UA 2 Flashcards
Comment les médicaments vont-ils interagir avec les différentes cibles au sein du vivant ?
En général, en établissant des liens chimiques
-Liaisons covalentes (liens forts, irréversibles)
-Liaisons non covalentes
Liaisons ioniques
Liaisons hydrogènes
Liaisons de van der Waals
nom des classes de cibles répertoriées
- Les récepteurs liés à la protéine G
- Les canaux ioniques
- Les récepteurs nucléaires
- Les récepteurs catalytiques
- Les enzymes
- Les transporteurs
- Les autres cibles protéiques
constitution récepteurs liées aux protéines G
constitués de 7 segments transmembranaires avec un groupement extracellulaire N-terminal et un groupement intracellulaire C-terminal
les protéines G se lient avec quoi
la guanine
les protéines G transmettent le message à quoi
transmettent le message à un effecteur ou plusieurs
effecteurs (adénylate cyclase, phospholipase C, etc).
avantage de la signalisation par relais des protéines G
l’amplification du signal émis. En effet, un ligand lié au récepteur peut engendrer la production de plusieurs molécules d’effecteurs. Donc, un signal faible peut entraîner une réponse importante dans la cellule.
Les protéines G sont des protéines qui sont constituées de 3 sous-unités
alpha, beta (ß) et gamma.
Deux états possibles pour les protéines G :
- Inactif lorsque liée au GDP
- Actif lorsque liée au GTP
Lorsque le ligand se lie sur le récepteur aux protéines G au niveau extracellulaire, cela va induire quoi
un échange sur la sous-unité alpha de la protéine G. Le GDP va partir et le GTP va prendre sa place, ce qui va activer la protéine G.
Lorsque la protéine G est activée, la sous-unité alpha va faire quoi
se détacher des sous-unités beta et gamma.
GalphaS
protéine Gs (pour stimulatrice) se lie à l’enzyme
adénylate cyclase et l’active, ce qui entraîne une augmentation de la synthèse de l’AMPc
La protéine Galphai
Gi (pour inhibitrice) se lie à l’enzyme adénylate
cyclase et l’inhibe
Galphaq
Gq stimule la phospholipase C qui à son tour va générer des seconds messagers : inositol triphosphate (IP3) et diacylglycérol (DAG). Ensuite, le DAG va augmenter l’activité des protéines kinases C.
protéine G sans pouvoir identifier de fonctions
Galphao ou Go
2 voies de signalisation les plus
importantes de la protéine G.
- voie de AMPc
- Voie de l’IP3/DAG/PKC
protéine Gbeta-gamma
forment un complexe qui peut agir sur des effecteurs différents de ceux qui sont la cible de la protéine Galpha. Les sous-unités Beta-Gamma ne sont pas des enzymes. Ainsi, la sous-unité Beta-Gamma ne possède pas de site catalytique et agira plutôt comme un modulateur du signal.
dimère activé Gbeta-gamma peut interagir avec de nombreuses cibles (4)
- Canaux ioniques
- Phospholipases
- PI3 kinases
- Cascade RAS/RAF/ERK
comment beta-gamma peut avoir un impact
-agoniste se lie au récepteur, récepteur fait changer la conformation de la protéine G, puis active beta/gamma
- le complexe beta/gamma va moduler l’ouverture du canal ionique
Désactivation de la protéine G
GTPase de Galpha→hydrolyse GTP= Galpha lie beta/gamma
De nouveau. (inactive lié au GDP)
que se passe-t-il si un pathogène se lie à une protéine Gs
augmentation AMPc= sécrétion d’H2O= diarrhées
ligands récepteurs adrénergiques
adrénaline ET Noradrénaline
constituant récepteurs adrénergiques
constitué de 7 segments transmembranaires. Lors de la liaison de son ligand au récepteur, il y aura une activation d’une protéine G.
classes de de récepteurs adrénergiques
alpha et beta
mécanisme récepteurs adrénergique
- Activation (GTP remplace GDP)→ dissociation
- AMPc via AC
Récepteurs canal activé par un ligand sont quoi
sont des protéines transmembranaires qui permettent le passage des ions à travers la membrane via le canal qui constitue le récepteur. Les ions circulent passivement lors de l’ouverture du canal. L’ouverture du canal fait suite à
la liaison d’un ligand sur son récepteur.
