Quinone reductase는 다양한 화합물에 반응해 발생하며, quinone의 독성을 줄이는 역할을 수행한다. 이는 quinone을 두 전자 환원시켜 hydroquinone을 생성함으로써 가능하다. 이 과정에서 electrophilic quinone이 제거되며, 더 나아가 quinone의 일전자 환원을 통한 semiquinone radical의 형성을 방지함으로써 reactive oxygen species의 형성을 차단한다. Liu 등의 연구에 따르면, quinone reductase의 활성화는 세포의 독성 효과를 감소시키고 세포를 보호하는 데 중요한 역할을 한다고 보고하였다.
<h1>서 론</h1> <p>Quinone은 식물, 곰팡이 등 자연계에 널리 존재하며 생체에서 독성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 유기체 내에서 quinone은 일-전자 환원되어 semiquinone radical을 생성하며 이 semiquinone은 \( \mathrm { O } _ { 2 } \)에 의해 산화되어 superoxide anion radical ( \( \mathrm { O } _ { 2 } ^ { + - } \))을 생성하고 quinone을 재생시킨다. Superoxide는 \( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 } \)로 전환되고 이 \( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 } \)는 고도로 활성이 큰 hydroxyl radical을 생성시킨다. Quinone이 재생됨으로써 redox cycling이 계속되어 oxidative stress가 야기되고 활성산소종 ( \( \mathrm { O } _ { 2 } ^ { + - } \), \( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 } \), \( \mathrm { HO } \cdot \))이 생성된다. 또한 퀴논은 단백질 또는 GSH 같은 nonprotein sulfhydryl compound 등의 세포내 nucleophile과 직접 반응함으로써 독성을 나타내기도 한다.</p> <p>Quinone reductase는 quinone의 two-electron reduction을 촉매하여 hydroquinone을 생성시킨다. 이-전자 환원에 의하여 유기체 내에서 electrophilic quinone이 제거되며, 더욱이 quinone의 one-electron reduction에 의한 semiquinone radical의 형성을 방지함으로써 aerobic condition에서 reactive oxygen species의 형성을 막아준다. Liu 등은 quinone reductase를 유발시키면 menadione의 일-전자 환원에 의한 cytotoxic effect를 감소시킬 수 있으며, quinone reductase는 toxicity로부터 세포를 보호하는데 중요한 역할을 한다고 보고하였다. Quinone의 two-electron reduction 생성물인 hydroquinone은 glucuronide와 conjugation되어 배설될 수 있으므로 quinone reductase는 detoxification에 관여하는 것으로 생각된다.</p> <p>Quinone reductase는 polycyclic aromatic hydrocarbon, azo dye, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin 등의 다양한 화합물에 의하여 유발된다.</p> <p>Prochaska 등은 2(3)-tert-butyl-4-hydroxyanisole에 노출시키면 mouse liver에서 quinone reductase 활성이 증가된다고 보고하였으며, Bayney 등은 \( \beta \)-naphthoflavone과 같은 planar aromatic compound에 의해 quinone reductase mRNA가 induction 된다고 보고하였다. 최근에 유기합성을 위하여 Saccharomyces cerevisiae의 사용이 시도되고 있으며 본 연구실에서는 S. cerevisiae 를 사용하여 방향족 니트로소 화합물로부터 선택적으로 방향족 아미노 화합물을 합성하고 quinone reductase가 이 반응에 관여하였다고 보고하였다.</p> <p>Quinone reductase는 포유동물에서 xenobiotic metabolizing enzyme으로 알려져 있으며 xenobiotic metabolizing enzyme들은 일반적으로 간에서 함유량이 높고 broad한 기질 특이성을 갖는다. 방향족 니트로소 화합물들은 섬유와 염료 산업에서 광범위하게 사용되며 식품첨가물로 섭취되기도 한다. 본 연구에서는 포유동물에서 quinone reductase가 퀴논 화합물들 뿐만 아니라 니트로소 화합물의 생변환에도 관여하는지 여부를 확인하기 위하여 포유동물인 소의 간으로부터 quinone reductase를 정제한 후 정제된 효소를 사용하여 방향족 니트로소기 변환을 조사하였다.</p>