ESCRT
Mesin kompleks penyortiran endosom yang diperlukan untuk transportasi (endosomal sorting complexes required for transport, ESCRT) terdiri dari kompleks protein sitosol, yang dikenal sebagai ESCRT-0, ESCRT-I, ESCRT-II, dan ESCRT-III. Bersama dengan sejumlah protein aksesori, kompleks ESCRT ini memungkinkan cara unik dari renovasi (remodeling) membran membentuk membran menekuk atau bertunas menjauh dari sitoplasma.[1][2][3] Komponen ESCRT ini telah diisolasi dan dipelajari pada sejumlah organisme termasuk ragi dan manusia.[4] Mesin ini ditemukan di semua eukariota dan beberapa arkea.[5]
Mesin ESCRT berperan penting dalam sejumlah proses seluler termasuk biogenesis badan multivesikular (MVB), absisi (guguran) seluler, dan pertunasan virus. Biogenesis badan multivesikular (MVB) adalah proses di mana protein yang ditandai ubiquitin memasuki organel disebut endosom melalui pembentukan vesikel. Proses ini penting bagi sel untuk menghancurkan protein yang salah lipat dan rusak.[6] Tanpa mesin ESCRT, protein ini dapat menumpuk dan menyebabkan penyakit neurodegeneratif. Misalnya, kelainan pada komponen ESCRT-III dapat menyebabkan gangguan neurologis seperti paraplegia spastik herediter (HSP).[7] Guguran seluler, suatu proses pembelahan membran yang menghubungkan dua sel anak, juga diperantarai oleh mesin ESCRT. Tanpa kompleks ESCRT, sel anak tidak dapat memisahkan dan akan dihasilkan sel abnormal yang mengandung dua kali jumlah DNA. Sel-sel ini pasti akan dihancurkan melalui proses yang dikenal sebagai apoptosis. Pertunasan virus, atau proses dimana jenis virus tertentu keluar dari sel, mungkin tidak terjadi tanpa adanya mesin ESCRT. Hal ini akan mencegah virus menyebar dari sel ke sel lain.
Kompleks ESCRT dan protein aksesori
[sunting | sunting sumber]ESCRT-III
[sunting | sunting sumber]Kompleks ESCRT-III berbeda dari semua mesin ESCRT lainnya karena hanya tebentuk sementara, juga kompleks mengandung komponen esensial dan non-esensial.[8][9] Subunit esensial harus berkumpul dalam urutan yang benar (Vps20, Snf7, Vps24, lalu Vps2) agar mesin dapat berfungsi.[10] Subunit nonesensial termasuk Vps60, Did2, dan Ist1.[9] Vps20 memulai perakitan ESCRT-III dengan beraksi sebagai nukleator perakitan polimer Snf7. Vps24 kemudian bergabung dengan Snf7 untuk membatasi kompleks dan merekrut Vps2.[8][11] Vps2 kemudian membawa Vps4 ke kompleks.[12] Semua bentuk sitosol "bebas" dari setiap subunit dianggap tertutup. Artinya, bagian ujung karboksi dari setiap subunit melipat ke dirinya sendiri dengan cara autoinhibitor yang menstabilkan subunit monomer.[8][11] Ujung karboksi dari sebagian besar subunit ESCRT-III, baik esensial maupun nonesensial, mengandung motif MIM (MIT, domain interaksi dan transportasi mikrotubulus) dalam motif interaksi.[13] Motif ini bertanggung jawab untuk mengikat Vps4 dan AAA-ATPase spastin.[11]
Pertunasan virus
[sunting | sunting sumber]Pelepasan partikel virus, juga dikenal sebagai pertunasan virus (viral budding), adalah proses di mana virion bebas dilepaskan dari dalam sel melalui pembajakan mesin ESCRT sel inang.[14][15] Retrovirus, seperti HIV-1 dan virus limfotropik sel T manusia, serta sejumlah virus berselubung, termasuk virus Ebola, memerlukan mesin ESCRT untuk keluar dari sel inang.[14][16] Proses ini dimulai oleh protein Gag virus, protein struktural utama dari mantel retroviral, yang berinteraksi dengan TSG101 dari kompleks ESCRT-I dan protein aksesori ALIX.[17][18] Subunit ESCRT-III (hanya CHMP4 dan CHMP2 yang esensial)[19] direkrut ke lokasi tunas virus untuk menyempitkan dan memutuskan leher tunas dengan cara yang serupa dengan yang dijelaskan untuk absisi membran selama sitokinesis.[14][20][17] Vps4 kemudian mendaur ulang komponen ESCRT-III ke sitosol dan virus dilepaskan dari sel.[20] Mekanisme yang dijelaskan di sini menggunakan protein metazoan, karena pertunasan virus telah dipelajari lebih luas di metazoa.
Referensi
[sunting | sunting sumber]- ^ Schmidt O, Teis D (February 2012). "The ESCRT machinery". Curr. Biol. 22 (4): R116–20. doi:10.1016/j.cub.2012.01.028. PMC 3314914
. PMID 22361144.
