Pharmacologie médicale: vue d'ensemble

Récepteurs couplés aux protéines G

>>> Structure :

Les récepteurs couplés à une protéine G sont composés d’une chaîne d’acides aminés qui traverse plusieurs fois la membrane sous forme d’une hélice a.

fig. 1 : représentation simplifiée d’un récepteur à 7 domaines transmembranaire

2.2.2.figure1

En plusieurs emplacements de son domaine extracellulaire, la molécule peut être glycosylée. Les sept segments transmembranaires sont organisés en un cercle qui contient en son centre une cavité et un site de liaison pour le ligand ou le médicament. L’association du ligand ou d’un analogue pharmacologique possédant une activité agoniste, induit un changement de conformation du récepteur qui lui permet d’entrer en contact avec une protéine G (protéine liant les nucléotides guanyliques) qui va à son tour moduler l’activité d’une enzyme ou d’un canal ionique.

fig. 2 : schéma général du fonctionnement des récepteurs

2.2.2.figure2

>>> Couplage aux protéines G :

Les protéines G sont situées sur la face interne de la membrane plasmique et sont formées de trois sous-unités (α, β, γ). Il existe différentes protéines G qui se différencient essentiellement par la structure de la sous-unité α.  Après activation du récepteur par le médicament, la protéine G s'active à son tour. La sous-unité α libère du GDP à partir du GTP, elle se dissocie alors des deux sous-unités β et γ, puis active à son tour l'effecteur (canal, enzyme). La sous-unité α va alors hydrolyser lentement le GTP en GDP. Le complexe α-GDP ne possédant aucune affinité pour la protéine effectrice, la sous-unité α va de nouveau s’associer avec les sous-unités β et γ.

fig. 3 : schéma du fonctionnement des protéines G

2.2.2.figure3

Il faut souligner que les protéines G ne sont pas associées à un récepteur unique mais qu’elles peuvent diffuser au sein de la membrane et s'associer à differentes cibles. Enfin, il existe une relation entre les types de récepteurs et le type de protéine G avec laquelle ils interagissent. Les sous-unités a des différentes protéines G se distinguent les unes des autres par leur affinité pour différentes protéines effectrices et donc se différentient selon l’effet intracellulaire engendré (Tableau I).

  •  Différents types de protéine G
Famille Effecteur
Gs Adénylate cyclase (+)
Gi

Adénylate cyclase (-)

Canaux potassiques (-)

Phospholipase C (-)

Phospholipase A2 (-)

Gq Phospholipase C (+)
Go Courant calcique (-)

 

  •  Systèmes mis en jeu par les récepteurs couplés à une protéine G

Les récepteurs muscariniques de l’acétylcholine, ceux de la noradrénaline, l’adrénaline, la dopamine, la morphine, les prostaglandines, l'angiotensine II , ou les leucotriènes font partie, entre autres, des récepteurs couplés aux protéines G. Les effecteurs des protéines G peuvent être des canaux ioniques directement activés par les protéines G, sans l’intermédiaire de seconds messagers, ou des enzymes qui vont permettre la synthèse de seconds messagers. Parmi ces derniers, il faut citer l’AMPc résultant de l'activation de l’adénylate cyclase par la protéine Gs (la protéine Gi inhibant l'adénylate cyclase) ainsi que l’IP3 (inositol triphosphate) et le DAG (diacylglycérol) résultant de l'activation de la phophoslipase C par une protéine Gq. 

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