“It is very easy to answer many fundamental biological questions; you just look at the thing!”——1965年诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼教授 正如费曼教授所言,结构生物学的核心正在于“看清事物”。只要分辨率足够高,能看清诸多生物分子在原子层面上的细节,它们的工作方式也就不言自明了。也正是由于这个原因,从历史上看,结构生物学领域做出的发现,带来了许多生物学突破,也推动了不少创新疗法的开发。
▲三位在冷冻电镜领域做出开拓性贡献的科学家共享了2017年的诺贝尔化学奖 (图片来源:The Nobel Prize in Chemistry 2017. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2018. Wed. 12 Sep 2018.) 而Joachim Frank教授则希望能够规避结晶这一手段来确认蛋白质的结构。他提出,通过对同一种蛋白粒子进行大量的独立拍摄,再通过计算机来整合这些图片,有望能获得高清的结构。这一创新的想法与样本的冷冻制备相结合,成为了如今我们熟悉的“单粒子冷冻电镜”(single-particle cryo-EM)。Frank教授、Dubochet教授、以及Henderson教授三人也共享了2017年的诺贝尔化学奖。 结构生物学的新纪元 单粒子冷冻电镜技术为结构生物学带来了新的突破,使其迈入了新纪元。原本难以结晶的目标,其结构也能展现在人类面前,膜蛋白就是这样的例子。在这篇综述中,加州大学旧金山分校的程亦凡教授介绍了冷冻电镜如何协助我们获得了瞬态受体电位(TRP)离子通道的结构。