跳到主要内容

话题

结构和动力学

结构和动力学

X射线激光图像单病毒颗粒

03 Feb 2011
关于蛋白质纳米晶体的新信息爆炸

一种新的X射线技术,具有任何规模的图像生物样本的潜在,已经被国际科学家的国际团队推出。突破涉及在任何辐射损伤件之前闪烁具有强烈X射线的样品,并且应该允许研究人员分析以前从未成像的蛋白质和其他样品的结构。

X射线是研究生物样品结构的最重要工具之一。通常,样品必须结晶,使得分子排成规则排列。当X射线穿过晶体时,它们衍射,产生一种独特的模式,科学家可以从中推测样品’s structure.

但结晶生物样品是’T容易,通常很难最终,晶体大于一百左右的直径。如果晶体太小,研究人员必须用更多的X射线暴露它们以获得良好的衍射图案–而且这种风险完全摧毁了样品。

脉冲字面意义地超出了损害 亨利查普曼,斯瓦西

现在,在两篇论文中发表 自然,来自瑞典,德国,法国和美国的多学科团队已经证明了一种规避这个问题的方法。使用LINAC相干光源(LCLS),基于加利福尼亚的X射线自由电子激光,它们暴露了微小的生物样品–结晶和非晶体–闪烁X射线而不是连续梁。“通过使用脉冲如此短,如此强烈的光脉冲,我们绕过辐射损伤问题‘flash’在任何损害效果本身的任何影响之前,”亨利查普曼说,其中一项研究的主要作者,他是德国汉堡的斯菊。“脉冲字面上超出了损坏。”

臭名昭着的分子

查普曼’S组使用X射线从LCL闪烁,以图像膜蛋白分子的微小晶体,其难以难以生长到足够大的晶体中,用于传统的X射线成像。将分子悬浮在水喷射中,并暴露于X射线,以产生分辨率为0.85的衍射图案 纳米。图案证明晶体在暴露期间保持完整。通过将衍射测量输入到计算机程序中,研究人员能够观察晶体结构。

与此同时,由瑞典乌普萨拉大学的Marvin Seibert,Tomas Ekeberg和Filipe Maia领导的集团使用了相同的技术来实现非晶体单粒子– a “mimivirus”,450的最大已知病毒 nm直径。这里缺乏结晶装置产生连续的衍射图案,其必须使用更先进的计算机算法处理。结构的最终决议是32 nm.

“该技术是革命性的,但它’尚未在其限制时,”在法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射设施的生物成像专家基督徒Riekel说。没有参与任何一个项目的Riekel表明技术改进,例如减少波长,焦点大小,水射流中样品的数量将提高清晰度。“你所看到的更像是原则的证据,” he adds.

晶体不再需要吗?

英国牛津大学的分子生物物理学家Elspeth Garman对两家实验称赞。对于对非结晶样品的研究,Garman表示还可以看出较小的颗粒,例如活细胞,例如活细胞。“如果实际上可以实现更高的分辨率,这种技术将具有大量的大蛋白质的结构测定方法以及它们的配合物的显着优点是根本不是必要的,” she says.

“我必须承认过去对这种发展成为一种有用技术的可能性持怀疑态度,主要是因为辐射损伤问题,也因为决议有限,” she adds. “但是,在本报告之后,我非常期待被证明是错误的。 ”

查普曼 believes there might be even more to come with the technique. He says that it should be possible to take multiple shots of a sample, to create an X-ray “movie”. “X射线脉冲如此简称,您应该能够在行动中观看化学,” he adds.

这项工作据报道 自然 470 78自然 470 73.

相关事件

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者