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低温电磁法测定原子分辨率的蛋白质结构

单粒子电子冷冻显微镜(cryo-EM)是解决生物大分子三维结构的有力方法。透射电子显微镜,检测器和自动程序的技术发展与用户友好的图像处理软件以及不断增长的计算能力相结合,使cryo-EM在过去十年中成为成功且不断扩展的技术1。

在高于4Å的分辨率下,开始可以建立原子模型,但是直接可视化蛋白质结构确定中的真实原子位置需要更高的分辨率(优于1.5Å),而到目前为止,cryo-EM尚未实现。原子位置的直接可视化对于理解蛋白质催化的化学反应的机理以及研究药物如何结合和干扰蛋白质的功能2至关重要。在这里,我们报告了用最新开发的电子显微镜通过冷冻-EM获得的1.25 A分辨率的脱铁铁蛋白结构,据我们所知,该结构提供了前所未有的结构细节。

我们的载铁蛋白结构的3D信息含量几乎是当前世界纪录重建的两倍(在1.54Å分辨率下3)。我们可以可视化蛋白质中的单个原子,查看氢原子的密度并成像单原子化学修饰。除了名义上提高分辨率外,我们还实现了冷冻EM密度图质量的显着提高,这与在基于结构的药物设计中使用冷冻EM高度相关。

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