內吞體分選轉運復合體 (ESCRT) 及其在包膜病毒出芽中的作用

李朝飛，田宏剛，劉同先

西北農林科技大學植物保護學院 旱區作物逆境生物學國家重點實驗室 農業部西北黃土高原作物有害生物綜合治理重點實驗室，陜西 楊凌 712100

在細胞正常的生理代謝過程中，膜蛋白需要選擇性地通過內吞體途徑被轉運至溶酶體降解。近年來的研究發現，內吞體分選轉運復合體(Endosomal sorting complex required for transport，ESCRT) 負責識別內吞體途徑中泛素化修飾的膜蛋白，包括錯誤折疊的蛋白、激活的生長與細胞因子受體等，并介導內吞小泡 (Intralumenal vesicles) 出芽和多泡體 (Multivesicular bodies，MVBs) 的形成[1]。除了參與膜蛋白的分選與轉運，ESCRT也參與胞質分裂、自體吞噬、以及包膜病毒的出芽等過程[2-4]。ESCRT復合體對于調節細胞分化、抑制腫瘤和神經退行性疾病、以及限制病原物的入侵等具有十分重要的作用[4]。

1 ESCRT復合體的組成

迄今的研究表明，ESCRT復合體保守地存在于真核生物中。哺乳動物細胞 ESCRT系統由ESCRT-0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、和VPS4 (Vacuolar protein sorting-associated protein 4) 等5個復合物以及包括 Alix (ALG-2 (Apoptosis-linked gene 2)-interacting protein X) 等在內的一些輔助蛋白組成[2-3](圖1)。

圖1 宿主細胞ESCRT復合體及其與包膜病毒編碼的晚期結構域之間的相互作用Fig. 1 Host cellular ESCRT complex and the interaction of the complex with the late-domain motifs encoded by enveloped viruses. Ubi: ubiquitin.

1.1 ESCRT-0

ESCRT-0是一個異源雙聚體，由 HRS (Hepatocyte growth factor-regulated tyrosine kinase substrate) 與 STAM (Signal transducing adaptor molecule) 兩個蛋白組成。該復合物參與細胞內吞途徑中泛素化蛋白的分選 (Sorting)。研究發現，ESCRT-0通過其亞基HRS的FYVE模序結合內吞體膜上的PI(3)P磷脂，并通過其亞基HRS與STAM C-末端的clathrin-box模序與籠形蛋白 (Clathrin) 結合，將籠形蛋白募集。籠形蛋白的聚合為蛋白質分選提供了一個平臺。在這個分選區域，ESCRT-0通過其兩個亞基含有的泛素作用模序 (Ubiquitin-interacting motif) 與泛素結合，從而對泛素化修飾的膜蛋白進行識別和分選[1-3]。……