著名科学家Nature发表重要研究成果

在中枢神经系统中,神经递质门控离子通道能够根据神经递质的结合情况,调节穿过神经元细胞膜的离子流,介导快速的兴奋性和抑制性信号传导。 甘氨酸是神经系统的主要抑制性递质,它通过甘氨酸受体(GlyR)起作用,打开氯离子通道进而抑制神经元的激发。GlyR控制着多种运动和感知功能,包括视觉和听觉。GlyR发生突变与自闭症、过度惊吓等神经疾病有关。由于缺乏高分辨率的结构数据,人们对甘氨酸受体的分子机制还知之甚少。 俄勒冈健康与科学大学、加州大学、HHMI的科学家们日前通过冷冻电镜阐明了甘氨酸受体的作用机制。这项研究发表在九月七日的Nature杂志上,文章的通讯作者是结构生物学牛人Eric Gouaux,冷冻电镜专家程亦凡博士也参与了这项研究。程亦凡博士是加州大学旧金山分校的副教授,他原本是物理学博士,后来改用物理学方法研究生物问题。 近来程博士在冷冻电镜方面陆续发表了多项重要成果,受到了广泛的关注。 研究人员对斑马鱼的α1 Gly......阅读全文

冷冻电镜解决膜蛋白的结构

冷冻电子显微镜技术已经发展成为一个成熟的方法,应用于各种复杂的生物分子体系的高分辨结构研究。按照目前的发展势头,解决生物分子结构组(structural proteome)的问题已经不是遥不可及的了。在解决单一静态结构的基础上,冷冻电镜也展示了其研究多构象体系的潜力。下面对冷冻电镜在结构生物学研究领

神器——冷冻电镜“乱入”材料圈?

  说起冷冻电镜,小编想不管是研究生还是教授大咖,可能和科研有那么一丁点联系的人对这个名字都不会陌生,因为它实在太出名了!基于冷冻电镜产出的科研成果很多都发表在Nature、Science、Cell等顶刊上(羡慕脸),堪称NSC神器。冷冻电镜技术的发展直接带动了生命科学领域,特别是结构生物学的飞速发

冷冻蚀刻电镜技术的操作方法

冷冻蚀刻的操作方法按以下步骤进行。1.预处理取新鲜组织块,大小为15~3~5mm,用25%戊二醛固定1~3小时。为防止冰晶形成,用30%甘油生理盐水浸泡8~12小时。2.冷冻断裂是在冷冻条件下使样品变得又硬又脆,用刀劈裂样品,暴露观察面。因为是用刀劈裂的样品,断裂往往发生在细胞被冻结后较脆弱的部

冷冻电镜电子晶体学

电子晶体学X-ray晶体学与生物电镜的结合形成电子晶体学,综合了三维密度图和傅立叶变换数学理论,这可追述到D.De Rosier和A.Klug对T4噬菌体尾部的螺旋结构的研究工作上[2]。通过获得已制好的结构规则的二维晶体的高分辨率电子密度图,我们可以解析出它的原子水平结构,螺旋对称样品或二十面体对

​冷冻电镜二维图像分析

二维图像分析——颗粒图像的匹配与分类二维颗粒图像的分类是获取三维结构过程的第一步。对二维图像的分析包括两部分:颗粒图像的匹配和颗粒图像的分类。匹配的过程通常会对颗粒图像应用一些变换操作,通过关联函数去判断不同颗粒图像之间的相似程度。图像匹配的算法主要分为两种,即不依赖模型的方法和基于模型的方法,取决

能用冷冻电镜来研究生物大分子的动态结构吗?

  冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率。  近期,清华大学王宏伟教授团队研发利用球差校正器

周正洪组:冷冻电镜研究蛋白组比传统方法强在哪?

  自DNA重组技术和蛋白亲和纯化方法问世以来,研究人员利用蛋白异源表达纯化技术与X射线晶体衍射学方法解析了大量蛋白的高分辨结构,极大地丰富了我们对细胞中各种重要生命过程分子机制的认知【1】。然而这种方法需要大量高纯度蛋白样品,无法应用于异源系统表达量较低或或不易结晶的蛋白样品,比如大的蛋白复合物。

扫描电镜之前样品冷冻干燥多久

真空冷冻干燥2小时.

