A chimera encoding the fusion of an acetylcholine-binding protein to an ion channel is stabilized in a state close to the desensitized form of ligand-gated ion channels

Afin de comprendre les mécanismes de couplage entre le domaine de liaison de l'acétylcholine (ACh) et son canal ionique, nous avons fusionné la protéine soluble liant l'ACh (AChBP) naturellement dépourvue de canal, soit à un canal cationique sérotoninergique (5HT3A), soit à un canal anionique glycinergique. Ces chimères AChBP/5HT3 et AChBP/Gly possèdent une haute affinité pour l'agoniste épibatidine similaire à l'affinité pour l'AChBP soluble, mais ne sont pas adressées à la membrane plasmique. En revanche, en substituant trois boucles localisées sur la face membranaire hypothétique de l'AChBP par les résidus homologues « sérotonine » dans la chimère AChBP/5HT3, la chimère correspondante AChBP(ring)/5HT3 (i) manifeste encore une haute affinité pour l'épibatidine, avec toutefois une légère baisse d'affinité (KD=2.1nM), (ii) présente une forte proportion de sites de basse affinité pour l'α-bungarotoxine, qui bloque de manière compétitive le récepteur sous l'état de repos, et (iii) est adressée à la surface de la cellule. Cette chimère forme un pentamère mis en évidence par des expériences de centrifugation sur gradient de saccharose, mais aucun courant n'est détecté par électrophysiologie en condition cellule entière. Cependant, en préparant des membranes à partir de cellules transfectées par la chimère AChBP(ring)/5HT3, nous décrivons une perte d'affinité pour les agonistes (5 fois), concomitante à une augmentation des sites de haute affinité pour l'α-bungarotoxine. Nous en concluons que la chimère forme un pentamère de surface capable d'effectuer des transitions allostériques, mais qu'elle est bloquée dans un état de haute affinité pour l'épibatidine, qui correspond probablement à la forme désensibilisée du récepteur. Pour citer cet article : T. Grutter et al., C. R. Biologies 328 (2005).