Mechanistic study of P2X receptors by photoisomerisable molecules

Etude mécanistique des récepteurs P2X par l'utilisation de molécules photoisomérisables

Juline Beudez (1)

1 CAMB - Conception et application de molécules bioactives

P2X receptors, activated by extracellular ATP and non-selective cations, are involved in many physiopathological roles. The lack of selectivity of pharmacological molecules is a major drawback for their study. The resolution of their crystallographic structures provided a molecular framework, but the mechanisms involved in allosteric transitions remain misunderstood. In the laboratory, two tools have been developed, derived from azobenzene, allowing the activation of P2X receptors in the absence of ATP and by light. The use of these tools allowed the study of the allosteric transition from the open to the desensitized state, highlighting an effective regulatory zone in transmembrane spaces. In addition, their use provided the biophysical investigation of a mutation present on hP2X2, responsible for non-syndromatic hearing loss. This mutation leads to a narrowing of the pore, affecting the large cations flow involved in hearing process. Finally, the relationship between the diameter of the ionic pore and the passage of large cations has been established.

Les récepteurs P2X, activés par l’ATP extracellulaire et cations non-sélectifs, sont impliqués dans de nombreux rôles physiopathologiques. Le manque de sélectivité de molécules pharmacologiques est un inconvénient majeur pour leur étude. La résolution de leurs structures cristallographiques a permis de les comprendre à l’échelle moléculaire, cependant les mécanismes impliqués dans les transitions allostériques restent mal compris. Au laboratoire, deux outils, dérivés d’azobenzène, permettant l’activation des récepteurs P2X en absence d’ATP et par la lumière ont été développés. L’utilisation de ces outils ont permis l’étude de la transition allostérique de l’état ouvert à l’état désensibilisé, mettant en avant une zone de régulation efficace dans les espaces transmembranaires. De plus, leur utilisation a permis l’investigation biophysique d’une mutation présente sur P2X2 humain, responsable d’une surdité non-syndromatique. Cette mutation entraine un rétrécissement du pore, impactant le passage de gros cations impliqués dans le processus d’audition. Enfin, la relation entre le diamètre du pore ionique et le passage de gros cations a été établi.

Mots clés: P2XR; Azobenzene; Desensitization; Hearing

Mots clés: P2XR; Azobenzène; Désensibilisation; Auditions; Neurobiologie structurale et moléculaire

Domaines: Neurosciences [q-bio.NC]; Biologie structurale [q-bio.BM]

Juline Beudez. Etude mécanistique des récepteurs P2X par l'utilisation de molécules photoisomérisables. Neurosciences [q-bio.NC]. Université de Strasbourg, 2018. Français. ⟨NNT : 2018STRAJ084⟩. ⟨tel-02357343⟩