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北大在蛋白酶體全原子動力學分析取得突破
> 北京大學供圖 11月12日,北京大學物理學院人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、前沿交叉學院定量生物學中心毛有東課題組在《自然》(Nature)雜誌在線發表了題為Cryo-EM structures and dynamics of substrate-engaged human 26S proteasome(《底物結合的人源26S蛋白酶體的冷凍電鏡結構和動力學
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北大教授在蛋白酶體全原子動力學分析取得突破
11月15日電(中國青年報·中青在線記者 葉雨婷)今天記者從北京大學獲悉,11月12日,北京大學物理學院人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、前沿交叉學院定量生物學中心毛有東課題組在《自然》(Nature)雜誌在線發表了題為Cryo-EM structures and dynamics of substrate-engaged human 26S proteasome(《底物結合的人源26S蛋白酶體的冷凍電鏡結構和動力學
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我國首次利用冷凍電鏡技術獲得生物大分子複合體全原子模型
這是我國首次利用冷凍電鏡技術解析的生物大分子原子結構模型,也是目前已報導的國內最高解析度的冷凍電鏡三維重構結果。同時,這是世界上首次利用冷凍電鏡的CCD圖像(電荷耦合器件圖像傳感器,可將圖像資料由光信號轉換成電信號)獲得的生物大分子複合體的全原子模型。
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物理學院毛有東課題組在Nature發文 蛋白質機器動力學研究取得重大...
這是Nature首次發表系統性、優於3.6埃解析度水平實驗研究超大複合蛋白質機器的動力學過程和原理的論文,標誌冷凍電鏡的發展開始進入期待已久的全原子動力學分析的新時代,被審稿人譽為相關領域的「裡程碑」。Nature編輯部和審稿人對該論文的發表極其重視,從9月11日投稿、審稿到11月12日正式在線發表,用時僅兩個月時間。
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冷凍電鏡單顆粒技術的發展、現狀與未來
因此,冷凍電鏡的方法技術在很長時間內只能確定個頭比較大的樣品的結構,比如病毒顆粒的結構,而且通常解析度都不高。然而隨著工程技術和算法的不斷發展,能夠確定的解析度也越來越高(圖1(a)),2016 年發布的穀氨酸脫氫酶結構的解析度甚至已經達到了1.8 ?。與此同時,也有越來越多的通過冷凍電鏡技術得到的研究成果發表在高水平的期刊上(圖1(b)),冷凍電鏡正備受科學界的關注。
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冷凍電鏡發展的成功,振奮人心
圖為 冷凍電鏡後的細胞正如諾貝爾獎所得,冷凍電鏡技術「使得生物化學進入一個新時代」,為圖為冷凍電鏡臺 冷凍電鏡究竟是什麼?圖為 冷凍電鏡臺在研究這項目中解決了什麼困難但這種方法現在仍然很流行,儘管這隻適用於研究工作的開始階段。
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崔屹《ACS Nano》綜述:教你玩轉「冷凍電鏡」
隨著材料和納米科學的發展,電鏡技術的進步也日新月異,雖然出現了一些新的手段,如高分辨電鏡(STEM)、能量色光譜(EDS)和電子能量損失光譜(EELS)等,可以對原子排列/位移、化學分布,以及鍵合狀態的分析,但是傳統電鏡對那些脆弱的體系,如電子束敏感的高能電池材料仍然無能為力。
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冷凍電鏡圖解病毒進入細胞的「鑰匙」
科學家用「火眼金睛」的冷凍電鏡技術,終於找到了其背後的原因——新冠病毒的關鍵刺突蛋白(S蛋白)與人體細胞的受體蛋白的親和力,要遠高於SARS-CoV。病毒要進入人體細胞,必須找到人體細胞上相應的受體蛋白,而每個受體好比是一把「鎖」,得有相應的「鑰匙」才能打開,而後進入細胞內部。新冠病毒的「鑰匙」就是S蛋白。
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冷凍電鏡圖解病毒進入細胞的「鑰匙」|科技抗疫
冷凍電鏡圖解病毒進入細胞的「鑰匙」 ←入榜理由當地時間2月15日,美國國立衛生研究院(NIH)疫苗研究中心與德克薩斯大學奧斯汀分校分子生物科學學院合作在生命科學預印本平臺bioRxiv發表文章「Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation」(論文未經同行評議),對新型冠狀病毒的S蛋白進行了近原子結構分析。
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聚焦冷凍電鏡+人工智慧,「埃空間」要讓新藥研發更「簡單」
