Microscopie crioelectronică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
GroEL Proteina suspendată în gheață amorfă , observată la o mărire de 50,000x
Structura de alcool oxidază din Pichia pastoris obținute prin microscopie cryoelectronic

Microscopie Cryoelectronic este un tip de microscopie electronică de transmisie , în care proba este studiat la criogenice temperaturi ( în general , la temperaturi de azot lichid ).

Utilitatea microscopiei crio-electronice derivă din faptul că permite observarea probelor necolorate sau fixe în orice mod, arătându-le în mediul lor nativ, în contrast cu cristalografia cu raze X , care necesită cristalizarea probei, care poate fi dificil în cazul macromoleculelor și localizarea acestora în medii non-fiziologice, care poate duce ocazional la modificări conformaționale ale moleculelor. Prin urmare, este o tehnică deosebit de utilă în biologie structurale în care este esențial să se poată observa biologice macromolecule în conformația lor nativă.

Rezoluția imaginilor obținute prin microscopie crio-electron este în continuă creștere , iar în 2014 au fost obținute unele structuri cu nivel de atom, [1] , inclusiv cele de virusuri , ribozomi , mitocondrii , canale de ioni și de enzime complexe de cel puțin 170 k la o rezolutie de 4,5 Å . [2] În 2015 Bridget Carragher și colaboratorii au reușit să obțină o structură cu o rezoluție mai mică de 3 Â, ridicând astfel , Cryo-microscopie electronica cu un instrument comparabil si potential superior tehnicile traditionale cristalografie cu raze X. [3] [4] [5] În luna iunie a aceluiași an o bacteriană structura beta-galactozidaza a fost dezvăluită cu o rezoluție de 2,2 Â. [6] Un tip de Cryo-microscopie electronica este crio-electron tomografie , care vă permite să creați o reconstrucție tridimensională a unui eșantion din doua imagini tridimensionale obținute la diferite unghiuri.

Dezvoltare

Richard Henderson cartografiat calea către crio-EM în 1975 , când a folosit microscopie electronică pentru a determina un model tridimensional al bacteriorodopsină prin suprapunerea mai multor imagini obținute cu electroni slab grinzi. Acest studiu a arătat că microscopia electronică ar putea oferi imagini la fel de detaliate ca cele ale cristalografiei cu raze X, care era cea mai înaltă tehnică de rezoluție la acea vreme. În acest deceniu, Joachim Frank , apoi la New York , Departamentul de Stat de Sanatate, tehnologia dezvoltata de procesare a imaginii pentru a converti microscopie electronică convenționale 2D într - o tehnică de obținere a structurilor 3D. Henderson a contribuit, de asemenea, la avansarea tehnicilor de procesare a imaginilor. La începutul anilor 1980, Jacques Dubochet a conceput metode de congelare rapidă mostre biomoleculare pentru a le proteja de daune electronice și , în orice caz de concediu le hidratat, chiar și într - un vid, menținând în același timp forma lor nativă. Până în 1990, tehnologia s-a îmbunătățit într-o asemenea măsură, încât Henderson a reușit să obțină prima structură crio-EM de înaltă rezoluție. Obiectivul său, bacteriorodopsină , are o structură foarte ordonată și acest lucru a facilitat obținerea unui rezultat de înaltă rezoluție; în mod clar ar fi fost mai complex cu alte biomolecule. [7]

Jacques Dubochet, Joachim Frank și Richard Henderson au primit Premiul Nobel 2017 în Chimie „pentru care au dezvoltat microscopie cryoelectronic pentru a determina în înaltă definiție structurile de biomolecule în soluție“. [8]

Notă

  1. ^ (RO) Robert Service, microscoape electronice aproape de formare a imaginii atomilor individuali în știință, 7 mai 2015, DOI : 10.1126 / science.aac4567 . Accesat la 4 octombrie 2017 .
  2. ^ Werner Kuehlbrandt, Cryo-EM intră într - o nouă eră , în eLife, voi. 3, 2014, DOI : 10.7554 / eLife.03678 . Accesat la 4 octombrie 2017 .
  3. ^ Cosma Dellisanti, O rezoluție-rupere bariera , in Nature Structural & Molecular Biology, vol. 22, n. 5, pp. 361-361, DOI : 10.1038 / nsmb . 3025 .
  4. ^ (EN) Melody G. Campbell, David Veesler și Anchi Cheng, rezolutie 2.8 Å reconstrucție a 20S proteazom Thermoplasma acidophilum folosind crio-microscopie electronica , in eLife, vol. 4, 11 martie 2015, pp. e06380, DOI : 10.7554 / elife.06380 . Accesat la 4 octombrie 2017 .
  5. ^ (EN) Ewen Callaway, Revoluția nu va fi cristalizat: o nouă metodă prin ºtergeri biologie structurale , în Nature, voi. 525, n. 7568, 10 septembrie 2015, pp. 172-174, DOI : 10.1038 / 525172a . Adus 08 octombrie 2017.
  6. ^ (EN) Alberto BARTESAGHI, Alan Merk și Soojay Banerjee, 2.2 Å structură rezoluție crio-EM de β-galactozidaza într - un complex cu un inhibitor al celulei permeant , in Science, voi. 348, nr. 6239, 5 iunie 2015, pp. 1147-1151, DOI : 10.1126 / science.aab1576 . Accesat la 4 octombrie 2017 .
  7. ^ Stu Borman, Cryo-electroni inovatori microscopie castiga 2017 Premiul Nobel pentru chimie | Chemical & Engineering News , pe cen.acs.org. Accesat la 4 octombrie 2017 .
  8. ^ Premiul Nobel 2017 pentru Chimie - Comunicat de presă , la www.nobelprize.org. Accesat la 4 octombrie 2017 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Microscopy_crioelectronics&oldid=117875225 “