Récepteurs canal activé par un ligand permettent quoi
la transmission de messages dans le système nerveux et à la jonction neuromusculaire. Cette transmission implique la libération d’un neurotransmetteur à partir d’un neurone pré-synaptique et l’activation subséquente des récepteurs situés au niveau post-synaptique
types de récepteur-canaux activés par des ligands
- récepteurs canaux à perméabilité cationique
- les récepteurs canaux à perméabilité anionique.
Récepteurs canaux activés par un ligand à perméabilité cationique
entrée de cations = dépolarisation = PPSE
récepteur nicotinique mécanisme d’action
2 molécules d’ACh se lient au récepteur donc Na+ entre, K+ sort→ dépolarisation/signal si atteint seuil= Potentiel Action puis cholinestérase dégrade ACh et arrête effet
Récepteur-canal activé par un ligand à perméabilité anionique
Les récepteurs-canaux à perméabilité anionique sont perméables aux ions Cl- et à quelques anions organiques, acétate et phosphate. La perméabilité aux ions Cl- joue un rôle prédominant dans les réponses cellulaires. L’activation de ces récepteurs est capable d’induire une hyperpolarisation ce qui va inhiber l’action excitatrice induite par une dépolarisation. Ainsi, on va dire des ligands qui se lient à ces récepteurs qu’ils ont un potentiel post-synaptique inhibiteur
Récepteur GABA-A site de liaison
Les médicaments qui agissent via les récepteurs GABA-A ne se lient pas au site de liaison du GABA sur son récepteur. En effet, plusieurs familles chimiques distinctes de médicaments peuvent se lier sur des sites différents du récepteur GABA-A. En fait, les médicaments qui vont se lier au GABA-A vont agir en tant que modulateur de l’effet du GABA. Les sites de liaison les plus connus sont les sites de liaison des benzodiazépines, des barbituriques, de l’alcool et des stéroïdes.
Mécanisme d’action du récepteur GABA-A
La fixation du GABA (ligand) au récepteur GABA-A provoque un changement de conformation du canal et permet l’entrée d’ions chlore par l’ouverture du canal ionique. Cet influx d’ions chlore (chargés négativement) rend l’intérieur de la cellule encore plus négative, ce qui diminue l’excitabilité de la cellule. Ainsi, on qualifiera la cellule dans cet état comme étant hyperpolarisée. C’est pour cette raison qu’on qualifie le GABA de neurotransmetteur inhibiteur.
Canaux calciques voltage-dépendant activation
il y a un canal ionique et il s’active à un voltage précis
type de canal calcique
- Canaux Ca 2+ activé à haut voltage (forte dépol) : sensible DHP (dihydropyridine Ex : nifédipine) (L-type→ cible des BCC (Bloqueurs de canaux calciques)
- Canaux Ca 2+ activés par haut voltage et insensible DHP
- Canaux Ca 2+ activés par faible voltage (T-type)
canaux calciques de type L
se situent surtout dans le coeur, les muscles lisses (vaisseaux sanguins, poumons, utérus), les neurones, cellules endocrines (pancréas, hypophyse) et les muscles
squelettiques. Les canaux calciques de type L sont la cible d’une classe de médicaments qui s’appelle : les bloqueurs des canaux calciques. Les bloqueurs des canaux calciques ne partagent pas le même pharmacophore ce qui explique pourquoi ils n’ont pas le même site de liaison dans le canal calcique.
but récepteur nucléaire
rendre au noyau pour augmenter ou diminuer la transcription de ARNm
structure récepteur nucléaire
La structure des récepteurs nucléaires a été divisée en 5 ou 6 domaines (A, B, C, D, E, F).
domaine C pour la liaison à l’ADN et le domaine E pour la liaison au ligand (si PAS orphelin)
récepteurs orphelins
récepteurs nucléaires pour lesquels on ne connait pas de ligand endogène.
Mécanisme d’action des récepteurs nucléaires
- Ligand entre dans noyau et lie récepteur dans noyau→ interaction ADN
- Ligand lie récepteur avant noyau et après entre dans noyau→ interaction ADN Actif= réagit avec ADN Inactif=pas de réaction
Chaperonne
molécule qui lie complexe hormone-récepteur pour l’amener vers le noyau du cytoplasme→ permet de traverser membrane nucléaire
récepteurs catalytiques
Récepteurs souvent en dimères
1. Intracellulaire=activité catalytique
2. Extracellulaire= liaison ligand
Dimère= deux segments ou deux sections qui s’influencent une et l’autre
Récepteurs tyrosine Kinase
- récepteur catalytique
- Beaucoup de growth factors et hormones
Structure Récepteurs tyrosine Kinase
- Domaine liaison extracellulaire
- Domaine transmembrannaire
- Domaine catalyse (ATP→ ADP = phosphorylation récepteur)
mécanisme récepteur tyrosine kinase
- Deux ligands sur deux récepteurs adjacents= création dimère.
