导读
前段时间，爆红的AlphaFold人工智能系统，因在国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）中精确地基于氨基酸序列预测蛋白质的3D结构，且准确性与实验手段获得的结构相差无几，此举再次使结构生物学成为科学研究的热点。
结构生物学研究的三大手段分别是X-ray晶体衍射，NMR核磁共振和冷冻电镜Cryo-EM。无论在科研界还是工业界，一直以来X-ray晶体衍射都占有主导地位，在PDB数据库中，蛋白质的晶体结构占到了绝大多数。
下面中国化信医药团队将与大家分享，到底如何看待这三种结构生物学研究技术？为什么冷冻电镜被认为是最有前景的技术？
X-ray晶体衍射技术
首先，我们来说一说一直占有主导地位的X-ray晶体衍射技术。该技术适合大小在10-kd之间的蛋白质分子，具有分辨率高，尤其局部分辨率较高的特点；蛋白质晶体构建完成后，获得结构的速度很快，且对硬件配置要求不高，很适合高通量蛋白解析。经过几十年的发展，X-ray晶体衍射技术已经十分成熟，目前已解析了大于12万个蛋白质结构。
那么如此成熟的技术，目前在结构生物学研究上到底存在什么局限呢？主要为以下三点：
?前期蛋白质晶体的构建和优化需要很长的准备时间
?蛋白质晶状固体态与蛋白天然原始状态相比，结构存在较大差异
?技术发展至今，目前想找到一个容易结晶且分子大小在10-kd的重要蛋白质分析实属不易
NMR核磁共振技术
其次，我们再来说一说NMR核磁共振技术的特点与限制。该技术适合大小在50kd以下的蛋白质分子，可以直接对蛋白质溶液进行结构解析，但对蛋白质样本的表达量和稳定性都要求很高，未来潜力有限。冷冻电镜Cryo-EM技术
最后，我们重点聊聊冷冻电镜Cryo-EM技术。该技术近年来发展迅速，频频取得重大技术突破，甚至有取代X-ray晶体衍射技术主导地位之势。年诺贝尔化学奖授予了三位杰出的生物物理学家JacquesDubochet、JoachimFrank和RichardHenderson，以表彰他们在Cryo-EM发展过程中的推动性贡献，使Cryo-EM技术夺得学术界的话题女王桂冠。为什么Cryo-EM技术这么引人