蛋白质分子中原子的三维位置定义了它们的结构及其在生物过程中的作用。确定越精确的原子坐标，就可以得到越多的化学信息，并且可以推断出对蛋白质功能的更多机制理解。近年来，cryo-EM单颗粒分析已产生了蛋白质结构，其详细程度不断提高。然而，事实证明很难获得具有足够分辨率来可视化蛋白质中单个原子的cryo-EM重建体。有鉴于此，英国MRC的分子生物学实验室的Sjors H. W. Scheres和A. Radu Aricescu等研究人员，开发出原子分辨率下的单颗粒冷冻电镜。
本文要点
1）研究人员使用一种新的电子源、能量过滤器和照相机来获得了人膜蛋白β3GABAA受体同源五聚体的1.7Å分辨率冷冻电镜（cryo-EM）结构。此类图谱可详细了解小分子配位、溶剂分子的可视化以及多种氨基酸的替代构象，以及有序酸性侧链和聚糖的明确构建。
2）通过将单颗粒cryo-EM应用于小鼠去铁蛋白，这一策略产生了1.22Å分辨率的重建，从而提供了蛋白质分子的真实原子分辨率视图。
3）许多氢原子的散射电位可以在差异图中显示，进而可以直接分析氢键网络。
本文研究的这一技术进步与加速数据采集和改善样品质量的其他方法相结合，为在常规小分子调节剂高通量筛选和基于结构的药物发现中cryo-EM的常规应用提供了一条途径。
参考文献：
Takanori Nakane, et al. Single-particle cryo-EM at atomic resolution. Nature, 2020.
DOI：10.1038/s41586-020-2829-0
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2829-0
