ESCRT

Las proteínas ESCRT (complejos de clasificación endosómica requeridos para el transporte) forman parte de una vía dentro de las células que ayuda a clasificar y mover otras proteínas. Una de sus funciones principales es formar estructuras llamadas cuerpos multivesiculares (MVB), que ayudan a enviar ciertas proteínas, especialmente aquellas marcadas para su eliminación, a compartimentos celulares llamados lisosomas ^{[ 1 ],} donde se degradan.

El sistema ESCRT está compuesto por cinco complejos de proteínas de membrana periféricas citosólicas separadas ^{[ 2 ]} , conocidas como ESCRT-0, ESCRT-I, ESCRT-II, ESCRT-III y Vps4. Junto con varias proteínas accesorias, estos complejos ESCRT permiten un modo único de remodelación de membrana que da como resultado la gemación de las membranas alejándose del citoplasma . Estos componentes ESCRT se han aislado y estudiado en varios organismos, incluyendo levaduras y humanos. ^{[ 3 ]}

La maquinaria ESCRT desempeña un papel vital en varios procesos celulares, incluyendo la biogénesis de cuerpos multivesiculares (MVB) y la abscisión citocinética . La biogénesis de cuerpos multivesiculares (MVB) es un proceso en el que las proteínas marcadas con ubiquitina entran en orgánulos llamados endosomas mediante la formación de vesículas . Las células degradan las proteínas de membrana dañadas dentro de dos complejos principales: el proteasoma y el lisosoma . ^{[ 4 ]} Una pequeña etiqueta llamada ubiquitina se une a ellas. La etiqueta dirige las proteínas al proteasoma o al lisosoma para su destrucción. Para la ruta lisosomal, las proteínas marcadas se envían a pequeños compartimentos dentro de la célula llamados endosomas , específicamente un tipo llamado cuerpos multivesiculares (MVB). Los MVB se forman cuando parte de la membrana del endosoma se pliega hacia adentro y forma vesículas intraluminales. Estas vesículas intraluminales transportan las proteínas destinadas a ser destruidas, y cuando un MVB se une a un lisosoma, las vesículas y las proteínas en su interior se degradan. ^{[ 4 ]}

Cuando la autofagia no funciona correctamente, como en las células con mutaciones en el gen ESCRT, la célula no puede eliminar eficazmente los cúmulos de proteínas dañadas. Estos cúmulos de proteínas se observan comúnmente en enfermedades neurodegenerativas ^{[ 5 ]} como el Alzheimer o el Parkinson .

La abscisión citocinética es el proceso mediante el cual se corta el puente intercelular (BIC) entre dos células hijas, completando así la división celular. En muchas células animales, la maquinaria ESCRT-III es responsable de este proceso. El BIC se encuentra inicialmente bajo alta tensión, lo que puede impedir una abscisión adecuada en las células epiteliales al interferir con el ensamblaje de ESCRT-III. ^{[ 6 ]}

El sistema ESCRT es como un equipo de máquinas celulares de complejos proteicos ESCRT y proteínas accesorias que ayudan a gestionar y remodelar las membranas celulares . ^{[ 7 ]}

Los complejos ESCRT son necesarios para los eventos de corte de membrana en la célula: los MVB (cuerpos multivesiculares) se utilizan para clasificar y reciclar los componentes celulares, luego virus como el VIH-1 se desprenden de la célula y durante los pasos finales de la división celular (citocinesis) cuando dos células se separan físicamente. ^{[ 7 ]}

Aunque todos estos procesos implican tipos similares de conformación de membrana, no todos necesitan los mismos complejos ESCRT. Por ejemplo, el complejo ESCRT-II no es necesario para que el VIH-1 brote de la célula y su función exacta en la citocinesis aún no está clara. ^{[ 7 ]}

Cada uno de los complejos ESCRT y las proteínas accesorias tienen estructuras únicas que permiten funciones bioquímicas distintas. Existen varios sinónimos para cada componente proteico de la maquinaria ESCRT, tanto en levaduras como en metazoos . ^{[ 7 ]}

En la tabla adjunta se incluye un resumen de todas estas proteínas.

