II-34 Domaines impliqués dans l'endocytose des RCPG :
Plusieurs voies d'endocytose des RCPG sont actuellement décrites (voir chapitre II-32). Ces voies d'internalisation qu'elles soient clathrine-dépendante, cavéole-dépendante ou encore différentes, impliquent la reconnaissance et l'interaction de domaines spécifiques d'un récepteur donné avec la machinerie cellulaire (Trowbridge, 1991). Des motifs d'internalisation ont pu être identifiés dans la région intracellulaire C-terminale des récepteurs à un seul domaine transmembranaire (Kirchhausen et al., 1997). Ces séquences sont similaires entre les différents récepteurs et fonctionnellement interchangeables (Böhm et al., 1997a). Si aucune séquence consensus d'internalisation n'a pu être décrite pour les RCPG, il n'en reste pas moins que certains motifs ou domaines semblent communs à certains récepteurs :

- Pour la plupart des RCPG, les éléments de séquence responsables de l'internalisation ligand-dépendante sont localisés dans l'extrémité carboxy-terminale. La troncation, en partie ou en totalité de cette région riche en résidus de sérine et thréonine ou bien comportant une tyrosine inhibe l'internalisation des récepteurs suivants : Les récepteurs type I de l'angiotensine II (AT1A) (Hunyady et al., 1994 - Thomas et al., 1995), les récepteurs b2-adrénergiques (Jockers et al., 1996), les récepteurs bradykinines B2 (Prado et al., 1997 - Prado et al., 1998), les récepteurs C5a (CD88) (Bock et al., 1997), les récepteurs des chimiokines CC-R5 (Aramori et al., 1997) et CXC-R4 (Orsini et al., 1999), les récepteurs GRP (Gastrin-releasing peptide) (Benya et al., 1993), les récepteurs de la cholescystokinine (Roettger et al., 1997), les récepteurs histaminiques H2 (Fukushima et al., 1997b), les récepteurs lutropines/choriogonadotropines (Rodriguez et al., 1992), les récepteurs muscariniques M3 (Yang et al., 1995), les récepteurs neurokines NK-1 (Böhm et al., 1997b), les récepteurs de la neurotensine NTS1 (Chabry et al., 1995), les récepteurs opioïdes d (Trapaidze et al., 1996), les récepteurs du PAF (platelet-activating factor) (Le Gouill et al., 1997), les récepteurs de l'hormone parathyroïdienne (Huang et al., 1995b), les récepteurs de la somatostatine sst2A (Hipkin et al., 2000), sst3 (Roth et al., 1997) et sst5 (Hukovic et al., 1998), les récepteurs à la thrombine (Shapiro et al., 1996) et les récepteurs de la TRH (thyrotropin-releasing-hormone) (Nussenzveig et al., 1993 - Petrou et al., 1997).

- La présence de ces mêmes résidus dans les boucles intracellulaires i2 ou i3 peut aussi être critique pour l'endocytose des RCPG. C'est le cas pour les récepteurs b2-adrénergiques (Jockers et al., 1996), les récepteurs bradykinines B2 (Prado et al., 1998), les récepteurs C5a (CD88) (Bock et al., 1997), les récepteurs GnRH (Arora et al., 1997), les récepteurs muscariniques M1 (Lameh et al., 1992 - Moro et al., 1994), les récepteurs nts2 (résultats non publiés) et les récepteurs de la somatostatine sst2A (Hipkin et al., 2000).

- La tyrosine contenue dans le motif NPX2-3Y, situé à l'interface entre le TMVII et la région C-terminale intracellulaire, est hautement conservée au sein de la famille des RCPG. Cette séquence est commune à de nombreuses classes de protéines (Bonifacino et al., 1996) et ressemble aux motifs d'endocytose des récepteurs LDL (low-density lipoprotein) et insuline à un seul domaine transmembranaire. Cette séquence complexe NPX2-3Y est requise pour l'endocytose des récepteurs b2-adrénergiques (Barak et al., 1994), GnRH (Arora et al., 1996) et neurokines NK-1 (Böhm et al., 1997b). A l'inverse, la mutation équivalente des récepteurs de l'angiotensine II type I (Laporte et al., 1996) et GRP (Slice et al., 1994) n'a pas d'effet sur l'internalisation de ces RCPG. Pour la grande majorité des récepteurs, les modifications apportées à ce motif diminuent considérablement l'affinité pour l'agoniste. Il est donc difficile dans ces conditions de caractériser la fonction de la séquence NPX_2-3Y comme motif d'internalisation.

- Le motif di-leucine (LL), précédemment identifié comme important pour l'adressage des protéines vers la surface basolatérale des cellules épithéliales, pour le transport des protéines du TGN vers les lysosomes (Kirchhausen et al., 1997) ou encore pour la sortie des protéines du réticulum endoplasmique vers la membrane plasmique (Schulein et al., 1998), est aussi un motif d'endocytose des récepteurs de surface. Certains RCPG, dépendants de ce motif pour leur internalisation, ont pu être identifiés : les récepteurs b2-adrénergiques (Gabilondo et al., 1997), les récepteurs chimiokines CXC-R4 (Orsini et al., 1999), les récepteurs lutropines/choriogonadotropines (Nakamura et Ascoli., 1999), les récepteurs vasopressines V1a (Preisser et al., 1999). L'importance de ce motif ne semble pas non plus se généraliser à l'ensemble des RCPG puisque la mutation de la séquence LL, dans les récepteurs tromboxanes A2 de type b n'affecte pas leur séquestration (Parent et al., 1999).
La protéine AP2, connue pour sa fonction adaptatrice dans l'endocytose clathrine-dépendante des récepteurs à un seul domaine TM, interagit avec le motif di-leucine (Dietrich et al., 1997). De plus, le recrutement de la protéine AP2 par le complexe formé entre un RCPG et une arrestine, au cours de l'endocytose, a également été récemment démontré (Laporte et al., 1999). S'il est vrai que le motif di-leucine des RCPG peut être reconnu par la protéine AP2, soit directement, soit par l'intermédiaire du complexe RCPG-arrestine, il est alors possible d'envisager qu'AP2 puisse être une protéine adaptatrice pour l'endocytose des RCPG.
Les deux résidus de cystéine adjacents, localisés dans la queue C-terminale des récepteurs, sont également susceptibles d'intervenir à différents niveaux dans l'internalisation des RCPG. Leur rôle est abordé dans le chapitre II-35 (Rôle de la palmitoylation dans l'endocytose).

Pour résumer, si certains domaines ou motifs semblent être responsables de l'endocytose des RCPG, il n'est cependant pas possible d'établir de séquences consensus d'internalisation commune à tous ces récepteurs, chaque récepteur présentant des caractéristiques d'internalisation qui lui sont propres. La situation est d'autant plus complexe que des motifs de rétention peuvent réguler l'endocytose des RCPG. La mutation de la séquence EVQ, située dans la région C-terminale des récepteurs de la PTH (parathormone) et du PTH-RP (parathormone-related peptide) augmente considérablement l'activité d'internalisation (Huang et al., 1995b). De même, le maintien des récepteurs de la somatostatine sst4 à la surface membranaire est lié au seul résidu de thréonine 331 (Roth et al., 1997 - Kreienkamp et al., 1998). Ces signaux négatifs d'endocytose ont aussi été postulés pour les récepteurs b1- et b2-adrénergiques (Parker et al., 1995 - Bouvier et al., 1988) et les récepteurs lutropines/choriogonadotropines (Rodriguez et al., 1992).