本文介绍在细胞外囊泡 (EV) 释放过程中发挥作用的 ESCRT(endosomal sorting complexes required for transport)蛋白。
外泌体/EV 的形成与释放依赖于在某些细胞内部产生的、被称为内体的结构。在内体内部,一组被称为 ESCRT 蛋白的特定蛋白发挥作用。ESCRT 对于控制囊泡形成、蛋白质的选择性分选以及囊泡释放等过程至关重要。因此,ESCRT 蛋白掌握着细胞间通讯的关键,并可对细胞的生理和病理状态产生重大影响。
这些蛋白完成了必要的工作,使外泌体/EV 含有适当的成分,并将其从内体准确地送往细胞外。该过程由一系列分子步骤构成,不同的 ESCRT 复合体(ESCRT-0、I、II、III)参与其中。
- 泛素化蛋白的选择:随着内体的成熟,从细胞各处运送而来的泛素化蛋白聚集到内体膜上。泛素化是指一种被称为泛素的小蛋白与某蛋白结合的生化过程。泛素是一种由 76 个氨基酸组成的蛋白,存在于所有真核细胞中。泛素化过程如下进行:激活:泛素激活酶(E1)在 ATP 存在下激活泛素。偶联:泛素偶联酶(E2)接受被激活的泛素。连接:泛素连接酶(E3)从 E2 接受泛素,并将泛素结合到特定的目标蛋白上。泛素化蛋白在腔内囊泡的形成中发挥重要作用。腔内囊泡(Intraluminal Vesicles,ILVs)是指存在于内体内部的小型泡状结构。它们在被称为内体的细胞结构内部形成。
- ESCRT-0 的作用:在此,ESCRT-0 复合体发挥作用。ESCRT-0 特异性地结合泛素化蛋白,并决定内体膜上囊泡形成开始的位置(结构域)。
- 膜弯曲的起始:通过 ESCRT-0 的作用,聚集在特定结构域的泛素化蛋白的存在使内体膜开始向内弯曲。这是腔内囊泡形成的初始阶段。
- ESCRT-I 与 ESCRT-II 的作用:随后,ESCRT-I 与 ESCRT-II 复合体介入,进一步加深膜的弯曲,形成囊泡向内体腔内突出的“胞芽”。这些复合体使膜进一步变形,并协助囊泡的形成。
- ESCRT-III 复合体:最后,ESCRT-III 结合并协助完整囊泡的形成与切离。该复合体使膜弯曲并闭合,囊泡完全切离进入内体腔内。
因此,ESCRT 蛋白参与从内体生成并释放 EV 这一过程的所有阶段,使细胞内能够进行准确的通讯与物质运输。此类过程对于细胞的存活、生长和分化极为重要,一旦发生异常便可能引发病症。
