Science:冷冻电子显微镜(cryoEM)来解析KCC1蛋白结构

最近,来自浙江大学医学院的郭江涛教授课题组在Science发表文章,首次揭示了氯化钾共转运蛋白1(KCC1)的三维结构,这也是整个蛋白质家族中首次得到解析的蛋白结构。 氯化钾共转运蛋白1(KCC1)位于细胞膜上,通过转运带正电的钾离子(K+)和带负电的氯离子(Cl-),达到调节细胞体积与例子稳态平衡的目的。该蛋白质广泛分布于人体许多组织中,特别是在肾脏和大脑中具有较高丰度。 尽管此前学界对共转运蛋白进行了广泛的研究,但一直以来缺乏高分辨率结构。在这一研究中,科学家们使用冷冻电子显微镜(cryo-EM)来解析KCC1蛋白结构。(图片来源:Www.pixabay.com) 文章作者之一,来自德克萨斯大学西南分校的白小晨博士说,这种共同转运蛋白家族的突变会导致遗传性癫痫病等疾病的发生。此外,目前靶向共转运蛋白的药物被用作治疗高血压的药物。 X射线晶体学以前被认为是前结构生物学技术的金标准,然而,细胞膜上的蛋白质的结构则不容......阅读全文

冷冻蚀刻电镜技术的内容介绍

冷冻蚀刻(Freezeetching)技术是从50年代开始发展起来的一种将断裂和复型相结合的制备透射电镜样品技术,故而亦称冷冻断裂(Freezefracture)或冷冻复型(Freezereplica)。

冷冻蚀刻电镜技术操作方法

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

冷冻电镜的原理及应用

冷冻电镜全称冷冻电子显微镜(Cryoelectron Microscopy),简单理解为用电子显微镜去观察冷冻固定的样本,得出清晰三维结构。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。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样(喷金/喷碳)等处理后,通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台

Cell|重大进展,清华北大联合中心王宏伟首次揭示人类Dicer

Cell|重大进展,清华-北大联合中心王宏伟首次揭示人类Dicer及其与Pre-miRNA底物复合物的冷冻电镜结构   iNature:2018年4月26日,清华北大联合生命科学研究中心王宏伟课题组等人在Cell 上在线发表了题为“Cryo-EM Structure of Human Dicer a

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

冷冻电镜成像技术促药物研发进入新时代

  科学家们用冷冻电镜(cryo-EM)成像了代谢酶与其抑制剂的结合,获得了空前的高分辨率。他们认为,这种技术将为药物研发带来一场革命。  了解一个酶与药物结合时的精确结构,就可以更好的设计药物来阻断或者增强酶的活性。美国国立癌症研究所NCI(隶属NIH)的Sriram Subramaniam博士领

Science:冷冻电子显微镜(cryoEM)来解析KCC1蛋白结构

  最近,来自浙江大学医学院的郭江涛教授课题组在Science发表文章,首次揭示了氯化钾共转运蛋白1(KCC1)的三维结构,这也是整个蛋白质家族中首次得到解析的蛋白结构。  氯化钾共转运蛋白1(KCC1)位于细胞膜上,通过转运带正电的钾离子(K+)和带负电的氯离子(Cl-),达到调节细胞体积与例子稳

冷冻电镜研究生物学

结构生物学是诞生于上个世纪中叶通过研究生物大分子的结构与运动来阐明生命现象的学科。在过去半个世纪里,X射线法解析生物大分子结构一直占据结构生物学的统治地位。而近年来,冷冻电镜在研究生物大分子结构尤其是超分子体系的结构方面取得了突飞猛进的发展。该技术它可以快速、简易、高效、高分辨率解析高度复杂的超大生

冷冻电镜解析激动剂原理

冷冻电镜技术、特殊荧光特性。1、冷冻电镜技术可以直接凝固生物大分子的溶液,而无需使用油墨或薄片。因此,冷冻电镜需要非常强的辐射或标记来解析样品。2、激动剂是一种具有特殊荧光特性的化学物质,可以非常灵敏地捕获生物大分子的结构变化,例如蛋白质复合物的构象转变,以及药物与大分子的相互作用。

