冷冻电镜发展过程
冷冻电子显微镜技术(cryo-electron microscopy)是在20世纪70年代提出的,早在20世纪70年代科学家们就利用冷冻电镜研究病毒分子的结构,首次提出了冷冻电镜技术的原理、方法以及流程的概念。到了20世纪90年代,随着冷冻传输装置、场发射电子枪以及CDD成像装置的出现,冷冻电镜单颗粒技术出现。21世纪初,冷冻电镜技术进一步发展,利用三维重构技术获得了二十面体病毒的三维结构,但此时冷冻电镜的分辨率水平依然没有得到突破,这限制了冷冻电镜在生物大分子领域的应用,虽然冷冻电镜和X射线晶体学、核磁共振被称作结构生物学研究的三大利器,但不得不承认冷冻电镜是三者当中最弱的一种技术手段,在现在已解析的一千多种膜蛋白结构当中,90%以上都采用的是X射线晶体学方法,核磁共振在小分子量的蛋白结构解析中也发挥了重要的作用,而冷冻电镜在蛋白结构解析当中所起的作用微乎其微。
然而2013年12月5日,美国加州大学旧金山分校副教授程亦凡与同事David Julius两个实验室合作,采用单电子计数探测器,以近原子分辨率(3.4埃),确定了在疼痛和热知觉中起ZX作用的一种膜蛋白TRPV1的结构,这一振奋人心的成果让研究人员们开始重新审视冷冻电镜在结构生物学研究中的所能发挥的作用。毕竟和X射线晶体学方法相比,它所需的样品量很少,也无需生成晶体,这对于一些难结晶的蛋白质的研究带来了新的希望。蛋白质TRPV1结构的确定标志着冷冻电镜正式跨入“原子分辨率”时代。
三维冷冻电镜技术 2016-07-07
冷冻电镜技术从建立到现在在结构测定中取得了快速的发展,这也表明了了对整个细胞和细胞器的分子成分的空间结构的描述可能很快就会成为常规方法。 2016-07-07
冷冻电镜单粒子法使我们在分子水平对生命过程有了新的认识。核糖体是一个由多种结构相互作用形成的RNA蛋白质复合体,他的结构解析是对这种技术应用的说明。从7 0年代Frank开始对核糖体进行单颗粒分析以来 ,二十多年的努力使得大肠杆菌70S核糖体1.5nm分辨率的三维结构已经得到揭示。 2016-07-07
冷冻电镜原理 冷冻电子显微学解析生物大分子及细胞结构的核心是透射电子显微镜成像,其基本过程包括样品制备、透射电子显微镜成像、图像处理及结构解析等几个基本步骤(图3.1)。在透射电子显微镜成像中,电子枪产生的电子在高压电场中被加速至亚光速并在高真空的显微镜内部运动,根据高速运动的电子在磁场中发生偏转的原理,透射电子显微镜中的一系列电磁透镜对电子进行汇聚,并对穿透样品过程中与样品发生相互作用的电子进 2016-07-07
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