上海籌建國家蛋白質科學中心擁有最昂貴設備冷凍透射電鏡

　　在國家蛋白質科學中心·上海（籌），有一臺300千伏冷凍透射電鏡，名字叫“TitanKrios”，整體性能居全球前列。科研人員利用它能做什么研究呢？日前的一場相關研討會上，專家介紹了冷凍電鏡技術和這臺頂級冷凍電鏡。

　　加州大學舊金山分校副教授程亦凡介紹，與傳統電子顯微鏡相比，生物冷凍電鏡技術對于生物樣品，特別是蛋白質結構研究具有獨特優勢，近年來發展十分迅速。這種技術將生物樣品冷凍在—180℃左右的液氮環境中，在毫秒時間內把樣品內部的水冷凍成玻璃態，從而保存了樣品的天然形貌，使科研人員能觀測到蛋白質的細微結構。最新的技術突破，將分辨率提高到原子級別（約0.3—0.4納米）。用冷凍電鏡從各個方向上照射樣品，能獲取其三維結構。

　　專家說，解析大分子蛋白質結構的傳統方法是X光晶體學法，需要結晶這個步驟，而結晶要用大量蛋白質做“原料”，還必須讓晶體“長”出來，難度頗高。特別對膜蛋白等一些蛋白質來說，結晶幾乎是“不可能完成的任務”。而采用生物冷凍電鏡技術解析蛋白質結構，無需結晶，所以在結構生物學界引起廣泛關注。此次國際研討會，中科院院士施一公、美國科學院院士趙華等眾多科學家相聚上海，探討這一技術在結構生物學的應用。

　　在國家蛋白質科學中心·上海（籌），這臺300千伏的冷凍透射電鏡是最昂貴的設備，有近4米高。專家解釋說，電壓越大，波長就越小，電鏡分辨率也就越高，300千伏的電壓使儀器本身的分辨率達到0.14納米。再加上各個精密部件的“協同合作”，整臺設備具備國際一流的蛋白質結構生物學研究能力。

　　這臺冷凍透射電鏡已向國內外科研機構開放。國家蛋白質科學中心·上海（籌）主任助理黃超蘭研究員表示，在“后基因組時代”，蛋白質結構與功能研究是生命科學中迫切的任務。人類疾病的發生與體內相關蛋白功能的異常密切相關，解析這類蛋白的結構，對闡述疾病發生機制至關重要。因此，這臺冷凍電鏡將成為我國結構生物學研究中的“利器”。冷凍電鏡在藥物研究領域也大有用武之地，可用于藥物制備和藥效評價，如觀測用藥后病毒、腫瘤標志分子、重大疾病標志分子的結構變化。