TP : mode d’action du curare sur la synapse neuromusculaire

Ressources

Document 1 : une synapse neuro-musculaire observée au MET.

La terminaison synaptique des motoneurones contient des vésicules remplies d’une molécule : l’acétylcholine. Ces vésicules, dites pré-synaptiques, peuvent fusionner avec la membrane plasmique et libérer l’acétylcholine dans la fente synaptique : c’est le phénomène d’exocytose des vésicules.

L’acétylcholine est un neurotransmetteur capable de se fixer sur les récepteurs spécifiques protéiques composés de 5 sous-unités de la membrane plasmique de la fibre musculaire pour induire la contraction musculaire. L’acétylcholine se fixe temporairement au niveau des acides aminés tryptophane (TRP) 145 et cystéine (CYS) 188 de chacune des 5 sous-unités.

Document 2 : fonctionnement d’une synapse. 

Document 3 : effet de doses croissantes de curare sur la contraction musculaire.

On dépose sur un muscle de lombric quelques gouttes d'acétylcholine à une concentration donnée, d'abord seule (1) puis en présence de doses croissantes de curare (2 et 3).

Matériel disponible :

Logiciel de modélisation moléculaire en ligne accessible : Libmol.

Les modèles numériques des molécules impliquées dans le fonctionnement de la synapse neuromusculaire et du curare :

• le complexe entre l’acétylcholine et son récepteur : https://libmol.org/?libmol=332

• le complexe entre le curare et le récepteur à l’acétylcholine : https://libmol.org/?libmol=333

Il est possible de modifier la couleur et la représentation des éléments composants ces molécules grâce aux items “commandes” et “séquence”.

Protocole A : mise en évidence par coloration de l’acétylcholine et des acides aminés assurant une liaison entre l’acétylcholine et son récepteur.

• Dans l’onglet « Commandes », sélectionner « Protéines » puis représenter en « Rubans » et colorer avec la palette dans la couleur souhaitée.

• Dans l’onglet « Séquence », cliquer sur “aucun” pour désélectionner puis cliquer sur TRP en position 145 et CYS en position 188 sur chacune des sous-unités (A, B, C, D et E). Leur position est indiquée quand vous survolez avec la souris.

• Cliquer sur « Sphères » et choisir une couleur différente des précédentes.

• Dans l’onglet « Séquence », cliquer sur “aucun” pour désélectionner puis sélectionner les molécules d’acétylcholine (“ACH”).

• Cliquer sur « Sphères » et choisir une couleur différente des précédentes.

Vous pouvez bouger la molécule grâce à la souris pour avoir la meilleure orientation possible avant de faire une capture d’écran et l’intégrer dans un document numérique.

Protocole B : mise en évidence par coloration d’un curare et des acides aminés du site de fixation de l’acétylcholine sur son récepteur

• Procéder de la même manière que lors du protocole précédent en choisissant les mêmes couleurs que précédemment pour le récepteur protéique et les acides aminés mais une couleur différente pour le curare (“TBC”).

• Choisir la même orientation que lors du protocole précédent.