KO/KI : obsv abs/présence
37
MAPK
vds bêta arrestine
ERK
mitogen
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Internalisation R
- majorité des récepteurs désensibilisés sont internalisés
| - CCV, caveolae, NCCV : différentes taille et R
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Internalisation R utilité
1. Pour être recyclés
2. Pour être dégradés
3. Pour être envoyés vers
d’autres compartiments intracellulaires
40
Rôle endocytose
1. Transport intracellulaire de molécules
2. Contrôle de la réponse cellulaire
3. Resensibilisation
4. Dégradation
5. Transduction du signal
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Vésicules tapissées de clathrine (clathrin-coated vesicles)
- La voie d’internalisation la plus utilisée
- Implique le recrutement de protéines clés vers la membrane plasmique
- Classe A : sans arrestin, rapide
- Classe B : avec arrestin, lent
- séq ds queue terminale (exp chimère)
42
Voie des Caveolae
Vésicules formées à partir des lipides membranaires (cholestérol)
43
Utilité signalisation biaisée/sélectivité fonctionnelle
Design meilleurs méd
44
signalisation biaisée exemple
signalisation : conformation différentielle des bêta-arrestine dépendante -> recrute diff effecteur=biaisé-> diff rép
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Modulateur allostérique
biaise le signal
- activation des voies protéines G-dépendantes
- activation des voies ßarrestine-dépendantes
positive
négative
L lie site autre R
46
Modulateur orthostérique
Modulation de toutes les voies de signalisation
47
Modulateur allostérique pour biaiser la signalisation
ex : ajout du petite mol augmente la signalisation Gq-dépendante mais bloque la signalisation G12/13-dépendante (affinité)
48
Modulation allostérique positive (PAM)
ajout mol augmente sensibilité R à L
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Comment ajouter de la texture à la réponse pharmacologique
Dimérisation des récepteurs à sept passages transmembranaires: homo et hétérodimérisation, plusieurs RCPG peuvent dimériser
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Dimérisation des récepteurs à sept passages transmembranaires : rôle
- Mouvement vers la membrane plasmique
| - Diversité de la pharmacologie
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Dimérisation fonctionnelle des récepteurs GABAB1/2: dimer obligatoire pour l’expression à la membrane
- Les récepteurs GABAB1 et GABAB2 sont co-exprimés
- GABAB1 est responsable de la liaison du GABA, sinon pas de signal
- GABAB2 est responsable de l’expression membranaire du GABAB1 et médie l’activation de la protéine G, sinon bloqué ds RE -> pas de signal
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détection dimérisation
biochimiquement (gel) et microscopie (atomique)
| BRET
53
La diversité des voies de signalisation
* Les ligands biaisés peuvent activer certaines voies de signalisation mais pas toutes comme le fait le ligand naturel
* Les modulateurs allostériques (PAM et NAM) peuvent biaiser la signalisation des récepteurs activés par leurs ligands
* La formation de dimères peut diversifier la signalisation induite par des ligands.
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R canaux
- Famille de canaux ionique qui s’ouvrent en réponse à la liaison d’un messager chimique.
- prot
- Cations ou anions
- souvent activés par des neurotransmetteurs.
- Plusieurs s-u s'associent ensembre pour former pore
- L s'associe ext pore -> l'ouvre
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Fonction biologique R canaux
Convertissent des signaux chimiques libérés du neurone pré-synaptique directement et très rapidement en un signal post-synaptique électrique puisque le passage d’ion change le potentiel membranaire.
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Classification des récepteurs-canaux
- Selon structure
57
Classification des récepteurs-canaux selon structure
Récepteurs à boucle Cys
Récepteurs ionotropiques du Glutamate
Les canaux activés par l’ATP
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Récepteurs à boucle Cys
-5 sous-unités protéiques
-un large domaine N-term et court C-term extracellulaire
-4 passages transmembranaires
-une grande boucle intracellulaire entre TM3 et TM4
Cations: nAChR, 5-HT3 Anions: GABAA, GlyR
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Récepteur prototypique Cys-loop cationique : Récepteurs nicotinique de l’acetylcholine (nAChR)
- ex L : ACh, nicotine
| - liaison du ligand -> une conformation -> à la désensibilisation des récepteurs-canaux
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Récepteurs nicotinique de l’acetylcholine (nAChR) : cible méd/drogues
- curare
- utilisation médicinal
- cible de la nicotine
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Récepteurs nicotinique de l’acetylcholine (nAChR) : cible nicotine
- Agoniste
- effets addictifs : l’activation de récepteurs-canaux localisés dans le système lymbique dopaminergique -> augmente la libération de la dopamine -> effets gratifiants
- stim -> up-régulation des récepteurs-> explication partielle de la dépendance.
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Récepteurs nicotinique de l’acetylcholine (nAChR) : utilisation médicinal
en anesthésie, assure le relâchement musculaire lors de l’intubation trachéale, intervention chirurgicale ou faciliter la ventilation mécanique.
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Récepteur prototypique Cys-loop anionique :
| Récepteurs GABAA
Ligand: GABA, un neurotransmetteur inhibiteur Ion: Chlore (Cl-), hyperpolarisation des neurones
Plusieurs médicaments modulent la fonction de ces récepteurs-canaux
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Dérèglement Récepteur prototypique Cys-loop anionique :
| Récepteurs GABAA
Propofol : anesthésiant général
| sédation et d’anesthésiants par la modulation positive de la fonction inhibitrice du GABA sur le GABAA.
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Les récepteur-canaux « ionotropique du Glutamate »
- Le Glutamate : neurotransmetteur majeur excitateur du SNC.
- plasticité neuronale -> d’apprentissage et à la mémoire.
- cibles d’Alzheimer
- 4 sous-unités protéiques
- un large domaine extracellulaire, 3 passages transmembranaires, un court domaine intracellulaire
- NMDA, AMPA, Kainate
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Exemple des canaux de type NMDA
Hétérotétramère de 2 types de sous-unités différentes NR1 et NR2
- lie glycine (co-agoniste), glutamate
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Mode d’activation récepteur-canaux « ionotropique du Glutamate »
- bloqués par un ion magnésium qui occupe l'entrée du pore, libérable en cas de dépolarisation (unique à ces récepteurs).
- lie glycine (co-agoniste), glutamate (antagoniste)
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Les récepteurs canaux : mode activation
o Liaison du ligand
o Passage des ions
o Mode de régulation
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Mode d’activation R
Changement conformationnel induit par la fixation d’un ligand
70
Effet de l’activation RCPG
Activation de protéines G, effecteurs et production de seconds messagers
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Effet R canal
Passage d’ions de part et d’autre de la membrane. Dans certains cas, recrutement de protéines de signalisation
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Contrôle du signal RCPG
Désensibilisation et internalisation
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Contrôle du signal R canal
Changement de structure 3D= État pore fermé
