Abstract FR:

La superfamille des récepteurs canaux pentamériques activables par un ligand (pLGIC) comprend les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine (nAChR) et de l’acide γ-amino butyrique (GABA). Ces protéines membranaires assurent la transduction chimio-électrique rapide du signal, jouant ainsi un rôle primordial dans les communications neuronales et sont la cible de nombreuses classes de médicaments. Dans cette thèse nous avons exploité de nouveaux homologues procaryotes de ces récepteurs afin d'obtenir une structure atomique par diffraction des rayons X. Dans un premier temps, nous avons caractérisé fonctionnellement et biochimiquement la protéine GLIC, l'homologue de la cyanobactérie Gloeobacter violaceus. GLIC s‘exprime à la membrane des cellules eucaryotes et procaryotes sous forme d’homo-pentamère, et forme des canaux cationiques activés par les protons. Dans un deuxième temps, suite à l'optimisation de la sur-expression en système hétérologue et de la purification en détergent de GLIC, des cristaux ont été générés à pH acide afin de capter une conformation ouverte du canal. La structure de GLIC à 2,9A révèle un canal ionique ouvert en forme d'entonnoir. En comparant la structure d'ELIC, un autre homologue cristallisé dans la forme fermée, nous avons pu mettre en évidence un mécanisme d'ouverture du canal impliquant des mouvements quaternaires globaux de la protéine ainsi que des déformations tertiaires à l'interface entre domaine agoniste et partie membranaire. Ces travaux ont donc contribué à la découverte d’une nouvelle famille de pLGICs d’origine bactérienne ainsi qu'à l'étude au niveau atomique de leurs transitions allostériques.