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普林斯頓大學(xué)顏寧團(tuán)隊(duì)--高產(chǎn)單層石墨烯網(wǎng)絡(luò)用于近原子分辨率的冷凍電鏡技術(shù)
    冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)已成為揭示原子結(jié)構(gòu)和生物大分子工作機(jī)制的一種強(qiáng)大技術(shù)。新設(shè)計(jì)cryo-EM網(wǎng)格旨在保留薄而均勻的玻璃化冰和改善蛋白質(zhì)吸附,這被認(rèn)為是一種有前景的方法以實(shí)現(xiàn)更高分辨率。在這里,描述一種方法用于制備石墨烯cryo-EM網(wǎng)格(高達(dá)99%單層石墨烯覆蓋率),超過(guò)70%網(wǎng)格面積用于有效的數(shù)據(jù)采集以提高圖像質(zhì)量和蛋白質(zhì)密度。使用該石墨烯網(wǎng)格,實(shí)現(xiàn)了2.6-Å分辨率(用于抗生蛋白鏈菌素),11,000個(gè)粒子質(zhì)量為52 kDa。石墨烯網(wǎng)格增加了可溶性,膜和脂蛋白的密度(至少5倍),實(shí)現(xiàn)了最小蛋白質(zhì)的最高分辨率結(jié)構(gòu)。此外,該方法僅采用了簡(jiǎn)單的工具,以便大多數(shù)結(jié)構(gòu)生物實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)。

Figure 1. 高產(chǎn)單層石墨烯網(wǎng)格用于cryo-EM。(a)石墨烯網(wǎng)格側(cè)視圖,(b)多孔碳膜網(wǎng)格上石墨烯薄膜的SEM圖,(c)懸浮石墨烯的放大TEM圖,(d)石墨烯網(wǎng)格上cryo-EM樣品的側(cè)視圖,(e)cryo-EM樣品的低倍圖,(f)石墨烯網(wǎng)格上蛋白的cryo-EM微觀圖。


Figure 2. 石墨烯cryo-EM網(wǎng)格的構(gòu)建。(a)石墨烯網(wǎng)格的制備示意圖,(b)UV照射進(jìn)行表面處理,(c)接觸角測(cè)量,(d)Raman光譜呈現(xiàn)了10-min UV/ozone處理可以使石墨烯轉(zhuǎn)變?yōu)楹醯氖?br />

Figure 3.石墨烯網(wǎng)格用于標(biāo)準(zhǔn)的蛋白。(a)蛋白的單顆粒重組(2.2-Å分辨率),(b)選定殘基基團(tuán)的密度表明了側(cè)鏈結(jié)構(gòu)。


Figure 4.石墨烯網(wǎng)格用于可溶性小蛋白分子。(a)52 kPa抗生蛋白鏈菌素顆粒的cryo-EM顯微照片,(b)對(duì)圖a的傅立葉變換,(c)52 kPa抗生蛋白鏈菌素單顆粒重組,(d)2β鏈的密度分布,(e)Au標(biāo)準(zhǔn)FSC曲線。
     該研究工作由普林斯頓大學(xué)顏寧團(tuán)隊(duì)于2019年發(fā)表在美國(guó)科學(xué)院院刊PNAS上。原文:High-yield monolayer graphene grids for near-atomic resolution cryoelectron microscop
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