​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

冷冻电镜最大似然估计理论

 最大似然估计理论近年来在单颗粒分析中取得重大突破的应当是最大似然估计(maximum likelihood)理论。最大似然估计的理论可以贯彻整个单颗粒技术图像分析的过程,在图像匹配,2D、3D分类 和模型优化上均可以应用,是一个强有力的理论工具。最大似然估计的算法已经在RELION、FREALIG

电镜制样--高压冷冻技术手册(一)

电镜制样 - 高压冷冻技术手册

亚洲首台KRIOS冷冻电镜落户清华

  日前,亚洲首台KRIOS冷冻电镜在清华大学安装落成,同时启动了清华大学生命科学与医学研究院(医研院)和荷兰FEI公司的全面合作,双方负责人分别在合作仪式上签字。   根据合作协议,FEI公司无偿为清华大学医研院提供一台价值约140万美元的Tecnai TF20冷冻透射电镜一年的使用权限,用

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

冷冻蚀刻表面标记免疫电镜技术介绍

(1)新鲜或固定的细胞进行直接法或间接法免疫标记。(2)PBS(pH7.5)冲洗3min×2,加入1mmol/l MgCl2蒸馏水洗洗3min×3,离心沉集细胞。(3)将细胞团置于小纸板上,入液氮冷却的Freon中,取出入冷冻蚀刻仪中进行断裂操作,再于-100℃蚀刻1min 。(4)制做断裂面复型。

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

冷冻电镜的成像方式和原理

成像方式电子束穿过样品时会携带有样品的信息,TEM的成像设备使用这些信息来成像。投射透镜将处于正确位置的电子波分布投射在观察系统上。观察到的图像强度,I,在假定成像设备质量很高的情况下,近似的与电子波函数的时间平均幅度成正比。若将从样品射出的电子波函数表示为Ψ,则不同的成像方法试图通过修改样品射出的

冷冻蚀刻电镜技术的优缺点介绍

优点①样品通过冷冻,可使其微细结构接近于活体状态;②样品经冷冻断裂蚀刻后,能够观察到不同劈裂面的微细结构,进而可研究细胞内的膜性结构及内含物结构;③冷冻蚀刻的样品,经铂、碳喷镀而制备的复型膜,具有很强的立体感且能耐受电子束轰击和长期保存。缺点冷冻也可造成样品的人为损伤;断裂面多产生在样品结构最脆弱的

冷冻电镜电子晶体学

电子晶体学利用电子显微镜对生物大分子在一维、二维以致三维空间形成的高度有序重复排列的结构(晶体)成像或者收集衍射图样,进而解析这些生物大分子的结构,这种方法称为电子晶体学。其适合的样品分子量范围为10~500kD,最高分辨率约1.9Å。该方法与X射线晶体学的类似之处在于均需获得高度均一的生物大分子的

冷冻电镜三维重构原理

冷冻电镜三维重构原理电镜三维重构的思想早在1968年就由D.De Rosier和A.Klug提出,而冷冻电镜技术则是在1974年首次由Taylor K,和Glaeser RM创建。三维冷冻电镜技术主要是将样品保存在液氮或液氦温度下利用透射电子显微镜进行二维成像,再经过对二维投影图像的分析进行三维重构

冷冻电镜单粒子法及其应用

冷冻电镜单粒子法使我们在分子水平对生命过程有了新的认识。核糖体是一个由多种结构相互作用形成的RNA蛋白质复合体,他的结构解析是对这种技术应用的最好说明。从7 0年代Frank开始对核糖体进行单颗粒分析以来 ,二十多年的努力使得大肠杆菌70S核糖体1.5nm分辨率的三维结构已经得到揭示。从这个三维结构

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

研究揭示冷冻电镜辐照损伤效应

  中国科学院生物物理研究所孙飞研究组联合中国科学院物理研究所李建奇研究组,首次系统研究了类生物有机样品在不同成像模式、温度、电子剂量率、波包电子数和脉冲重复率下的电子辐照损伤效应,明确了脉冲式电子成像模式对有机样品的电子辐照损伤与连续式电子成像模式相同,揭示了电子束对样品辐照损伤背后的物理机制。相

冷冻电镜在材料科学中崭露头角

冷冻电镜在材料科学中崭露头角小编没有查到在崔屹教授之前将冷冻电镜技术应用到材料科学领域的报道,但是不管有没有,以Stanford的崔屹教授2017年10月27日在线发表在Science这篇题为“Atomic structure of sensitive battery materials and i

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。Gly

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

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