作為重要的結構生物學研究方法,冷凍電鏡是目前最先進、發展最快的蛋白結構解析技術,它能獲得核酸、蛋白等生物大分子的結構,進而闡釋其功能機制,即了解疾病產生的原理以及在人體內作用的機制,而這也是新藥研發的前提條件。
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劃時代的冷凍電鏡技術--中國數字科技館
弗蘭克 冷凍電鏡單顆粒分析的鼻祖 現年77歲的德裔生物物理學家約阿基姆·弗蘭克,最大的貢獻是讓冷凍電鏡技術變得具有普遍應用價值。弗蘭克在1981年完成了一種算法,利用計算機識別圖像把相同蛋白質的不同影子收集起來,並且將輪廓相似的圖像進行分類對比,通過分析不同的重複模式將圖片擬合成更加清晰的2D圖像。在此基礎上,通過數學方法,在同一種蛋白質的不同2D圖像之間建立聯繫,以此為基礎擬合出3D結構圖像,他的圖形擬合程序被認為是冷凍電鏡發展的基礎。此外,他對細菌和真核生物的核糖體結構和功能的研究也做出重要貢獻。
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大事記:冷凍電鏡的發展歷程-結構生物學研究利器
2017年的諾貝爾化學獎頒給三位科學家雅克·杜波切特、阿希姆·弗蘭克和理察·亨德森,表彰他們以很高的解析度確定了溶液裡生物分子的結構,發展了冷凍電子顯微鏡技術
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X射線晶體衍射、核磁共振和冷凍電鏡
——施一公目前常用的解析蛋白質結構的方法主要有X射線晶體衍射技術、核磁共振技術和冷凍電鏡技術。X射線晶體衍射技術晶體向來以其規律性和對稱性而備受推崇,直到17世紀才漸漸被科學地研究。液體核磁共振解析生物大分子的結構時受限於其分子量,一般情況下常用來分析50 kDa以下的蛋白質。在一些特殊情況下,也可以用來解析100 kDa以上的膜蛋白。
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冷凍電鏡的解析度革命
Amunts等人利用冷凍電鏡獲得線粒體核糖體大亞基3.2埃的解析度結構,還有最近利用冷凍電鏡獲取的其他一些高解析度結構,這些成就預示著分子生物學研究的新時代,獲取近原子解析度的大分子結構將不再是X射線晶體學和核磁共振的特權。
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Nature之後再發Joule:孟穎團隊冷凍電鏡新成果
鑑於此,在與本文第一作者程迪一博士生和通訊作者孟穎教授、王雪鋒博士(現為中國科學院物理所特聘研究員)交流之後,今天小編幫大家分析一篇最近剛發表在Joule期刊上的通過結合冷凍聚焦離子束(cryo-FIB)和冷凍電鏡(cryo-EM)來研究固態電池界面SEI組成及演化機理的工作【1】,讓我們把目光重新聚焦到全固態電池的先進表徵技術和理想SEI結構上。
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冷凍電鏡:新時代蛋白質科學和藥物研發的利器
冷凍電鏡新技術的不斷湧現將為蛋白質科學、生物醫學及細胞生物學的發展提供更大的機遇。在國家大力倡導新基建的背景下,建設電鏡中心等先進產業創新基礎設施必將有效推動上海及張江生物蛋白質科學和生物醫藥產業的快速發展。
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超級計算機、冷凍電鏡、人工智慧……如何運用高科技攻克病毒?
新型冠狀病毒肆虐,但是和非典時期相比,隨著中國科技的發展,應對也更加有力。目前,國內醫院普遍採用的是核酸檢測來確診病例是不是真的得了新冠肺炎,而最近又增加了通過 CT 檢測,而最近由阿里巴巴達摩院和浙江疾病預防控制中心等機構研發的新冠肺炎檢測分析平臺正式上線!
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程亦凡談冷凍電鏡技術發展——訪美國加州大學舊金山分校副教授...
日前,在「2014冷凍電鏡三維分子成像國際研討會」召開期間,儀器信息網編輯特別採訪了前來參加會議的程亦凡,請他介紹了研究所用的新型探測器件對提升冷凍電鏡解析度的影響,冷凍電鏡技術的發展是否意味著X射線晶體學時代的結束?冷凍電鏡未來的發展方向及需要關注的問題?
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冷凍電鏡+清華大學=7篇Cell、Nature、Science
近兩年,小編發現,除了「魔剪」CRISPR,冷凍電鏡也是這些期刊的「常客」。中國科學家在這一領域取得的成果是有目共睹的,而清華大學無疑是這一領域的「領軍者」之一。「冷凍電鏡+清華大學=CNS」這個公式雖有點誇張,但也不是毫無根據。
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冷凍電鏡圖破解答案
科學家用「火眼金睛」的冷凍電鏡技術,終於找到了其背後的原因——新冠病毒的關鍵刺突蛋白(S蛋白)與人體細胞的受體蛋白的親和力,要遠高於SARS-CoV。病毒要進入人體細胞,必須找到人體細胞上相應的受體蛋白,而每個受體好比是一把「鎖」,得有相應的「鑰匙」才能打開,而後進入細胞內部。新冠病毒的「鑰匙」就是S蛋白。