顯微鏡可直接觀察原子核糖體
發(fā)布日期：2014-04-21 瀏覽次數(shù) ：1165
顯微鏡(microscope)如今已經成為一種為重要的科學儀器， 廣泛地用于生物學、化學、物理學、冶金學、釀造等各種科研活動中。據(jù)報道，科學家已經研究出電子顯微鏡，該顯微鏡能夠觀察到接近原子水平的線粒體核糖體(mitochondrial ribosome)的結構(見下圖)，在顯微鏡的發(fā)展具有里程碑的意義。
近英國分子生物學MRC實驗室(MRC Laboratory of Molecular Biology)的科學家，他們使用單個粒子降臨的cryo-EM研究酵母線粒體核糖體大亞單元的結構，0.32 nm分辨率能夠使其在接近原子水平給出一個近乎完整的三維構型圖像，其包括了39種蛋白質，其中有13中蛋白質是線粒體獨有的，而且還有擴張的線粒體多糖體RNA(mitoribosomal RNA)片段。得到如此龐大的(3 MD即3-megadalton)生物機器近原子水平的圖像，既不需要蛋白質結晶，也不需要廣泛凈化，所以這種分析方法被認為在電子顯微鏡發(fā)展具有里程碑意義。
這種核糖體在真核線粒體(eukaryotic mitochondria)中發(fā)現(xiàn)。它不同于酵母細胞質中的核糖體和其他真核生物細胞中的核糖體，也不同于細菌核糖體。由2009年諾貝爾化學獎得主萬卡特拉曼•萊馬克里斯南(Venkatraman Ramakrishnan)、托馬斯•施泰茨(Thomas A. Steitz)和阿達•尤納斯(Ada E. Yonath)曾經得到了核糖體三維X-射線晶體結構。新的分辨率在0.32nm的線粒體核糖體結構是由萬卡特拉曼•萊馬克里斯南等人合作完成。
低溫電子顯微鏡(cryo-EM)雖是結構生物學研究中的重要工具，但其潛力還未充分發(fā)揮出來。近期的技術進步大大提高了cryo-EM的分辨率，正在重振這一領域。在單粒子cryo-EM實驗中，大分子集合體被冷凍在一層薄薄的冰中，并用電子顯微鏡成像。單個集合體的數(shù)千至數(shù)百萬幅圖像必須經過計算機比對和合并，以獲得一個三維結構。
與X射線晶體衍射相比，cryo-EM的一個明顯就是不需要結晶，這大大拓寬了其研究領域，使生物大分子及其復合物的構象研究成為可能。
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