- Dimère= activation domaine catalytique= phosphorylation
- Lie molécule protéique (intra)
- Molécule protéique se font phosphoryler= chgmt protéique→ réponse cellulaire
différence entre le mécanisme d’action des récepteurs liés aux
protéines G et celui d’un récepteur tyrosine-kinase
tyrosine-kinase peut déclencher plusieurs cascades cellulaires différentes.
comment inhiber l’activation des récepteurs à la tyrosine kinase
- développer des anticorps monoclonaux qui vont se lier
aux ligands naturels du récepteur tyrosine-kinase. Ce qui va
empêcher le ligand naturel de se lier au récepteur. - développer des médicaments qui vont se lier au site de
liaison du ligand naturel sans activer le récepteur (inhibiteur
/antagoniste). - développer des médicaments qui vont se lier au site de
liaison de l’ATP et ainsi inhiber la catalyse. - développer des médicaments qui vont inhiber un élément de la cascade qui découle de l’activation du récepteur.
structure récepteurs peptides natriurétiques avec fonction guanylate-cyclase
Domaine extracellulaire
* Domaine régulateur activité catalyitque (kinase homology)
* Domaine dimérisation
* Domaine catalyse (GTP→ GMPc)
ligand naturel récepteurs peptides natriurétiques avec fonction guanylate-cyclase
des peptides natriurétiques, c’est-à-dire, ce sont des peptides qui augmentent l’élimination de sodium. Ces peptides sont sécrétés par diverses cellules et vont circuler dans le sang avant de se fixer aux récepteurs.
Mécanisme d’action des récepteurs peptides natriurétiques
Les peptides natriurétiques, de par leur mécanisme d’action, vont augmenter l’élimination de sodium dans le rein ce qui va entraîner une augmentation de l’eau éliminée et par conséquent, ces peptides vont avoir pour effet de diminuer la pression artérielle. Ces récepteurs transforment le GTP en GMPcyclique. Le GMPc est un messager cellulaire.
cible GMPc
- Protéines kinases sélectives surtout PKG
- Canaux ioniques
- Phosphodiestérase
Effets observés par l’augmentation de la GMPc
vasodilatation des muscles lisses à cause de la diminution des
concentrations de Calcium intracellulaires induites par le GMPc. Le GMPc va faire baisser les concentrations intracellulaires de calcium en agissant de plusieurs façons :
1. diminution de l’influx de calcium
2. augmentation de l’efflux de calcium
3. augmentation de la séquestration de calcium dans le réticulum
sarcoplasmique
4. diminution de la mobilisation du calcium
Structure de la pompe à sodium ou Na+/K+/ATPase
composée de 3 sous-unités : une sous-unité alpha, une
sous-unité beta et une sous-unité gamma (aussi appelée FXYD).
pompes font quel type de transport
transport actif
2 conformations pompe à sodium
- Ouverte vers intra et fermée sur extra
- Ouverte vers extra et fermée sur intra
mécanisme d’action pompe à sodium
3 Na+ sortent et 2 K+ entrent
effet inhibition pompe à sodium
augmentation Na intra→ active NCX (sort Na)= augmente Ca 2+= augmente contraction coeur (ionotrope)
définition pompe P-gp
pompes à efflux qui utilisent l’énergie de l’ATP pour
éjecter des substances hors de la cellule
fonction pompe P-gp
de protéger la cellule de xénobiotiques toxiques
Structure de la Pompe P-gp
- 12 domaines transmembranaires (2 fois 6 domaines transmembranaires)
- ont plusieurs sites de liaisons pour les substrats et les substrats qui sont évacués par les P-gp ont des structures qui peuvent être très différentes.
