引入激光相位板的冷冻电镜可清晰解析小蛋白

　　科技日报记者 张佳欣

　　据最新一期《科学》杂志报道，美国加州大学伯克利分校研究团队在冷冻电子显微镜中引入激光相位板技术，显著增强电子显微成像对比度与信噪比，使血红蛋白等小蛋白结构得以更清晰解析。这一进展不仅有助于填补“小蛋白不可见”的结构生物学空白，也将提升冷冻电子断层成像在细胞内部复杂环境中的应用能力。

激光（紫色）通过高度抛光的镜子被强力放大，并聚焦到电子束（蓝色）上，以改变其相位并增加冷冻电镜的对比度，使生物学家能够对较小的蛋白质和细胞内拥挤的结构进行成像。

图片来源：美国加州大学伯克利分校

　　冷冻电镜是结构生物学的重要工具。它通过冷冻样品并利用电子束成像解析蛋白结构，加速了新药研发进程。然而，传统冷冻电镜对分子量小于70千道尔顿的蛋白质成像困难。道尔顿是衡量分子质量的单位，数值越大通常表示蛋白质越大、结构越复杂。通常小蛋白质约占人类蛋白质的90%。

　　该技术的核心是在电子显微镜中引入世界上最强、最聚焦的连续激光，与电子束相互作用实现相位调制，从而显著提升信噪比。

　　研究团队在六种不同大小和制备方式的样品上验证了新技术。结果显示，对于醛缩酶以及处于传统冷冻电镜分辨率边界的血红蛋白，激光相位板均能提升其三维重构质量，对较小分子的改善尤为明显。

　　未来结合聚焦电子束技术，激光相位板有望进一步将成像下限推至17千道尔顿，为解析更多与关键生理过程相关的蛋白质结构开辟新的道路。