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PNAS:解析出P22病毒的详细化学结构

来源:生物谷 2017-03-09 23:04


噬菌体P22的完整衣壳结构图,图片来自C.Hryc/the Chiu Lab。

2017年3月9日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院、劳伦斯伯克利国家实验室、麻省理工学院和普渡大学的研究人员史无前例地解析出P22病毒的近原子分辨率的化学结构。相关研究结果于2017年3月6日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为“Accurate model annotation of a near-atomic resolution cryo-EM map”。论文通信作者为贝勒医学院生物化学与分子生物学教授Wah Chiu博士。

近30年来,Chiu实验室一直利用低温电子显微技术和计算机重建技术鉴定P22病毒等生物纳米机器的三维结构。这种病毒是一种感染沙门氏菌的噬菌体,而且人们已利用遗传学、生物化学和生物物理学方法对它进行了大量研究。然而,它的精确化学结构仍然是未被解析出的。

论文共同第一作者、Chiu实验室研究生Corey Hryc说,“在2011年,我们已发布了P22病毒的结构,从而允许我们确定性地描绘出绝大多数蛋白质骨架结构,但是我们不能够可视化观察它的详细细节,比如单个小的侧链。从那以后,显微技术不断在改进;我们有新的检测器,这些检测器允许我们记录更好的更高对比度的结构图片,从而允许我们改进我们的数据的分辨率。此外,我们有新的处理算法,从而允许我们增加我们解析这种结构的能力。”

精准低温电子显微技术的新时代

Chiu说,“这项研究的新颖之处在于我们利用低温电子显微技术获得2万多张P22病毒的二维结构图片,然后利用计算程序将它们结合在一起,产生史无前例详细的三维结构图片。”

对P22病毒的高分辨率三维图片进行分析允许这些研究人员极详细地观察这种病毒中的蛋白的所有构成单元(即氨基酸),包括它们的侧链和它们如何与附近的氨基酸相互作用。

Hryc说,“我们如今利用这种方法获得的生物结构的微小细节让我们比之前获得更多的关于它们的生物化学性质的信息。”

Chiu说,“由于这这种细致的结构细节,我们鉴定出P22病毒的蛋白化学性质。我认为我们提供这种结构的详细注释是比较重要的,这是因为其他的研究人员将能够在未来的实验中使用它。”(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Corey F. Hryc, Dong-Hua Chen, Pavel V. Afonine et al. Accurate model annotation of a near-atomic resolution cryo-EM map. PNAS, Published Online: 6 March, 2017, doi:10.1073/pnas.1621152114.

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