冷冻手术

注册

 

发新话题 回复该主题

冷冻电镜技术与蛋白质结构研究 [复制链接]

1#
济南白癜风医院 http://baidianfeng.39.net/a_ht/140108/4323349.html

何为冷冻电镜技术?

冷冻电子显微镜技术,简称冷冻电镜技术,是将生物样品快速冷冻使其固定在无定型玻璃态的水中,然后在低温下用电子显微镜进行成像,通过一系列图像处理后获得样品三维结构的技术。

冷冻电镜技术优势·Recruit

受分辨率影响,光学显微镜不足以观察微小生物结构,要提高分辨率就需要缩短波长到和原子尺寸基本相同的尺度,于是人们利用X射线晶体学衍射方法发明了X射线技术。X射线技术需要高质量的蛋白质单晶样品,但蛋白质诸如膜蛋白等结晶异常困难,结晶的过程会导致蛋白质完全脱离生理状态;核磁共振技术要求样品颗粒足够小,通常需要将蛋白质制成溶液进行研究,所以核磁共振技术对解析如病*这样的超大复合物或难溶蛋白质束手无策,同时分子量也仍然是核磁共振技术的限制因素。冷冻电镜技术的突破解决了众多难题:它可研究的生物样品跨度巨大——大到核糖体等细胞器,小到血红蛋白这样的小颗粒物质,可用于研究的生物样品分子量大小跨越了12个数量级,还有难以结晶且不溶于水的膜蛋白等通过冷冻电镜技术其三维结构均可被解析。

冷冻电镜观察蛋白质的步骤

(1)样品制备:把样品制成高浓度或纯度的溶液置于缓冲液中,将含有样品的溶液或缓冲液滴在亲水化处理过的电镜载网上,用滤纸吸去多余水分,使载网上只有一层极薄的水膜(几十或上百纳米),然后将载网快速投入液态乙烷或丙烷中,此时载网上的薄水膜就迅速结为玻璃态的水膜,样品就被固定在玻璃态的薄水膜中了。用液态乙烷冷冻,利用了液态乙烷比热容大的特点,可以吸收较大的热量。

(2)电子显微镜成像:在冷冻温度下,用尽量低的剂量的电子对蛋白质进行二维成像,将二维成像后获得的图像进行分类整理,使特征相似的蛋白质图像归为一类,计算每一类的二维类平均图。

(3)图像处理——三维重构技术:重构算法的基础是DeRosier和Klug于年提出的中央截面定理:一个三维物体的二维投影的傅里叶变换是该物体的三维傅里叶变换中的垂直于投影方向的一个中央截面。需要有足够多的截面来填充整个傅里叶空间,重构出傅里叶空间的三维函数,通过电子计算机应用傅里叶空间插值法和反投影法将二维图像重构出蛋白质的三维结构。

图为冷冻电镜样品制作流程图

From张迟.冷冻电镜技术对于蛋白质结构的观察[J].当代化工研究,,(10):-.

预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
分享 转发
TOP
发新话题 回复该主题