酪氨酸69通过调控FMN结合构象维持电子传递效率以决定BVU5偶氮还原酶脱色性能的机制研究

本综述系统阐述了BVU5偶氮还原酶黄素结构域中保守酪氨酸残基(Tyr69)通过维持FMN结合构象调控电子传递效率（而非底物结合）的核心机制。通过构建Y69F/Y69C突变体、12种染料脱色实验及分子对接分析，揭示突变体虽扩大底物结合口袋但脱色率显著降低（如RB5脱色率从80%-85%降至60%-65%），结合酶溶液色度变浅、A280/A450比值升高等证据，证实Tyr69是维持NAD(P)H/FMN介导电子传递链效率的关键残基，为设计广谱脱色酶提供理论依据。

　　

^?Highlight^?

^?Acquisition of BVU5 enzyme^?

BVU5酶源自本实验室自主筛选驯化的功能菌群DDMZ1，其编码基因通过分子克隆技术在大肠杆菌中实现异源表达。该酶在UniParc数据库的登录号为UPI0002297456，在NCBI蛋白质数据库中代号为GbcB。其一级氨基酸序列如下：

^?Physicochemical properties and tertiary structure analysis of BVU5 enzyme^?

ProtParam分析显示BVU5酶由366个氨基酸组成，相对分子质量为40,563，分子式为C₁₈₈₁H₂₇₇₈N₄₄₈O₅₂₆S₂₃。等电点(pI)为5.51，不稳定指数(II)为37.72（＜40），表明其具有良好稳定性。脂肪族指数为82.02。氨基酸组成分析（附图S2 A）显示缬氨酸(Val, 8.7%)、甘氨酸(Gly, 8.2%)和丙氨酸(Ala, 7.7%)占主导比例，提示该酶可能具有较高的热稳定性。

^?Conclusion^?

本研究证实BVU5偶氮还原酶黄素结构域中的Tyr⁶⁹是通过调控电子传递效率（而非底物结合）来决定催化性能的关键残基。该结论基于以下多层次证据：最关键的证据在于底物结合能力与催化效率的"脱钩"现象——分子对接显示Y69F突变体虽具有扩大的底物结合口袋，却未能提升大分子染料氯唑黑E的降解效率。结合突变体酶液颜色变浅、A₂₈₀/A₄₅₀比值升高及酶剂量实验等证据，共同表明Tyr⁶⁹通过稳定FMN结合构象来维持电子传递链效率，最终决定酶的脱色性能。