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Université Joseph-Fourier - Grenoble I (15/11/2005), Michel Vivaudou (Dir.)
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Etude structure/fonction d'une proteine ABC : SUR, le récepteur des sulfonylurées
Fabienne Gally1

Le canal KATP résulte de l'assemblage d'un canal potassique inhibé par l'ATP intracellulaire (Kir6.2) et d'un transporteur
ABC, le récepteur des sulfonylurées (SUR) de la famille MRP/ABCC. SUR a un rôle régulateur essentiel : il confère au
canal une sensibilité accrue à l'inhibition par l'ATP, provoque son activation lorsque l'ADP augmente, et est la cible des
activateurs et bloqueurs pharmacologiques du canal.
Nous nous sommes intéressés à divers aspects structure/fonction de SUR en tant que modèle de transporteur ABC
eucaryote. Son couplage naturel à un canal ionique en facilite grandement l'étude grâce à la technique
électrophysiologique du patch-clamp.
La poursuite des travaux pour déterminer la nature moléculaire de la sélectivité des isoformes de SUR aux ouvreurs
pharmacologiques nous a permis de conclure que seul le faible encombrement de la Thr1253 de SUR2A, contre la Met
1290 de SUR1, serait le critère important pour l'activation pharmacologique des canaux KATP.
Nos travaux ont ensuite porté sur un domaine de la sous-unité SUR riche en acides aminés chargés négativement
(succession de 15 résidus glutamates ou aspartates) qui s'est avéré ne pas être impliquée dans la fonction du canal dans
notre système d'expression.
Nous avons étudié l'effet des ions Zn2+ et Cd2+ intracellulaires sur les canaux KATP et montré que ces ions peuvent activer
les canaux via leur liaison à SUR. Ce site de liaison reste encore à déterminer.
Nous avons enfin essayé de comprendre le rôle de chacun des domaines de liaison des nucléotides et nous avons pour cela
conçu des protéines SUR2A possédant des NBD identiques (NBD1-NBD1 et NBD2-NBD2) ou inversés (NBD2-NBD1).
Nos résultats suggèrent que (1) les NBD sont interchangeables (2) l'activation pas le Mg-ADP requiert les deux NBD (3)
l'action des ouvreurs est indépendante du NBD2.
1:  LBMC - Laboratoire de biophysique moléculaire et cellulaire
Transporteur ABC – Récepteur des sulfonylurées – K-ATP – NBD – KCO – Pach clamp

Structure/function study of an ABC protein : SUR, the sulfonylurea receptor
ATP-sensitive K+ channels (KATP channels) are metabolic sensors formed by the association of an ATP-inhibited inwardly
rectifying K+ channel (Kir6.2) and a regulatory subunit, SUR, of the ABC protein family. SUR adjusts channel gating as a
function of internal ATP and ADP. It is also the target of pharmaceutical KATP channel openers (KCO) or blockers.
We have worked on several structure/function relationships of SUR as a model of eucaryotic ABC protein. The natural
association of SUR with an ion channel greatly facilitates its study as it allows the use of the patch clamp technique.
Pursuing work on the site of action of KCO, we have shown that the molecular selectivity of the SUR isoforms for KCOs
results from the compactness of SUR2A Thr 1253 as opposed to the bulkiness of SUR1 Met1290. This size parameter
appears as the most important criteria for the pharmacological activation of KATP channels.
Our work then focused on a glutamic acid reach domain of SUR (succession of 15 glutamic or aspartic residues).
Extensive mutagenesis of this domain suggested that it is not involved in channel function in our expression system.
We tested the intracellular effects of Zn2+ and Cd2+ on KATP channels and showed that these ions can activate the channels
by binding to SUR. This binding site remains to be determined.
To examine the respective role of each nucleotide binding domain, we have created hybrid SUR2A proteins with
duplicated or switched NBDs (SUR2A NBD1-NBD1, SUR2A NBD2-NBD2 and SUR2A NBD2-NBD1). Beside
demonstrating that these proteins remain functional when co-expressed with Kir6.2, our results suggest that (1) the NBDs
are interchangeable (2) ADP activation requires both NBDs (3) KCOs are effective in the absence of NBD2.
ABC transporter – Sulfonylurea receptor – K-ATP – NBD – KCO – Pach clamp

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