Messagers secondaires

Les messagers secondaires sont de petites molécules et ions intracellulaires à diffusion rapide dont les concentrations varient en réponse à l'activation des récepteurs et qui relaient, amplifient et distribuent un signal reçu à la surface cellulaire vers des cibles intracellulaires. Des exemples classiques incluent l'AMP cyclique, le GMP cyclique, l'inositol-1,4,5-trisphosphate, le diacylglycérol et les ions calcium.

Definition

Un messager secondaire est une molécule ou un ion de signalisation intracellulaire non protéique qui est rapidement produit ou libéré suite à l'activation d'un récepteur de surface cellulaire et qui propage le signal en se liant et en régulant les protéines effectrices en aval.

Scope

Ce sujet aborde les principaux systèmes de messagers secondaires, les enzymes qui les génèrent et les dégradent, leurs effecteurs en aval, et la manière dont ils amplifient et modulent les signaux. Il est traité comme un sujet biochimique et moléculaire au sein des mécanismes de transduction du signal.

Core questions

• Comment les messagers secondaires sont-ils générés et dégradés de manière à ce que les signaux soient à la fois rapides et réversibles ?
• Comment un seul messager secondaire produit-il de nombreux effets distincts en aval ?
• Comment les cellules confinent-elles les signaux des messagers secondaires dans l'espace et dans le temps ?

Key concepts

• AMP cyclique (cAMP)
• Inositol-1,4,5-trisphosphate (IP3)
• Diacylglycérol (DAG)
• Ion calcium comme messager
• Adénylate cyclase et phosphodiestérase
• Amplification du signal
• Protéines effectrices (PKA, PKC)

Mechanisms

Un récepteur activé stimule une enzyme qui produit un messager secondaire : par exemple, l'adénylate cyclase convertit l'ATP en AMP cyclique, tandis que la phospholipase C clive un phospholipide membranaire pour libérer l'inositol trisphosphate et le diacylglycérol. Ces messagers se lient à des effecteurs tels que la protéine kinase A (activée par l'AMP cyclique) ou la protéine kinase C (activée par le diacylglycérol et le calcium), tandis que l'inositol trisphosphate déclenche la libération de calcium des réserves intracellulaires. Puisqu'une enzyme activée génère de nombreuses molécules messagères, et que chaque effecteur peut agir sur de nombreux substrats, le système amplifie le signal original. Des enzymes dédiées telles que les phosphodiestérases dégradent les nucléotides cycliques, assurant que la réponse est transitoire et réversible. L'AMP cyclique, agissant via la protéine kinase A, atteint également le noyau pour réguler la transcription génique.

Clinical relevance

Les systèmes de messagers secondaires sont le point d'action de nombreux régulateurs physiologiques et agents pharmacologiques, et une signalisation altérée des messagers est une caractéristique de nombreux processus pathologiques. Cette entrée décrit les mécanismes à un niveau de référence et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

La compréhension des messagers secondaires repose sur la recherche biochimique et moléculaire, ainsi que sur des revues et manuels faisant autorité ; il s'agit d'une science de laboratoire fondamentale plutôt que d'un domaine de directives cliniques.

History

La découverte de l'AMP cyclique par Earl Sutherland à la fin des années 1950 a introduit le concept selon lequel les hormones agissent par l'intermédiaire d'un messager secondaire intracellulaire, un travail pour lequel il a reçu le prix Nobel. Le cadre s'est élargi avec la reconnaissance de la voie des phosphoinositides, dans laquelle Berridge et Irvine ont identifié l'inositol trisphosphate comme un messager secondaire qui mobilise le calcium intracellulaire, et avec des études ultérieures montrant comment l'AMP cyclique est lié au contrôle transcriptionnel.

Key figures

• Earl Sutherland
• Martin Rodbell
• Michael Berridge
• Robin Irvine
• Marc Montminy

Seminal works

• berridge-1984
• sutherland-1972
• montminy-1997

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui fait d'une molécule un messager secondaire ?

C'est une petite molécule ou un ion intracellulaire qui est produit ou libéré en réponse à un signal de récepteur et qui transmet le signal en régulant les protéines en aval, contrairement au premier messager, qui est le signal extracellulaire lui-même.

Comment un signal de messager secondaire est-il désactivé ?

Des enzymes et des transporteurs dédiés éliminent le messager ; par exemple, les phosphodiestérases dégradent les nucléotides cycliques et les pompes et échangeurs rétablissent un faible niveau de calcium au repos, de sorte que la réponse prend fin lorsque le stimulus cesse.