BICH 4943 Thèmes choisis en biochimie

1. BICH 4943Thèmes choisis en biochimie Mécanismes moléculaires de la transmission nerveuse Formation et propagation du signal électrique Conduction nerveuse

2. BICH 4943Thèmes choisis en biochimie • Création et propagation • du signal électrique 2.1 Fonctionnement des canaux voltaïques à Na et à K 2.2 Potentiel d'action 2.3 Sommation et intégration des signaux Conduction nerveuse

3. 2 Création et propagation du signal électrique • 2.1 Fonctionnement des canaux voltaïques à Na et à K • 2.2 Potentiel d'action • 2.3 Sommation et intégration des signaux Conduction nerveuse

4. Structure du canal à Na • Hétérotrimère • a: 260 kDa, 300-400 aa rôle transport du Na • sites fonctionnels • 1 : 36 kDa • rôle peu/pas connu • 2 : 33 kDa • rôle peu/pas connu Conduction nerveuse

5. Canal à Na: sous-unité a • 4 domaines très semblables • 6 hélices a Conduction nerveuse

6. Tunnel à Na: rôles des hélices et régions S4: détecteur de Y -> ouverture du canal Boucle entre III (S6) et IV (S1) : bouchon d'inactivation Conduction nerveuse

7. Tunnel à Na: organisation dans la membrane Conduction nerveuse

8. Tunnel à Na:modèles tridimensionnels • Vue du MEC Vue en coupe Conduction nerveuse

9. Détection du Y et ouverture du pore • Nécessaire pour l’ouverture • Présence d’aa chargés + ( hélice S4) • Au repos hélice S4 est plutôt vers le cytoplasme (chargé -) • A la dépolarisation, S4 est repoussé vers le haut car cytoplasme devient chargé + • Engendre déplacement des autres hélices qui ouvrent le canal et le Na peut passer Conduction nerveuse

10. Conduction nerveuse

11. Tunnel à Na: Filtre de sélectivité • Enlève les molécules d’eau associées sauf une pour obtenir un cation monohydraté • détecte selon la taille des cations monovalents hydratés • Tunnel (pore) = ~ 5 A° Conduction nerveuse

12. Tunnel à Na: Inactivation (période réfractaire) • Modèle du bouchon • qq msec après son ouverture (quand un Y seuil a été atteint) le « bouchon » se replie et bien obstruer le passage des ions • mécanisme similaire • canal à K • bouchon : segment • intramcellulaire entre • domaines III et IV Conduction nerveuse

13. Tunnel à Na: inhibiteurs • Tétrodoxine (TTX) • Viscères (foie, reins, rate, etc.) du poisson lune (puffer fish, fugu) mais non pas dans muscles • Très toxique => paralysie, arrêt respiration • Se lie au bout extracell du pore et le bloque Conduction nerveuse

14. Tunnel à Na: inhibiteurs • Saxitoxine (STX) • Dinoflagellés (algues) marins « red tide » s’accumule dans mollusques et cause « paralytic shellfish poisoning – PSP » • paralysie, arrêt respiration • -conotoxine • escargots de mer du genre « cono » • empêche/ralentit l’inactivation Conduction nerveuse

15. Tunnel à Na: inhibiteurs • causent une ouverture permanente des canaux • Veratridine • batrachotoxine • aconitine • grayanotoxine Conduction nerveuse

16. Canal à K : Structure • 4 sous-unités  semblables • 4 sous-unités  semblables • 6 hélices • S4: détecteur de Y Conduction nerveuse

17. Conduction nerveuse

18. Conduction nerveuse

19. Conduction nerveuse