Les relations entre la structure et la fonction des récepteurs
Tous les processus biochimiques qui ont lieu dans les cellules se caractérisent par une spécificité et une efficacité exceptionnelles. Les protéines sont souvent actives dans ces processus et leur architecture détermine leurs partenaires de liaison. Comprendre le positionnement des groupes fonctionnels au sein des protéines est d'une importance primordiale pour révéler toute activité protéique. Les récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) forment un groupe de protéines transmembranaires qui peuvent recevoir un signal externe et le transmettre à l'intérieur de la cellule. Ce message (lipide, hormone ou neurotransmetteur) se traduit éventuellement en réponse physiologique ou cellulaire. Pour révéler les principes généraux des relations entre la fonction et la structure des GPCR, le projet NMRGPCR (Structure and dynamics of G protein-coupled receptors by NMR spectroscopy), financé par l'UE, a utilisé la spectroscopie par RMN. Cette méthode offre des informations dynamiques et structurelles sur les biomolécules à résolution atomique pour une invasivité minimale tout en répliquant précisément les conditions naturelles. Les chercheurs du Paul Scherrer Institute (PSI), en Suisse, ont employé une stratégie de mutagenèse pour exprimer les GPCR recombinants thermostabilisés dans la membrane interne d'E. coli ou dans les agrégats cytoplasmiques, soit les corps d'inclusion (CI). La purification des CI s'est avérée difficile malgré l'exploration de différentes approches y compris l'utilisation de détergents, de ligands et de peptides de fusion. L'expression dans la membrane était mieux réussie et le récepteur purifié a été testé pour sa qualité par un essai quantitatif de liaison de ligands avant d'être marqué radioactivement pour l'analyse par RMN. Dans l'ensemble, l'étude NMRGPCR a réalisé une optimisation complète des conditions et procédures nécessaires pour la purification des GPCR en vue de l'analyse structurelle. Les outils générés seront indubitablement essentiels pour de futures études sur les relations entre la structure et la fonction des récepteurs cellulaires.
Mots‑clés
Récepteur, structure, fonction, GPCR, spectroscopie à RMN, E. coli
