La biologie moléculaire a montré que les récepteurs nicotiniques et muscariniques appartiennent à des superfamilles de protéines distinctes. Les récepteurs nicotiniques sont de deux types : Nm et Nn. Le Nm est situé dans la jonction neuromusculaire qui provoque la contraction des muscles squelettiques par le biais du potentiel de plaque terminale (PPE). Le Nn provoque une dépolarisation dans les ganglions autonomes, ce qui entraîne une impulsion post-ganglionnaire. Les récepteurs nicotiniques provoquent la libération de catécholamines par la médullosurrénale, ainsi qu’une excitation ou une inhibition spécifique dans le cerveau. Le Nm et le Nn sont tous deux liés aux canaux Na+ et Ca2+, mais le Nn est également lié à un canal K+ supplémentaire.
nAChREdit
Les nAChR sont des canaux ioniques dépendant d’un ligand et, comme les autres membres de la superfamille des canaux ioniques dépendant d’un ligand » cys-loop « , ils sont composés de cinq sous-unités protéiques disposées symétriquement comme des douves autour d’un tonneau. La composition des sous-unités est très variable selon les tissus. Chaque sous-unité contient quatre régions qui s’étendent sur la membrane et sont constituées d’environ 20 acides aminés. La région II, qui se trouve le plus près de la lumière du pore, forme le revêtement du pore.
La liaison de l’acétylcholine aux extrémités N de chacune des deux sous-unités alpha entraîne la rotation de 15° de toutes les hélices M2. Le côté cytoplasme du récepteur nAChR comporte des anneaux de charge négative élevée qui déterminent la spécificité cationique du récepteur et suppriment la coquille d’hydratation souvent formée par les ions en solution aqueuse. Dans la région intermédiaire du récepteur, à l’intérieur de la lumière du pore, les résidus valine et leucine (Val 255 et Leu 251) définissent une région hydrophobe à travers laquelle l’ion déshydraté doit passer.
Le nAChR se trouve aux bords des plis jonctionnels de la jonction neuromusculaire du côté postsynaptique ; il est activé par la libération d’acétylcholine à travers la synapse. La diffusion de Na+ et K+ à travers le récepteur provoque une dépolarisation, le potentiel de plaque terminale, qui ouvre les canaux sodiques voltage-dépendants, ce qui permet le déclenchement du potentiel d’action et potentiellement la contraction musculaire.
mAChREdit
En revanche, les mAChR ne sont pas des canaux ioniques, mais appartiennent plutôt à la superfamille des récepteurs couplés aux protéines G qui activent d’autres canaux ioniques via une cascade de seconds messagers.Le récepteur cholinergique muscarine active une protéine G lorsqu’il est lié à l’ACh extracellulaire. La sous-unité alpha de la protéine G active la guanylate cyclase (inhibant les effets de l’AMPc intracellulaire) tandis que la sous-unité bêta-gamma active les canaux K et hyperpolarise ainsi la cellule. Cela entraîne une diminution de l’activité cardiaque.