El complejo ESCRT-0 desempeña un papel vital en la generación de cuerpos multivesiculares al unirse y agrupar proteínas y/o receptores ubiquitinados en la superficie celular. Posteriormente, el complejo se une a un lípido en la membrana endosomal, lo que recluta estas proteínas marcadas al endosoma. ^{[ 8 ]} Una vez localizadas correctamente , estas proteínas son transportadas al endosoma a través de vesículas, formando cuerpos multivesiculares, y finalmente son entregadas al lisosoma, donde se degradan. Este proceso es esencial, ya que constituye la principal vía de degradación de proteínas dañadas que han pasado por el aparato de Golgi . ^{[ 4 ]} Los componentes del complejo ESCRT-0 son los siguientes:

El complejo es un heterodímero 1:1 de Vps27 ( proteína de clasificación de proteínas vacuolares 27) y Hse1 . ^{[ 2 ]} Vps27 y Hse1 se dimerizan a través de dominios GAT de hélice enrollada antiparalela (llamados así por las proteínas GGA y Tom1). Tanto Vps27 como Hse1 contienen un dominio VHS amino-terminal (llamado así porque está presente en las proteínas Vps27 , HRS y STAM ). ^{[ 3 ]} Estos dominios VHS se unen a la ubiquitina en las proteínas que la célula pretende degradar. La ubiquitina también puede asociarse con motivos de interacción con ubiquitina, como el de Hse1 o el dominio de doble cara que se encuentra en Vps27. Un dominio FYVE (llamado así por las cuatro proteínas en las que se identificó inicialmente: Fab1p, YOTB, Vac1 y EEA1) se encuentra intercalado entre los dominios VHS y el motivo de interacción con ubiquitina de Vps27. ^{[ 9 ]} El fosfatidilinositol 3-fosfato , un lípido endosomal común, se une a este dominio FYVE, lo que resulta en el reclutamiento de ESCRT-0 al endosoma. La investigación ha realizado un análisis exhaustivo de la interacción entre el complejo ESCRT-0 y la ubiquitina utilizando calorimetría de titulación isotérmica ; esta técnica se ha utilizado para medir la fuerza de unión molecular. ^{[ 10 ]} La investigación muestra cinco resultados principales:

1. Comportamiento de unión a la ubiquitina: La unión a los diferentes dominios de unión a la ubiquitina (UBD) dentro de ESCRT-0 no es cooperativa, lo que significa que cada dominio interactúa con la ubiquitina de forma independiente.
2. Afinidad de unión: La subunidad Hrs contiene un motivo de interacción con doble ubiquitina (DUIM). Este DUIM tiene una afinidad de unión más del doble de fuerte que los UBD encontrados en la subunidad STAM, lo que indica que Hrs es la proteína de unión a ubiquitina primaria dentro del complejo ESCRT-0. ^{[ 10 ]}
3. Localización en la célula (in vivo): Tanto Hrs como STAM se encuentran en las membranas endosomales.
4. Formación de complejos: Mediante microscopía de fuerza atómica , los investigadores observaron que ESCRT-0 se forma principalmente como heterodímeros (un Hrs + un STAM) y heterotetrámeros (probablemente dos de cada uno) en presencia de membranas lipídicas . El análisis hidrodinámico de ESCRT-0 dentro de las células confirmó que existe principalmente como heterotetrámero.
5. Modelo funcional actualizado: basándose en estos resultados, los investigadores propusieron un modelo revisado en el que ESCRT-0 desempeña un papel central en el reclutamiento y la concentración de la carga ubiquitinada en el endosoma para su degradación. ^{[ 10 ]}

