The LOV2 domain from Avena sativa (As) is a blue light receptor that undergoes adduct formation with the native flavin mononucleotide (FMN) cofactor [Salomon et al., Biochemistry, 2000, 39, 9401]. We report the photochemical changes of AsLOV2 through cofactor exchange with the FMN analogue 5-deazaFMN. Absorption spectroscopy shows that upon illumination a thermodynamically stable adduct is formed. We were able to confirm the structure of the adduct by introducing ¹³C-labelled 5-deazaFMN isotopologues in solution NMR experiments. Dark-adapted state recovery can be photo-induced, providing a photoswitch that is easy to manipulate. The robust photocycle is repeatable without significant loss. Based on the data presented we propose the system as an alternative to wild-type AsLOV2 for applications in optogenetics.

中文翻译：

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深入了解基于 Avena sativa 的 5-deazaFMN 和 LOV2 的光开关：一项吸收和 NMR 波谱相结合的研究


来自 Avena sativa （As） 的 LOV2 结构域是一种蓝光受体，它与天然黄素单核苷酸 （FMN） 辅因子形成加合物 [Salomon 等人，生物化学，2000,39,9401]。 我们通过与 FMN 类似物 5-deazaFMN 的辅因子交换报道了 AsLOV2 的光化学变化。吸收光谱表明，在光照下会形成热力学稳定的加合物。我们能够通过在溶液 NMR 实验中引入 ¹³个 C 标记的 5-deazaFMN 同位素体来确认加合物的结构。暗适应状态恢复可以是光诱导的，从而提供易于操作的光开关。稳健的光循环是可重复的，没有明显的损失。根据提供的数据，我们建议该系统作为野生型 AsLOV2 的替代品，用于光遗传学应用。