Deuxième partie - Les récepteurs de la neurotensine couplés aux protéines-G :


Dans le chapitre précédent, nous avons examiné les différents effets pharmacologiques de la neurotensine aussi bien au niveau central qu'en périphérie. Ces effets nécessitent la reconnaissance du peptide par des récepteurs dont deux au moins, le NTSR1 et le NTSR2, appartiennent à la famille des récepteurs couplés aux protéines-G (RCPG). Avant de détailler les différences fonctionnelles existant entre ces deux récepteurs de la neurotensine, il convient de faire quelques rappels sur la famille des récepteurs couplés aux protéines-G.


A - Généralités sur les récepteurs couplés aux protéines-G :

A1 - Structure :

Figure 4

La famille des récepteurs couplés aux protéines-G comprend plus d'un millier de membres dont les séquences codantes représentent plus de 1 % du génome (pour revue, Bockaert et Pin, 1999). Ils sont caractérisés par une structure protéique de base commune présentant sept domaines transmembranaires hydrophobes (TM 1-7), trois boucles extracellulaires (E 1-3), trois boucles intracellulaires (I 1-3), une extrémité amino-terminale extracellulaire (Nt) et une extrémité carboxy-terminale intracellulaire (Ct). Bien que possédant une ossature comparable, les RCPG reconnaissent des stimuli aussi variés que des photons, des molécules odorantes, des ions, des amines, des peptides ou bien encore des protéines (Figure 4).


A-2 Classification des récepteurs couplés aux protéines-G :
Malgré leur similitude de structure, les RCPG peuvent être classés en différentes familles en fonction de leur séquence primaire (pour revue, Bockaert et Pin, 1999).


Il existe, à ce jour, cinq familles dont la première est divisée en trois sous-groupes (Figure 5) :


La famille 1 :

Figure 5

Cette famille est la mieux caractérisée et renferme la majorité des RCPG (environ 90 %). Les membres de la famille 1 présentent des séquences consensus, c'est-à-dire un résidu aspartate dans le second domaine transmembranaire (dont nous reparlerons ultérieurement), la séquence DRY (ou ERY) dans la deuxième boucle intracellulaire et deux cystéines (respectivement sur les boucles extracellulaires E1 et E2) engagées dans un pont disulfure (Probst et al., 1992 ; Baldwin, 1993 ; Baldwin, 1994).

Les différents récepteurs constituant cette première famille peuvent être subdivisés en trois groupes suivant le mode et le site de fixation du ligand au récepteur :

La famille 1-a (Figure 5) comprend les récepteurs de petites molécules (amine, odeur, nucléotides…). Ces différents ligands vont se lier à leur récepteur respectif dans une poche hydrophobe située entre les sept hélices transmembranaires au niveau de points d'ancrage très conservés (Strader et al., 1995).

La famille 1-b (Figure 5) regroupe principalement les récepteurs de neuropeptides (neurotensine, tackykinine, bombésine…). Le site de liaison de ces ligands comprend l'extrémité amino-terminale du récepteur mais aussi des portions des boucles extracellulaires E1 et E2 (Trumpp-Kallmeyer et al., 1995).

La famille 1-c aussi nommée " LGR " (Leucine-rich repeat containing GPCR) (Figure 5) contient les récepteurs des hormones glycoprotéiques (LH, FSH…). La liaison de ces hormones à leur récepteur s'effectue, dans un premier temps, au niveau d'une large extrémité amino-terminale (très riche en résidus de leucine) puis dans un deuxième temps au niveau des boucles extracellulaires E1 et E2 (Fernandez et Puett, 1996 ; Ji et al., 1998).


La famille 2 :
Cette famille (Figure 5) comprend une vingtaine de membres et réunit les récepteurs des hormones peptidiques (glucagon, VIP, PACAP, PTH…) apparentés à celui de la sécrétine. Leurs agonistes se lient au niveau de l'extrémité N-terminale des récepteurs avec une participation notable de la boucle E1 et du TM1 (Pantaloni et al., 1996 ; Ulrich et al., 1998).


La famille 3 :
La famille 3 (Figure 5) regroupe des récepteurs caractérisés par une extrémité amino-terminale particulièrement longue d'environ 500 résidus. Le repliement de cette extrémité aboutit à la formation de deux lobes qui constituent le site de liaison de l'agoniste. Parmi les membres de cette famille, on peut compter les récepteurs métabotropiques du glutamate (Hermans et Challiss, 2001), les récepteurs de type B de l'acide g-aminobutyrique (GABA) (Kaupmann et al., 1997) ou encore les récepteurs de phéromones VR et Go-VN couplés aux protéines-G de type Go (Herrada et Dulac, 1997).


La famille 4 :
Cette famille (Figure 5) comprend les récepteurs de phéromone (récepteur VN) couplés aux protéines-G de type Gi et exprimés spécifiquement dans les neurones sensoriels de l'organe voméronasal (Dulac et Axel, 1998).


La famille 5 :
Les récepteurs de la famille 5 de type " frizzled " et " smoothened " sont impliqués dans le développement embryonnaire et ont été mis en évidence chez la drosophile puis chez l'homme.



A3 - Mécanisme d'activation des protéines-G :

Figure 6

L'activation d'un RCPG par son ligand entraîne la transduction d'un message à l'intérieur de la cellule par un mécanisme faisant intervenir les protéines-G hétérotrimériques (Ga, Gbg) liant, suivant leur état d'activation, les nucléotides guanyliques GDP ou GTP (pour revues, Bockaert et Pin, 1998 ; Sarret, 2000). Ainsi, la liaison d'un ligand à son récepteur entraînera, par le jeu de modifications conformationnelles, la catalyse de l'échange de la molécule de GDP (état inactif) en GTP (état actif) au niveau du site nucléotidique de la sous-unité Ga. La liaison du GTP au site actif de la sous-unité Ga induit la dissociation de Ga et de Gbg. Les différentes sous-unités sont alors capables de moduler des effecteurs intracellulaires aussi divers que des enzymes, des canaux ou encore des échangeurs ioniques (Figure 7). L'hydrolyse du GTP en GDP au niveau du site actif de la sous-unité Ga par une GTPase intrinsèque stimulée par des protéines RGS (Regulator of G-protein Signaling) permet le découplage de la sous-unité Ga des effecteurs. L'hétérotrimère Ga-Gbg se forme à nouveau et permet le retour à l'état inactif initial (Figure 6).


A4 - Diversité au niveau des sous-unités des protéines-G :

Figure 7

La diversité des protéines-G, bien que à ce jour nettement inférieure à celle observée pour les RCPG, offre de nombreuses combinaisons possibles entre les sous-unités Ga et Gbg. En effet, comme le montre la figure 7, il existe, à ce jour 17 gènes codant pour la sous-unité Ga qui sont classés en 4 familles présentant différentes susceptibilités vis-à-vis des toxines cholérique (CTX) et pertussique (PTX), 5 gènes codant pour Gb et 12 gènes codant pour la sous-unité Gg (Neer, 1995 ; pour revue, Bockaert et Pin, 1998). La multiplicité des voies de signalisation peut résulter du couplage du récepteur à plusieurs sous-types de protéines-G différentes, mais elle peut aussi découler de l'activation d'un seul sous-type de protéine-G, notamment grâce à la dissociation de ses sous-unités a et bg, ayant chacune la possibilité d'agir sur des effecteurs différents (Figure 7) (Clapham et Neer, 1993 ; pour revues, Bockaert et Pin, 1998 ; Clapham et Neer, 1997).