La función del complejo ESCRT-I es ayudar en la generación de cuerpos multivesiculares mediante la agrupación de proteínas ubiquitinadas y actuando como puente entre los complejos ESCRT-0 y ESCRT-II. ^{[ 6 ]} También participa en el reconocimiento y la remodelación de la membrana durante la abscisión de la misma, formando anillos a ambos lados del cuerpo medio en las células en división. ESCRT-I también es responsable del reclutamiento de ESCRT-III, que forma la zona de constricción justo antes de la separación celular. ^{[ 10 ]} Además, ESCRT-I contribuye a la gemación viral al interactuar con proteínas virales específicas, lo que conduce al reclutamiento de maquinaria ESCRT adicional al sitio potencial de liberación viral. ^{[ 11 ]}

El complejo ESCRT-I es un heterotetrámero (1:1:1:1) compuesto por Vps23, Vps28 , Vps37 y Mvb12. ^{[ 6 ]} El heterotetrámero ensamblado aparece como un tallo en forma de varilla formado por Vps23, Vps37 y Mvb12 con una tapa en abanico compuesta por hélices simples de Vps23, Vps28 y Vps37. Vps23 contiene un dominio variante de ubiquitina E2, que es responsable de la unión de la ubiquitina, el complejo ESCRT- 0 y al motivo PTAP ( prolina , treonina , alanina , prolina ) de las proteínas Gag virales . ^{[ 6 ]} Inmediatamente después de este dominio hay un motivo rico en prolina (GPPX₃Y), que dirige ESCRT-I al cuerpo medio durante la abscisión de la membrana . ^{[ 3 ]} Mvb12 también puede unirse a la ubiquitina a través de su extremo carboxilo . Vps28 facilita la interacción entre ESCRT-I y ESCRT-II al asociarse con el dominio GLUE ( G RAM- Like U biquitin -binding in E AP45) de Vps36 a través de su dominio de haz de cuatro hélices carboxilo-terminal . ^{[ 6 ]}

Finalmente, el complejo ESCRT-I se coensambla con ESCRT-II en las membranas para formar un supercomplejo 1:1 que facilita la gemación de la membrana limitante del cuerpo multivesicular (MVB) hacia su lumen. ^{[ 6 ]} Curiosamente, en procesos como la gemación del VIH-1 y la citocinesis, donde la maquinaria ESCRT no es necesaria para la formación de la yema. ^{[ 6 ]} ESCRT-I parece funcionar independientemente de ESCRT-II y probablemente participa principalmente en el reclutamiento de ESCRT-III. Estructuralmente, las subunidades ESCRT-I se heterotetramerizan a través de dos regiones centrales contiguas pero distintas. Vps23, Vps37 y Mvb12 forman un  tallo de 13 nm de longitud que incluye una estructura de hélice enrollada antiparalela inusual. ^{[ 6 ]} Mientras tanto, Vps23, Vps28 y Vps37 contribuyen a una región de cabeza compuesta por tres pares de hélices antiparalelas, dispuestas en forma de abanico. En conjunto, el tallo y la cabeza forman una única estructura rígida de aproximadamente 18  nm de longitud. ^{[ 6 ]}

El complejo ESCRT-II desempeña un papel más crítico que ESCRT-I en la biogénesis de los cuerpos multivesiculares (MVB), ya que su sobreexpresión puede rescatar la pérdida de la función de ESCRT-I en levaduras , mientras que lo contrario no es cierto. A pesar de su función central en la formación de MVB y la gemación de membrana, ESCRT no es esencial para la gemación o la citocinesis del VIH-1. ^{[ 6 ]} A diferencia de ESCRT-0 y ESCRT-I, ESCRT-II se une a la carga ubiquitinada en un solo sitio y actúa como un complejo puente clave entre la maquinaria ESCRT aguas arriba (ESCRT-0 y -I) y el complejo ESCRT-III aguas abajo, que realiza la escisión de la membrana. ESCRT-II también puede estar involucrado en la unión de los MVB a los microtúbulos a través de interacciones con las proteínas motoras RILP, Rab7 y dineína .

