NatureMethodsq度技术：单粒子低温电子显微镜
2016-2-3 来源:中国聚合物网 点击?/span>
关键词：单粒?/a> 低温 电子昑־?/a>
时近岁末Q各大杂志接q进行了q终盘点Q?2?0日的《NatureMethods》也盘点了年度技术，选出?015q最受关注，影响q泛的技术成果：单粒子低温电子显微镜(cryo-EM)?/span>
一个蛋白质或蛋白质复合物的三维l构可以提供有关其生物学功能的重要见解。作ZU结构测定技术，单粒子cryo-EM的位ơ仅居于高分辨率ҎX-线晶体学及核磁共振(NMR)光谱法之后。由于近q来的技术进展得现在能够利用cryo-EM解析q原子分辨率l构Q这U情冉|在迅速地发生改变?/span>
数十q里QX-线晶体学一直是解析蛋白质结构的首选方法。然而，许多的蛋白质Q尤其是膜蛋白和蛋白质复合物却难以结晶。一些替代传l晶体学的方法存在各自不同的局限性。例如，串行飞秒Ȁ光晶体学(serialfemtosecondcrystallography)技术利用了X线自由电子Ȁ?XFEL)Q不再要求单一大蛋白结晶而是获得大量Ҏ生成的微晶体Q然而在高度专业化的XFEL下光束线旉(beamtime)的竞争是非常Ȁ烈的。NMR光谱法可用来解析蛋白的l构Q但仍然难以其应用于较大的蛋白?/span>
不同于晶体学Qcryo-EM其适宜于获得大蛋白质复合物及显C多U构象或l成状态的一些系l的l构信息。过ȝ数十q_在这一最初很的领域中的研究人员一直在Ex地前q，提高cryo-EM的分辨率q进而扩大它的生物适应性。EvaNogales在本期的NatureMethods杂志上介l了cryo-EM成ؓ一U主结构生物学技术的开发史?/span>
q一曄很小的领域现正在H飞猛进。一U新型的高度敏感直接探测照相机可直接捕捉到电子，有可能实现分辨率的飞跃。第一Ҏ索这些新型探器的论文发布于2013q_2014q看C几篇用cryo-EM解析一些重要的高分辨率l构的论文?015q_多项研究已突破了3埃的分L率障——这一前所未有的壮丄臌一些长期的cryo-EM从业者都感到惊讶?/span>
但一台好的检器q是万能的。一Ҏ功的cryo-EM研究很大E度上依赖于好的h制备以及复杂的图像处理Y件。AllisonDoerr在本期的NatureMethods杂志上探讨了q一问题?/span>
cryo-EM分L率变革才刚刚开始，RobertGlaeser在一评论文章中Ҏq行了探讨。检器技术敏感度增高为开发出一些新的改良方法带来了ZQ这些方法将q一步推动提高分辨率、适用性和易用性。尽cryo-EM其适用于大型蛋白质复合物，到目前ؓ止研I的q些蛋白质复合物都主要是一些容易摘到的果实。当前迫切需要一些实用、可重复的、通用h制备Ҏ来扩展cryo-EM的适用性，出q今为止所有结构技术无法确定的l构。数据分析方法也需要进一步的改进Q研Ih员希望得C些简单的、可靠的计算Ҏ原始的二维囑փ转变Zl的蛋白质结构，其用于具有结构异质性的pȝ?/span>
像所有处于飞速增长期的科学领域一Pcryo-EM也有成长的烦恹{本期的NatureMethods杂志的一新ME讨Zq一问题。o人鼓舞的是，许多的国安在徏讑օ有高端A器的国家用户设施Q然而当前这一高端仪器供不应求。许多研Ih员都盼望能够利用q一技术，但cryo-EMq是一U自动化技?臛_目前不是)。在h制备和数据分析过E中有许多复杂的步骤Q研Ih员必d心地正确应用、记录和验证以避免犯错误。确保新cryo-EM从业人员接受适当的培训至关重要?/span>
不过Qcryo-EM的这些发展ƈ未意味着晶体学的l结QX-线晶体学将仍然是一U用于解析容易结晶的蛋白质结构的强大技术?/span>
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