在国家蛋白质科学中心上海,有一台300千伏冷冻透射电镜,名字叫TitanKrios,整体性能居全球前列。科研人员利用它能做什么研究呢?日前的一场相关研讨会上,专家介绍了冷冻电镜技术和这台顶级冷冻电镜。

  加州大学旧金山分校副教授程亦凡介绍,与传统电子显微镜相比,生物冷冻电镜技术对于生物样品,特别是蛋白质结构研究具有独特优势,近年来发展十分迅速。这种技术将生物样品冷冻在180℃左右的液氮环境中,在毫秒时间内把样品内部的水冷冻成玻璃态,从而保存了样品的天然形貌,使科研人员能观测到蛋白质的细微结构。最新的技术突破,将分辨率提高到原子级别。用冷冻电镜从各个方向上照射样品,能获取其三维结构。

  专家说,解析大分子蛋白质结构的传统方法是X光晶体学法,需要结晶这个步骤,而结晶要用大量蛋白质做原料,还必须让晶体长出来,难度颇高。特别对膜蛋白等一些蛋白质来说,结晶几乎是不可能完成的任务。而采用生物冷冻电镜技术解析蛋白质结构,无需结晶,所以在结构生物学界引起广泛关注。此次国际研讨会,中科院院士施一公、美国科学院院士赵华等众多科学家相聚上海,探讨这一技术在结构生物学的应用。

  在国家蛋白质科学中心上海,这台300千伏的冷冻透射电镜是最昂贵的设备,有近4米高。专家解释说,电压越大,波长就越小,电镜分辨率也就越高,300千伏的电压使仪器本身的分辨率达到0.14纳米。再加上各个精密部件的协同合作,整台设备具备国际一流的蛋白质结构生物学研究能力。

  这台冷冻透射电镜已向国内外科研机构开放。国家蛋白质科学中心上海主任助理黄超兰研究员表示,在后基因组时代,蛋白质结构与功能研究是生命科学中迫切的任务。人类疾病的发生与体内相关蛋白功能的异常密切相关,解析这类蛋白的结构,对阐述疾病发生机制至关重要。因此,这台冷冻电镜将成为我国结构生物学研究中的利器。冷冻电镜在药物研究领域也大有用武之地,可用于388棋牌登入药物制备和药效评价,如观测用药后病毒、肿瘤标志分子、重大疾病标志分子的结构变化。

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