法兰克福歌德大学 待检测的蛋白质复合物(黄色)通过镍复合物在标记物(带有五边形的红色链)的帮助下附着到智能纳米片上
不需要的蛋白质(灰色)被水凝胶排斥(黑色网格)
冷冻整个结构后，包括一层薄薄的水，可以用电子照射，获得结合蛋白质的图像，然后计算机可以从图像中计算出蛋白质的三维结构
荣誉:安德烈·图尔恰宁/唐子安 一个来自法兰克福和耶拿的跨学科团队已经开发出一种诱饵，用它从混合物中提取蛋白质复合物
由于这种“诱饵”，所需的蛋白质可以更快地在电子显微镜下进行进一步检查
研究小组将这一创新的超薄分子碳层命名为“智能纳米片”
在这一新发展的帮助下，可以更好地理解疾病及其药物治疗，例如
法兰克福马克斯·普朗克生物物理研究所的丹尼尔·雷诺解释说:“通过我们的过程，可以在一周内从混合物中分离出新类型的蛋白质，并对其进行表征。”
“到目前为止，蛋白质的分离通常是博士学位持续几年的一部分
“与安德烈亚斯·特尔福特(歌德大学)和安德烈·图尔恰宁(弗里德里希·席勒大学耶拿分校)一起，这个想法在几年前发展起来，即通过在纳米片上安装目标蛋白质结合的识别位点，直接从混合物中提取所需的蛋白质
研究人员现在已经成功地通过“智能纳米片”使用电子冷冻显微镜直接检测蛋白质
" 电子冷冻显微镜是基于样品在低于-150℃的温度下的冲击冷冻
在这个过程中，蛋白质保持其结构，不需要干扰固定和着色剂，并且电子可以容易地照射冷冻的物体
结果是最微小结构的高分辨率三维图像——例如病毒和脱氧核糖核酸，几乎小到氢原子的规模
在制备过程中，蛋白质被电击冷冻在微小金属网格上的极薄水层中
以前，在用电子显微镜检查之前，样品必须在复杂的程序中清洗——通常涉及大量的材料损失
只有当一种类型的蛋白质结合在水层中时，电子显微镜检查程序才是成功的
图尔恰宁领导的研究小组现在使用的纳米片只有一纳米厚，由交联的分子自组装单层组成
泰尔福特的团队在这种纳米片上涂上了胶凝剂，作为冷冻所需的水薄膜的基础
研究人员随后将识别位点(一种带有镍离子的特殊腈基三乙酸基团)连接到它上面
由雷诺领导的团队使用以这种方式处理的智能纳米片从混合物中提取蛋白质
它们预先用组氨酸链标记，并与识别位点结合；所有其他干扰颗粒都可以冲洗掉
然后可以用电子显微镜直接检查结合有蛋白质的纳米片
“我们的智能纳米片特别有效，因为水凝胶层稳定了所需的水薄膜，同时抑制了干扰粒子的非特异性结合，”歌德大学的朱利安·舍尔解释说
“这样，分子结构生物学现在可以更快地检查蛋白质结构和功能
“例如，从中获得的知识可以用来更好地了解疾病及其药物治疗
该团队已经为新的纳米片申请了专利，并且已经找到了一家制造商，该制造商将把这一有用的工具推向市场
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