解析古菌无半胱氨酸 LOV 结构域：从表达纯化到光活性探究的关键进展

为探究无半胱氨酸 LOV（Light Oxygen Voltage）结构域的特性，研究人员开展对嗜热盐古菌 Halanaeroarchaeum sulfurireducens 中未被表征的 HsuLOV 的研究。成功在大肠杆菌中表达并纯化出可溶形式的 HsuLOV，证实其光活性，为相关领域研究提供重要依据。

　　LOV（光 - 氧 - 电压）结构域是广泛存在于生命三界的蓝光传感器，它在多种生物过程中介导信号转导，在光遗传学和荧光显微镜等实际应用中也很有用处。典型的 LOV 结构域信号转导机制，是基于黄素发色团与蛋白质活性位点中高度保守的半胱氨酸形成共价加合物，进而引发下游信号级联反应。然而，先前研究表明，存在天然无半胱氨酸的 LOV 结构域，它们能通过黄素光还原实现信号转导。在缺乏保守半胱氨酸的情况下，光激发会使黄素发生单电子还原，形成中性半醌自由基状态，随后像在典型光循环中那样进行结构重组。

在这项研究中，来自嗜热盐古菌 Halanaeroarchaeum sulfurireducens 的、此前未被表征的天然无半胱氨酸 LOV 结构域 HsuLOV，在大肠杆菌（Escherichia coli）中成功表达，并以可溶形式纯化出来。尽管 HsuLOV 在大肠杆菌中过表达时结合的黄素量较少，但在体外通过与黄素单核苷酸（FMN）孵育，其发色团负载量有所增加。研究显示，纯化且负载发色团的 HsuLOV 的荧光光谱具有 LOV 结构域的典型特征。最后，对 HsuLOV 暗适应态和光适应态吸收光谱的比较，揭示了黄素被光还原为中性半醌自由基状态，从而证实了 HsuLOV 的光活性。