细菌50S核糖体的in-situ结构从玻璃体部分以3.0 Å的分辨率获得

科学领域:

• 结构生物学是结构生物学.
• 低温电子显微镜 (cryo-EM) 是一种电子显微镜.

背景情况:

• 使用冷-EM进行高分辨率的现场结构确定受样本厚度和削造成的表面损伤所限制.
• 聚焦离子束 (FIB) 研磨会为冷电磁波产生片,但会造成显著的表面损伤,限制可用的样本厚度和增加结构噪声.
• 这种噪音阻碍了它们本地细胞环境中的宏分子复合体的单粒子分析.

研究的目的:

• 开发和优化一种替代的样品制备方法,用于高分辨率的现场冷EM.
• 为了克服FIB削的局限性,特别是样品损坏和厚度限制.
• 为了能够在降低背景噪声的情况下在现场对宏分子复合体进行侧链水平的结构确定.

主要方法:

• 低温超微微切术被优化,以产生生物样本的玻璃状部分.
• 截面的厚度低至40nm,从而最大限度地减少了表面的损坏.
• 低温电子断层扫描和单颗粒分析适用于体外和现场样本.

主要成果:

• 50S核糖体子单元的高分辨率结构 (2.8 Å in vitro, 3 Å in situ) 从冷-超微切片中获得.
• 该方法产生了没有方向偏差和显著表面损伤的结构.
• 获得了~40nm的薄玻璃面,证明背景噪声降低.

结论:

• 低温超微镜切割是FIB削的可行替代方案,用于准备高分辨率低温EM的样品.
• 这种技术可以在现场进行包括较小的宏分子复合体在内的结构研究,以提高分辨率.
• 优化的方法为未来冷EM样本准备的进展奠定了基础,旨在实现无压缩切割.