mécanisme pompe P-pg
2 ATP se lient =changement conformation du récepteur = éjection ENSUITE, dimérisation de 2 NBD→ hydrolyse ATP= conformation normale. (cycle se répète)
localisation pompe P-pg
intestin, foie , rein et cancer
effet inhibition P-pg
- Augmentation de la pénétration des médicaments à travers
la membrane (intestinale ou autre), - Augmentation de la biodisponibilité
- Diminution de l’excrétion
effet induction P-pg pour rx
- Diminution de la pénétration des médicaments à travers la
membrane - Diminution de la biodisponibilité
- Augmentation de l’excrétion
effet induction P-pg
- Diminution de la pénétration des médicaments à travers la
membrane - Diminution de la biodisponibilité
- Augmentation de l’excrétion
fonction Pompes à protons H/K ATPase
assurer l’acide dans l’estomac
localisation pompe à proton H+/K+ ATPase
dans les cellules pariétales de la paroi de l’estomac
éléments qui stimulent les pompes à protons H+/K+ ATPase
histamine, acétylcholine, gastrine
structure pompes à protons H+/K+ ATPase
semblable à la pompe à sodium. La pompe à protons comporte une sous-unité alpha comprenant 10 segments transmembranaires et une sous unité beta
mécanisme pompes à protons H+/K+ ATPase
Lorsqu’un H+ est sécrété dans l’estomac, il y a un échange avec un K+ au prix de l’hydrolyse de l’ATP par l’enzyme ATPase
Mécanisme d’action des inhibiteurs des pompes à protons
inhibant de façon irréversible la pompe à protons, donc il doit y avoir une nouvelle synthèse protéique pour que l’organisme puisse récupérer ses fonctions de sécrétion acide.
Transporteurs sans activité ATPasique types
- transporteurs unidirectionnels
- transporteurs bidirectionnels
types de transporteurs unidirectionnels
transporteurs, cotransporteurs, symports
types de transporteurs bidirectionnels
échangeurs ou antiports
d’où vient l’énergie des transporteurs sans activité ATPasique
provient des gradients de concentrations des ions
rôle co-transporteur Na/K/Cl (NKCC)
maintenir Cl- dans cellule élevée.
Mécanisme co-transporteur Na/K/Cl (NKCC)
influx 1x Na, 1x K, 2x Cl, Énergie fourni par les gradients.
co-transporteur Na/K/Cl (NKCC) cible pour quoi
pour diurétiques de l’anse
effet inhibition co-transporteur Na/K/Cl (NKCC)
augmenter la concentration d’ions Na+, Cl- et K+ dans l’urine et va augmenter le volume urinaire et diminuer le volume sanguin
rôle échangeur Na/Ca (NCX)
réguler Ca 2+
mécanisme échangeur Na/Ca (NCX)
o 3x Na+ entrent et 1x Ca2+ sort
o MAIS, peut être inverse si Na+ trop élevé à l’intérieur
o Donc, agit dans sens gradient Na+
rôle OATP (Organic Anion Transporting Polypeptides)
- Transport molécules endogènes (hormone sexuelle, sels biliaires, hormone thyroïdienne, prostaglandine)
- augmente l’absorption produits toxiques par hépatocyte pour métabolisme → élimination
Expression OATP
Varie beaucoup selon maladies et selon âge
OATP fait généralement quoi
Généralement des INFLUX (uptake)
structure OATP
plusieurs sites de liaison, substrat= ˃350 Da et un anion (⊖, parfois neutre ou +)
mécanisme OATP
mal compris, mais semblerait pas ATP et pas gradient Na+.
effet si on administre OATP en même temps que statines, IECA et ARA
baisse élimination= augmentation biodisponibilité = augmentation des effets secondaires et toxicité
exemple oxydoréductases
HMG-CoA réductase
COX
enzymes
Intracellulaires→ métabolisme acide arachidonique, médiateurs réaction inflammatoire (prostaglandines, prostacyclines, thromboxanes= proinflammatoires)
*Prostaglandines responsables de couche protectrice Estomac et signaux de douleur. (raison AINS= effets secondaires → estomac
COX-1 = toujours présente (constitutive)
COX-2= quand facteurs inflammatoires se manifestent (inductible
Mécanisme d’action probable des effets adverses cardiovasculaires des COX
Lorsqu’on inhibe les COX-1, on inhibe l’agrégation plaquettaire. A
l’inverse, lorsqu’on inhibe les COX-2, l’agrégation plaquettaire est
favorisée. Ainsi, si on inhibe de façon très sélective les COX-2 (par rapport aux COX-1), on observe une augmentation des risques d’effets cardiovasculaires (infarctus du myocarde et AVC). Ainsi, il semblerait qu’il y ait un facteur de protection cardiovasculaire lié l’utilisation de médicaments qui agissent sur les COX-2 et aussi un peu sur les COX-1.
