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Emerging insights on the role of V‐ATPase in human diseases: Therapeutic challenges and opportunities

生物 ATP酶 基因亚型 药物发现 细胞内 运输机 计算生物学 细胞生物学 生物信息学 生物化学 基因
作者
Cátia Santos-Pereira,L. R. Rodrigues,Manuela Côrte‐Real
出处
期刊:Medicinal Research Reviews [Wiley]
卷期号:41 (4): 1927-1964 被引量:16
标识
DOI:10.1002/med.21782
摘要

The control of the intracellular pH is vital for the survival of all organisms. Membrane transporters, both at the plasma and intracellular membranes, are key players in maintaining a finely tuned pH balance between intra- and extracellular spaces, and therefore in cellular homeostasis. V-ATPase is a housekeeping ATP-driven proton pump highly conserved among prokaryotes and eukaryotes. This proton pump, which exhibits a complex multisubunit structure based on cell type-specific isoforms, is essential for pH regulation and for a multitude of ubiquitous and specialized functions. Thus, it is not surprising that V-ATPase aberrant overexpression, mislocalization, and mutations in V-ATPase subunit-encoding genes have been associated with several human diseases. However, the ubiquitous expression of this transporter and the high toxicity driven by its off-target inhibition, renders V-ATPase-directed therapies very challenging and increases the need for selective strategies. Here we review emerging evidence linking V-ATPase and both inherited and acquired human diseases, explore the therapeutic challenges and opportunities envisaged from recent data, and advance future research avenues. We highlight the importance of V-ATPases with unique subunit isoform molecular signatures and disease-associated isoforms to design selective V-ATPase-directed therapies. We also discuss the rational design of drug development pipelines and cutting-edge methodological approaches toward V-ATPase-centered drug discovery. Diseases like cancer, osteoporosis, and even fungal infections can benefit from V-ATPase-directed therapies.
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