1.2埃解析度讓科學家更好地觀察蛋白質

2020-06-08 環球網

來源：科技日報

科技日報訊 （記者劉霞）據英國《自然》雜誌網站近日報導，英國和德國科學家藉助冷凍電鏡獲得了迄今最清晰的蛋白質圖像，並首次識別出了其中的單個原子，進一步夯實了該技術在繪製蛋白質3D形狀圖譜中的主導工具地位。這項「改變遊戲規則」的技術有望使科學家以前所未有的清晰程度探測蛋白質的工作原理，從而催生副作用更少且更好的藥物。

最新技術得到的原子級圖片的解析度為1.2埃（1埃米=10-10米），可清楚顯示蛋白質中單個原子的位置，這對於理解酶如何工作，發現能抑制其活性的藥物特別有用。加拿大多倫多大學結構生物學家約翰·魯賓斯坦說：「『原子解析度』是一個真正的裡程碑。」

X-射線晶體衍射曾是研究蛋白質的主要手段，但其樣品製備過程較長，且並不適用所有蛋白分子。冷凍電鏡（cryo-EM）是「後起之秀」，也被稱為低溫電子顯微鏡。它通過向瞬間冰凍的樣品發射電子，可以高解析度給蛋白質結構成像。冷凍電鏡已有數十年歷史，隨著技術進步，其解析度不斷提高。

為進一步提高冷凍電鏡的解析度，馬克斯·普朗克生物物理化學研究所的霍爾格·斯塔克團隊和英國劍橋大學的紹思·施黑洛斯團隊分別研究了一種名為去鐵蛋白的蛋白質，此前該蛋白結構的解析度紀錄為1.54埃。

在最新研究中，斯塔克小組得到了解析度為1.25埃的圖像，英國團隊獲得的解析度為1.2埃的結構也非常完整。他們表示，可以分辨出蛋白質和周圍水分子中的單個氫原子。斯塔克認為，再對該技術進行改進，可使解析度達到1埃。

這兩個團隊還在一種名為GABAA受體的蛋白上測試了他們的最新技術。GABAA受體是全身麻醉、焦慮藥物等的靶標。

施黑洛斯說，這些突破有望鞏固冷凍電鏡作為大多數結構研究首選工具的地位。而斯塔克認為，X-射線晶體衍射仍有其獨特魅力，「每種技術都有自己的優劣」。

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