L'ACTH stimule son récepteur au niveau du cortex surrénalien afin d'enclencher la synthèse et la sécrétion de cortisol chez l'humain.L'hypothèse du projet propose qu'il existe une régulation moléculaire de MC2R (melanocortin-2 receptor) qui permet les [i.e. aux] cellules corticosurrénaliennes de s'adapter aux variations physiologiques d'ACTH. Mon projet de doctorat a consisté à utiliser MC2R et MRAP (MC2R accessory protein) recombinés dans les cellules embryonnaires de rein humain (HEK) 293/FRT (Flp recombinase target). J'ai développé ce modèle entièrement humain afin de contourner les problèmes d'expression fonctionnelle de MC2R (avant 2005) dans le but d'approfondir nos connaissances sur la régulation fonctionnelle de MC2R. Les objectifs spécifiques étaient de : 1) Déterminer le rôle des isoformes MRAP1 dans l'expression fonctionnelle de MC2R. 2) Déterminer les différences entre MRAPs. 3) Analyser l'internalisation et le recyclage de MC2R. 4) Déterminer la contribution des 9 serines (S) et thréonines (T) intracellulaires de MC2R dans sa régulation fonctionnelle. 5) Déterminer si la phosphorylation des MAPKs (mitogen-activated protein kinases) induite par l?ACTH est liée au processus d'internalisation de MC2R. Premièrement, MC2R est exprimé à la membrane plasmique des cellules 293/FRT mais de manière non-fonctionnelle. La co-expression de l'une ou l'autre des isoformes MRAP1 (MRAP[alpha] ou MRAP[béta]) humaines augmente l'expression membranaire de MC2R. MRAP[alpha] n'induit pas autant l'expression membranaire de MC2R que MRAP[béta], ce qui se répercute sur la capacité de liaison de l?ACTH et aussi sur les réponses maximales d'AMPc. Par contre, MRAP[alpha] permet une plus grande affinité pour l?ACTH que MRAP[béta], ce qui se traduit par une plus grande sensibilité des cellules à l?ACTH (section 3.1). Deuxièmement, MC2R est N-glycosylé sur ses deux sites de N-glycosylation, mais cette dernière n'est pas requise pour sa fonctionnalité (article non-présenté). Troisièmement, le système ACTH/MC2R/MRAP1/MRAP2 du poisson zèbre a été caractérisé (article non-présenté) et s'est soldé par l'observation que zfMRAP1 procure 10 fois plus de sensibilité à l?ACTH que MRAP[alpha]. Quatrièmement, chaque domaine C-terminal semble servir au triage des protéines MRAP1 au niveau de l'appareil de Golgi car MRAP[alpha] (pré-Golgi), MRAP[béta] (post-Golgi) et leur version tronquée, MRAPdCT (au Golgi), sont préférentiellement localisées dans différents compartiments cellulaires. Les MRAP1s et les MRAP2 modulent l'expression de MC2R. En retour, MC2R augmente l'expression et le ciblage membranaire des MRAP1s (section 3.2). Cinquièmement, l'internalisation de MC2R est clathrine-, dynamine- et arrestine-dépendente. Le recyclage et la resensibilisation de MC2R permet à l?ACTH d'entretenir une production d'AMPc soutenue. Les isoformes MRAP1 internalisent avec MC2R dans des endosomes positifs pour Rab4, Rab5 et Rab11 (section 3.3). Sixièmement, plusieurs S/T sont susceptibles d'être impliquées dans la désensibilisation, l'internalisation et dans la régulation de l'expression membranaire de MC2R. Le résidu T143, cible potentielle de la protéine kinase C (PKC), est critique à l'expression membranaire de MC2R (section 3.3). Finalement, l'activation des voies MAPK n'est pas liée à l'interaction MC2R-arrestine durant l'internalisation (article non-présenté).

Objective: Description of the clinical, biochemical and genetic features of a Polish patient with familial glucocorticoid deficiency. Methods: Detailed clinical investigation, hormonal analysis and sequencing of the coding region of the melanocortin 2 receptor (MC2R) gene in this patient. Results: We report on a 3-month-old boy with familial glucocorticoid deficiency who presented at the age of 3 months with skin hyperpigmentation, muscle weakness, mild jaundice and constipation. Hormonal analyses revealed high ACTH and TSH serum concentrations, low serum cortisol concentration along with normal blood electrolytes. On hydrocortisone supplementation, the disease symptoms disappeared and the child recovered completely. His physical and mental development progresses normally. Genetic analysis disclosed a novel compound heterozygous MC2R mutation p.Leu46fs and p.Val49Met. Conclusion: The heterozygous p.Leu46fs mutation adds to the small number of MC2R nonsense mutations and is the first frameshift mutation within the first transmembrane domain of the receptor. According to molecular modeling the Val49Met mutation results in a structural change of the first transmembrane domain and in a potential novel interaction of the transmembrane domains I and VII. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Objective: Description of the clinical, biochemical and genetic features of a Polish patient with familial glucocorticoid deficiency. Methods: Detailed clinical investigation, hormonal analysis and sequencing of the coding region of the melanocortin 2 receptor (MC2R) gene in this patient. Results: We report on a 3-month-old boy with familial glucocorticoid deficiency who presented at the age of 3 months with skin hyperpigmentation, muscle weakness, mild jaundice and constipation. Hormonal analyses revealed high ACTH and TSH serum concentrations, low serum cortisol concentration along with normal blood electrolytes. On hydrocortisone supplementation, the disease symptoms disappeared and the child recovered completely. His physical and mental development progresses normally. Genetic analysis disclosed a novel compound heterozygous MC2R mutation p.Leu46fs and p.Val49Met. Conclusion: The heterozygous p.Leu46fs mutation adds to the small number of MC2R nonsense mutations and is the first frameshift mutation within the first transmembrane domain of the receptor. According to molecular modeling the Val49Met mutation results in a structural change of the first transmembrane domain and in a potential novel interaction of the transmembrane domains I and VII. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.