冷冻电镜捕获人副流感病毒影像或助力抗病毒药物开发
2月18日美国科研团队首次绘制出副粘病毒一个关键酶的3D原子结构,可帮助开发包括抗冠状病毒药物在内的抗病毒药物。研究成果日前发表在《美国科学院学报》上。 副粘病毒是包括麻疹、腮腺炎、人副流感病毒和呼吸道合胞体病毒等常见病原体的一类病毒。由于同为RNA(核糖核酸)病毒,副粘病毒与冠状病毒作用机理相似。酶在RNA分子组装中发挥重要作用,经常成为抗病毒药物的靶点。 美国西北大学研究人员使用冷冻电子显微镜技术深入分子内部观察,捕获了人副流感病毒5聚合酶的数十万张2D影像,并使用计算机算法重建了这种酶的3D原子结构。 研究发现,这种酶是一个不规则球体,带有一个由4个磷蛋白组成的长尾。研究还发现,这种病毒利用同一种蛋白质实现基因组复制和转录。 美国西北大学分子生物科学教授罗伯特·兰姆说,传统开发药物的方法有点“碰运气”,寄望候选药物能打中靶点。而阐明了病毒关键酶的3D原子结构,有望在设计药物时做到有的放矢,“我们需要更多的抗病毒......阅读全文
什么是冷冻电镜?
冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术,将样品冷却到液氮温度,用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品,通过对样品的冷冻,可以降低电子束对样品的损伤,减小样品的形变,从而得到更加真实的样品形貌。冷冻电镜具有较好的稳定性和重复性并且操作简便,管理方便的特点,通过对样品的冷冻,可实现直接观察
冷冻电镜技术总结
冷冻电镜技术从建立到现在在结构测定中取得了快速的发展,这也表明了了对整个细胞和细胞器的分子成分的空间结构的描述可能很快就会成为常规方法。冷冻电镜单粒子法既可以对具有对称结构的大分子进行研究,也适合于研究结构不规则的大分子复合物,对于分子量的上限没有什么限制,理论上>100kD的分子在成像技术能够保证
冷冻蚀刻免疫电镜技术
实验概要本文介绍了冷冻蚀刻免疫电镜技术,包括:冷冻蚀刻表面标记免疫电镜技术和断裂—标记免疫电镜技术。实验原理冷冻蚀刻法(Freeze Ftching),也称冷冻复型法(Freeze Replica)或冷冻切断(Freeze Fracture),是研究生物膜结构的重要方法之一。其主要步骤首先是
冷冻电镜发展背景
冷冻电镜发展背景人类基因组计划的完成,标志着科学已进入后基因组时代。虽然大量的基因序列得到阐明,但是生物大分子如何从这些基因转录、翻译、加工、折叠、组装,形成有功能的结构单元,尚需进一步的研究。后基因组时代人类面临的一个挑战是解析基因产物—蛋白质的空间结构,建立结构基因组学,并在原子水平上解释核酸—
冷冻电镜是什么
在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术,就叫做冷冻电子显微镜技术,简称冷冻电镜(cryo-electron microscopy, cryo-EM)。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法,它与另外两种技术:X射线晶体学(X-ray crystallography)和核磁共振(nuclear ma
冷冻电镜颗粒挑选
颗粒挑选接下来需要从原始数据中筛选出颗粒投影,也被称为“颗粒挑选”,颗粒挑选的好坏也将影响所有后续的分析和处理过程,是一个重要并且繁琐的步骤。颗粒挑选方式可以分为手动挑选、半自动挑选和完全自动挑选这几种。在早期的分析中,对于结构的了解还非常少,优先考虑的都是人工挑选。但是自动的颗粒图像获取方法的出现
冷冻电镜的发展
细胞里面的生命活动井然有序,每一个部分都有其特定的结构,承担不同的功能。生物大分子则是一切生命活动的最终执行者,它们主要是核酸和蛋白。核酸携带了生命体的遗传信息,而蛋白是生命活动的主要执行者。自现代分子生物学诞生以来的半个世纪里,解析和分析生物大分子的结构、进而阐释其功能机制一直都是现代生命科学
什么是冷冻电镜
什么是冷冻电镜?冷冻电镜,全称冷冻电子显微镜技术(Cryo-electron microscopy, Cryo-EM)(我大材料的小伙伴也快好好记住这个单词,相信不就的将来就会成为检索材料学文献的热门关键词),是指将生物大分子快速冷冻后,在低温环境下利用透射电子显微镜对样品进行成像,再经图像处理和
冷冻电镜的原理
冷冻电镜是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术,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(温度可至-185℃)即可进行观察。冷冻电镜中的冷冻技术可以瞬间冷冻样品,并在冷冻状态下保
冷冻电镜低剂量电子冷冻成像
低剂量电子冷冻成像材料汪都知道一般做TEM、SEM的时候,样品导电性越好,电子剂量越高,成像质量越好。然而,高剂量电子对生物大分子却是毁灭性的,因此Richard Henderson教授提出在低温下用尽量低的电子剂量成像。他与其合作者先后在1975年和1990年重构出了粗糙的(7Å)和高分辨率(3.
