金泽大学 Cas9核酸内切酶蛋白的模拟原子力显微镜图像与高速原子力显微镜实验的比较
分子结构的模拟原子力显微镜图像(中间)(左)与从高速原子力显微镜获得的实验图像(右)非常一致
实验图像取自出版物:M
柴田等人
精灵
通信
8: 1430 (2017)
学分:金泽大学 如今，纳米技术允许人们观察工作中的单一蛋白质
在原子力显微镜下
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它们的表面可以被快速扫描，并且功能运动可以被监控，这对于生命科学的所有领域的应用都是非常重要的
然而，实验结果的分析和解释仍然具有挑战性，因为获得的图像或分子电影的分辨率远非完美
另一方面，大多数蛋白质的高分辨率静态结构是已知的，它们的构象动力学可以在分子模拟中计算出来
大量的可用数据提供了一个很好的机会来更好地理解有限分辨率扫描实验的结果
开发的软件为此目标提供了计算包
生物荧光观察器通过计算模拟任何生物分子结构的原子力显微镜扫描，生成类似原子力显微镜实验结果的图形图像
这使得所有可用的结构数据和计算分子电影与原子力显微镜结果的比较成为可能
生物浏览器有一个功能丰富的多功能交互界面
集成的三维观察器可视化分子结构，同时具有可调尖端形状几何形状和空间分辨率的同步计算扫描生成相应的模拟原子力显微镜图形
获得的结果可以方便地导出为图像或电影
为了证明模拟原子力显微镜扫描在支持实验数据的分析和解释方面的巨大潜力，作者提供了几种应用于蛋白质的高速原子力显微镜观察
例如，对于基因剪刀相关的CRISPR相关蛋白9核酸内切酶(Cas9)，模拟扫描可以消除在高速原子力显微镜图像中看到的结构域排列的歧义，并澄清它们相对于结合的核苷酸链的取向
作者进一步展示了生物荧光显微镜如何将蛋白质的分子电影(例如从分子建模中获得的)转换成相应的模拟原子力显微镜电影
因此，模拟原子力显微镜实验是可能的，并且可以与高速原子力显微镜实验中记录的电影进行比较，以更好地理解分辨率受限的观察到的构象动力学
生物荧光浏览器功能示意图
计算原子力显微镜扫描将标准PDB文件格式中提供的任何生物分子结构转换成相应的模拟原子力显微镜图形
学分:金泽大学 生物荧光浏览器有一个用户友好的界面，使用它不需要专业知识
该软件已经被世界各地的原子力显微镜小组使用，并有望成为生物原子力显微镜实验者广泛使用的标准平台
除此之外，它还为来自计算生物学和生物信息学领域的研究人员提供了接口，以促进他们的跨学科合作
生物浏览器软件包目前可用于视窗10操作系统
项目网站提供了免费下载(www
bioafmviewer
在那里将来的更新也将变得可用
生物荧光显微镜软件项目是由日本金泽大学纳米生命科学研究所助理教授霍尔格·法莱西格发起的，他在那里进行世界领先的生物物质原子荧光显微镜实验
第一个作者罗曼·阿米奥特开发了这个软件包，并继续致力于未来的应用
除此之外，他还作为博士后研究员在法国艾克斯-马赛大学进行蛋白质的高速原子力显微镜实验
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