單顆粒冷凍電鏡

分類：結構生物學
發布時間：2020-08-14 00:00:00
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概要:

詳情

佰翱得冷凍電鏡國際創新中心

Biortus Cryo-EM

2021年4月，佰翱得冷凍電鏡國際創新中心正式為全球客戶開放，提供更快更強的蛋白質 (客戶只需提供蛋白序列)和藥物(microED)近原子分辨率的結構解析服務。

佰翱得專業的冷凍電鏡團隊

自2017年冷凍電鏡被授予諾獎以來，用于解析生物大分子結構的冷凍電鏡技術備受關注。冷凍電鏡解析成為一種趨勢，并將逐漸比肩并或最終超越晶體衍射技術，在藥物研發中發揮巨大作用。從大的蛋白復合體、膜蛋白、動態構象到病毒結構和抗原表位，這些蛋白或難于形成晶體或衍射較差，都可以嘗試冷凍電鏡獲得最終結構。
佰翱得早在2012年，就擁有當時最完善的室內晶體衍射平臺。為適應全球結構解析需求，2018年，我們采購了一臺200kv的TF20冷凍電鏡，大大提高了樣品優化的效率。在2020年，為進一步整合上下游能力加速研發，我們采購了最新一代的300kv的冷凍電子顯微鏡，至此我們平臺的冷凍電鏡數量達到4臺，這一突破性的硬件升級和積攢的人才，客戶優勢，使我們成為國內最早，也是唯一一家，具有全流程，從基因到結構解析的商業化企業。

什么是單顆粒冷凍電鏡技術?

單顆粒冷凍電鏡技術正逐漸替代傳統的晶體學，成為解析大分子蛋白，復合物和分子機器的常規方法，它以超高分辨率來確定生物大分子近原子分辨率的結構，在最小分辨力和分子量，靶點復雜程度上，不斷刷新記錄。這種方法常規流程為：蛋白溶液在低溫下被玻璃化，并置入樣品室，在高壓電子束照射下成像。通常情況下，需要從顯微照片中提取出成千上萬(甚至上百萬)單顆粒的2D圖像，然后根據每個單顆粒的取向將他們“合并”最后得到生物大分子的高分辨率3D結構模型。

為什么選擇單顆粒冷凍電鏡技術？

SPA可以常規地完成近原子分辨率的蛋白質大分子的結構測定，與x射線晶體學等其他測定大分子結構的方法相比，單顆粒冷凍電鏡技術有許多獨特的優點:
1.樣品制備的過程不需要結晶，這對膜蛋白等難以結晶的蛋白非常有用。
2.樣品在接近天然的水溶狀態下被解析，結構更加真實。
3.實驗只需少量(微克級)樣品，這對低產量樣品有很大幫助。
4.能檢測不同功能狀態的大分子結構，并能在一個條件下得到不同的構象狀態。
5.可以檢測大型蛋白質復合物的結構，即使他們有組成和構象的異質性。

為什么選擇佰翱得的單顆粒冷凍電鏡服務？

1.佰翱得擁有單顆粒冷凍電鏡科學家團隊，他們具有很強的學術和行業經驗。
2.佰翱得擁有包括Titan Krios在內的全套高端冷凍電鏡設備，提供從基因合成到冷凍電鏡結構的一站式服務。
3.佰翱得配備蛋白質生產和純化團隊，這對樣品制備和冷凍制樣過程的快速優化至關重要。

佰翱得單顆粒冷凍電鏡服務流程:從樣品到結構

· 1.樣品制備:
樣品制備是整個工作流程中最重要的一步。我們希望蛋白是在佰翱得生產和純化的，因為新鮮的樣品能大大提高單顆粒冷凍電鏡數據采集的成功率。佰翱得蛋白質平臺與冷凍電鏡平臺之間的交互反饋保證了樣品的快速優化。
· 2.負染檢測:
負染確定樣品均一性。我們還可以進行二維分類和三維重構來進一步評估樣品顆粒的狀態。
· 3.冷凍制樣:
冷凍制樣是將樣品溶液轉化為玻璃態的過程，蛋白質顆粒被速凍并捕獲到其接近生理的狀態。不同的pH值、緩沖液、網格、冷凍制樣條件以及添加劑將被優化，以獲得最佳的冷凍制樣結果。
· 4.高分辨率數據采集:
高分辨率的數據采集將由經驗豐富的操作人員在世界領先的高端Titan Krios顯微鏡上進行。佰翱得可以保證即時且充足的冷凍電鏡機時，沒有任何延遲。
· 5.數據處理與三維重構:
數據處理與三維重構主要包括位移校正、CTF估計、顆粒挑選、二維分類、三維分類、三維結構優化以及多個校正步驟。最終的3D密度圖提供了接近原子分辨率的結構，可以顯示氨基酸的側鏈和結合的小分子化合物?？蛻敉ǔ衔锝Y合區域的詳細結構感興趣，由于構象的異質性或靈活性，化合物結合區的分辨率可能不是最好的。但我們可以對該區域進行顆粒間的聚焦分類和局部優化，使局部結果得到增強，從而清晰地顯示出小分子的密度。
· 6.模型建立:
近原子分辨率密度圖允許從頭建模，這將更加直觀的揭示蛋白質-蛋白質或蛋白質-化合物相互作用的細節。