Kryoelektronimikroskopia

Kryo-EM:llä kuvattuja GroEL proteiineja 50 000-kertaisella suurennoksella. Tietokoneavusteisesti voidaan saman kuvakulman proteiineista muodostaa päällekkäisiä tarkempia kuvia.

Kryoelektronimikroskopia, elektroni kryomikroskopia tai kryo-EM (engl. cryo-EM) on läpivalaisuelektronimikroskopian (TEM) muoto, jossa näytteen rakennetta tutkitaan läpäisemällä se 200–300 kV elektronisuihkun avulla hyvin kylmissä (kryogeenisissä) olosuhteissa, jotka on tavallisesti saavutettu nestemäisen typen avulla. Elektronisuihku on ikään kuin "valo" ja näytteen tätä "valoa" puoliläpäisevät molekyylit muodostavat suihkulla valaistaessa "varjon" mittalaitteelle, josta näytteen molekyylirakenne voidaan päätellä[1] esimerkiksi sen luonnollisessa eli natiivissa muodossa.[2] Kryo-EM:n käyttö rakennebiologiassa on saavuttanut suosiota 2010-luvulla.[3]

Kryo-EM sopii muun muassa virusten,[3] ribosomien, mitokondrioiden, ionikanavien ja jopa pienten 170 kDa entsyymikompleksien rakennetutkimukseen noin 4.5 Å erotustarkkuudella eli resoluutiolla.[1] Kryo-EM laitteistojen resoluutio on kuitenkin parantunut vuosien myötä ja 2015 mennessä kryo-EM:n avulla on saavutettu jopa 2.2 Å resoluution kuva erään bakteerin entsyymistä (PDB-koodi: 5A1A).[4]

Kryo-ET:n toimintaperiaate. Näytelevyä käännellään kuvauksen aikana.

Kryo-EM:n eräs versio on kryoelektronitomografia (engl. CET, ECT, cryo-ET), jossa tutkitun näytteen eri kulmiin jäätyneistä 2D-kuvista tehdään 3D-ennallistus/kollaasi, eli tomogrammi. Lisäksi näytelevyä käännellään tietokoneohjatusti kuvauksen aikana useamman kuvakulman saamiseksi. Pelkässä kryo-EM:ssä tehdään saman kuvakulman molekyyleistä pelkkä 2D-kuva ilman näytelevyn kääntelyä.[2]

  1. a b W Kühlbrandt: Cryo-EM enters a new era. eLife, 13.8.2014, nro 3. PubMed:25122623. doi:10.7554/eLife.03678. ISSN 2050-084X. Artikkelin verkkoversio.
  2. a b V Lučić, A Rigort, W Baumeister: Cryo-electron tomography: The challenge of doing structural biology in situ. The Journal of Cell Biology, 5.8.2013, 202. vsk, nro 3, s. 407–419. PubMed:23918936. doi:10.1083/jcb.201304193. ISSN 0021-9525. Artikkelin verkkoversio.
  3. a b E Callaway: The revolution will not be crystallized: a new method sweeps through structural biology. Nature, 10.9.2015, 525. vsk, nro 7568, s. 172–174. PubMed:26354465. doi:10.1038/525172a. ISSN 1476-4687. Artikkelin verkkoversio.
  4. A Bartesaghi, A Merk, S Banerjee, D Matthies, X Wu, JLS Milne: 2.2 Å resolution cryo-EM structure of β-galactosidase in complex with a cell-permeant inhibitor. Science, 5.6.2015, 348. vsk, nro 6239, s. 1147–1151. PubMed:25953817. doi:10.1126/science.aab1576. ISSN 1095-9203. Artikkelin verkkoversio.

From Wikipedia, the free encyclopedia · View on Wikipedia

Developed by Tubidy