蓝光利用FAD （BLUF）光感受器利用非共价结合的FAD吸收光并触发受体激活的初始超快事件。有鉴于此，纽约州立大学石溪分校Peter J. Tonge、东英吉利大学Stephen R. Meech、Andras Lukacs等报道FAD光感受器AppABLUF能够增强质子耦合电子转移。

本文要点：

（1）

FAD作为一种酶氧化还原辅助因子经历1e^-和2e^-还原，对BLUF光受体PixD的研究揭示了在光循环过程中黄素自由基（FAD^•-和FADH•）的形成，因此能够实现BLUF运行，即从保守的Tyr到氧化的FAD之间PCET。但是，在密切相关的BLUF蛋白App_ABLUF和BlsA中没有观察到自由基中间体。而且，与光循环在FAD^•-处停止的PixD相比，用氟化-Tyr类似物取代保守的Tyr能够增加苯酚OH的酸度，这对AppA_BLUF光激活的影响很小。

（2）

BLUF蛋白中的氢键网络包含几个严格保守的残基，但与黄素C2=O相互作用的氨基酸的作用不同。在PixD中有两个到C2=O的氢键，但是在AppA_BLUF中只有一个。通过TRIR光谱，作者发现在AppA_BLUF中引入第二个氢键到C2=O导致在光循环过程中形成黄素自由基（FAD^•-和FADH•）。随后用2,3,5-三氟-Tyr取代双突变体中的保守基团Tyr (Y21)，阻止了自由基的形成和光态的产生，这个结果表明AppA_BLUF的光循环与PixD相似。这种引发PCET的能力为电子转移在BLUF光激活机制中的作用提供帮助。

参考文献

YongLe He, Agnieszka A. Gil, Sergey P. Laptenok, Anam Fatima, Jinnette Tolentino Collado, James N. Iuliano, Helena A. Woroniecka, Richard Brust, Aya Sabbah, Michael Towrie, Gregory M. Greetham, Igor V. Sazanovich, Jarrod B. French, Andras Lukacs*, Stephen R. Meech*, and Peter J. Tonge*, Enhancing Proton-Coupled Electron Transfer in Blue Light Using FAD Photoreceptor AppA_BLUF, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c11817

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11817