单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）是解析生物大分子三维结构的有力方法。透射电子显微镜、检测器和自动程序的技术发展，加上用户友好的图像处理软件和不断增长的计算能力，使cryo-EM在过去十年中成为成功且不断扩展的技术。在高于4Å的分辨率下，开始可以建立原子模型，但是要直接可视化蛋白质结构中的真实原子位置，则需要更高的分辨率（优于1.5Å），而到目前为止，cryo-EM尚无法实现。原子位置的直接可视化对于理解蛋白质催化的化学反应的机理以及研究药物如何结合和干扰蛋白质的功能至关重要。有鉴于此，德国马普研究所的Holger Stark等研究人员，利用冷冻电镜实现蛋白结构的原子水平解析。

本文要点

1）研究人员使用最新开发冷冻电镜（cryo-EM）获得的1.25 A分辨率的去铁蛋白结构，该结构提供了前所未有的结构细节。

2）这一去铁蛋白结构的3D信息含量几乎是当前世界纪录重建的两倍（1.54Å分辨率）。

3）研究人员能够可视化蛋白质中的单个原子，查看氢原子的密度并成像单原子化学修饰。

4）除了名义上提高分辨率外，研究人员还实现了cryo-EM密度图质量的显著提高，这与在基于结构的药物设计中使用cryo-EM高度相关。

参考文献：

Ka Man Yip, et al. Atomic-resolution protein structure determination by cryo-EM. Nature, 2020.

DOI：10.1038/s41586-020-2833-4

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2833-4