Direction des sciences du vivant

La famille des transporteurs ABC (ATP-Binding Casette) forme une des plus grande famille de protéines membranaires. L’appartenance d’une protéine à cette super-famille repose sur la présence d’un motif consensus appelé « signature ABC » situé sur un domaine cytosolique de liaison des nucléotides (NBD). Ces protéines présentent une topologie commune. L’intérêt suscité par cette famille est du à leur implication dans certaines pathologies. Pour la plupart, ces protéines fixent l’ATP et utilisent l’énergie de son hydrolyse pour permettre le transport de molécules au travers des membranes cellulaires. Quant au récepteur des sulfonylurée (SUR), il est connu pour réguler un canal potassique sensible à l’ATP (Katp) qui permet d’ajuster l’excitabilité membranaire au métabolisme de la cellule. Les fonctions de régulateur et de cible pharmacologique font de SUR un modèle intéressant car elles rendent possible son étude par la technique électrophysiologique du patch-clamp. Ce modèle a servi à explorer l’activation pharmacologique du canal K_ATP. Les deux facettes de l’interaction ligand-récepteur ont été explorées (côté protéine et côté agents pharmacologiques). Une stratégie chimérique basée sur une différence pharmacologique entre deux isoformes de SUR a été développée avec succès : elle a permis de localiser le site d’action des modulateurs pharmacologiques de SUR. Il a été montré que SUR possède une activité ATPase qui peut être stimulée par les ouvreurs potassiques. Par analogie avec les autres transporteurs ABC, ces résultats suggèrent que les ouvreurs agissent comme des substrats de transport de SUR. Le mécanisme d’action de ces ouvreurs potassiques serait d’ailleurs dépendant des nucléotides. Ces molécules pharmacologiques contenant des cycles dans leur structure chimique viendraient s’insérer dans une poche hydrophobe, l’interaction protéine-ligand serait suffisamment dynamique pour permettre une certaine sélectivité entre les deux agents.

The ATP-binding cassette (ABC) superfamilly is one of the largest membrane protein families. Common to all ABC protein is a highly conserved region or domain, the so-called ATP-binding cassette, that in the majority of ABC proteins (the ABC transporters) mdiates transport processes accross biological membranes through the binding and hydrolysis of ATP. The SUR is known as a receptor for potassium channel openers, that reverse the inhibitory effect of the sulfonylureas, and therefore affects cell metabolism. The specific pharmacological profile of these protein function makes SUR an interesting model in electrophysiological studies using patch-clamp. This model was used for exploring the pharmacological properties of K_ATP channel. Ligand-receptor interactions were investigated (at protein and pharmacological agent level). A chimeric-based strategy on the pharmacological difference between two SUR isoforms was successfully developed: it allowed to locate the active site of SUR pharmacological modulators. It has been demonstrated that SUR has an ATPase activity which can be stimulated by potassium channel openers. In comparison with other ABC transporters, these results suggest that the potassium channel openers react as SUR transport substrates. Their mecanisms seen to be nucleotide-dependent. These pharmacological molecules could therefore be inserted into a hydrophobic pocket, the protein-ligand interaction would be dynamic enough to allow selectivity between them.