我国科学家用冷冻电镜来研究生物大分子的动态结构
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。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（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于200千道尔顿）颗粒在冷冻样品中衬度不足等原因，小分子量蛋白质的高分辨解析工作对目前的技术手段而言仍然是很大的挑战。 在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的支持下，清华大学王宏伟教授团队研发利用球差校正器-电压相位板联用冷冻电镜成像系统，大幅度地提升了蛋白质颗粒在照片中的衬度，同时又保存了足够多的高分辨率结构信息用于后期三维重构。在此基础上，利用自主研制的单层大单晶石墨烯载网来冷冻蛋白质样品，使得吸附在亲水化石墨烯表面的蛋白分子免于气液界面造成的分子结构变化，保存了更完整的结构信息。结合两种技术的优势，分别得到了分子量......阅读全文
立式大容量冷冻离心机分离生物大分子时转子的选择
立式大容量冷冻离心机分离生物大分子的沉降速度比较小，生物大分子通过介质达到等密度位置所需要的时间很长，因此要选择沉降路径短和离心力场强度大的高效能转子。实践证明，选择小角度角转子和垂直转子符合大多数生物大分子的分离要求。在这些转子中梯度柱的底部和顶部距旋转轴的距离之差较小，生物大分子移动的有效路径短
立式大容量冷冻离心机分离生物大分子时转子的选择
立式大容量冷冻离心机分离生物大分子的沉降速度比较小，生物大分子通过介质达到等密度位置所需要的时间很长，因此要选择沉降路径短和离心力场强度大的能转子。实践证明，选择小角度角转子和垂直转子符合大多数生物大分子的分离要求。在这些转子中梯度柱的底部和顶部距旋转轴的距离之差较小，生物大分子移动的有效路径短，容
基金委资助生物大分子动态修饰与化学干预项目－达4725万
分析测试百科网讯 近日，国家自然科学基金委发布了《生物大分子动态修饰与化学干预重大研究计划2018年度项目指南》，对该项目的科学目标、核心科学问题、研究方向等进行规定。《指南》指出要充分发挥化学、生命科学和医学的特点以及学科交叉的优势，引领生物大分子动态修饰与化学干预研究，为生物大分子动态修饰的机制
冷冻电镜细胞结构和分子在细胞内的分布
细胞结构和分子在细胞内的分布：从部分到整体电镜可以用来做断层成像(cryogenic computed tomography，cryo-CT)，应用于亚细胞层面的研究，比如细胞器的结构，蛋白质分子的分布，以及一些细胞骨架的构成。与超低温样品操作结合，cryo-CT 可以提供更高分辨率的信息，衔接分子
冷冻电镜是如何观测到原子级别的生命结构的
冰是一种大家再熟悉不过的物质了。在一个大气压下，当水的温度低于零度时，便会变成固态的冰。水分子在彼此之间的极性相互作用力(范德瓦尔斯力)之下，形成规则的排列形式，变成晶体状态。这是我们生活中常见的冰的存在方式。冰晶的内部通常是极为纯净的，只有水分子存在，任何其他杂质都会在结晶的过程中被挤出晶体之外。
冷冻电镜是如何观测到原子级别的生命结构的
冰是一种大家再熟悉不过的物质了。在一个大气压下，当水的温度低于零度时，便会变成固态的冰。水分子在彼此之间的极性相互作用力(范德瓦尔斯力)之下，形成规则的排列形式，变成晶体状态。这是我们生活中常见的冰的存在方式。冰晶的内部通常是极为纯净的，只有水分子存在，任何其他杂质都会在结晶的过程中被挤出晶体之外。
冷冻电镜三维重构解析揭示丝状病毒IKe结构
清华大学医学院向烨研究组与以色列特拉维夫大学Amir Goldbourt组合作于2019年2月28日在《美国科学院院报》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， PNAS）杂
冷冻电镜解析了哪种蛋白的三维结构
近日，中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心和生命科学与医学部教授陈宇星和周丛照课题组与孙林峰课题组合作，利用冷冻电镜技术首次解析了人类溶酶体维生素B12外排蛋白ABCD4的近原子分辨率三维结构，为深入理解该类膜蛋白转运的分子机制以及其突变引发疾病的致病机理提供了基础。该研究成果以Cryo-
我国冷冻电镜再发Nature－三维结构解析免疫机制
