Étude structurale et fonctionnelle de la dimérisation du récepteur 5-HT 4 de la sérotonine

par Magali Berthouze

Thèse de doctorat en Biochimie

Sous la direction de Frank Lezoualc'h.

Soutenue en 2005

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté de pharmacie (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine) (autre partenaire) .

mots clés

• Dimérisation -- Dissertations universitaires comme sujet
• Récepteurs de la sérotonine de type 5-HT4
• Récepteurs couplés aux protéines G -- Dissertations universitaires comme sujet

Résumé

Serotonin 5-HT4 receptors (5-HT4R) are members of G protein-coupled receptors (GPCRs). Given the recent recognition that many GPCRs can dimerize, the present study was undertaken to determine whether 5-HT4R can form dimers and what are the molecular determinants involved in the dimerization process. Using co-immunoprecipitation and bioluminescence resonance energy transfer, we showed that the human 5-HT4R isoforms can form constitutive homodimers and heterodimers. In addition, we showed heterodimer formation between the 5-HT4(d)R and the beta2-adrenergic receptor. The 5-HT4(d)R dimer is sensible to dithiothreitol (reducing agent). Mutation of two cysteines in the 3 and 4 transmembrane domains, inhibits 5-HT4 receptor dimerization and brings about reticulum endoplasmic retention. Specific 5-HT4 receptor bivalent ligand do not have special affinity or efficacy for the 5-HT4 receptor but are able to stabilize receptor dimerization.

Résumé

Les récepteurs 5-HT4 de la sérotonine sont des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Les RCPGs peuvent se dimériser, ce qui influence leurs propriétés pharmacologiques. Les récepteurs 5-HT4 étant impliqués dans d'importants processus physiologiques, nous avons étudié leur processus de dimérisation. Nous avons montré par co-immunoprécipitation et Bioluminescence Resonnance Energy Transfert, que les isoformes 5-HT4 s'homodimérisent et s'hétérodimérisent constitutivement, entre elles et avec le récepteur β2-adrénergique. Le dimère de récepteur 5-HT4 est sensible au dithiothréitol (agent réducteur de ponts disulfures). La mutation de deux cystéines localisées dans les domaines transmembranaires 3 et 4, inhibe la dimérisation du récepteur 5-HT4 et entraîne sa rétention dans le réticulum endoplasmique. Des ligands bivalents spécifiques du récepteur 5-HT4 ne présentent pas d'affinité ou d'efficacité particulière pour le récepteur 5-HT4 mais peuvent stabiliser les dimères de récepteurs.