Grande a toujours été notre joie de vous présenter des programmes de science qui plaisent.
Ce soir, comme repris sur l'affiche, nous serons dans le fondamental de la messagerie cellulaire.
Ce sujet est d'autant très important qu'il joint la biochimie, la physiologie et la pharmacologie et même il sous-tend les nombreuses atteintes de type cancéreux surtout en hématologie. On verra comment.
Je suis Kevy Evan Nguya, étudiant en Doc2, à l'Université Kongo.
Voici l'ossature de notre présentation :
- introduction
- rappel des protéines membranaires
- types de récepteurs et mécanismes d'action
En guise d'introduction, nous disons que la cellule communique ! Autant avec ses proches qu'avec des cellules éloignées.
Deux cellules juxtaposées communiquent par plusieurs modes (par jonctions communicantes ou par mode paracrine) alors que deux cellules éloignées le font par mode endocrine. Quel que soit le mode utilisé, il y a toujours un messager qui intervient.
Cela étant, le système est celui d'un expéditeur avec son destinataire.
Sans cette communication, les fonctions cellulaires ne peuvent pas être maintenues en équilibre parce que l'homéostasie ne résulte pas que des actions isolées des cellules mais de l'agencement parfaitement coordoné des activités cellulaires.
POINT 2. RAPPEL
2.1. Protéines membranaires:
La cellule a deux parties obligatoires sans lesquelles elle ne vit pas: la membrane et le cytoplasme (qui abrite des organites).
Le noyau, comme nous le savons, peut ne plus exister mais la cellule poursuivra son activité.
La membrane est constituée des glucides, lipides et des protéines. Ces classes moléculaires sont tantôt isolées tantôt combinées et chaque forme de présentation répond à un rôle précis pour la cellule.
En ce qui nous concerne, nous n'allons nous apesantir que sur les protéines ce soir.
Les protéines sont de deux types (selon leur localisation):
- les intrinsèques (ou intégrales); et
- les périphériques.
Les intrinsèques sont celles qui traversent de part en part la membrane cellulaire, joignant de ce fait le milieu intracellulaire au milieu extracellulaire, c'est ainsi qu'elles vont jouer le rôle de récepteurs et de transporteurs. Certains (les transporteurs) interviendront dans le transport passif et certains autres dans le transport actif.
On cite ici les canaux ioniques, les pompes, les transporteurs, les pores, les jonctions communicantes.
Puis les protéines périphériques, elles, ne se trouvent que sur une face donnée de la membrane. Celles qui sont sur le versant extracellulaire jouent le rôle de récepteurs, marqueurs cellulaires, et jonctions intercellulaires. Tandis que celles qui sont sur le versant intracellulaire sont plus enzymatiques.
Il est également à noter que certaines protéines se trouvent dans la membrane cellulaire (protéines intrinsèques) sont dotées des capacités enzymatiques. Ex: phospholipases, adenylate-cyclase...
2.2. Changement conformationnel
J'aimerais ici, revenir de façon succinte à une notion de stéréochimie :
Les molécules complexes comme les peptides et les glucides possèdent un pouvoir rotatoire du fait de l'existence en leur sein des carbones dits asymétriques ou chiraux. |Juste pour rappel, ce carbone est porteur de 4 groupements chimiques différents|.
Il arrive donc que dans certaines conditions physiques ou chimiques, que les groupements portés par ce carbone soient déplacés dans une direction donnée du plan spatial de la molécule.
Chaque déplacement de groupement engendre un nouvelle présentation spatiale et donc un stéréoisomère comme nous l'avons appris en chimie organique.
Ce stéréoisomère n'a pas nécessairement les mêmes propriétés que la première présentation de la molécule.
Alors ce changement de présentation spatiale est appelé : "changement conformationnel". Ça s'accompagne généralement d'un changement des propriétés de la molécule qui le subit.
Point 3. TYPES DES RÉCEPTEURS
Selon leur localisation et l'affinité de leurs ligands avec l'eau, on distingue les récepteurs intracellulaires des récepteurs extracellulaires:
a) les intracellulaires: ils sont soit cytoplasmiques soit nucléaires. Ils admettent des ligands lipophiles ou hydrophobes (de ce fait, capables de traverser la membrane cellulaire). Ex: les récepteurs des hormones lipidiques (oestrogènes, prostaglandines).
b) les extracellulaires ou les récepteurs membranaires : sont à la surface de la membrane cellulaire et, il ne s'y fixe que des ligands hydrophiles ou lipophobes (incapables de traverser la membrane cellulaire).
