암 치료 표적으로의 NAD(P)H Quinone Oxidoreductase 1 (NQO1)

Abstract

NAD(P)H quinone oxidoreductase 1 (NQO1) is a flavoprotein that catalyzes the two electron reduction of diverse substrates, including quinones. It uses NADH or NADPH as a cofactor for enzymatic machinery. In the metabolism of quinones, NQO1 has two conflicting functions because of the different stability of converted hydroquinones. The stable form of hydroquinone is excreted from cells by conjugation with glutathione or glucuronic acid. The unstable form of hydroquinone induces cell death by induction of oxidative stress and DNA damage. Certain quinones known as bio-reductive agents have a cytotoxic function following reduction by NQO1. Bio-reductive agents, such as β-lapachone or mitomycin C, induce the depletion of NAD(P)H and the generation of oxidative stress in an NQO1-dependent manner. NQO1 is highly expressed in several cancer tissues. Therefore, NQO1 is a good therapeutic target for cancer treatment with bio-reductive agents.

NQO1은 플라보 단백질 계통의 2 전자 환원 효소이며 NADH 또는 NADPH를 보조인자로 quinone 계통의 화합물을 hydroquinone으로 환원 한다. 암에서 NQO1은 그에 상응하는 정상 조직과 비교하였을 때 비교적 높은 발현을 나타낸다. NQO1의 다양한 기능 중 quinone 물질 대사는 두 가지 형태의 상반되는 기능을 가진다. 이것은 quinone으로부터 전환된 hydroquinone의 상태적 안정성과 불안정성에 기인하며, 불안정한 hydroquinone의 생성은 산화적 손상 야기 및 DNA 손상은 세포의 운명을 바꾸어 놓게 된다. 따라서 암에서 그 발현이 높은 NQO1을 표적으로 작용하는 생체환원 물질은 암 세포 사멸을 강하게 유도하게 되어 암 치료의 가능성을 보여주고 있다. 항암 표적 분자로서 NQO1 특징과 NQO1을 통해 작용하는 생체환원물질 β-lapachone의 항암 효과와 기전에 대하여 살펴보았다.