上海筹建国家蛋白质科学中心拥有最昂贵设备冷冻透射电镜

　　在国家蛋白质科学中心·上海（筹），有一台300千伏冷冻透射电镜，名字叫“TitanKrios”，整体性能居全球前列。科研人员利用它能做什么研究呢？日前的一场相关研讨会上，专家介绍了冷冻电镜技术和这台顶级冷冻电镜。

　　加州大学旧金山分校副教授程亦凡介绍，与传统电子显微镜相比，生物冷冻电镜技术对于生物样品，特别是蛋白质结构研究具有独特优势，近年来发展十分迅速。这种技术将生物样品冷冻在—180℃左右的液氮环境中，在毫秒时间内把样品内部的水冷冻成玻璃态，从而保存了样品的天然形貌，使科研人员能观测到蛋白质的细微结构。最新的技术突破，将分辨率提高到原子级别（约0.3—0.4纳米）。用冷冻电镜从各个方向上照射样品，能获取其三维结构。

　　专家说，解析大分子蛋白质结构的传统方法是X光晶体学法，需要结晶这个步骤，而结晶要用大量蛋白质做“原料”，还必须让晶体“长”出来，难度颇高。特别对膜蛋白等一些蛋白质来说，结晶几乎是“不可能完成的任务”。而采用生物冷冻电镜技术解析蛋白质结构，无需结晶，所以在结构生物学界引起广泛关注。此次国际研讨会，中科院院士施一公、美国科学院院士赵华等众多科学家相聚上海，探讨这一技术在结构生物学的应用。

　　在国家蛋白质科学中心·上海（筹），这台300千伏的冷冻透射电镜是最昂贵的设备，有近4米高。专家解释说，电压越大，波长就越小，电镜分辨率也就越高，300千伏的电压使仪器本身的分辨率达到0.14纳米。再加上各个精密部件的“协同合作”，整台设备具备国际一流的蛋白质结构生物学研究能力。

　　这台冷冻透射电镜已向国内外科研机构开放。国家蛋白质科学中心·上海（筹）主任助理黄超兰研究员表示，在“后基因组时代”，蛋白质结构与功能研究是生命科学中迫切的任务。人类疾病的发生与体内相关蛋白功能的异常密切相关，解析这类蛋白的结构，对阐述疾病发生机制至关重要。因此，这台冷冻电镜将成为我国结构生物学研究中的“利器”。冷冻电镜在药物研究领域也大有用武之地，可用于药物制备和药效评价，如观测用药后病毒、肿瘤标志分子、重大疾病标志分子的结构变化。