ESCRT复合体

ESCRT复合体（Endosomal Sorting Complex Required for Transport）是一组高度保守的多蛋白复合体，主要参与细胞内膜运输、膜重塑及多种关键生物学过程。

1. ESCRT复合体的组成

ESCRT由多个亚复合体和辅助蛋白组成，按功能顺序分为：

• ESCRT-0：识别泛素化膜蛋白（如HRS蛋白），募集后续复合体至内体膜。

• ESCRT-I（如TSG101）：与ESCRT-0结合，启动膜出芽并招募ESCRT-II。

• ESCRT-II：诱导膜弯曲，促进ESCRT-III的组装。

• ESCRT-III（如CHMP家族蛋白）：形成螺旋状多聚体，驱动膜切割和囊泡释放。

• VPS4 ATP酶：解聚ESCRT-III复合体，循环利用组分。

2. 核心功能

ESCRT复合体通过膜重塑和切割，参与以下过程：

• 多泡体（MVB）形成：将泛素化膜蛋白分选到内体腔内囊泡，最终通过溶酶体降解。

• 病毒出芽（如HIV、埃博拉病毒）：协助病毒包膜与宿主膜分离。

• 细胞分裂（胞质分裂）：在中间体（midbody）处切割细胞膜，完成细胞分离。

• 细胞膜修复：在膜损伤部位促进膜重塑以封闭破损。

• 自噬：参与自噬体与溶酶体的融合。

3. 分子机制

• 步骤1（识别）：ESCRT-0通过泛素结合域识别并富集泛素化货物蛋白。

• 步骤2（膜出芽）：ESCRT-I/II诱导膜内陷，形成出芽结构。

• 步骤3（切割）：ESCRT-III多聚化并收缩膜颈部，VPS4提供能量完成膜切割。

• 步骤4（循环）：VPS4分解ESCRT-III，释放组分供后续使用。

4. 与疾病的关系

• 神经退行性疾病：ESCRT功能异常导致异常蛋白（如tau、α-突触核蛋白）积累，与阿尔茨海默病、帕金森病相关。

• 癌症：TSG101等ESCRT基因突变可能影响受体降解（如EGFR），促进肿瘤生长。

• 病毒感染：HIV通过“晚结构域”劫持ESCRT机制完成出芽。

5. 研究意义

• 药物靶点：抑制ESCRT可阻断病毒出芽（如抗HIV策略）。

• 膜工程：利用ESCRT机制设计人工膜系统。

• 细胞治疗：调控ESCRT修复细胞膜损伤。

ESCRT复合体是细胞内膜动态调控的核心机器，其功能异常与多种病理过程密切相关，是基础研究和转化医学的重要靶标。