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アルデヒドオキシダーゼ（AO）は、多くの生物の組織の細胞質に存在する代謝酵素です。AOはアルデヒドをカルボン酸に酸化する反応を触媒し、さらに一部の複素環化合物の水酸化も触媒します。[ 1 ]また、シトクロムP450とモノアミンオキシダーゼ（MAO）の中間生成物の酸化も触媒することができます。AOは、いくつかの薬剤の代謝において重要な役割を果たしています。
AOは、酸素と水の存在下でアルデヒドを酸と過酸化水素に変換する反応を触媒する。
この酵素は電子受容体として分子状酸素を使用するが、カルボン酸塩生成物に取り込まれる酸素原子は水由来である。しかし、AOの還元機構の正確なメカニズムはまだ解明されていない。
AOはヘテロ環の酸化も触媒する。この反応では、ヘテロ原子に隣接する炭素原子への求核攻撃が起こる。つまり、ヘテロ環が求核攻撃を受けやすいかどうかが、そのヘテロ環がAOの適切な基質となるかどうかを決定する。
アルデヒドオキシダーゼはモリブデンフラボタンパク質ファミリーの一員であり[ 1 ] 、 AOの遺伝子は動物種によって異なるため、非常に複雑な進化プロファイルを持っています[ 2 ] 。 ヒトなどの高等霊長類は単一の機能的なAO遺伝子（AOX1）を持っていますが、齧歯類は4つの異なるAOX遺伝子を持っています。ヒト集団には、機能的に不活性なhAOX1対立遺伝子変異体と、異なる触媒活性を持つ酵素変異体の両方があります。AO活性は（齧歯類と比較して）高等霊長類ではるかに高いことがわかっていますが、性別、年齢、喫煙、薬物使用、疾患状態など、多くの要因がこの活性に影響を与える可能性があります。
アルデヒドオキシダーゼは肝臓に非常に多く存在し、抗がん剤や免疫抑制剤などの複数のアルデヒドや窒素含有複素環式化合物を酸化します。[ 1 ] AO活性は、肺（上皮細胞および肺胞細胞）、腎臓、消化管（小腸および大腸）など、体の他の部分にも存在することがわかっています。
AOの発現調節はまだ完全には解明されていませんが、いくつかの研究ではAOX1遺伝子がNrf2経路によって調節されていることが示されています。[ 3 ] AOの既知の阻害剤には、エストラジオールなどのステロール化合物やフェノール化合物があります。その他には、アムサクリン、6,6'-アゾプリン、クロルプロマジン、シメチジン、シアン化物、ジエチルスチルベストロール、ゲニステイン、イソバニリン、メタドンなどがあります。
AOはアミノ酸配列がキサンチンオキシダーゼ（XO）と非常によく似ている。マウス肝臓を用いた研究では、AOの活性部位はXOの活性部位と重ね合わせた構造を持つことがわかっている。AOはホモ二量体であり、補因子としてFAD、モリブデン（MoCo）、および2つの2Fe-2Sクラスターを必要とする。これら2つの2Fe-2S補因子はそれぞれ、AOの2つの異なる150 kDaモノマーに結合する。これら3つの要件は3つの別々のドメインに収容されている。2つの2Fe-2S補因子に結合する20 kDaのN末端、FADへの結合手段を提供する40 kDaのドメイン、およびモリブデンを収容するC末端がある。[ 4 ]
アルデヒドオキシダーゼは薬物動態に大きな影響を与えると考えられています。AOは基質特異性が広いため、肝臓で多くの薬物（N-1-メチルニコチンアミド、N-メチルフタラジニウム、ベンズアルデヒド、レチナール、バニリンなど）を酸化することができます。[ 5 ] AOは薬物やその他の化合物の肝臓クリアランスに大きく貢献しています。[ 6 ]例えば、細胞質AOX1は、いくつかの異物代謝の肝臓第I相における重要な酵素です。[ 2 ]このため、AOX遺伝子は治療薬業界で理解と制御の両方においてますます重要になっています。[ 2 ]ファイザーのTLR7アゴニストプログラムでは、AO代謝をオフにするいくつかの技術が見つかっています。[ 7 ]アルデヒドオキシダーゼによって主に代謝される薬物の例としては、ザレプロン、ジプラシドン、メトトレキサートなどがあります。[ 8 ]これらの薬剤はP450酵素によっても代謝され、ある研究ではAOのみによって代謝される既知の化合物は見つかりませんでした。[ 8 ]避妊薬のエチニルエストラジオールはAOを阻害しますが、その典型的な濃度は非常に低いため、薬物相互作用の可能性は実質的にゼロです。[ 8 ]クロザピンやクロルプロマジンなど、AOの重要な阻害剤となる可能性のある薬剤がいくつか特定されています。[ 8 ]