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Des révélations structurelles étonnantes : comment la structure tridimensionnelle du récepteur β2 de l'adénosine affecte-t-elle notre santé ?
Le récepteur β2 adrénergique (ADRB2) est un récepteur β-adrénergique transmembranaire qui se lie à l'épinéphrine (également connue sous le nom d'adrénaline). Ce récepteur stimule l'adénylate acylase via la protéine trimérique Gs, augmentant ainsi la production d'AMPc, déclenchant finalement une série de réponses physiologiques, telles que la relaxation des muscles lisses et la dilatation des bronches. En 2012, Robert J. Lefkowitz et Brian Kopyka ont reçu le prix Nobel de chimie pour leurs travaux sur le récepteur β2-adrénergique, qui ont révélé le fonctionnement interne important des récepteurs couplés aux protéines G.
La structure du récepteur β2-adrénergique est complexe et variable, ce qui lui permet de jouer un rôle clé dans la santé humaine.
Caractéristiques génétiques et structurelles
Le gène codant pour le récepteur β2-adrénergique chez l'homme est ADRB2, qui est dépourvu d'intron. Ses différentes formes polymorphes et mutations ponctuelles peuvent être associées à l'asthme nocturne, à l'obésité et au diabète de type 2.
La structure tridimensionnelle du récepteur β2-adrénergique a été déterminée en utilisant une approche de protéine de fusion pour augmenter la surface hydrophile de la protéine, facilitant ainsi la formation de cristaux. En 2011, la structure cristalline du complexe récepteur β2-adrénergique-protéine Gs a été révélée. Ces études ont révélé des changements conformationnels majeurs dans le récepteur, notamment un déplacement de 14 Å vers l'extérieur de l'extrémité intracellulaire du segment transmembranaire 6 et un déplacement de 2,5 Å de la segment transmembranaire 1.5 significativement étendu.
Mécanisme de fonctionnement
Les récepteurs adéno-énergiques β2 sont directement associés aux canaux calciques de type L CaV1.2. Le complexe récepteur-canal est couplé à la protéine Gs, activant davantage l'adénylate acylase pour générer de l'AMPc et démarrer la protéine kinase A, qui à son tour conduit à un lissage relaxation musculaire, qui est la principale raison de l'effet vasodilatateur de la stimulation bêta2.
La composition de ce complexe de signalisation assure une signalisation intracellulaire rapide et spécifique et est essentielle au maintien de la santé.
Effets sur la santé
Système musculaire et squelettiqueL'activation du récepteur β2-adrénergique conduit à la prolifération et à la synthèse du muscle squelettique, c'est pourquoi les agonistes à action prolongée tels que le clenbutérol sont largement utilisés par les athlètes. Ces utilisations sont généralement considérées comme des substances interdites et sont surveillées par l’Agence mondiale antidopage.
Système circulatoireL’utilisation de ces agonistes chez les animaux destinés à l’alimentation présente également un potentiel dans l’agriculture, même si elle est interdite dans de nombreux pays.
Au niveau du cœur, la stimulation des récepteurs bêta-2 de l’adénosine contribue à augmenter le débit et la fréquence cardiaques. Bien que cet effet soit plus faible que celui du récepteur bêta-1 de l’adénosine, sa fonction reste importante pour le maintien de la santé cardiaque. De plus, il dilate les minuscules artères de l’artère hépatique et des muscles squelettiques, contribuant ainsi à améliorer la circulation sanguine.
Effets oculaires
Dans l’œil normal, la stimulation bêta 2 entraîne une augmentation de la production d’humeur aqueuse et une augmentation de la pression intraoculaire, ce qui nécessite une prudence chez les patients atteints de glaucome.
Système digestifCe récepteur est également impliqué dans la glycogénolyse et la gluconéogenèse dans le foie, affectant le processus digestif et la sécrétion d'insuline et de glucagon.
ConclusionLes récepteurs β2-adrénergiques jouent de multiples rôles dans la santé et la maladie humaines. La diversité de leurs structures et la complexité de leurs opérations fournissent aux scientifiques de nouvelles sources d'inspiration pour la recherche. Cependant, comprenons-nous pleinement l’impact profond que ces récepteurs ont sur divers systèmes du corps ?