冷冻电镜单颗粒分析技术入门指南

  结构生物学的主要目标是,从机制上理解关键的生物学过程。研究这些过程中的大分子和复合体,确定它们的原子结构,可以得到最详细的基础信息。除此之外,获得药物靶标的原子结构也是药物开发的标准程序,人们可以在此基础上设计和优化治疗性的化合物。  不久以前,单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)还不是大多数结构生

冷冻电镜揭示DNA复制点火机制

  在Van Andel研究所结构生物学家的带领下,一个国际科学小组揭示了DNA复制的关键步骤,为许多疾病的驱动程序提供了新见解。  “以前的研究已经描述过聚集在DNA周围的酶如何为DNA复制做准备了,在这里,我们描述的是这些酶就位时,它们会对DNA做什么,”《PNAS》文章通讯作者、表观遗传学中心

冷冻电镜是个啥,有多牛?

2017年诺贝尔化学奖颁给了发明冷冻电镜的三位学者。他们是: 哥伦比亚大学教授约阿基姆·弗兰克(Joachim Frank),苏格兰分子生物学家和生物物理学家理查德·亨德森(Richard Henderson)以及瑞士洛桑大学生物物理学荣誉教授雅克·迪波什(Jacques Dubochet)。冷冻电

冷冻电镜里程碑意义的成果

在最近几年,冷冻电镜技术有了革命性的进步,主要得益于三个方面的突破。首先是样品制备,通过利用薄膜碳层甚至石墨烯可以用更薄的冰层包裹分子样品来提高信噪比。第二个突破是电子的探测技术,也就是电子探测器的发明。在300 keV 电子的轰击下,传统的器件都会被高能量打坏,因此在电子探测器出现之前,冷冻电镜中

冷冻电镜可用来检测化合物

  冷冻电镜(Cryo-electron microscopy,Cryo-EM)能够对快速冷冻在接近天然状态的蛋白复合物进行结构分析。现在,冷冻电镜不仅可用于测定生物大分子的结构,还可用于分子量相对较小的蛋白复合物,包括膜蛋白。这种强大的技术可以弥补传统方法如X射线晶体学(XRD)和核磁共振(NMR

研究提出基于弱监督学习的冷冻电镜颗粒挑选新方法

生物大分子的结构与功能随着细胞生理状态的变化而不断进行动态调整。原位结构生物学是在接近自然生理状态下研究生物大分子结构和功能的科学。原位冷冻电镜技术(Cryo-ET)以高分辨率和在接近生理条件下观察样品的特点,成为原位结构生物学研究的关键手段。原位冷冻电镜的技术流程涉及样品制备、数据采集、电子断层重

研究提出基于弱监督学习的冷冻电镜颗粒挑选新方法

  生物大分子的结构与功能随着细胞生理状态的变化而不断进行动态调整。原位结构生物学是在接近自然生理状态下研究生物大分子结构和功能的科学。原位冷冻电镜技术(Cryo-ET)以高分辨率和在接近生理条件下观察样品的特点,成为原位结构生物学研究的关键手段。原位冷冻电镜的技术流程涉及样品制备、数据采集、电子断

Nature:著名科学家发表重要研究成果

  5-羟色胺是大脑中一种至关重要的神经递质,广泛影响着人类的生理机能和行为活动,包括睡眠、情绪、认知、疼痛、饥饿和攻击性。5-羟色胺转运蛋白负责在神经传导之后将5-羟色胺回收再利用,被认为是大脑最重要的转运蛋白。俄勒冈健康与科学大学的研究人员四月六日在Nature杂志上发表文章,揭示了5-羟色胺转

冷冻电镜从静态结构到动态分子电影

从静态结构到动态分子电影生物分子在室温下是活跃的,而且大多数的分子功能是通过结构的变化来实现的。基于X射线, 尤其是最近发展的X 射线自由电子激光(XFEL)的结构生物学的研究重点之一便是实现时间分辨的结构生物学研究(time-resolved structure determination)。到目

一般冷冻电镜需要做多久时间

一般冷冻电镜需要做真空冷冻干燥2小时。冷冻电镜技术,全称是冷冻电子显微镜技术,是在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术。冷冻电子显微镜技术是20世纪70年代提出的,80年代趋于成熟。它主要是研究生物物质结构的技术,与X-射线晶体学和核磁共振波谱学相辅相成,共同解析物质结构并且解决实际问题。

首届冷冻电镜与药物发现创新峰会

2020年是特别的一年,新冠疫情笼罩全球,各国医药研发同仁众志成城,共抗疫情,同时各方同道积极通过线上方式展开学术活动,推进相关领域学术发展。首届冷冻电镜与药物发现创新峰会(1st GCDD Summit)将于8月15日13:00-17:00以网络直播的形式召开。本届大会将秉承学术性、国际性的原则,

细胞冷冻电镜到底是什么神兵利器?

