HORMONES

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Rôle des récepteurs nucléaires

La superfamille des récepteurs nucléaires comprend les récepteurs des stéroïdes (glucocorticoïdes, androgènes, estrogènes, progestérone et minéralocorticoïdes) de la vitamine D, des hormones thyroïdiennes, de l'acide rétinoïque (fig. 2) et des récepteurs dits « orphelins » pour lesquels les ligands ne sont pas encore connus. Ceux-ci sont localisés dans le noyau de la cellule et interagissent directement avec l'ADN.

Récepteurs nucléaires et leurs ligands

Dessin : Récepteurs nucléaires et leurs ligands

Famille des récepteurs nucléaires et de leurs ligands. En haut, à gauche, la figure montre les six domaines fonctionnels de ces protéines, en allant de la partie NH2 terminale vers la partie COOH terminale : région A/B modulatrice porteuse de TAF – 1 (cellule et promoteur... 

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Les récepteurs nucléaires sont des protéines de grande taille (poids moléculaire compris entre 45 000 et 120 000). Leur longueur est variable : de 427 acides aminés pour le récepteur de la vitamine D 3 à 984 pour celui des minéralocorticoïdes. Ces molécules se trouvent dans le noyau des cellules cibles avant toute interaction avec l'hormone, sauf dans le cas des récepteurs des glucocorticoïdes et des minéralocorticoïdes, qui semblent localisés à la fois dans le noyau et le cytoplasme. Toutefois, après interaction avec l'hormone, toutes ces protéines se trouveront dans le noyau – lieu de leur action – liées à l'ADN avec forte affinité. Le clonage et le séquençage de leurs ADN complémentaires (ADNc) ont permis d'avancer rapidement dans la connaissance de leur structure primaire, c'est-à-dire de la séquence d'acides aminés qui les compose. De même, ces techniques ont permis d'établir rapidement des relations structure-fonction. On a ainsi pu montrer qu'il existait une grande similitude dans leur structure primaire, qui est aussi partagée par d'autres facteurs de transcription. Ainsi, bien que liant des hormones structurellement différentes, tous ces récepteurs se comportent comme des facteurs de transcription hormono-induits. De plus, des expériences de mutagenèse et de transfection de leur ADNc ont permis de définir précisément leurs différents domaines fonctionnels. La partie C terminale du récepteur comprend une séquence de près de 250 acides aminés impliquée dans la liaison de l'hormone ; elle a été désignée par la lettre E. Celle-ci est riche en acides aminés hydrophobes et forme une poche pouvant lier les stéroïdes, les hormones thyroïdiennes, l'acide rétinoïque ou la vitamine D 3. Il est intéressant de noter que les récepteurs de la progestérone, des glucocorticoïdes, des androgènes et des minéralocorticoïdes qui présentent une affinité croisée pour leurs ligands ont aussi une grande homologie de structure de la région responsable de la liaison de l'hormone. Dans cette région sont aussi situées la fonction de dimérisation (qui permet l'agencement de deux molécules de récepteurs entre elles) et une séquence responsable de l'interaction de certains récepteurs nucléaires avec une protéine de choc thermique au poids moléculaire de 90 kilodaltons appelée HSP 90. Dans leur partie centrale, tous les récepteurs nucléaires possèdent une séquence de près de 70 acides aminés riche en cystéines, qui permet la liaison à l'ADN (région C). Celle-ci est hautement conservée et permet la formation de « doigts ». Chaque doigt est stabilisé par l'interaction d'un ion zinc avec 4 cystéines (fig. 3). Cette structure en « doigts de zinc » permet à certains acides aminés d'interagir spécifiquement avec des séquences particulières d'ADN présentes dans la partie régulatrice des gènes hormono-régulés. Plus récemment, une fonction d'activation de la transcription appelée TAF-1 a été localisée dans la partie N terminale de la molécule de récepteur (région A/B). Cette région, de longueur hypervariable et très immunogénique, possède une très faible homologie entre les différents récepteurs ; elle est responsable de l'efficacité et de la spécificité dans la transduction du signal. Une fonction similaire mais induite par la liaison de l'hormone (TAF-2) est située dans le domaine de liaison de l'hormone. Dans ce domaine ainsi que dans une zone proche du domaine de liaison à l'ADN ont été identifiées des séquences codant pour des acides aminés chargés positivement et responsables de la localisation nucléaire de ces récepteurs.

Liaisons à l'ADN des récepteurs nuclaires

Dessin : Liaisons à l'ADN des récepteurs nuclaires

Région de liaison à l'ADN des récepteurs nucléaires. Les lettres indiquent les acides aminés. Les quatre cystéines, indiquées par la lettre C, interviennent dans la formation des « doigts de zinc ». Des acides aminés « conservés » sont chargés positivement dans le second doigt... 

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Finalement, la connaissance de la structure des gènes de ces récepteurs a permis leur localisation chromosomique.

Mécanisme d'action des hormones à récepteur nucléaire

Pénétration des hormones dans les cellules. Les stéroïdes, les hormones thyroïdiennes ainsi que la vitamine D 3 pénètrent dans les cellules par diffusion passive ou facilitée. Dans les cellules cibles, ces [...]

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Vertébrés : hormones peptidiques et protidiques

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Récepteurs nucléaires et leurs ligands

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Écrit par :

  • : professeur honoraire de clinique endocrinologique à la faculté de médecine de Paris, membre de l'Académie nationale de médecine
  • : professeur à l'université et au Muséum national d'histoire naturelle
  • : professeur des Universités
  • : docteur en médecine, chercheur à l'unité 33 de l'I.N.S.E.R.M., Le Kremlin-Bicêtre

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Pour citer l’article

Jacques DECOURT, Yves-Alain FONTAINE, René LAFONT, Jacques YOUNG, « HORMONES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 08 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/hormones/