Kinase des récepteurs bêta-adrénergiques : identification d'une nouvelle protéine kinase qui phosphoryle la forme occupée par l'agoniste du récepteur.

La désensibilisation induite par l'agoniste de l'adénylate cyclase est intimement associée à la phosphorylation du récepteur bêta-adrénergique dans les cellules de mammifères, d'oiseaux et d'amphibiens. Cependant, la nature des kinases protéiques impliquées dans la phosphorylation du récepteur reste largement inconnue. Nous rapportons ici l'identification et la purification partielle d'une protéine kinase capable de phosphoryler la forme occupée par l'agoniste du récepteur bêta-adrénergique purifié. L'enzyme est préparée à partir d'une fraction de surnageant issue de centrifugation à haute vitesse des cellules kin-, une souche mutante de cellules lymphomateuses S49 qui manque d'une kinase dépendante de cAMP fonctionnelle. L'agoniste bêta isoproterenol induit une augmentation de 5 à 10 fois de la phosphorylation du récepteur par cette kinase, qui est bloquée par l'antagoniste alprénolol. La fractionnement du surnageant kin- sur HPLC par tamisage moléculaire et DEAE-Sephacel aboutit à une préparation de kinase récepteur bêta-adrénergique purifiée de 50 à 100 fois qui est largement dépourvue d'autres activités de kinases protéiques. L'activité kinase est insensible au cAMP, cGMP, inhibiteur de kinase dépendant du cAMP, Ca2+-calmoduline, Ca2+-phospholipide et esters de phorbol et ne phosphoryle pas des substrats de kinases générales tels que la caséine et les histones. Il semble que le phosphate soit incorporé uniquement dans des résidus de sérine. L'existence de cette nouvelle kinase indépendante du cAMP, qui phosphoryle préférentiellement la forme occupée par l'agoniste du récepteur bêta-adrénergique, suggère un mécanisme qui pourrait expliquer la désensibilisation homologue ou spécifique à l'agoniste de l'adénylate cyclase. Elle suggère également un mécanisme général de régulation de la fonction du récepteur dans lequel seule la forme occupée par l'agoniste ou "active" du récepteur est un substrat pour les enzymes induisant une modification covalente.