  冷冻电镜它首先是一个电镜。  而电镜是电子显微镜的缩写。所谓电子显微镜,又是在光学显微镜的基础上发展出来的。  光学显微镜利用可见光作为探针来观测微观物体,比如光学显微镜可以观察细胞。但是,对于细胞内的蛋白质分子,光学显微镜就看不见它了。  为什么呢?  原因其实很简单,光学显微镜利用的是光子的

只要使用冷冻电镜,就能有论文发?

知道靶标蛋白结构对研发新药来说,是非常重要的。有价值,蛋白质结构是了解生化反应机理的重要手段,通过结构知道这些蛋白的催化位点,就可以设计抑制剂,使这些蛋白失去催化作用,以这些蛋白为靶点,设计筛选药物。例如2016年清华杨茂君教授研究组先后在《Nature》和《Cell》杂志报道了线粒体呼吸链超级复合

冷冻电镜电子断层扫描成像技术

电子断层扫描成像技术通过在显微镜内倾转样品从而收集样品多角度的电子显微图像并对这些电子显微图像根据倾转几何关系进行重构的方法称为电子断层扫描成像技术(图3.5)。该方法主要应用于细胞及亚细胞器,以及没有固定结构的生物大分子复合物(分子量范围为800kD),最高分辨率约20Å。

《Nature》:冷冻电镜蛋白解析再获重大突破!

   ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)是一种中心代谢酶,催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A(CoA)转化为草酰乙酸和乙酰-CoA1-5。哥伦比亚大学的科学家们与Nimbus Therapeutics的研究人员合作,利用冷冻电镜技术揭开了这种代谢酶的神秘面纱,这种酶可能成为癌症治疗的下一个主要分子靶点,这

冷冻电镜样品处理后,样品看不到

1、样品制备不当:样品制备过程中存在一些问题,如样品质量不好、浓度过低或太高、聚集现象等。这些问题导致样品在电镜中无法得到清晰的图像。2、冷冻过程不正确:样品在冷冻过程中需要控制温度和速度,以确保样品结构的冻结过程是均匀的。如果冷冻速度过快或过慢,或者温度不稳定,都导致样品冻结的不均匀,从而无法得到

冷冻电镜 细胞内分子结构测定

 细胞内分子结构测定:从溶液内(in vitro)到细胞内(in situ)当前的高分辨分子结构基本都是在溶液中提纯出来的分子样品,也就是通常所说的in vitro 实验。现在可以利用快速冷冻的方法把细胞固定,再用高能粒子枪对细胞进行高精度切片。在细胞的某些部位,常常有大量同类分子聚集,比如在内质网

冷冻电镜技术突破原子分辨率障碍

如果想绘制出蛋白质最微小的部分,科学家通常选择不多:使数百万个单个蛋白质分子排列成晶体,然后用X射线晶体学分析它们;或者快速冷冻蛋白质的副本,然后用电子轰击它们,这是一种低分辨率的方法,叫做冷冻电镜技术。 据《科学》报道,现在,科学家们第一次将冷冻电镜的分辨率提高到原子水平,以精确定位各种蛋白质

颜宁团队最新综述|冷冻电镜与VGICs

2024年8月5日,深圳医学科学院/清华大学颜宁团队在Nature Reviews Molecular Cell Biology(IF=81)在线发表题为”Structural biology and molecular pharmacology of voltage-gated ion chann

Science深度综述:冷冻电镜的激荡40年

  “It is very easy to answer many fundamental biological questions; you just look at the thing!”——1965年诺贝尔物理学奖得主理查德•费曼教授  正如费曼教授所言,结构生物学的核心正在于“看清事物”。只

美国研究所基于冷冻电镜揭示新冠病毒的恐怖亲和力

   美国国家过敏和传染病研究所疫苗研究中心最近提交的一篇论文对新冠病毒结构进行了研究,并验证了一个结论:新冠病毒 S 蛋白与细胞 ACE2 的亲和力是 SARS 的 10 到 20 倍。  这可能意味着新冠病毒肺炎(COVID-19)的传染性相比 SARS 要高出很多。  这篇最新论文目前被发布在

人源七聚体Pannexin-1通道的冷冻电镜结构研究获进展

  3月12日,Cell Research 期刊在线发表了题为《人源七聚体Pannexin 1通道的冷冻电镜结构》的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室竺淑佳研究组与复旦大学生物医学研究院王磊课题组和中科院上海药