副流感病毒抗体的临床意义是什么
异常结果: 阳性(或效价≥1∶160):病毒性流行性感冒。 需要检查人群: 流感症状患者,经常暴露在公众场所的人士。
副流感病毒有哪些生物学性状呢
单负股RNA,不分节段。 包膜上嵌有两种糖蛋白刺突,一种为HN,具有血凝和神经氨酸酶活性,具有流感病毒HA的吸附作用;另一种为F,具有使病毒进入宿主细胞和使病毒在宿主细胞之间传播的作用。 副流感病毒抵抗力弱,不耐酸,对热敏感。
关于副流感病毒感染的诊断预防介绍
1、诊断 副流感病毒感染流行期间临床诊断较易,散发病例的临床诊断较难。根据流行病学和临床资料可以作出初步诊断。确诊须靠病毒分离及血清学检查。 2、预防 注意避免污染物及与患者接触,注意房间消毒及空气流通。多价及单价灭活疫苗能产生血清抗体,减毒活疫苗喷雾免疫效果正在观察中。
临床化学检查方法介绍副流感病毒抗体介绍
副流感病毒抗体介绍: 副流感病毒(parainluenza virus,PIV)是主要引起婴幼儿和儿童上呼吸道感染和严重的下呼吸道感染的重要病原。其结构为单负链RNA病毒,有囊膜,囊膜上有两种刺突,即HN蛋白和F蛋白。HN蛋白具有血凝和神经氨酸酶活性,F蛋白与呼吸道合胞病毒相似,介导病毒的包膜和宿
概述副流感病毒感染的临床表现
本病潜伏期3~6天。病情轻重与年龄、病理状态、初感或再感及病毒型别有关。副流感病毒在儿童期和成人期引起的临床表现差别很大。 1.儿童期感染 副流感病毒感染在幼龄儿童主要引起下呼吸道疾病,急性起病,副流感病毒感染的表现有发热、鼻塞、咽痛、声嘶、犬吠样咳嗽、大量黏脓痰、喘息及呼吸道梗阻症状,重者
病原体检测副流感病毒抗体介绍
副流感病毒抗体介绍: 副流感病毒(parainluenza virus,PIV)是主要引起婴幼儿和儿童上呼吸道感染和严重的下呼吸道感染的重要病原。其结构为单负链RNA病毒,有囊膜,囊膜上有两种刺突,即HN蛋白和F蛋白。HN蛋白具有血凝和神经氨酸酶活性,F蛋白与呼吸道合胞病毒相似,介导病毒的包膜和宿
“冷冻电镜技术”是什么
冷冻电镜用于扫描电镜超低温冷冻制及传输技术(Cryo-SEM)实现直接观察液体、半液体及电束敏品物、高材料等品经超低温冷冻、断裂、镀膜制(喷金/喷碳)等处理通冷冻传输系统放入电镜内冷台
冷冻电镜单粒子法
三维冷冻电子显微术已经在确定结构组成和大分子复合物的结构层次方面取得了重要进展。单粒子冷冻电镜技术是获得三位重构图像的重要的方法。单粒子法就是对分离纯化的颗粒状分子进行结构分析。既可以对有二十面对称结构的病毒或螺旋对称结构进行分析,也可以对象核糖体等大的可溶性复合物进行结构分析,还可以对溶解状态的
冷冻电镜的技术特点
冷冻电镜(Cryo-microscopy)通常是在普通透射电镜上加装样品冷冻设备,将样品冷却到液氮温度(77K),用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品。通过对样品的冷冻,可以降低电子束对样品的损伤,减小样品的形变,从而得到更加真实的样品形貌。
冷冻电镜的工作原理
透射电镜的总体工作原理是:由电子枪发射出来的电子束,在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜,通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑,照射在样品室内的样品上;透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息,样品内致密处透过的电子量少,稀疏处透过的电子量多;经过物镜的会聚调焦和初级放大后,电子束进入下
什么是冷冻电镜技术
