ESCRT Protein Complex

ESCRT (Endosomal Sorting Complexes Required for Transport) 단백질 복합체는 multivesicular body에서 intralumenal vesicle 형성을 매개하는 일련의 세포질 단백질 복합체이다.¹

ESCRT 복합체의 종류

네 가지 ESCRT 복합체가 순차적으로 결합한다:

• ESCRT-0
• ESCRT-I
• ESCRT-II
• ESCRT-III

Intralumenal Vesicle 형성

목적

목적	내용
신호 종결	수용체를 cytoplasm에서 격리
효율적 분해	막단백질을 lumen에 노출
운명 결정	recycling vs. degradation 분리
Exosome으로써	세포 간 정보 전달

Cargo 선택

Multivesicular body로 분류하려면:

• 하나 또는 여러 개의 ubiquitin tag 필요
• 막 단백질의 cytosolic domain에 추가됨

ESCRT의 순차적 작용

1. signal에 의해 receptor 활성화

   • 활성화되면서 conformational change나 phosphrylated → E3 ligase가 uniquitin 부착

2. ESCRT-0

   • Ubiquitin tag를 인식, PI(3)P 인식
   • 막에 처음으로 결합
   • Cargo 단백질을 다음 ESCRT로 전달

3. ESCRT-I

   • ESCRT-0로부터 cargo 받음
   • ESCRT-II로 전달

4. ESCRT-II

   • Cargo를 막의 특정 영역에 농축
   • ESCRT-III를 recruit

5. ESCRT-III

   • 막에서 큰 multimeric assembly 형성
   • 막을 bend시킴
   • Invagination을 매개

Ubiquitin 제거

Intralumenal vesicle이 닫히기 전에:

• Ubiquitin marker가 제거됨
• 세포질로 반환되어 재사용됨

막 굴곡의 방향

ESCRT 기계가 추진하는 막의 내부 budding은:

• Endosome 막에서 intralumenal vesicle을 형성하기 위해
• 막의 cytosolic 표면에서 멀어지는 방향으로 budding이 발생
• 이는 Clathrin Coat와는 반대 방향

PI(3)P의 역할

Multivesicular body로의 막 invagination은 lipid kinase에도 의존한다:

• Phosphatidylinositol을 phosphorylate하여 PI(3)P 생성
• PI(3)P는 ESCRT 복합체에 대한 추가 docking site 역할

ESCRT 막 결합의 요구사항

Docking과 vesicle invagination을 위해 ESCRT 복합체는 둘 다 필요:

• PI(3)P
• Ubiquitylated cargo 단백질의 존재

관련 주제

• Endosome 성숙
• Endocytosis
• Lysosome
• Cytokinesis
• Virus 진입

Footnotes

1. 2022 중간 34번 — ESCRT-0→I→II→III 순차적 작용과 ubiquitin tag를 통한 cargo 선별, intralumenal vesicle 형성 메커니즘이 정답 근거로 활용됨. ↩