Estructuralmente, ESCRT-II forma un complejo en forma de Y, con Vps22 y Vps36 en la base y dos subunidades Vps25 como brazos. Vps22 y Vps36 interactúan estrechamente a través de sus dominios de hélice alada (WH) y son mutuamente necesarios para el plegamiento y la estabilidad, mientras que las subunidades Vps25 están unidas de forma más laxa y no interactúan entre sí. ^{[ 6 ]} El segundo dominio WH de Vps25 media la interacción con la subunidad Vps20 de ESCRT-III, y ambas copias de Vps25 son esenciales para su correcto funcionamiento. ^{[ 6 ]}

Additionally, the N-terminus of Vps22 contains a basic helix that aids in membrane targeting without lipid specificity, In yeast, Vps36 features a GLUE domain containing two inserted NpI4 Zinc fingers (NZF1 and NZF2), which mediate binding to the Vps28 subunit of ESCRT-I and to ubiquitin, respectively. In mammals, the GLUE domain of VPS36 lacks these zinc fingers but can bind ubiquitin directly.^[6] Furthermore, the linker region between the GLUE and WH1 domains of yeast Vps36 may serve as a secondary binding site for ESCRT-I, a region that is conserved in the human homolog, although its role remains unconfirmed.

The ESCRT-II complex functions primarily during the biogenesis of multivesicular bodies and the delivery of ubiquitin tagged proteins to the endosome. Ubiquitin-tagged proteins are transferred sequentially from ESCRT-0 to ESCRT-I and then to ESCRT-II. ESCRT-II associates with ESCRT-III, which pinches off the cargo containing vesicle.^[6] The specific aspects of ESCRT-II are as follows:

ESCRT-II is a heterotetramer (2:1:1) composed of two Vps25 subunits, one Vps22 subunit, and one Vps36 subunit.^[6] Vps25 molecules contain PPXY motifs, which bind to winged-helix (WH) motifs of Vps22 and Vps36 forming a Y-shaped complex with Vps22 and Vps36 at the base and the Vps25 subunits forming the arms.^[6] Vps25 molecules also contain WH motifs that mediate the interaction between ESCRT-II and ESCRT-III. Vps36 includes a GLUE domain that binds phosphatidylinositol 3-phosphate and Vps28 subunit of ESCRT-I.^[6] Two zinc finger domains are looped into the GLUE domain of yeast Vps36. One of these zinc finger domains binds the carboxy-terminal domain of Vps28 while the other interacts with ubiquitin.^[6]

The ESCRT-III complex is unique among ESCRT components in several ways. Unlike ESCRT complexes 0–II, ESCRT-III subunits do not contain any known ubiquitin-binding domains. These subunits exist in the cytosol as inactive monomers or possibly as heterodimers and only polymerize into the active ESCRT-III complex upon membrane association. Once assembled, this complex becomes detergent-insoluble and is relatively resistant to conventional biochemical methods.^[6]

In Archaea, only homologs of ESCRT-III and Vps4 are found, where they participate in cell division indicating an evolutionarily conserved core function.^[6]

En la levadura, las subunidades funcionales centrales de ESCRT-III son Vps20, Snf7, Vps24 y Vps2, que se ensamblan secuencialmente en un orden específico. Vps20, Snf7 y Vps24 son suficientes para la escisión de la membrana, mientras que Vps2 es esencial para acoplar el complejo a la maquinaria de reciclaje de Vps4. ^{[ 6 ]} Las subunidades adicionales de la levadura, Did2, Ist1 y Vps60, no son esenciales, pero participan en etapas posteriores. Did2 y Vps60 ayudan a reclutar y activar el complejo Vps4–Vta1 para el reciclaje de subunidades, mientras que Ist1 inhibe la actividad de Vps4. ^{[ 6 ]}

