Chapitre 1 — Les membranes biologiques · Topic 5 : Les récepteurs membranaires · Leçon 5.2
Tous les récepteurs n’ont pas leur propre enzyme. Certains sont « dépourvus » d’activité catalytique : pour transmettre le signal, ils doivent recruter des protéines intracellulaires. Parmi eux, les célèbres récepteurs couplés aux protéines G, cibles d’une immense partie des médicaments.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- définir les récepteurs couplés (activité extrinsèque) ;
- distinguer les deux sous-types ;
- décrire les récepteurs des cytokines (JAK) ;
- décrire les RCPG (7 domaines transmembranaires) ;
- expliquer le rôle des protéines G et leur activité GTPase.
🧭 Plan de la leçon
- Des récepteurs sans activité enzymatique propre
- Les récepteurs couplés à des enzymes (cytokines, JAK)
- Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG)
1. Des récepteurs sans activité enzymatique propre
Ces récepteurs sont dépourvus d’activité enzymatique intrinsèque : ils transmettent le signal grâce à des interactions avec des protéines intracellulaires, qui déclenchent la cascade de signalisation. On en distingue deux sous-types : les récepteurs couplés à des enzymes et les récepteurs couplés aux protéines G hétérotrimériques.
Récepteurs à activité enzymatique propre = activité intrinsèque (leçon 5.1). Récepteurs liés à des protéines de transduction (qui, elles, peuvent avoir une activité enzymatique) = activité extrinsèque = dépourvus d’activité enzymatique propre. Le piège classique : croire qu’un récepteur « couplé à une enzyme » a une activité propre — non, l’enzyme est une autre protéine.
2. Les récepteurs couplés à des enzymes (cytokines, JAK)
Exemple-type : les récepteurs des cytokines. Les cytokines (ex. interféron, interleukine 6) sont produites par le système immunitaire et jouent un rôle dans la réaction inflammatoire.
Les cytokines se fixent sur des récepteurs composés de plusieurs sous-unités différentes (parfois plus de 2) :
- en l’absence de ligand : les sous-unités ne sont pas assemblées, mais sont associées à des protéines intracellulaires de la famille JAK (JAnus Kinase), à activité tyrosine kinase… inactive ;
- en présence du ligand : les sous-unités s’assemblent → la fonction kinase des JAK s’active → elles phosphorylent des protéines cibles et déclenchent une cascade de signalisation.
Ici, l’activité kinase n’est pas portée par le récepteur lui-même, mais par une protéine associée (la JAK). C’est précisément ce qui définit un récepteur couplé à une enzyme (activité extrinsèque), par opposition au récepteur tyrosine kinase de la leçon 5.1 (activité intrinsèque).
3. Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG)
Les récepteurs couplés aux protéines G ont toujours 7 domaines transmembranaires. Ils sont activés par des signaux extracellulaires très variés : une hormone (comme la TSH), un ion (comme le calcium), ou même des photons.
La protéine G hétérotrimérique est un complexe de 3 sous-unités (α, β, γ) ; la sous-unité α lie le GTP.
L’activation du récepteur (par fixation du ligand) induit un changement de conformation qui lui permet d’activer la protéine G située à proximité. La protéine G agit ensuite sur d’autres molécules :
- un canal membranaire ;
- une enzyme membranaire (comme l’adénylate cyclase) ;
- une enzyme cytosolique (comme la PLC, phospholipase C).
Toute protéine appelée « protéine G », qu’elle soit membranaire (hétérotrimérique) ou soluble (petite protéine G), est dotée d’une activité GTPase : elle hydrolyse le GTP. C’est cette hydrolyse qui sert d’interrupteur « marche/arrêt » moléculaire.
🧠 À retenir absolument
- Récepteurs couplés : pas d’activité enzymatique propre (extrinsèque) ; transmettent via des protéines intracellulaires. 2 sous-types : couplés à des enzymes / couplés aux protéines G.
- Récepteurs des cytokines (interféron, IL-6 ; inflammation) : plusieurs sous-unités + protéines JAK (tyrosine kinase) ; ligand → assemblage → JAK actives → phosphorylation des cibles.
- RCPG : toujours 7 domaines transmembranaires ; activés par hormones (TSH), ions (Ca²⁺), photons.
- Protéine G hétérotrimérique : 3 sous-unités (α, β, γ), α lie le GTP ; agit sur un canal, l’adénylate cyclase ou la PLC.
- Toute « protéine G » a une activité GTPase (hydrolyse le GTP).
❓ Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’un récepteur couplé à des protéines de transduction ?
C’est un récepteur dépourvu d’activité enzymatique propre (extrinsèque). Il transmet le signal grâce à des interactions avec des protéines intracellulaires qui déclenchent la cascade. On distingue les récepteurs couplés à des enzymes et les récepteurs couplés aux protéines G.
Comment fonctionne un récepteur des cytokines ?
Ses sous-unités, non assemblées au repos, sont associées à des protéines JAK (tyrosine kinase) inactives. La fixation de la cytokine assemble les sous-unités, ce qui active les JAK : elles phosphorylent des protéines cibles et déclenchent une cascade. L’activité kinase est portée par la JAK, pas par le récepteur.
Qu’est-ce qui caractérise un récepteur couplé aux protéines G ?
Il possède toujours 7 domaines transmembranaires et est activé par des signaux variés (hormones comme la TSH, ions comme le calcium, photons). Une fois activé, il active une protéine G hétérotrimérique (α, β, γ ; α lie le GTP) qui agit sur un canal, l’adénylate cyclase ou la PLC.
Pourquoi parle-t-on d’activité GTPase pour les protéines G ?
Parce que toute protéine appelée « protéine G », qu’elle soit membranaire (hétérotrimérique) ou soluble, hydrolyse le GTP : c’est son activité GTPase. Cette hydrolyse agit comme un interrupteur moléculaire qui régule la transmission du signal.
🚀 Pour aller plus loin
Ce topic clôt le chapitre sur les membranes. La suite : l’architecture interne de la cellule.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.