冷冻电镜解析病毒颗粒中的蛋白质结构

病毒的蛋白质衣壳在病毒颗粒识别受体以及入侵细胞中起到了关键作用，其高分辨结构的解析有利于帮助理解病毒入侵宿主的分子机制，并为对抗病毒的疫苗和药物的设计提供精细的靶点信息。由于正二十面体病毒粒子的高对称性以及其在冷冻电镜照片中远优于蛋白质复合物的衬度，伴随着技术发展，冷冻电镜单颗粒技术率先在一系列直径约70 nm的正二十面体病毒上获得了准原子分辨率结构解析，这些工作不仅揭示了病毒颗粒精细的组装机制，也展示了冷冻电镜解析蛋白质结构的潜力。随着直接电子探测相机的出现，更小的正二十面体以及其它对称性病毒的三维重构分辨率获得显著提升。而埃瓦尔德球矫正算法的发展以及其在病毒重构中的应用使大型正二十面体病毒三维重构突破了分辨率瓶颈，最终实现了准原子分辨率结构解析，在原子尺度展示了极其复杂的大型病毒是如何由成百上千个结构蛋白组装而成。现阶段，冷冻电镜技术正在向原位结构解析方向发展。原位结构解析技术不仅可用于非对称性病毒颗粒上蛋白质的高分辨结构解析，也可以用于研究各种病毒入侵宿主细胞、转录、复制以及病毒颗粒组装、出芽的研究。基于电子断层重构以及亚单位平均的原位结构解析方法展示了其强大的能力，但依然存在着...