Dans cette catégorie, nous distinguons 4 types:
- récepteurs liés aux canaux ioniques
- récepteurs couplés à la protéine G
- récepteurs-enzymes
- récepteurs d'endocytose
A) Récepteurs liés aux canaux ioniques
|Note : cliquez sur les images pour les agrandir|
Pour faire simple, ce sont des canaux ioniques dotés d'un site pour le ligand. Une fois le ligand posé, il y a soit une ouverture soit une fermeture du canal ionique.
Ces ions seront responsables de l'action cellulaire.
Ex: récepteur GABA.
B) Récepteurs liés à la protéine G
Nous avons ici trois principaux organes:
# le récepteur : avec un site sur lequel se fixe le ligand
# la protéine G (avec ses 3 sous-unités : alpha, bêta et gamma): elle est, selon le mode conventionnel, détaché du récepteur au repos. Et la sous-unité alpha est porteuse de la GDP (guanosine diphosphate).
# l'effecteur: ça peut être une enzyme intramembranaire (phospholipase C, adenylate-cyclase...) ou même un canal ionique voire un quelconque transporteur.
Selon le mode conventionnel (parce que les données présentées par certaines études semblent ne pas prouver ça) ces récepteurs fonctionnent de la manière suivante :
Une fois le ligand posé sur le site récepteur>> changement de conformation du récepteur>>> naissance d'une affinité du récepteur pour la protéine G>>> liaison récepteur et protéine G>>> la protéine G une fois liée au récepteur perd l'affinité pour la GDP et devient plus acceptrice de la GTP>>> la GTP viendra donc remplacer la GDP sur le site la sous-unité alpha.
Une que fois la sous-unité alpha se lie à la GTP, elle devient phosphorylée et donc activée>>> elle se détache des sous-unités bêta et gamma pour aller vers l'effecteur qui sera à son tour activé par phosphorylation. Et cette phosphorylation de l'effecteur fait perdre à la GTP un groupement phosphate>>> puis redevient GDP >>> reprise de l'affinité de la sous-unité alpha pour les deux autres sous-unités bêta et gamma >>> détachement du récepteur.
Pendant ce moment-là, l'effecteur activé (ou inhibé, selon le type de protéine G) va exercer son rôle.
Si cet effecteur est la phospholipase C>>> dégradation des phospholipides membranaires >>> production de l'Inositol triphosphate (IP3) et du Diacylglycérol (DAG). L'IP3 est un second messager dont le point principal d'action est le réticulum sarcoplasmique >>> libération du calcium>>> le calcium agit en tant que second messager>>> activité cellulaire.
Il peut s'agir de l'adenylate-cyclase qui transforme l'ATP en AMPc (5'-adénosine monophosphate cyclique) qui agit en activant les protéines kinases (PKA ou PKC voire PKB)>>>> cette activation engendre une cascade de réactions touchant les facteurs transcriptionnels et des enzymes cytoplasmiques.
Quelques effecteurs canaux ioniques :
L'action se prolonge jusqu'à l'inactivation de l'AMPc ou de la GMPc par les phosphodiestérases de type 4 et 5 respectivement.
C) Récepteurs liés aux enzymes ou récepteurs-enzymes
Ces récepteurs ont des sites extramembranaires sur lesquels se posent les ligands et la partie intracellulaire est une enzyme généralement d'activité tyrosine kinase.
La fixation des ligands engendre un accollement des branches du récepteur-enzyme>>> activation de la consommation d'ATP par les enzymes tyrosine kinases présentes>>> activation d'autres protéines intracellulaires qui viennent au contact des enzymes tyrosine kinases. Et ces protéines activées, engendrent une cascade intracellulaire avec point de chute intranucléaire.
Ces récepteurs sont généralement impliqués dans la division cellulaire et donc sont utilisés majoritairement par les cytokines et facteurs de croissance. Ex: éythropoïétine (EPO).
Parmi ces récepteurs-enzymes à activité tyrosine kinase on connaît la très célèbre protéine JAK2 dont la mutation est responsable de la maladie de Vaquez (polyglobulie essentielle).
D) Récepteurs d'endocytose
Ils sont intramembranaires, la fixation du ligand sur leurs sites récepteurs induit une modification in situ des protéines cytosquelettiques>>> modification de la membrane cellulaire>>> invagination>>> endocytose.
C'est par là que prend fin mon exposé.
Merci de m'avoir suivi.
CAP KABA WhatsApp Forum, Mercredi 30-03-2022, Les Récepteurs par Kevy Nguya.
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