II-22 Phosphorylation des RCPG par les kinases second messagers : désensibilisation hétérologue :

La phosphorylation d'un RCPG par les kinases activées par les seconds messagers, intervenant après stimulation d'un autre type de récepteur porté par la même cellule, est qualifiée de désensibilisation hétérologue. Ce découplage fonctionnel dit agoniste indépendant est médié par deux types de phosphorylases : la protéine kinase A (PKA) et la protéine kinase C (PKC).

II-221 Phosphorylation par la protéine kinase A :
De nombreuses observations impliquent la protéine kinase A comme un important médiateur de la désensibilisation hétérologue. Les premières indications de la fonction régulatrice de la PKA ont été obtenues par l'utilisation d'analogues de l'AMPc, de la forskoline ou encore d'inhibiteurs des phosphodiestérases (pour revue : Penn et Benovic, 1998). A ces premières données, sont venues s'ajouter les expériences montrant la phosphorylation par la PKA du récepteur b2-adrénergique in vivo par traitement des cellules avec un analogue de l'AMPc (Sibley et al., 1984) et in vitro dans des systèmes reconstitués utilisant des protéines purifiées (Benovic et al., 1985). Cette dernière étude a permis par la même occasion d'établir la phosphorylation à une stoechiométrie de 2 moles de phosphate/mole de récepteur.

La preuve directe de la désensibilisation des RCPG par la PKA a été apportée par l'emploi d'inhibiteurs de la PKA (Lohse et al., 1990b) ou par l'expression de récepteurs mutés sur les sites consensus de phosphorylation (Hausdorff et al., 1989). La PKA ayant pour cible préférentielle les résidus sérine et thréonine présents dans la séquence RRXS (pour revue : Walsh et Van Patten, 1994). Pour information, les deux sites de phosphorylation présents sur le récepteur b2-adrénergique (résidu 262 dans i3 et résidu 346 dans la région carboxy-terminale) ne sont pas équivalents. Le résidu sérine 262 est le site principal de désensibilisation par la PKA (Hausdorff et al., 1989 - Clark et al., 1989).

Le mécanisme par lequel la phosphorylation par la PKA inhibe l'interaction récepteur-protéine-G est encore mal connu. L'altération des charges induite par phosphorylation du récepteur représente un moyen pour réduire efficacement le couplage (Okamoto et al., 1991). Par la suite, cette conclusion a été modérée. En effet, la mutation du résidu 262 du récepteur b2-adrénergique, principal site de phosphorylation par la PKA, par un résidu d'acide aspartique n'est pas suffisant pour inhiber le récepteur (Yuan et al., 1994). L'effet de charge seul ne suffit donc pas à expliquer le rôle de la PKA dans la désensibilisation.

La cinétique de phosphorylation des RCPG par la PKA est lente (T_1/2 = 2 min) par rapport à celle médiée par les GRK, de même que la cinétique de désensibilisation (T_1/2 = 3,5 min) (Roth et al., 1991).

II-222 Phosphorylation par la protéine kinase C :
La protéine kinase C est également impliquée dans la désensibilisation hétérologue de nombreux récepteurs tels que le récepteur muscarinique M1 (Haga et al., 1996), le récepteur de la vasopressine (Zhang et al., 1996a), le récepteur de l'angiotensine II (Oppermann et al., 1996) et le récepteur de la somatostatine sst2A (Hipkin et al., 2000). Cette inactivation des RCPG nécessite la translocation de la PKC du cytosol vers la membrane plasmique (Mochly-Rosen, 1995).

Le rôle inhibiteur de la PKC sur l'interaction récepteur-protéine-G a été observé pour la première fois par l'utilisation des esters de phorbol, activateur de la PKC (Kelleher et al., 1984 - Sibley et al., 1984). La confirmation est ensuite venue des études effectuées in vitro sur le récepteur b2-adrénergique (Bouvier et al., 1987), par la mutation des sites de phosphorylation (Johnson et al., 1990), de même que par l'approche antisens (Shih et Malbon, 1994).