Ciertas subunidades forman emparejamientos binarios preferenciales: Vps20 con Snf7, Vps24 con Vps2 y Did2 con Ist1. Sin embargo, Vps60 es una excepción y se une con mayor afinidad a Vta1 que a otras proteínas ESCRT-III. La estequiometría del ensamblaje de ESCRT-III no está bien definida. En levaduras, Snf7 es la subunidad más abundante, presente en niveles varias veces superiores a los de las demás. Cabe destacar que Snf7 sola o en combinaciones como Vps24 + Vps2 o Ist1 + Did2 puede formar tubos helicoidales de tamaño similar a los cuellos de las partículas de VIH-1 en gemación o a las vesículas intraluminales (VIL) de los cuerpos multivesiculares (CMV). ^{[ 6 ]}

ESCRT-III es probablemente el componente más crítico de la maquinaria ESCRT, ya que participa en todos los procesos mediados por ESCRT. Durante la abscisión de la membrana y la gemación viral, ESCRT-III forma largos filamentos que se enrollan alrededor del sitio de constricción de la membrana justo antes de su escisión. Esta función está mediada por interacciones con el complejo centralspindlin. Estas estructuras filamentosas también actúan como una barrera anular durante la formación de los cuerpos multivesiculares (MVB), impidiendo que las proteínas de carga se filtren al citosol. ^{[ 6 ]}

A diferencia de otros componentes de ESCRT, ESCRT-III existe solo transitoriamente e incluye subunidades esenciales y no esenciales. Las subunidades esenciales deben ensamblarse en el orden Vps20, Snf7, Vps24 y luego Vps2 para su correcto funcionamiento. Vps20 inicia la formación del polímero Snf7, seguido de Vps24 que cierra el complejo y recluta a Vps2. Vps2 luego incorpora la AAA-ATPasa Vps4 al complejo. ^{[ 6 ]}

En su estado citosólico libre, las subunidades ESCRT-III están "cerradas", con sus regiones C-terminales plegándose sobre sí mismas de manera autoinhibitoria, lo que estabiliza los monómeros. La mayoría de las subunidades ESCRT-III, tanto esenciales como no esenciales, contienen motivos de interacción con MIT (MIM) en su extremo carboxilo, lo que les permite unirse a Vps4 y a la ATPasa AAA espastina. ^{[ 6 ]}

El complejo ESCRT-III es probablemente el componente más importante de la maquinaria ESCRT porque participa en todos los procesos mediados por ESCRT. ^{[ 12 ]} Durante la abscisión de la membrana y la gemación viral, ESCRT-III forma largos filamentos que se enrollan alrededor del sitio de constricción de la membrana justo antes de la escisión de la misma. ^{[ 13 ]} Esta mediación de la abscisión ocurre a través de interacciones con el complejo centralspindlin . ^{[ 14 ]} Estas estructuras filamentosas también están presentes durante la formación de cuerpos multivesiculares y funcionan como una barrera en forma de anillo que obstruye la vesícula en gemación para evitar que las proteínas de carga escapen al citosol de la célula. ^{[ 11 ]} ESCRT-III existe y funciona de la siguiente manera:

El complejo ESCRT-III se diferencia de toda la maquinaria ESCRT en que existe solo transitoriamente y contiene componentes esenciales y no esenciales. ^{[ 11 ]} Las subunidades esenciales deben ensamblarse en el orden correcto (Vps20, Snf7, Vps24 , luego Vps2) para que la maquinaria funcione. Las subunidades no esenciales incluyen Vps60, Did2 e Ist1. ^{[ 11 ]} Vps20 inicia el ensamblaje de ESCRT-III actuando como un nucleador del ensamblaje del polímero Snf7. Vps24 luego se asocia con Snf7 para cerrar el complejo y reclutar a Vps2. ^{[ 6 ]} Vps2 luego trae Vps4 al complejo. ^{[ 15 ]} Todas las formas citosólicas "libres" de cada subunidad se consideran cerradas. Es decir, la porción carboxi-terminal de cada subunidad se pliega sobre sí misma de manera autoinhibitoria estabilizando las subunidades monoméricas . ^{[ 3 ]} El extremo carboxilo de la mayoría de las subunidades ESCRT-III, tanto esenciales como no esenciales, contienen motivos MIM ( M IT ( dominio de interacción y transporte de microtúbulos)) . [ 16 ] ^{Estos motivos son} responsables de la unión a Vps4 y a la AAA-ATPasa espastina . ^{[ 6 ]}

