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Fiche concise Thèses
IDENTIFICATION DE NOUVEAUX DETERMINANTS MOLECULAIRES DE L'INTERACTION DU RECEPTEUR DES DIHYDROPYRIDINES AVEC LE RECEPTEUR A LA RYANODINE
Bichraoui H.
Thèses. Université de Grenoble (30/09/2010), Michel Ronjat (Dir.)
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Hicham Bichraoui ()1
1 :  GIN - U836 - Grenoble Institut des Neurosciences
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INSERM : U836 – Université Joseph Fourier - Grenoble I – CHU Grenoble – CEA : DSV/IRTSV
UJF - Site Santé La Tronche - BP 170 - 38042 Grenoble Cedex 9
France
IDENTIFICATION DE NOUVEAUX DETERMINANTS MOLECULAIRES DE L'INTERACTION DU RECEPTEUR DES DIHYDROPYRIDINES AVEC LE RECEPTEUR A LA RYANODINE
Identification of new molecular determinants of the interaction between the dihydropyridine receptor and the ryanodine receptor
30/09/2010
L'excitation nerveuse d'une cellule musculaire produit une libération massive dans le cytoplasme du Ca2+ stocké dans le réticulum sarcoplasmique (RS). L'augmentation de la concentration cytoplasmique de Ca2+ déclenche la contraction. Ce processus, appelé couplage excitation contraction (CEC), requiert des interactions physiques entre deux canaux calciques : (1) le récepteur des dihydropyridines (DHPR), un canal calcique activé par le voltage ; le DHPR est composé de plusieurs sous-unités, dont la sous-unité α1S, qui forme le canal et le détecteur de potentiel, et la sous-unité β1a, entièrement cytoplasmique; (2) le récepteur à la ryanodine (RyR1) responsable de la libération de Ca2+ hors du RS. La sous unité β1a interagit avec la sous-unité α1S et RyR1. Au cours de ma thèse, j'ai identifié de nouveaux déterminants moléculaires et structuraux de l'interaction DHPR/RyR1. J'ai ainsi démontré l'existence d'interactions intramoléculaires entre les différentes boucles cytoplasmiques de la sous-unité α1S du DHPR, centrées autour d'un domaine appelé domaine A. J'ai également localisé le site d'interaction de la cavéoline-3 sur une boucle cytoplasmique de la sous-unité α1S. L'étude de l'interaction de la sous-unité β1a avec RyR1 a montré (1) que la région C-terminale de β1a contrôle cette interaction, (2) que l'affinité apparente de β1a pour RyR1 est fortement augmentée par l'interaction de β1a avec α1S et (3) que l'interaction β1a/RyR1 régule la fermeture du RyR. L'utilisation d'une toxine, la maurocalcine (MCa) qui se comporte comme un analogue du domaine A m'a permis d'identifier un domaine minimal de RyR1 responsable de la fixation de la MCa et du domaine A. Une étude structurale par RMN de ce site a été réalisée. Enfin, j'ai étudié l'effet de la MCa sur des myotubes n'exprimant pas la sous-unité α1S. J'ai montré que la MCa est capable de restaurer, en absence de DHPR, une augmentation de la concentration de Ca2+ cytoplasmique induite par la dépolarisation de la membrane plasmique.
In skeletal muscle, the action potential triggers muscle contraction through a massive calcium release from the sarcoplasmic reticulum (SR). This process, called excitation-contraction coupling (ECC), requires physical interactions between two calcium channels: (1) the dihydropyridine receptor (DHPR), a voltage-dependent channel composed of four subunits among which the 1S subunit, that forms both the pore and the voltage-sensor, and the 1a subunit fully cytoplasmic, and (2) the ryanodine receptor (RyR1) which is responsible of calcium release from SR. 1a subunit interacts with both RyR1 and the 1S subunit. The mechanism whereby the DHPR is functionally coupled to RyR1 is still not clearly understood. During my thesis, I identified new molecular and structural determinants of the interaction between RyR and DHPR. I demonstrated the existence of intramolecular interactions between the cytoplasmic loops of the 1S subunit centered on a domain called domain A. I also localized the site of interaction of the caveoline-3 on the I-II loop of 1S. The study of the interaction of the β1a subunit with RyR1 showed (1) that the C-terminal region of β1a controls this interaction, (2) that the affinity of this interaction is strongly increased by the interaction of β1a with 1S, and 3) that the interaction β1a/RyR1 regulates the closure of RyR1. The use of a toxin, the maurocalcine (MCa) which behaves as an analogue of the domain A allowed me to identify a minimal domain of RyR1 responsible for the binding of the MCa and the domain A. A structural study by NMR of this domain has been realized. Finally, I studied the effect of the MCa on myotubes not expressing the 1S sub-unit. I showed that the MCa is capable of restoring in absence of DHPR, an increase of the cytoplasmic Ca2+ concentration triggered by the depolarization of the plasma membrane.
Sciences du Vivant/Médecine humaine et pathologie/Physiologie
Sciences du Vivant/Biochimie, Biologie Moléculaire/Biochimie

Université de Grenoble
Chimie et Sciences du Vivant
physiologie - physiopathologies - pharmacologie
Français

Michel Ronjat
Hervé DARBON, rapporteur
Jean Marc SABATIER, rapporteur
Susan TREVES, examinatrice
Bruno ALLARD, examinateur
Stefan NONCHEV, examinateur
Michel RONJAT, directeur de thèse

récepteur des dihydropyridines – récepteur à la ryanodine – couplage excitation-contraction – calcium – maurocalcine – muscle – interactions protéine-protéine
dihydropyridine receptor – ryanodine receptor – excitation-contraction coupling – calcium – maurocalcine – muscle – protein-protein interactions