Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI ont déterminé la structure d'un composant important d'une voie de signalisation qui transmet des informations à travers la membrane vers l'intérieur de la cellule. Il s'agit d'une protéine appelée adénylate cyclase.

La voie de signalisation qui transmet des informations de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule joue un rôle important chez tous les mammifères. Elle est impliquée dans différents processus vitaux comme la régulation du rythme cardiaque, a indiqué jeudi le PSI, basé à Villigen (AG).

Trois protéines qui transmettent les informations à l'intérieur de la cellule sont impliquées dans cette voie de signalisation. Volodymyr Korkhov, biochimiste au PSI, et son équipe ont réussi à réaliser un instantané de la troisième protéine appelée adénylate cyclase.

Autorégulation

Les chercheurs ont déterminé la structure de cette protéine avec une résolution proche de la résolution atomique. Ils ont aussi découvert comment ce composant s'autorégule. Les résultats de cette étude sont présentés dans la revue scientifique Science.

L'intérieur de toute cellule vivante est séparé de l'extérieur par une membrane. Celle-ci garde la cellule intacte et la protège des influences négatives. Elle constitue aussi une barrière pour certaines substances vitales et certaines informations.

Pour cette raison, les membranes cellulaires abritent des mécanismes qui autorisent un accès ciblé aux substances désirées et transmettent à l'intérieur de la cellule certaines informations provenant de signaux externes.

Trois composants

La voie de signalisation chez les mammifères est constituée de trois composants: un récepteur, qui reconnaît le signal et est ainsi activé, une protéine G, qui transmet le signal à une ou plusieurs protéines effectrices, et de l'adénylate cyclase. Cette dernière est activée par une sous-unité de la protéine G.

L'adénylate cyclase produit un messager secondaire appelé AMP cyclique (AMPc). L'AMPc déclenche différentes réactions à l'intérieur de la cellule. Il augmente par exemple la perméabilité de la membrane au calcium dans les cellules du coeur, ce qui élève le rythme cardiaque.

Grâce à la microscopie électronique, les chercheurs du PSI viennent d'obtenir une image d'une forme particulière d'adénylate cyclase. C'est la plus détaillée à ce jour de ce type de protéines membranaires.

Maladies cardiovasculaires

Les scientifiques ont aussi découvert que l'adénylate cyclase est en mesure de s'auto-inhiber. Elle empêche ainsi une surproduction d'AMPc. La concentration d'AMPc dans les cellules joue un rôle important dans l'apparition de maladies cardiovasculaires, de certains cancers ou encore du diabète de type 2.

"Nos nouvelles connaissances pourraient permettre à l'avenir d'identifier des médicaments qui inhibent ou activent l'adénylate cyclase suivant si une maladie donnée est due à une surproduction ou à un déficit d'AMPc", souligne Volodymyr Korkhov.

ats