高分辨冷凍電鏡三維重構埃瓦爾德球效應的研究.pdf

1、高分辨冷凍電子顯微成像技術是現(xiàn)今結構生物學研究中最具活力的主流實驗技術之一,研究從納米量級的蛋白質(zhì)到微米量級的大分子復合物或超分子復合物的一系列目標,并具有接近原子分辨率的三維結構獲取能力,可以有效彌補生物大分子X射線衍射技術需要高質(zhì)量晶體和核磁共振(NMR)技術對解析目標有分子量大小限制等不足,因此被廣大生物醫(yī)學研究人員寄予厚望。然而,由于冷凍電子顯微鏡單顆粒技術內(nèi)在的原因,如采用低劑量電子成像,并且樣品被包埋在非晶態(tài)的冰中,使得最終

2、成像反差不強,信噪比不高。因此我們應當在繼承原有方法的基礎上,創(chuàng)造性地引入引入新方法以克服困難。
　　 高分辨冷凍電電子顯微成像技術現(xiàn)已廣泛應用于病毒結構（二十面體）解析,但是,它存在兩個關鍵性障礙:對于高分辯三維重構的超大運算量和由于電鏡自身成像原理而產(chǎn)生的埃瓦爾德球彎曲效應對高分辨率成像的限制,都影響了電鏡的應用。特別是后者,由于電子波長及物鏡的球差系數(shù)決定了電鏡可得到的理論分辨率,當樣品的厚度超出電鏡的景深時,對應于入射光

3、的對稱散射光將不再滿足弗里德爾對定律,即,在相應分辨率上的傅立葉系數(shù)的振幅和相位都不再滿足于復數(shù)共軛關系。此時,從圖像中得到的傅立葉系數(shù)將會是相應三維結構因子的線性組合,而不再遵守傳統(tǒng)意義上的弗里德爾相關關系。為了得到真實的結構因子,必須從實際拍攝的圖像中將對應于三維結構的傅立葉系數(shù)恢復出來。自然而然地,需要對現(xiàn)有的成像方法作一定的改進。
　　 在周正洪教授的指導下,我們通過比較現(xiàn)有的多種已發(fā)表方法,結合自身電鏡拍攝實踐,考慮到