电镜三维重构理论

 电镜三维重构理论
D.De Rosier和A.Klug提出的三维重构理论是借助一系列沿不同方向投影的电子显微像来重构被测物体的立体构型；他们提出利用计算机数字图像处理技术进行电子显微像三维重构测定生物大分子结构的概念和方法。电镜三维重构思想的数学基础是傅立叶变换的投影与中央截面定理。中央截面定理的含义是一个函数沿某方向投影函数的傅立叶变换等于此函数的傅立叶变换通过原点且垂直于此投影方向的截面函数。因此电镜三维重构的理论基础是一个物体的三维投影像的傅立叶变换等于该物体三维傅立叶变换中与该投影方向垂直的，通过原点的截面（中央截面）。每一幅电子显微像是物体的二维投影像，倾斜试样，沿不同投影方向拍摄一系列电子显微像，经傅立叶变换会得到一系列不同取向的截面，当截面足够多时，会得到傅立叶空间的三维信息，再经傅立叶反变换便能得到物体的三维结构。这种方法可以在很广泛的范围内应用，从无固定结构特征的细胞器和生物大分子复合物到大分子晶体。在该理论的基础上，R.Henderson和N.Unwin建立了蛋白质电子晶体学。从20世纪70年代至今，蛋白质电子晶体学技术已逐步发展为蛋白质结构解析的的一种实用方法。