protéine G

Comment le signal d'une hormone protéique est-il transduit
par une protéine G membranaire chez la cellule cible ?

SOMMAIRE :

Schéma animé, des différentes étapes menant à la synthèse d' AMP cyclique.
Rappel biochimique des différentes étapes de l'action d'une hormone agissant
par l'intermédiaire d'une protéine G et de l' AMP cyclique.

Séquence polycopiée à fournir en classe après avoir présenté l'animation ( gif animator recommandé ).

Bibliographie : ouvrages et liens internet.

Qui est le concepteur des animations proposées ?

Transduction du signal hormonal par une protéine G membranaire.

Les différentes étapes de l'action d'une hormone qui agit par l'intermédiaire d'une protéine G, sur une cellule cible.

1 à 3 :	Fixation de l'hormone présente dans le compartiment extracellulaire, sur le récepteur. H se fixe selon une relation spécifique decomplémentarité structurale entre H et R, et grâce à la création de liaisons chimiques de faible énergie : liaisons H, hydrophobes, et ioniques entre H et R. Changement de configuration du récepteur.
4 à 7 :	R ( le récepteur activé ) active à son tour une protéine G constituée de 3 éléments : a b g. b et g se lient au récepteur R tandis que a se détache et tandis que a effectue un échange moléculaire de GDP par du GTP.
8 à 12 :	La sous-unité protéine G a active ensuite l' Adényl-cyclase : enzyme trans-membranaire qui catalyse la synthèse d'AMP cyclique à partir de l'ATP.
13 à 15 :	G a est également un enzyme qui hydrolyse le GTP, d'où son nom. Après avoir hydrolysé le GTP, G a devient inactive et cesse son influence sur l'Adényl-cyclase. Elle se réassocie avec les deux autres sous-unités G b et G g. Pendant ce temps l'AMPc produit agit comme second médiateur interne dans le cytoplasme pour, selon la cellule cible, déclencher une ou des activités biologiques quasi-immédiates : l'activation en cascade de protéines kinases pour aboutir à l'augmentation de la vitesse d'une réaction enzymatique particulière. Ou bien l'AMPc agit sur l'ADN via des protéines régulatrices pour induire des synthèses particulières. Pendant ce temps, le complexe H-R est rapidement décomposé et R redevient inactif. Pour des raisons de simplification du schéma animé, je n'ai pas représenté l'internalisation du complexe H-R, ni la formation d'un endosome où une protéase dégrade l'hormone, ce qui explique la durée très limitée dans le temps ( 1 à 10 minutes selon les hormones protéiques ) de l'action de l'hormone.
Remarque :	à chaque étape, il y a amplification du signal initial ( 1 R activé peut stimuler plusieurs protéines G, etc...)

Séquence polycopiée à fournir en classe après avoir présenté le gif animé :

On peut proposer la série de 4 images sur un tiers de page (format A4, paysage, 3 séries) suivantes :

Hormone protéique, protéine G, AMP cyclique

Suggestions des titres pour chaque image :

1 = Les éléments à l'état inactif. R sera bientôt activé par H.

8 = R activé, active à son tour la protéine G qui échange le GDP par du GTP.

11 = G a associé au GTP, active AC qui synthétise de l' AMPc.

13 = G a devient inactif après avoir hydrolysé le GTP en GDP; AC n'est plus stimulée, elle redevient inactive.

Bibliographie :

     BIOCHIMIE par Lodish Baltimore etc...édition De Boeck.
     BIOCHIMIE par Lehninger édition Flammarion.
     Cours de biochimie récent niveau licence de biochimie, universités françaises an 2001.
     Revues scientifiques : pour la science, médecine science, la recherche, etc...

Liens internet :
Schéma des protéines G en anglais : http://www.unics.uni-hannover.de/nhcdkale/Rez2.PDF

Concepteur des animations :

Thierry RUMMENS
prof. agrégé de biochimie, section BTS AB au lycée Jolimont de TOULOUSE, FRANCE.

J'ai eu l'idée et j'ai éprouvé la nécessité de créer ces animations en biologie,
en constatant que la parole et un schéma sont parfois insuffisants
pour évoquer dans l'esprit de celui qui reçoit l'information,
comment un ensemble de réactions biologiques ou biochimiques se déroulent.

Décrire une animation par des mots semble inefficace quand on n'a pas la possibilité
de la voir, de l'observer, et de la comprendre en partant directement du visuel.

L'aspect visuel est ainsi renforcé par le mouvement qui apporte une signification pertinente en relation
avec les moyens audio-visuels et les simulations d'expériences utilisés actuellement dans l'enseignement.

Je serais heureux d'avoir quelques échos à mes productions personnelles,
afin de poursuivre mes efforts dans ce sens.

Merci par avance, de vos remarques, et bonne navigation.

email : le même que celui du BTS AB, à savoir : btsab@lycos.fr