Unité de structure des récepteurs :

Les RCPGs sont des protéines monomériques et intramembranaires de quelques centaines d'acides aminés (300 à 1200 résidus environ) dont la caractéristique majeure est leur organisation en sept régions hydrophobes en hélice a (Figure 1). De nombreuses données biochimiques et immunologiques permettent de préciser le caractère transmembranaire des domaines hydrophobes et d'assigner une orientation à la protéine : l'extrémité amino-terminale est extracellulaire alors que l'extrémité carboxy-terminale est à l'intérieur de la cellule (Spiegel, 1996). La longueur des extrémités amino- et carboxyterminales, de même que celle de certaines boucles extra- ou intracellulaires, varie selon le récepteur.

L'analyse de la carte de projection électronique de la rhodopsine obtenue par cryo-microscopie électronique, à une résolution de 9 Å, 7 Å, 6 Å (Schertler et coll., 1993 ; Schertler et Hargrave, 1995) et plus récemment 2,8 Å (Palczewski K., Kumasaka T., Hori T., Behnke CA., Motoshima H., Fox BA., Le Trong I., Teller DC., Okada T., Stenkamp RE., Yamamoto M., and Miyano M. (2000) Science 289, 739-45.), corrobore l'existence de ces sept domaines transmembranaires (Figure 2a et Figure 2b).


Diversité des récepteurs - la famille multigénique des RCPGs :

Aujourd'hui, environ cent cinquante à deux cents gènes humains codant des protéines qui appartiennent à la famille des RCPGs ont été clonés, sans compter les récepteurs olfactifs et gustatifs dont le nombre pourrait atteindre quelques centaines de représentants (Parmentier et coll., 1994). Certains de ces gènes sont dépourvus d'introns (récepteurs olfactifs), d'autres n'en présentent que dans les régions non codantes (récepteur du facteur d'activation plaquettaire). Lorsque la phase codante est interrompue, le nombre d'exons peut s'étendre depuis un seul (récepteur de la TRH) (Matre et coll., 1993) à plus d'une dizaine (récepteurs des glycoprotéines FSH, LH-HCG et TSH) (Minegishi et coll., 1991 ; Minegishi et coll., 1990 ; Takeshita et coll., 1992).

L'on trouvera ici une classification présentant les récepteurs des amines, les récepteurs des petites molécules telles que l'acide glutamique et g-aminobutyrique, l'adénosine, l'ADP, l'ATP, le Ca⁺⁺, les composés cannabinoïdes, les récepteurs des composés lipidiques, les récepteurs sensoriels, les récepteurs impliqués dans les réponses du système immunitaire, les récepteurs de protéines et les récepteurs des peptides et polypeptides.

Plusieurs sous-types de récepteurs apparentés, codés par des gènes différents, peuvent être activés par un seul et même ligand. Ainsi, la dopamine et la sérotonine par exemple, se lient respectivement à cinq et sept sous-types de récepteurs (voir les récepteurs des amines). Les différents sous-types d'un récepteur pour un même ligand peuvent présenter des affinités plus ou moins élevées, être couplés à des effecteurs différents, ou encore présenter un profil particulier d'expression tissulaire.

Les gènes de certains sous-types de RCPGs (par exemple les récepteurs des b-chimiokines) sont situés de manière proche sur un chromosome donné, ce qui permet de penser qu'ils proviennent d'événements de duplication locale, suivie d'une divergence génétique. Par exemple, les gènes des récepteurs a1B et b2-adrénergiques humains sont colocalisés sur le chromosome 5 (5q32-q34) ; les gènes des récepteurs humains a2A et b1 -adrénergiques se colocalisent eux, sur le chromosome 10 (l0q24-q26) (Yang-Feng et coll., 1990) (voir les récepteurs des amines) ; les gènes de l'IL8-RA et de l'IL8-RB sont tous deux localisés sur le chromosome 2 humain (en 2q34-35) (Ahuja et coll., 1992) ; les gènes des récepteurs C5aR, FMR et ses homologues FMRH1 et FMRH2 sont tous quatre situés en 19q13 (Gerard et coll., 1993). à l'inverse, les gènes de récepteurs apparentés peuvent être localisés en différents chromosomes. Il en est ainsi pour les cinq sous-types de récepteurs dopaminergiques : le gène du récepteur Dl est situé en 5q35, celui du D2 en 1 1q23, du D3 en 3q13, du D4 en 1 1pl5, et du D5 en 4pl5-16.