冷冻电镜技术开创者曾摘得2017年诺贝尔化学奖,这种技术结合电子显微镜、超低温冷冻和计算机图像处理手段,可以抓拍生物分子的高清“工作照”。研究人员将样本在零下180摄氏度下冷冻,拍摄了约100万张独立的快照,组合起来后,清晰地看到RNA聚合酶III与DNA结合,拆开DNA双链,准备进行代码转录的情景
冷冻电镜流形嵌入方法
流形嵌入方法(Manifold Embedding)自然界的分子过程通常是连续的,比如三磷酸腺苷(ATP)合成酶等分子结构的状态变化通常都是连续的。现有的方法只能得到有限的、若干个离散的构象变化,限制了我们对于分子结构的进一步观察。而流形嵌入法则是通过将颗粒图像映射到具有特定拓扑结构的参数空间(m
冷冻电镜的当今应用
从高中生物课本中,我们了解到,蛋白质是由多种氨基酸通过脱水缩合构成的具有复杂空间结构的生物大分子。每一种氨基酸,都因由其R基的不同,从而有了不同的空间结构。科学家们就可以观测这种空间结构,从而确定该位置上氨基酸的种类。蛋白质的复杂结构普通的荧光显微镜下,我们只能观察到蛋白质的粗略影像。而通过冷冻电镜
什么是冷冻电镜技术
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这项技术获得了2017年的诺贝尔化学奖,获奖者有三位,分别是瑞士科学家Jacques Dubochet,美国科学家Joachim Frank,英国科学家Richard Henderson。冷冻电镜技术,是一种重要的
冷冻电镜的发展历史
自1933年第一台透射电子显微镜被搭建以来,透射电子显微镜就是物理学家、材料学家、生物学家观测微观结构的主要手段。然而,生物样品中含有的水会导致样品无法在透射电镜高真空的环境下保存,而且生物样品会受到电子束强大的辐射作用变质。虽然人们一度利用脱水、固定、染色的方式来制作样本进行观察,但生物学家希望能
冷冻蚀刻电镜技术优缺点
折叠优点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。折叠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
冷冻电镜技术革新
技术革新过去30年来制约冷冻成像应用的瓶颈主要是冷冻成像和图像处理算法。直到近年,两大革命性的技术突破,使冷冻电镜的应用推到了前所未有的高度,两大技术突破分别是:一是直接电子探测器的发明,二是高分辨图像处理算法的改进。前者从硬件上让电镜的图片质量和信噪比有了质的提升,将冷冻电镜带入了一个以电影的形式
冷冻电镜单颗粒技术
单颗粒技术对分散分布的生物大分子分别成像,基于分子结构同一性的假设,对多个图像进行统计分析,并通过对正、加和平均等图像操作手段提高信噪比,进一步确认二维图像之间的空间投影关系后经过三维重构获得生物大分子的三维结构方法(图3.4)。其适合的样品分子量范围为80~50MD,最高分辨率约3Å。利用单颗粒技
什么是冷冻电镜技术
冷冻电镜技术开创者曾摘得2017年诺贝尔化学奖,这种技术结合电子显微镜、超低温冷冻和计算机图像处理手段,可以抓拍生物分子的高清“工作照”。研究人员将样本在零下180摄氏度下冷冻,拍摄了约100万张独立的快照,组合起来后,清晰地看到RNA聚合酶III与DNA结合,拆开DNA双链,准备进行代码转录的情景
冷冻电镜发展过程
冷冻电镜发展过程冷冻电子显微镜技术(cryo-electron microscopy)是在20世纪70年代提出的,早在20世纪70年代科学家们就利用冷冻电镜研究病毒分子的结构,首次提出了冷冻电镜技术的原理、方法以及流程的概念。到了20世纪90年代,随着冷冻传输装置、场发射电子枪以及CDD成像装置的出