Vps4 es una proteína esencial en las células eucariotas , que desempeña un papel fundamental en el desensamblaje del complejo ESCRT-III, un proceso crucial para diversas funciones celulares como la biogénesis de cuerpos multivesiculares, la citocinesis y la gemación viral. ^{[ 17 ]} Para cumplir estas funciones, Vps4 comprende varios dominios distintos, cada uno con funciones específicas. ^{[ 17 ]}

El dominio MIT N-terminal (Microtubule Interacting and Trafficking) es responsable de la unión a las subunidades ESCRT-III mediante la interacción con secuencias MIM (MIT Interacting Motifs) presentes en estas subunidades. ^{[ 17 ]} Este dominio es esencial para reclutar Vps4 a los sitios donde el complejo ESCRT-III necesita ser desensamblado. ^{[ 17 ]} Después del dominio MIT hay un conector flexible de aproximadamente 40 aminoácidos, que lo conecta al casete central AAA-ATPasa. ^{[ 17 ]} Este casete consta de un gran dominio AAA-ATPasa con una mezcla de hélices α y láminas β , y un pequeño dominio AAA-ATPasa compuesto principalmente de hélices α . ^{[ 17 ]} Dentro del pequeño dominio AAA-ATPasa se encuentra un dominio β insertado, que es crucial para la interacción con el cofactor Vta1 . ^{[ 17 ]} La región C-terminal de Vps4 contiene una hélice única que también contribuye a la función de la proteína. ^{[ 17 ]}

Vta1 actúa como cofactor de Vps4 y es necesario para su actividad óptima. La proteína comprende dos dominios MIT N-terminales que median la unión a las subunidades ESCRT-III, en particular Vps60 y Did2. ^{[ 17 ]} Estas interacciones son vitales para la función de Vta1 en la estimulación de la actividad de Vps4. Un conector flexible une los dominios MIT al dominio VSL C-terminal (Vps4, SBP1, LIP5), lo que permite la dimerización de Vta1 y es esencial para la unión a Vps4. ^{[ 17 ]} Mediante esta unión, Vta1 promueve la formación del dodecámero de Vps4 y mejora su actividad ATPasa, lo cual es crucial para el desensamblaje eficiente del complejo ESCRT-III. ^{[ 17 ]}

En la figura siguiente: (A) Densidad electrónica calculada a partir de una síntesis de 2Fo-Fc en la que se omitieron los residuos mostrados en naranja. La densidad está contorneada a 1 s. (B) Modelo de cinta para el complejo 1:1 en la unidad asimétrica. (C) Interacción de Vta1 con la superficie molecular de Vps4, con esta última coloreada por tipo de átomo (carbono, verde; oxígeno, rojo; nitrógeno, azul). ^{[ 17 ]} La interacción entre Vps4 y Vta1 es, por lo tanto, crítica para regular la dinámica de ESCRT-III. ^{[ 17 ]} El dominio MIT en Vps4 asegura la localización adecuada al unirse a las subunidades de ESCRT-III, mientras que el dominio AAA-ATPasa impulsa el proceso dependiente de energía de desensamblaje del complejo. ^{[ 17 ]} Vta1 amplifica este proceso al estabilizar la forma oligomérica de Vps4 y aumentar su actividad enzimática, asegurando el reciclaje eficiente de los componentes de ESCRT para su uso repetido en la célula. ^{[ 17 ]}

