Étude de l'interaction entre les domaines transmembranaires du récepteur du polypeptide insulinotrope glucose-dépendant (GIP) et la région amino terminale du peptide

par Tahir Yaqub

Thèse de doctorat en Innovation pharmacologique

Sous la direction de Daniel Fourmy.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .

mots clés

• Récepteur du polypeptide insulinotrope glucose-dépendant (GIP-R)
• Famille B des récepteurs couplés aux protéines G
• Interaction entre le ligand et le récepteur
• Mutégenes de résidus des domaines transmembranaires du récepteur
• Peptides
• Diabète insulinodépendant
• Récepteurs couplés aux protéines G

Pas de résumé disponible.

Titre traduit

Mapping the interaction between the transmembrane domain of glucose-dependent insulinotropic polypeptide receptor and the animo terminal region of the peptide

Pas de résumé disponible.

Résumé

Le récepteur du polypeptide insulinotrope glucose-dependant (GIP-R), membre de la sous-famille B des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), module la régulation des fonctions physiologiques et métaboliques de l'organisme telles que l'homéostasie glucidique et lipidique. Ces propriétés font du récepteur du GIP une cible thérapeutique potentielle pour le traitement du diabète sucré et de l'obésité. Le développement de nouveaux agents pharmacologiques, notamment des ligands non peptidiques du récepteur du GIP, constitue un enjeu important. Les mécanismes moléculaires responsables de l'activation des récepteurs de la famille B ne sont cependant pas bien compris, même si un mécanisme d'activation général en deux étapes a été postulé pour ces récepteurs. Cependant, les acides aminés qui participent au processus d'activation restent encore à définir. L'objectif majeur du projet de recherche était d'identifier le site de liaison du GIP-R humain en caractérisant précisément les principaux résidus du récepteur en interaction fonctionnelle avec les acides aminés du domaine N-terminal du GIP, connu pour correspondre au domaine d'activation du GIP. Par modélisation moléculaire, des modèles de complexes GIP. GIP-R ont été construits, sur la base des alignements multiples de séquences des récepteurs et des ligands. La partie contenant les domaines transmembranaires du récepteur du GIP a été modélisée par homologie sur la base des coordonnées du cristal du récepteur adénosine A2A. Puis, le modèle correspondant au cristal du complexe comprenant le GIP lié au domaine extracellulaire du récepteur GIP a été " docké " sur la partie transmembranaire du récepteur du GIP. Les acides aminés du récepteur identifiés comme étant en interaction avec le N-terminal du GIP ont été mutés. L'analyse pharmacologique des mutants a démontré que l'Arg183 et l'Arg190 de l'hélice transmembranaire II (TMH-II), l'Arg300 du TMH-V et la Phe357 du TMH-VI étaient importants pour l'activation du récepteur. En effet la mutation de ces acides aminés a entrainé une diminution significative de la capacité du récepteur à induire la formation d'AMPc. Une caractérisation plus poussée de ces mutants, ainsi que des tests utilisant des analogues du GIP dont certains résidus ont été substitués par une alanine, ont démontré l'interaction du Glu3 du GIP avec l'Arg183 du GIP-R. Nous avons également préparé du GIP (1-30)-Alexa-F-647 et vérifié sa capacité à stimuler le récepteur avec une puissance équivalente au GIP(1-30). Le peptide fluorescent a été ensuite utilisé pour démontrer que tous les récepteurs mutés étaient exprimés à la surface cellulaire HEK293 à un niveau similaire de celui du WT-GIP-R, ceci grâce à des expériences de cytométrie en flux et de microscopie confocale. Nous présentons donc un modèle du complexe GIP. GIP-R identifiant les résidus et les hélices du récepteur qui sont impliqués dans le processus d'activation, ainsi que leurs interactions avec les acides aminés de l'extrémité N-terminale du peptide. En outre, la région N-terminale du GIP se place à l'intérieur dune poche formée par les hélices transmembranaires 2, 3, 5 et 6 du récepteur, notamment du fait de l'interaction de Glu3 avec l'Arg183 du récepteur et de la Tyr1 biologiquement cruciale du GIP avec la Gln224 (TMH-3), l'Arg300 (TMH-5) et la Phe357 (TMH-6) du récepteur. Ce modèle validé expérimentalement représente une étape importante vers la compréhension du mécanisme d'activation du GIP-R qui devrait faciliter la conception rationnelle d'agents thérapeutiques.