分子生物学实验室 γ-氨基丁酸受体图谱快照
(a)地方决议；(b)显示组胺配位和水分子的激动剂口袋；氮连接聚糖；(d)由差异图显示的氢键网络(绿色峰)
观察蛋白质中原子的精确三维排列有助于我们理解它是如何发挥功能的
尽管近年来电子冷冻显微术作为一种重要的结构生物学技术发展迅速，但x光晶体学是唯一能够观察单个原子的技术
分子生物学研究中心实验室的拉杜·阿里克斯库(Radu Aricescu)和斯科尔斯·舍尔斯(Sjors Scheres)团队与热电费希尔科学公司(Thermo Fisher Scientific)和其他地方的科学家合作，现在已经能够首次在三维低温电磁图像中解析单个蛋白质原子。
这一合作始于2019年初，当时拉杜和热费希尔科学公司的研究员阿比·科特查想在一个小的膜蛋白样本上测试新的低温电磁硬件
γ-氨基丁酸受体是拉德研究了十多年的一个焦点，之所以选择它，是因为使用现有最佳技术获得的最高分辨率似乎达到了2左右的极限
但更好的药物设计显然需要更高的分辨率
什么是原子分辨率？ 分辨率通常以“厘米”为单位，长度单位是十亿分之一米或0
1纳米，是指两个物体分开时的最小距离
典型的碳碳键的长度是1
5 Å;蛋白质中的其他键稍微短一点
因此，当分辨率降到1时
2、可以看到蛋白质中的单个原子，实现真正的原子分辨率
在测试包括冷场发射枪电子源、新能源过滤器和新相机在内的新硬件开发时，该团队还必须开发新的处理策略
以前由斯约尔斯小组的贾森科·齐瓦诺夫开发的光学像差校正算法，以及由克里斯·罗素和理查德·亨德森提出的算法，在从图像中压缩出大部分信息方面发挥了关键作用
在收到荷兰埃因霍温热电费希尔科学公司的Abhay Kotecha在新显微镜硬件上收集的图像后，Sjors小组的博士后Takanori Nakane在RELION和Andrija Sente以及Radu小组的其他成员开发了一个最佳工作流程，使用该工作流程处理GABAA受体图像，同时反馈结果以快速优化显微镜设置。
LMB科学计算团队的杰克·格里米特和托比·达林开发了一种新的高容量数据存储系统，为处理生成的大约100万亿字节的数据提供了关键支持
这种持续的团队努力导致了前所未有的1
7分辨率γ-氨基丁酸受体结构
这是使用冷冻电镜获得的除脱铁蛋白蛋白外的任何蛋白质样品的最佳分辨率
脱铁蛋白通常被用作低温电磁的基准，因为它的分子稳定性和24倍对称性允许从相对较少的粒子进行高分辨率重建
使用新的硬件和处理策略，团队能够获得1
分辨率为22的脱铁蛋白结构，优于之前的1
这是迄今为止获得的分辨率最高的单粒子低温电磁结构
最令人印象深刻的是，这种分辨率使得单个氢原子的可视化成为可能，甚至在蛋白质结构内部的水分子上
蛋白质结构和药物结合口袋中氢键网络的可视化使研究人员能够更好地理解它们是如何工作的
这项工作代表了低温电磁作为一种结构生物学技术的关键障碍的突破，新技术、数据收集和处理策略将扩大其结构可以高分辨率解决的蛋白质的数量
这些更高分辨率的重建将有助于更好地理解蛋白质是如何工作的，并有助于设计更具体的药物，这些药物可能会对多种疾病的治疗产生影响
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