- ^ Babst M (August 2011). "MVB vesicle formation: ESCRT-dependent, ESCRT-independent and everything in between". Curr. Opin. Cell Biol. 23 (4): 452–7. doi:10.1016/j.ceb.2011.04.008. PMC 3148405 . PMID 21570275.
- ^ Hanson, Phyllis I.; Shim, Soomin; Merrill, Samuel A. (2009-08). "Cell biology of the ESCRT machinery". Current Opinion in Cell Biology. 21 (4): 568–574. doi:10.1016/j.ceb.2009.06.002. ISSN 1879-0410. PMC 6195420 . PMID 19560911.
- ^ Hurley JH, Hanson PI (August 2010). "Membrane budding and scission by the ESCRT machinery: it's all in the neck". Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 11 (8): 556–66. doi:10.1038/nrm2937. PMC 2922035 . PMID 20588296.
- ^ Samson, RY; Dobro, MJ; Jensen, GJ; Bell, SD (2017). "The Structure, Function and Roles of the Archaeal ESCRT Apparatus". Sub-cellular Biochemistry. 84: 357–377. doi:10.1007/978-3-319-53047-5_12. ISBN 978-3-319-53045-1. PMID 28500532.
- ^ Piper RC, Katzmann DJ (2007). "Biogenesis and function of multivesicular bodies". Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 23: 519–47. doi:10.1146/annurev.cellbio.23.090506.123319. PMC 2911632 . PMID 17506697.
- ^ Hurley JH (December 2010). "The ESCRT complexes". Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 45 (6): 463–87. doi:10.3109/10409238.2010.502516. PMC 2988974 . PMID 20653365.
- ^ a b c Schmidt O, Teis D (February 2012). "The ESCRT machinery". Curr. Biol. 22 (4): R116–20. doi:10.1016/j.cub.2012.01.028. PMC 3314914 . PMID 22361144.
- ^ a b Adell MA, Teis D (October 2011). "Assembly and disassembly of the ESCRT-III membrane scission complex". FEBS Lett. 585 (20): 3191–6. doi:10.1016/j.febslet.2011.09.001. PMC 3192940 . PMID 21924267.
- ^ Hurley JH (December 2010). "The ESCRT complexes". Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 45 (6): 463–87. doi:10.3109/10409238.2010.502516. PMC 2988974 . PMID 20653365.
- ^ a b c Hurley JH, Hanson PI (August 2010). "Membrane budding and scission by the ESCRT machinery: it's all in the neck". Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 11 (8): 556–66. doi:10.1038/nrm2937. PMC 2922035 . PMID 20588296.
- ^ Teis D, Saksena S, Judson BL, Emr SD (March 2010). "ESCRT-II coordinates the assembly of ESCRT-III filaments for cargo sorting and multivesicular body vesicle formation". EMBO J. 29 (5): 871–83. doi:10.1038/emboj.2009.408. PMC 2837172 . PMID 20134403.
- ^ Scott A, Gaspar J, Stuchell-Brereton MD, Alam SL, Skalicky JJ, Sundquist WI (September 2005). "Structure and ESCRT-III protein interactions of the MIT domain of human VPS4A". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (39): 13813–8. Bibcode:2005PNAS..10213813S. doi:10.1073/pnas.0502165102. PMC 1236530 . PMID 16174732.
- ^ a b c Schmidt O, Teis D (February 2012). "The ESCRT machinery". Curr. Biol. 22 (4): R116–20. doi:10.1016/j.cub.2012.01.028. PMC 3314914 . PMID 22361144.
- ^ Jouvenet N, Zhadina M, Bieniasz PD, Simon SM (April 2011). "Dynamics of ESCRT protein recruitment during retroviral assembly". Nat. Cell Biol. 13 (4): 394–401. doi:10.1038/ncb2207. PMC 3245320 . PMID 21394083.
- ^ Hurley, James H (2015-10). "ESCRT s are everywhere". The EMBO Journal (dalam bahasa Inggris). 34 (19): 2398–2407. doi:10.15252/embj.201592484. ISSN 0261-4189. PMC 4601661 . PMID 26311197.
- ^ a b Mueller M, Adell MA, Teis D (August 2012). "Membrane abscission: first glimpse at dynamic ESCRTs". Curr. Biol. 22 (15): R603–5. doi:10.1016/j.cub.2012.06.063. PMC 3414845 . PMID 22877781.
- ^ McDonald B, Martin-Serrano J (July 2009). "No strings attached: the ESCRT machinery in viral budding and cytokinesis". J. Cell Sci. 122 (Pt 13): 2167–77. doi:10.1242/jcs.028308. PMC 2723143 . PMID 19535732.
- ^ Morita E, Sandrin V, McCullough J, Katsuyama A, Baci Hamilton I, Sundquist WI (March 2011). "ESCRT-III protein requirements for HIV-1 budding". Cell Host Microbe. 9 (3): 235–42. doi:10.1016/j.chom.2011.02.004. PMC 3070458 . PMID 21396898.
- ^ a b Hurley JH (December 2010). "The ESCRT complexes". Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 45 (6): 463–87. doi:10.3109/10409238.2010.502516. PMC 2988974 . PMID 20653365.