La regulación de la vía de clasificación endosomal depende en gran medida de Bro1, que recluta eficazmente desubiquitinasas al complejo ESCRT-III. ^{[ 18 ]} Este reclutamiento permite la eliminación de las etiquetas de ubiquitina de las proteínas destinadas a la degradación lisosomal, justo antes de la formación de cuerpos multivesiculares (MVB). ^{[ 18 ]} Bro1 también ayuda a estabilizar el complejo ESCRT-III durante este proceso. ^{[ 18 ]}

Bro1 contiene un dominio Bro1 que se une a Snf7, la subunidad estructural principal del complejo ESCRT-III. ^{[ 18 ]} Mediante esta interacción, Bro1 se localiza en los sitios de abscisión de la membrana endosomal. ^{[ 18 ]} Doa4, una desubiquitinasa , también se recluta en el mismo sitio a través de su interacción con Bro1. ^{[ 18 ]} Doa4 elimina la ubiquitina de las proteínas de carga antes de su entrega al lisosoma . ^{[ 18 ]} Alix, el homólogo de Bro1 en mamíferos, junto con otras proteínas endosomales tardías, contiene un dominio Bro1 conservado de aproximadamente 160 residuos. ^{[ 18 ]} Estudios estructurales han revelado que el dominio Bro1 en levaduras está compuesto por un núcleo plegado de 367 residuos. ^{[ 18 ]} Este dominio extendido es necesario y suficiente para la unión a Snf7 y para la localización de Bro1 en los endosomas tardíos. ^{[ 18 ]}

Estructuralmente, el dominio Bro1 se asemeja a un bumerán con una cara cóncava rellena e incluye tres subdominios de repetición de tetratricopéptido (TPR). ^{[ 18 ]} Snf7 se une a una región hidrofóbica conservada en Bro1, una interacción esencial para la formación del complejo y la correcta clasificación de las proteínas de carga. ^{[ 18 ]} Estos hallazgos resaltan un mecanismo conservado mediante el cual las proteínas que contienen el dominio Bro1 se dirigen a las membranas endosomales a través de la interacción con Snf7 y sus ortólogos. ^{[ 18 ]}

En la figura adjunta podemos ver (A) Densidad electrónica del mapa MAD contorneado a 1,0 σ. (B y C) Dos vistas de la estructura general. La región N-terminal está coloreada de cian; la porción N-terminal (no TPR) del solenoide helicoidal está coloreada de verde; la lámina β está coloreada de amarillo; el dominio TPR está coloreado de magenta; y la región C-terminal está coloreada de naranja.

Los cuerpos multivesiculares desempeñan un papel importante en el transporte de proteínas y receptores ubiquitinados a un lisosoma . ^{[ 4 ]} Los complejos ESCRT transportan la carga ubiquitinada a vesículas celulares que brotan directamente en el compartimento endosomal de la célula, formando cuerpos multivesiculares. ^{[ 19 ]} Estos cuerpos multivesiculares finalmente se fusionan con el lisosoma , lo que provoca la degradación de la carga. ^{[ 15 ]} Una descripción más detallada del proceso, incluyendo la maquinaria asociada, se presenta a continuación:

