NAD（P）Hの触媒特性：キノンオキシドレダクターゼ-2（NQO2）、ジヒドロニクチンアミドリボシド依存性酸化還元酵素

ヒトNAD（P）H：キノンアクセプター酸化還元酵素-2（NQO2）は、大腸菌発現法を使用して準備されています。NQO2は、アミノ酸配列の間に49％の同一性があるため、Dt-Diaphorase（EC 1.6.99.2）のアイソフォームであると考えられています[NAD（P）H：Quinone Acceptor Oxidoreductaseとも呼ばれます]。現在の調査では、Dt-diaphoraseと同様に、NQO2はサブユニットごとに1つのFAD補綴群を持つ二量体の酵素であることが明らかになりました。興味深いことに、NQO2は、電子ドナーとしてNAD（P）hではなく、ジヒドロニコチンアミドリボシド（NRH）を使用しています。キノンと酸化還元染料の2電子還元を触媒します。フェリシアン化カリウムなどの1電子アクセプターは、NQO2では減らすことはできません。この酵素は、メチルレッドを電子受容体として使用して、4電子還元も触媒します。NQO2のNRH-メチル赤レダクターゼ活性は、DT-ジアフォラーゼのNADH-メチル赤レダクターゼ活性の11倍です。さらに、4電子還元反応により、NQO2は細胞毒性化合物CB 1954 [5-（Aziridin-1-Ill）-2,4-ジニトロベンズアミド]の窒化を触媒することができます。NQO2は、CB 1954の還元においてDt-Diaphoraseよりも3000倍効果的です。したがって、NQO2は2電子還元反応を触媒するNRH依存性の酸化還元酵素です。NQO2は、ジクマロール、シバクロンブルー、フェニンドンなどのdt-ジアフォラーゼの典型的な阻害剤に耐性があります。フラボンはNQO2の阻害剤です。ただし、NQO2の阻害のためのフラボンの構造要件は、Dt-Diaphoraseの構造要件とは異なります。これまでにテストされた最も強力なフラボン阻害剤は、ケルセチン（3,5,7,3 '、4'-。6pentahydroxyflavone）です。ケルセチンは、NRH（Ki = 21 nm）に関して競合阻害剤であることがわかっています。NQO2はDt-Diaphoraseよりも短い43アミノ酸であり、Dt-Diaphoraseのカルボキシル末端が基質結合に役割を果たすことが示唆されています（S. Chen et al。、Protein Sci。3、51-57、1994）。NQO2とDt-Diaphoraseの触媒の違いの基礎をよりよく理解するために、ヒトDt-Diaphorase（すなわち、HNQO2-HDT43）のカルボキシル末端から43アミノ酸を備えたヒトNQO2が調製されています。HNQO2-HDT43は、まだ電子ドナーとしてNRHを使用しています。さらに、キメラ酵素はケルセチンによって阻害されますが、ジクマロールではありません。これらの結果は、これらの酵素の追加領域がNRHのNAD（P）hの区別に関与していることを示唆しています。

Human NAD(P)H:quinone acceptor oxidoreductase-2 (NQO2) has been prepared using an Escherichia coli expression method. NQO2 is thought to be an isoform of DT-diaphorase (EC 1.6.99.2) [also referred to as NAD(P)H:quinone acceptor oxidoreductase] because there is a 49% identity between their amino acid sequences. The present investigation has revealed that like DT-diaphorase, NQO2 is a dimer enzyme with one FAD prosthetic group per subunit. Interestingly, NQO2 uses dihydronicotinamide riboside (NRH) rather than NAD(P)H as an electron donor. It catalyzes a two-electron reduction of quinones and oxidation-reduction dyes. One-electron acceptors, such as potassium ferricyanide, cannot be reduced by NQO2. This enzyme also catalyzes a four-electron reduction, using methyl red as the electron acceptor. The NRH-methyl red reductase activity of NQO2 is 11 times the NADH-methyl red reductase activity of DT-diaphorase. In addition, through a four-electron reduction reaction, NQO2 can catalyze nitroreduction of cytotoxic compound CB 1954 [5-(aziridin-1-yl)-2,4-dinitrobenzamide]. NQO2 is 3000 times more effective than DT-diaphorase in the reduction of CB 1954. Therefore, NQO2 is a NRH-dependent oxidoreductase which catalyzes two- and four-electron reduction reactions. NQO2 is resistant to typical inhibitors of DT-diaphorase, such as dicumarol, Cibacron blue, and phenindone. Flavones are inhibitors of NQO2. However, structural requirements of flavones for the inhibition of NQO2 are different from those for DT-diaphorase. The most potent flavone inhibitor tested so far is quercetin (3,5,7,3',4'-. 6pentahydroxyflavone). It has been found that quercetin is a competitive inhibitor with respect to NRH (Ki = 21 nM). NQO2 is 43 amino acids shorter than DT-diaphorase, and it has been suggested that the carboxyl terminus of DT-diaphorase plays a role in substrate binding (S. Chen et al., Protein Sci. 3, 51-57, 1994). In order to understand better the basis of catalytic differences between NQO2 and DT-diaphorase, a human NQO2 with 43 amino acids from the carboxyl terminus of human DT-diaphorase (i.e., hNQO2-hDT43) has been prepared. hNQO2-hDT43 still uses NRH as an electron donor. In addition, the chimeric enzyme is inhibited by quercetin but not dicumarol. These results suggest that additional region(s) in these enzymes is involved in differentiating NRH from NAD(P)H.