Les RCPGs sont des protéines monomériques et intramembranaires de quelques centaines d'acides aminés (300 à 1200 résidus environ) dont la caractéristique majeure est leur organisation en sept régions hydrophobes en hélice a (Figure 1).
Figure 1a : Structure schématique générale des récepteurs couplés aux protéines-G.
Représentation schématique d'un RCPG, en deux dimensions. (D'après Spiegel, 1996). Les sept domaines transmembranaires hydrophobes (TM1 à TM7), sont reliés par trois boucles intracellulaires (I1, I2, I3) et trois extracellulaires (El, E2, E3). Un pont disulfure relie El à E2. L'extrémité amino-terminale (NH2) est extracellulaire, l'extrémité carboxy-terminale (COOH) est intracellulaire. Cette dernière peut présenter un ancrage lipidique dans la membrane, ce qui crée une quatrième boucle, I4.
Figure 1b : Structure schématique générale des récepteurs couplés aux protéines-G. Représentation schématique d'un RCPG dans la membrane plasmique. (D'après Bockaert, 1995).
De nombreuses données biochimiques et immunologiques permettent de préciser le caractère transmembranaire des domaines hydrophobes et d'assigner une orientation à la protéine : l'extrémité amino-terminale est extracellulaire alors que l'extrémité carboxy-terminale est à l'intérieur de la cellule (Spiegel, 1996). La longueur des extrémités amino- et carboxyterminales, de même que celle de certaines boucles extra- ou intracellulaires, varie selon le récepteur.
L'analyse de la carte de projection électronique de la rhodopsine obtenue par cryo-microscopie électronique, à une résolution de 9 Å, 7 Å, 6 Å (Schertler et coll., 1993 ; Schertler et Hargrave, 1995) et plus récemment 2,8 Å (Palczewski K., Kumasaka T., Hori T., Behnke CA., Motoshima H., Fox BA., Le Trong I., Teller DC., Okada T., Stenkamp RE., Yamamoto M., and Miyano M. (2000) Science 289, 739-45.), corrobore l'existence de ces sept domaines transmembranaires (Figure 2a et Figure 2b).
Figure 2a : Carte de la densité électronique de la rhodopsine, dans une membrane lipidique. Haut, de gauche à droite : Rhodopsine de boeuf à une résolution de 0,9 nm (bovine 9Å), et de grenouille à une résolution de 0,7 nm et 0,6 nm (frog 7Å et 6Å). La vue est perpendiculaire au plan de la membrane. (D'après Schertler et Hargrave, 1995). Bas : Représentation schématique des sept segments transmembranaires, tirée des résultats de densité électronique. (D'après Schertler et Hargrave, 1995).
Figure 2b : Structure tridimensionnelle à 2,8 Å de résolution, d'un cristal de rhodopsine.
D'après Palczewski K., Kumasaka T., Hori T., Behnke CA., Motoshima H., Fox BA., Le Trong I., Teller DC., Okada T., Stenkamp RE., Yamamoto M., and Miyano M. (2000) Science 289, 739-45.