生物三维电子显微学进入全新高速发展时期

生物三维电子显微学主要由三个部分组成——电子晶体学、单颗粒技术和电子断层成像术,其结构解析对象的尺度范围介于X射线晶体学与光学显微镜之间,适合从蛋白质分子结构到细胞和组织结构的解析。以冷冻电镜技术与三维重构技术为基础的低温电子显微学代表了生物电子显微学的前沿。低温单颗粒技术对于高度对称的病毒颗粒的解析最近已达到3.8"分辨率,正在成为解析分子量很大的蛋白质复合体高分辨结构的有效技术手段。低温电子断层成像技术目前对于真核细胞样品的结构解析已达到约40#的分辨率,在今后5年有望达到20$。这样,把X射线晶体学、NMR以及电镜三维重构获得的蛋白质分子及复合体的高分辨率的结构,锚定到较低分辨率的电子断层成像图像中,从而在细胞水平上获得高精确的蛋白质空间定位和原子分辨率的蛋白质相互作用的结构信息。这将成为把分子水平的结构研究与细胞水平的生命活动衔接起来的可行途径。

300千伏液氦冷冻电镜的单颗粒低温电子显微数据的研究(英文)

液氮和液氦在低温电子显微镜中都可以作为冷冻剂来保持样品处于含水冷冻状态。本文分析了收集于一台300千伏的日本电子(JEOL)低温电镜和样品处于液氦温度4K的两组生物大分子单颗粒数据:第一组为噬菌体epsilon 15的数据,成像于Gatan4k×4k电荷耦合器件;第二组是记录在Kodak SO-163底片上的噬菌体P22的数据。对这两组数据的频谱分析显示这些数据的信号分辨率均可达5～6埃。并用实验B因子对这两组数据的质量进行了定量分析。本文结果显示液氦冷冻电镜可用来收集单颗粒生物大分子的高分辨三维结构重构所需的数据。