MAPkinases Raf
enzymes
Activés en cascade (au moins 3 étapes)
Raf= kinase de la cascade MAPK (RAS-RAF-MEK-ERK) = impact sur prolifération cellulaire, différentiation, cycle cellulaire, la survie cellulaire
Cascade MAPK= récepteur membranaire jusqu’à intérieur noyau cellule
activation cascade MAPkinases Raf
- Activation : ligand lie récepteur
- Phosphoryle Ras (GDP→ GTP)
- Phosphoryle Raf → active MEK
- MEK active → phosphoryle et active ERK
exemples enzymes de la famille des hydrolases
acétylcholinestérase
L’enzyme de conversion de l’angiotensine (ECA)
phosphodiestérases
acétylcholinestérase fait parti du métabolisme de quoi
impliquée dans le métabolisme de l’Acétylcholine. Cette enzyme
va hydrolyser l’acétylcholine et contribue à mettre fin à l’effet de
l’acétylcholine sur les récepteurs muscariniques et nicotiniques
effet inhibiteurs de l’acétylcholinestérase ou anti cholinestérases
augmentation effets ACh = augmentation transmission nerveuse
peut être réversible ou irréversible
rôle enzyme conversion angiotensine
régulation TA, balance hydrolytique/électrolytique
mécanisme enzyme conversion angiotensine
Angiotensine 1 → Angiotensine 2 grâce à ECA et inactive bradykinines
effet IECA sur ECA
IECA= inhib ECA = diminution angio 2 = diminution vasoconstriction = diminution TA
phosphodiestérases
Famille hydrolases, impliqués dans dégradation nucléotides cycliques → non cycliques (inactifs)
mécanisme phosphodiestérases
dégrade seconds messagers AMPc GMPc (provenant des GC et AC)
régulation phosphodiestérases
- augmentation Ca2+= augmentation PDE
- Phosphorylation de résidus par PKA = activation PDE
- Liaison GMPc= augmentation catalytique PDE
inhibiteurs phosphodiestérases effet
vasodilatation
Cible PD1 cellules T
Récepteurs PD1 sur lymphocyte T
Cancers= ligand (PD-L1) se lie au PD1 du lymphocyte T
La liaison PD1 ET PD-L1 → empêchent habituellement SI d’attaquer cancers (contrôle négatif) → inhibition de lymphocyte T (régulation négative), PD1 fait partie des voies de contrôle (check point)
Agents intercalants
Intercalation : insertion entre bases azotées de l’ADN
Structure : molécules planes, presque toujours aromatiques
Agents alkylants
Réaction entre azotes nucléophiles des bases azotées (les lient entre elles)
Empêchent ouverture et réplication ADN → souvent traitements de cancers
Médicaments qui n’agissent pas sur des cibles
antiacides
agents osmotiques
agents de chélation
agents de chélation
Chélation = Chélate + Cation (métaux lourds) Traite intox métaux lourd
Cible et vitesse d’apparition des effets
Dépend de la cible
* Récepteur canal ionique : qqs millisecondes
* RCPG : qqs secondes
* Récept-enzyme : qqs minutes
* Noyau (modif transcription) : qqs heures
définition affinité
capacité du médicament à se fixer sur un récepteur donné, correspond à la puissance de l’interaction entre le ligand et son récepteur
Facteurs qui influencent affinité
- Structure chimique ligand et récepteur
- Liaisons non covalentes : hydrophobes, ioniques, hydrogènes, Van der Waals
Kd
constante de dissociation par méthode de saturation avec ligand marqué, concentration de ligand nécessaire à 50% saturation des récepteurs. Plus Kd bas = grande affinité récepteur
Ki
équivalent de Kd, MAIS par méthode de déplacement/compétition de la liaison d’un ligand radiomarqué. Obtenu par ligand nouveau déplaçant 50% du ligand radioactif de Kd (IC50) connu.
Loi action de masse
vitesse réaction proportionnelle → concentrations substances
Méthode saturation Kd
- Besoin version radioactive
- Expose récepteurs à concentrations qui du Rx marqué
- Radioactivité → quantifie degré liaison
- Permet aussi de déterminer Bmax (qté de récepteurs dans préparation)
- En linéarisant, on obtient les valeurs
Méthode de déplacement Ki
Plus utilisé, car Rx à l’étude pas marqué (radioactif)
* Rx A (pas à l’étude) = même récepteur, donc remplie les récepteurs de Rx A
* Rajoute concentrations de Rx B (à l’étude)
* Permet de déterminer IC50
* Utiliser formule ci-haut
* IC50 : ligand à l’étude (compétiteur non marqué) va déplacer 50% du Rx marqué
* IC50 peut varier si change concentration initiale de Rx au départ marqué, MAIS Ki ne change PAS