10月2日，《自然》杂志在线发表了我国科学家的一项关于免疫系统如何发挥作用的重要成果。通过海量的实验与计算，来自中国科学院物理所、中国医学科学院等单位的研究人员，成功解析与原核短Ago系统相关的高分辨率三维蛋白结构，同时彻底弄清楚了原核短Ago系统在病毒入侵前后所发生的结构变化。原核短Ago中辅酶I
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
透射电子显微镜的发展方向
目前，透射电子显微术有几个重要的发展方向。第一，分辨率的提升。分辨率一直是透射电镜发展的目标和方向，发展新一代单色器和球差校正器，进一步提高透射电镜的能量分辨率和空间分辨率，尤其是对低压电镜。第二，发展原位透射电镜技术。原位透射电镜在材料合成、化学催化、生命科学和能源材料领域有着重要应用，可以通
聚焦离子束法制备冷冻含水超薄切片
低温电子断层成像三维重构（cryo-ET）技术是发展结构生物学和细胞生物学重要的研究手段。该技术可以得到更真实的接近天然状态的细胞内部高分辨率的三维结构以及蛋白质大分子定位及相互作用的信息，是蛋白质组学研究的重要辅助手段被成为“可视化蛋白质组学”（Visual Approach to Prote
解析生物大分子结构与功能的密切关系
生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展，使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能。酶的催化原理的研究是这方面突出的例子。蛋白质分子的结构分4个层次，其中二
结构复杂与功能多样的生物大分子蛋白质
蛋白质是一类结构复杂与功能多样的生物大分子，但其中普遍存在着螺旋结构。蛋白质中的α螺旋是遗传信息传递与表达和肽链进一步折叠形成不同构象的分子基础，而球蛋白和纤维蛋白中的螺旋结构是行使特定功能的分子基础。 由20种氨基酸组成的多种多样的蛋白质，具有形形色色的功能，几乎参与生命活动的所有方面并起着关
解析生物大分子结构与功能的密切关系
解析生物大分子结构与功能的密切关系 生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展，使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能。酶的催化原理的研究是这方面突出的例子。
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
冷冻蚀刻电镜技术装置型号
装置型号目前，冷冻蚀刻装置的型号很多，但主要分为两种类型:一种是专用冷冻蚀刻装置，如EIKO公司生产的FD2A型、FD3型，BALZERS公司生产的BAF300型;另一种是真空喷镀仪的冷冻蚀刻附件，如日立公司生产的HFZ1型，它与FE1型加温蚀刻装置一起安装在HUS5型真空喷镀仪中使用。以
冷冻电镜Xray
X-ray的技术问题十年前就已经基本解决了，剩下的就是生物狗们怎么长晶体。而现在的冷冻电镜就如十五年前的X-ray，搞技术的人都涌进了这个领域，冷冻电镜的潜力还没有被彻底挖掘，个人感觉还会再火一阵。冷冻电镜目前的局限在于只能做比较大的蛋白复合物，一般至少要300KD以上才比较好做，否则蛋白太小，电镜
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
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。
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
冷冻电镜的功能介绍
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。
冷冻电镜图像处理技术
经过多年的发展，目前冷冻电镜的数据处理部分主要包含了以下的流程(图3)：(1) 衬度传递函数的修正(CTF correction)(2) 样品分子投影数据的筛选(particle selection)(3) 二维投影数据的分类和降噪(2D analysis)(4) 三维模型的重构和优化(3D rec
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
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