再創(chuàng )紀錄 科研人員借助冷凍電鏡獲得迄今最清晰的蛋白質(zhì)圖像

據英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，英國和德國科學(xué)家借助冷凍電鏡獲得了迄今最清晰的蛋白質(zhì)圖像，并首次識別出了其中的單個(gè)原子，進(jìn)一步夯實(shí)了該技術(shù)在繪制蛋白質(zhì)3D形狀圖譜中的主導工具地位。這項“改變游戲規則”的技術(shù)有望使科學(xué)家以前所未有的清晰程度探測蛋白質(zhì)的工作原理，從而催生副作用更少且更好的藥物。

最新技術(shù)得到的原子級圖片的分辨率為1.2埃(1埃米=10-10米)，可清楚顯示蛋白質(zhì)中單個(gè)原子的位置，這對于理解酶如何工作，發(fā)現能抑制其活性的藥物特別有用。加拿大多倫多大學(xué)結構生物學(xué)家約翰·魯賓斯坦說(shuō)：“‘原子分辨率’是一個(gè)真正的里程碑。”

X-射線(xiàn)晶體衍射曾是研究蛋白質(zhì)的主要手段，但其樣品制備過(guò)程較長(cháng)，且并不適用所有蛋白分子。冷凍電鏡(cryo-EM)是“后起之秀”，也被稱(chēng)為低溫電子顯微鏡。它通過(guò)向瞬間冰凍的樣品發(fā)射電子，可以高分辨率給蛋白質(zhì)結構成像。冷凍電鏡已有數十年歷史，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，其分辨率不斷提高。

為進(jìn)一步提高冷凍電鏡的分辨率，馬克斯·普朗克生物物理化學(xué)研究所的霍爾格·斯塔克團隊和英國劍橋大學(xué)的紹思·施黑洛斯團隊分別研究了一種名為去鐵蛋白的蛋白質(zhì)，此前該蛋白結構的分辨率紀錄為1.54埃。

在最新研究中，斯塔克小組得到了分辨率為1.25埃的圖像，英國團隊獲得的分辨率為1.2埃的結構也非常完整。他們表示，可以分辨出蛋白質(zhì)和周?chē)肿又械膯蝹€(gè)氫原子。斯塔克認為，再對該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，可使分辨率達到1埃。

這兩個(gè)團隊還在一種名為GABAA受體的蛋白上測試了他們的最新技術(shù)。GABAA受體是全身麻醉、焦慮藥物等的靶標。

施黑洛斯說(shuō)，這些突破有望鞏固冷凍電鏡作為大多數結構研究首選工具的地位。而斯塔克認為，X-射線(xiàn)晶體衍射仍有其獨特魅力，“每種技術(shù)都有自己的優(yōu)劣”。(記者劉霞)

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關(guān)鍵詞： 1 2埃分辨率 蛋白質(zhì)