1. Los componentes Vps27 y Hse1 de ESCRT-0 se unen cada uno a la carga ubiquitinada . ^{[ 2 ] [ 19 ]}
2. Vps27 se une al fosfatidilinositol 3-fosfato, un lípido endosomal, que luego recluta todo el complejo a un endosoma . ^{[ 2 ] [ 19 ]}
3. Vps27 se une a la subunidad Vps23 de ESCRT-I, llevando ESCRT-I al endosoma . ESCRT-I también puede unirse a proteínas ubiquitinadas . ^{[ 2 ] [ 19 ]}
4. Vps36 se asocia con la subunidad Vps28 de ESCRT-I, lo que da como resultado el reclutamiento del complejo ESCRT-II. ^{[ 2 ]}
5. La subunidad Vps25 de ESCRT-II se une a Vps20 del complejo ESCRT-III y la activa. ^{[ 2 ] [ 15 ] [ 19 ]}
6. Vps20 inicia la formación de hebras de Snf7 que luego son rematadas por Vps24. ^{[ 15 ]}
7. Vps24 recluta a Vps2, que trae a Vps4 al complejo. ^{[ 15 ]}
8. Vps4 forma un poro compuesto por dos anillos hexaméricos sobre los cuales se une Vta1. ^{[ 2 ]} Este complejo Vps4-Vta1 desencadena el desensamblaje de ESCRT-III y marca el final de la formación del cuerpo multivesicular. ^{[ 20 ]}

La abscisión de membrana durante la citocinesis es el proceso por el cual la membrana que conecta dos células hijas se divide durante la división celular . Dado que está conservado en varias arqueas , la abscisión de membrana se considera la función más temprana de la maquinaria ESCRT. ^{[ 3 ]} El proceso comienza cuando la proteína centrosomal Cep55 es reclutada al cuerpo medio de las células en división en asociación con MKLP1, una proteína mitótica similar a la kinesina que se asocia con los microtúbulos. ^{[ 3 ] [ 22 ]} Cep55 luego recluta la subunidad Vps23 de ESCRT-I y la proteína accesoria ALIX, que forman anillos a cada lado del cuerpo medio. ^{[ 3 ] [ 11 ] [ 23 ]} ESCRT-I y ALIX reclutan ESCRT-III a través de su subunidad Snf7. ^{[ 6 ] [ 19 ]} Las subunidades ESCRT-III Vps20, Snf7, Vps24, Vps2 y Did2 se ensamblan en un filamento en forma de espiral que rodea la carga e impulsa la escisión de la membrana. Estas estructuras se forman independientemente de la subunidad ESCRT-I Vps23. ^{[ 2 ] [ 23 ] [ 24 ]} La formación de esta estructura en forma de espiral deforma la membrana y la AAA-ATPasa espastina es llevada por Did2 e Ist1 para escindir los microtúbulos formados en el cuerpo medio. ^{[ 23 ] [ 24 ]} Vps4 luego cataliza el desensamblaje del complejo ESCRT-III dando como resultado dos células hijas recién separadas. ^{[ 24 ]} El proceso de abscisión de la membrana se describió utilizando proteínas de metazoos ya que el proceso se ha estudiado en mayor medida en metazoos.

Durante la gemación viral, los viriones libres escapan de las células secuestrando la maquinaria ESCRT de la célula huésped. ^{[ 2 ] [ 13 ]} Los retrovirus , incluidos el VIH-1 y el virus linfotrópico T humano , así como los virus envueltos como el virus del Ébola , dependen del sistema ESCRT para salir de las células huésped. ^{[ 2 ]} Las proteínas virales Gag, que son los componentes estructurales primarios de las cubiertas retrovirales, inician el proceso interactuando tanto con TSG101 del complejo ESCRT-I como con la proteína accesoria ALIX. ^{[ 23 ] [ 12 ]} Las subunidades ESCRT-III, incluidos los componentes esenciales CHMP4 y CHMP2, ^{[ 25 ]} son ​​reclutadas al sitio de gemación, donde constriñen y cortan el cuello de la yema de manera similar a la abscisión de la membrana durante la división celular. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 23 ]}

Posteriormente, Vps4 recicla las subunidades ESCRT-III y las devuelve al citosol , lo que permite la liberación del virus de la célula. ^{[ 6 ] [ 19 ]} Este proceso de gemación viral depende de proteínas metazoarias, ya que la mayor parte de la investigación sobre la liberación viral se ha llevado a cabo en organismos metazoarios.