Transitions conformationelles du récepteur Glycine par electrophysiologie, fluorescence et MD simulations – GlyTrans

Le récepteur-canal de la glycine (GlyR) assure la communication neuronale et constitue une cible pharmacologique prometteuse pour le traitement de la douleur chronique, du cancer et de l'hyperekplexie. De nombreuses structures du GlyR ont été résolues par cryo-microscopie électronique dans des conditions artificielles qui interrogent sur leur pertinence physiologique. A l’inverse, les approches fonctionnelles telles que l’électrophysiologie apportent peu d’informations structurales. Pour combler le fossé entre structure et fonction, nous proposons une combinaison synergique d'électrophysiologie, de fluorescence et de dynamique moléculaire (MD) pour générer un modèle multi-états d'activation et de désensibilisation du alpha1-GlyR : 1/ Pour explorer la dynamique conformationnelle à la membrane cellulaire, nous utiliserons la technique de VCF, qui mesure simultanément l’ouverture du canal par électrophysiologie et des mouvements locaux par fluorescence. En incorporant l’acide aminé fluorescent non naturel ANAP, nous cartographierons l’intégralité de la structure et éclairerons les mouvements d’activation et de désensibilisation. 2/ En parallèle, nous réaliserons une exploration approfondie de l'espace conformationnel du récepteur par simulations MD et construirons un modèle multi-états de Markov (MSM). Il prédira les états stables et les voies de transition allostériques à résolution atomique, y compris les intermédiaires métastables. 3/ Les conformations extraites du MSM seront analysées en termes de conformations locales, d'état du canal ionique et de profil pharmacologique prédit pour les attribuer aux états identifiés par le VCF. L'analyse MSM/VCF sera répétée avec des ligands modulateurs et/ou des mutations pathologiques. Ce projet décryptera le mécanisme d'action des ligands ouvrant la voie à des stratégies pharmacologiques originales, et caractérisera en profondeur le phénotype des mutations pathologiques liées à l'hyperekplexie et au cancer.