蛋白质拍照是当时则?岂和课本里的有些不相同为!

更新:组织者  更新日期:2019-01-02  点击次数:111

课本上能看许多写蛋白质空间结构的插图,但是这些插图都是示意图。那么蛋白质究竟长什么样呢?

平时我们看的相似是相近这样的蛋白质结构示意图。图来源:Opabinia regalis/Wikipedia

在这个之前,人人还没通过什么办法直接拍摄了单个蛋白质的结构。但是现在,实在的蛋白质“单人照”已经问世了,它就是下这样子:

图来自:Jean-Nicolas Longchamp of the University of Zurich, Switzerland

电子全息显微镜

立即是苏黎世大学一组研究者之新型成果,他们把蛋白质分子固定在相同层石墨烯上,下一场通过电子全息显微镜得到了这样的图像。

过去的显微成像技术很难直接研究单个蛋白质,因为在成像过程中蛋白质的结构会受到破坏。研究蛋白质等生物大分子的空间结构,一般要依靠X射线衍射。

 

由于罗莎琳·富兰克林所拍摄的DNAX射线衍射图片,凡是推导出DNA结构的重要证据。图来源:Wikipedia

但是这种技术为发生部分缺点,例如它必须要先为蛋白质形成结晶,并且为不能直观地看分子结构。

 

显微镜下考察到的蛋白质晶体。所以X射线研究的结晶通常边长小于1毫米。图来源:Lode~commonswiki/Wikipedia

石墨烯来帮助

如果立即同次,研究者们捎了低能量的电子束来为蛋白质“拍摄”,这样即使避免了蛋白质结构的损坏。但是,电子的能量低了,啊表示它的穿透力变弱,这时,即使需要选择更薄、更容易透过电子的载体来固定蛋白质分子了。

即使如在光学显微镜下利用透明的玻璃片那样,研究者们捎了针对电子足够“透明”的石墨烯单层来承载蛋白质分子。

石墨烯的好晶体结构图来源:AlexanderAlUS/Wikipedia

在就强真空的环境下,蛋白质分子被固定到十分洁净的石墨烯表面进行拍摄,通过电子产生的干预条纹,我们就取得了蛋白质结构的直观图像。

成像示意图。图编译自论文原文

成像准确,异常闹前途

研究者们对几种不同的广泛蛋白质进行了测试,结果发现,通过新技术得到的“蛋白质照片”和此前人们通过传统办法确定的蛋白质空间结构表现一致,由此可见,这种成像技术的结果是准确的。

蛋白质的“单人照”和已知的空间结构一致。从左至右分别为:血红蛋白、牛血清白蛋白、细胞色素C。图来自:Jean-Nicolas Longchamp of the University of Zurich, Switzerland

研究团队计划用这种新技术对过去难以确定结构的蛋白质进行研究。他们希望,这种新技术将可应用于医疗,尤其是用在那些与蛋白质空间结构出错关于的疾病上。

 

参考资料:

1. Jean-NicolasLongchamp, Stephan Rauschenbach, Sabine Abb et al. How to image a singleprotein. arXiv:1512.08958 [physics.bio-ph]

2. First ever picturesof single proteins thanks to graphene sheet

 

流动:文章摘自网络。

 

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