Mol Ther Nucleic Acids:氨基酰- trna合成酶在心血管疾病中的调节作用

氨基酰-tRNA合成酶(ARSs)在生物体内广泛存在，它能激活氨基酸，使其通过酯键与tRNA结合，形成相应的氨基酰-tRNA。ARS的经典功能是为蛋白质的生物合成提供原料。越来越多的证据表明，ARSs在控制炎症、免疫反应、肿瘤发生以及其他重要的生理和病理过程中发挥着重要作用。近年来，随着基因组和外显子测序技术的发展，以及新临床病例的发现，ARSs与多种心血管疾病（CVDs），尤其是血管生成和心肌病密切相关。有趣的是，氨酰化被发现并报道可以修饰底物蛋白质，从而调节蛋白质活性和功能。了解细胞内氨基酸的可用性与多种细胞生理的调节密切相关。

本文综述了ARS功能异常引起CVDs机制的研究进展，也介绍了与ARS功能障碍相关的CVDs的临床表型和特点。作者强调了氨酰化在 CVD 中的潜在作用。最后，作者讨论了目前研究的局限性和挑战。目前的研究结果表明ARSs对CVD的进展具有重要作用，可作为CVD治疗的新诊断和治疗靶点具有潜在的临床价值。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.06.003.

作为全球发病率和死亡率的主要原因，心血管疾病 (CVD) 通常是由异常的细胞生物学功能和炎症过程引起的，这可能导致血管硬化和心脏纤维化瘢痕组织的积累。 CVD主要包括高血压、冠心病、血管钙化、心律失常、心脏肥大、心肌病、心肌梗塞和心力衰竭（HF）。它与一系列复杂的事件有关，包括细胞增殖、迁移、细胞焦死、自噬、细胞外囊泡信号传导和表观遗传修饰。此外，酶也参与了CVD的发生和发展。越来越多的证据表明，aminoacyltrna合成酶(ARS)与CVD的发生发展密切相关。

ARS是机体正常代谢所必需的一种酶，在机体中广泛表达。ARSs催化氨基酸(aas)和相应的tRNA形成氨基酰基tRNA，为蛋白质翻译提供原料。ARS 在两步氨酰化过程中催化每个氨基酸与其 tRNA 对应物的共价键合。首先，氨基酸和ATP与ARS结合形成淀粉腺苷酸中间体。然后ARS与同源tRNA结合，促进氨基酸转移形成酰基tRNA。酰基tRNA随后将氨基酸转移到生长中的多肽链上，确保遗传信息的准确翻译。在所有已知的生物体中，将遗传密码转化为蛋白质对细胞的生存至关重要。一个典型的动物细胞有36个ARSs，其中16个只作用于细胞质，17个作用于线粒体。这些基因编码在核染色体上，参与细胞质和线粒体蛋白质的生物合成。有三种双定位ars:赖氨酸trna合成酶(KARS)、谷氨酰基trna合成酶(QARS)和甘氨酸trna合成酶(GARS)。

尽管ARS以其在mRNA翻译中的作用而闻名，但它在转录调控、内含子剪接、免疫功能、血管生成、凋亡和细胞应激等方面的非经典作用越来越被人们所认识。越来越多的证据表明，病理ARS突变与各种人类疾病有关。与人类疾病相关的第一个细胞质ARS突变是在GARS中发现的Charcot Marie Tooth disease (CMT)。在这些致病突变中，一些突变导致ARS的氨基酰化活性或编辑活性受损或基因表达水平改变。有些致病突变并不影响ARS的催化活性，而是通过改变ARS与其他蛋白因子的相互作用而影响ARS的非经典功能。理解和定义ars相关疾病表型异质性的潜在机制被认为是开发这些疾病治疗的潜在策略。

ARS通过未折叠的蛋白反应途径促进血管生成

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.06.003

ARS在心血管疾病中的广泛应用引起了人们的高度关注。特别是最近的研究表明，ARS通过氨基酰化修饰调节蛋白的功能;这种调节可能广泛存在于各种细胞成分、分子功能和生物过程中。ARS是否可以作为治疗CVD的潜在靶点还需要进一步的研究。本文介绍了心血管疾病的临床表型和特点，特别是与ARS基因突变相关的血管生成和心肌病。本文综述了ARS基因突变的发病机制和非经典功能的研究进展。作者还讨论了最新报道的氨基酰化及其在这一过程中的潜在作用。目前的研究结果表明，ARS通过复杂的机制参与了CVD的发生和发展。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Yulin Zou et al. The regulatory roles of aminoacyl-tRNA synthetase in cardiovascular disease.Mol Ther Nucleic Acids 2021 Jun 24;25:372-387. doi: 10.1016/j.omtn.2021.06.003.