Récepteurs couplés aux protéines G

Fonction des récepteurs couplés aux protéines G

Quelle est donc la fonction des récepteurs couplés aux protéines G ? Comme leur nom l'indique, ils interagissent avec la protéine G de la membrane plasmique de la cellule cible. Lorsqu'un ligand se lie à un récepteur couplé à une protéine G, des changements de conformation se produisent dans le récepteur de la protéine G.¹ Ces changements déclenchent l'interaction du récepteur avec une protéine G voisine.

Les protéines G sont des protéines spécialisées capables de lier la guanosine triphosphate (GTP) et la guanosine diphosphate (GDP). Certaines protéines G agissent comme des protéines de signalisation et sont constituées d'une seule sous-unité ; cependant, les protéines G qui composent les récepteurs couplés aux protéines G sont hétérotrimériques^.1

La sous-unité alpha du récepteur couplé à la protéine G lie le GTP ou le GDP selon que le récepteur est activé par un ligand^. En l'absence du signal du ligand, le GDP est attaché à la sous-unité alpha et l'ensemble du complexe G-protéine-GDP est lié au récepteur couplé à la protéine G.¹.

Une fois qu'un RCPG est lié à un ligand, le GDP est remplacé par le GTP sur la sous-unité alpha^. 1 Cela entraîne la rupture de la protéine G en deux composants: la sous-unité alpha liée au GTP et le dimère bêta-gamma.¹ Les deux parties du récepteur continuent d'être attachées à la membrane plasmique mais ne sont plus liées au récepteur membranaire^.1 Cela permet aux sous-unités d'interagir avec d'autres molécules et protéines membranaires. Les protéines G restent actives tant que le GTP est lié à la sous-unité alpha. Lorsque le GTP est à nouveau hydrolysé en GDP, la protéine G entière se réunit et se lie à nouveau au récepteur membranaire^.1

Schéma des récepteurs couplés à la protéine G

Lorsqu'une protéine G est activée, les deux composants peuvent envoyer des messages dans la cellule en interagissant avec d'autres protéines ou molécules impliquées dans la transduction des signaux. Les composants de la protéine G peuvent cibler des enzymes et des canaux ioniques spécifiques afin d'activer les seconds messagers. Certaines protéines G peuvent provoquer l'excitation de la cellule cible tandis que d'autres ont des fonctions inhibitrices^.1

Les seconds messagers

Les seconds messagerssont de petites molécules ou des ions qui relaient les signaux des récepteurs membranaires dans la cellule cible afin de potentialiser le signal dans le cytosol de la cellule^.1 L'activation d'une seule protéine G peut générer un large éventail de seconds messagers tels que l'AMP cyclique (AMPc) et l'inositol triphosphate (IP3)^.1

Une cible commune des protéines G est l'adénylyl cyclase, une enzyme membranaire responsable de la catalyse de la synthèse de l'AMPc^.1

Une autre cible importante de la protéine G est la phospholipase C. Cette protéine catalyse la production de DAG (diacylglycérol) et d'IP3^.1

Exemples de récepteurs couplés aux protéines G

Comme indiqué précédemment, il existe dans le corps humain un large éventail de récepteurs couplés aux protéines G, chacun ayant des effets différents sur les cellules auxquelles il est lié. Les récepteurs muscariniques de l'acétylcholine et les récepteurs de la dopamine sont des exemples de récepteurs couplés aux protéines G.

• Les récepteursmuscariniques de l'acétylcholine jouent un rôle essentiel dans la transmission nerveuse dans le système nerveux périphérique, tandis que, comme leur nom l'indique, les récepteurs dopaminergiques couplés à la protéine G jouent un rôle essentiel dans la transmission de l'information,
• les récepteurs dela dopamine couplés à la protéine G ont pour fonction de se lier à la dopamine et de transmettre les signaux qu'elle émet.

Étapes des récepteurs couplés à la protéine G

Dans la section précédente, nous avons parlé de quelques récepteurs couplés aux protéines G et des rôles qu'ils jouent dans le corps humain. Examinons les étapes de ces voies d'accès aux récepteurs pour en savoir plus sur ces récepteurs spéciaux couplés aux protéines G.

Récepteurs muscariniques de l'acétylcholine

Les récepteursmuscariniques sont des récepteurs cholinergiques, ce qui signifie qu'ils sont capables d'acétylcholine. Ce qui est intéressant, c'est que ces récepteurs couplés à la protéine G peuvent également lier la neurotoxine muscarine qui est sécrétée par les champignons^vénéneux2.

Il existe cinq sous-types de récepteurs muscariniques Ach, mais seuls trois d'entre eux sont fonctionnels dans le corps humain ; ces sous-types sont : M1, M2 et M3^.2

Ces sous-types sont présents dans les ganglions du système nerveux périphérique et dans les organes effecteurs autonomes tels que le cœur et le cerveau.² Dans les cellules de ces organes ou ganglions, le récepteur muscarinique est lié à la protéine G. Une fois activé par la liaison de l'acétylcholine, le récepteur muscarinique est lié à la protéine G. Le récepteur muscarinique est lié à la protéine G. Une fois activée par la liaison de l'acétylcholine, la protéine G s'active et le GDP est converti en GTP.

Une fois le complexe formé, il se déplace pour activer l'enzyme phospholipase C.² Lorsque la phospholipase C est activée, les seconds messagers IP3 (inositol triphosphate) et DAG (diacylglycérol) sont produits^.2

• L'IP3 est responsable du déclenchement de l'influx de Ca2+ dans la cellule, ce qui stimule la cellule.

• Pendant ce temps, le DAG est responsable de l'activation de la protéine kinase C (PKC)^.2

Une fois activée, la PKC phosphoryle de nombreuses protéines cellulaires, ce qui entraîne d'autres cascades de signaux à l'intérieur de la cellule^.2

Récepteurs couplés à la protéine G de la dopamine

Les récepteurs dopaminergiques couplés auxprotéines G sont chargés de se lier à la dopamine et de relayer les signaux excitateurs à travers les cellules cibles^. 3 La dopamine étant le neurotransmetteur de la récompense, les dysfonctionnements de ces types de récepteurs entraînent diverses maladies mentales^.3 Il existe 4 sous-types différents de récepteurs dopaminergiques, à savoir les DRD1-DRD4^.3

L'activation du récepteur dopaminergique DRD1 stimule l'activation de l'enzyme adénylyl cyclase. Cette enzyme convertit l'ATP en un second messager, l'AMPc.³ L'AMPc est responsable de l'activation de la protéine kinase A (PKA) qui phosphoryle et active des facteurs de transcription tels que CREB ET ATF1 qui ont pour fonction de modifier l'expression génétique de la cellule cible^.3

Maintenant, les voies réelles sont beaucoup plus compliquées et impliquent de nombreuses étapes que tu n'auras pas à connaître, mais il est bon d'acquérir une compréhension pratique de la façon dont les récepteurs couplés aux protéines G participent aux cascades de signalisation de la transduction des signaux.