重组人巨噬细胞集落刺激因子的结构与功能.pdf

：b 生 物化 学与生 物物 理进 展P r o g B i o c h e mB i o p h y s 、青 蔓脱 难 处理 还 是完 整 细 胞的 转 化率 都很 骶 能 到 1 o 每 微克 DNA 的转 化率 就很 不 计 I 最 近 Al l o n 等 改进 了 电穿孔方 法 对 c：i 眨 阳性 菌进 行 五 种质 粒 的 电转 移，最：J l 1 勺 转化率达到 l o?每微 克 D NA，比原来 的 电 擘 L 方法提 高 丁 4 0多倍 比常 规诱 导 方法提 高 J 4 0 0 0倍 2 4 电穿孔技术的特殊应 用 a 电插入法(e I e c t r o i n s e r t i。n)将蛋 白分子 插八 细胞膜当外加 电场 稍大于或 等于临界值，时 在 细 胞膜 上形 成 贯通 于 细胞 内外的 亲 水4 L il 可将 外源蛋 白质插入细 胞质膜，而不 r 明显 的细 胞损 伤例 如 将 CD4受体 插 入 细 胞 膜上，不 仅 可 以 延长 受体 的循 环 生 活 期 而 且提供 了一种治疗艾滋病 的方法 b 将 蛋 白分 子导 入 细胞在 最佳 电穿 孔 条件 既可使 细胞损 伤最小，又可使细胞 有 效 地通透，将 内切酶和抗 体等导入细 胞例 如 褂肿瘤天门冬酰胺合成酶的单克隆抗体导入鼠 淋 巴细胞和 人成纤 维 细胞 HT一 5中，细胞成 活 率达 8 0 9 O ，而 且其 中 9 0 的 活细 胞结 合 了抗体 c 建立基 因库 电穿孔技 术现 已被公 认为 在原核细胞 中进行 基 因转 移的最有 效 的手段 刮 一 些 好的菌株，其 基 因转化率高达 1 0 每 微 克 DNA 从 而仅 用少 量 D NA 即可构建综合的 基 因库(g e n e l i b r a r y)Do we r等“利用 电穿 孔方法 已经 开发构建 了大于 1 0 个独立 的重组 ；D 质粒库 d 原位 研 究酶 活性 例如 海 胆 卵 在受 精 过 程 中，其生理 活性 增强 而酶 是影响新 陈代 谢 的因 素；研 究酶调节机制是 令人感兴趣 的问 题 电穿 孔对细 胞完整 的干扰最 小 可 以把 带 标 记 的底物 导入 细 胞，进 行酶 活性 的原 位 研 究 参考文献 l Ka I e r K V I St J on e s T BBi o ph y s J1 99 0；5 7：1 73 2 正和 睦，杭军中国 科学(B辑)，l 9 9 2(1 0)；1 0 3 8 3 I s o ng T Y Bi o p hy s J，1 9 g1 60：2 g7 4 Sowe r A E I n Ch a n g D C e d Gui d e t O e e c t r o p o r a do n a n d e e c i r o f us lon Sa n I)i e ；Ac a d e mi c Pr e s s，1 99 2：1 1 9 5 汪和 睦，鲁 玉 觅 武 延宽等 生物物 理学报，1 9 8 6 2(4)：36 4 6 Cha ngD CRT S Bi op hy s J，1 99 0；5 8：1 7 郑强，赵 南 明 中国 科学(B辑)，1 9 8 8I(8 j：8 2 6 8 汪 和睦，鲁 玉瓦，谢 廷栋 等科学 通 报 1 9 8 7 3 2(1 3)：1 03 2 9 Gr a v e k a mp C，Sa n t o i D Vr e ud e n h J R e t f Hy br ido m a，1 9 8 7；6(2 ：l 2l 1 0 TD ml t a M，Ts o ng T Y Bi o c h e m Bi op h y s t a t 1 9 90I 1 0 5 5：1 9 9 l】Xi e T D，Ts o n gT Y B i o p h y s J，1 9 9 3；6 5：l 6 8 4 l 2 Rh o d e sC A，P j D A a 1 S c ie n，1 9 8 8i 2 4 0：20 4 I l 3 AH e n S P，B t a s c h e k H P F EMS Mi c r o b i o e t t，1 9 9 0 7 0：2 l 7 【4 Dowe r W J，Cwi r a SE I n：Cha ngD C e d Gu i det o e l e e t r o p o r a t lon a nd e I e c t r of us i o n S a n Di e a g o：Ac a d e m l c Pr e s1 99 22 9 重组人巨噬细胞集落刺激因子的结 军事 1 0 0 8 5 0 军事医学科学院基础医学研究所 北京 构与功能 f 、，R 7 陴 摘 要重 组人 粒细 胞 巨噬细 胞集 落刺 激因 子(r h GM CS F)已经 在原 核、真 棱细 胞表 达 并得到 纯 品 芝的结构 与功 能研 究提 供 了有 利条件 目前 国 内外 对于 r h GM CS F的结 构 与功 能研 究主 要 集 中在 晶 津结 掏、化学修 饰、溶 液 中构象 和 稳定性 以及 襄变和 分 子设计 方面分 子结 构与 功能 的关 系 以及与 GM C S F受体 作用 机理 研 究也取 得 了突破 性进 展 镐 日期：1 9 9 3 0 5 0 5 修 回 日期：1 9 9 3 0 8 1 2 7，王 维普资讯 http:/ 生物 化 学与 生物 物理 进 展P r o g B i o c h e mB i o p h y s 3 2 7 关 键词 重组人 粒 胞 里 型 塞 苎 堂里 ：一集 子 共有 四 L SF，G L S F，M CS F，M u l t i CS F(I 1 3)，ff x F造血 细胞 的生长和分 化起介导 作用人 GM CS F 基 因 定 位 在 5 q 2 3 3 l 口 r h GM C S F 已经在酵母、COS细胞、大 肠杆菌：得到表 达和纯 化，Cu r t i s等 还 在酵母 细 胞表达 了 人 GM CS F I L 一 3融 合 蛋 白人 GM C S F的主 要 生物学功 能是刺激髓 祖细胞增殖和 成熟，提高 陛、嗜酸性 粒细 胞和巨噬细 胞的数量在 临 床上 它用 于癌症 化疗 而 引起 的 白细 胞减 步症 骨髓 移植 骨髓增 生异常综 合症及再生障 碍性 贫血 并作为爱滋病 的辅助药 物以增强病 人的 脊髓 功能 1 r h GM C S F的高级结构 人 GM C S F为 1 4 4个氨基酸 残基 的多 肽 含有 1 7个残基 的 信号 肽 成 熟 肽为 1 2 7个残 基(分子量为 1 4 4 7 7)两 对二硫键对 于结构的 稳 定性 和生物 活性 起重 要作 用真核细 胞来源 的 r h GM C S F可能含有 两个 N一 糖基 化 位点 和 多个 O 一 糖基化位点因糖基化程度不同 分子 量也有差异 由于 人 GM C S F在 大 肠杆 菌 中 已高教 表 达，使 r h GM CS F的晶体学研 究成 为可能已 经获 得 r h GM C S F 的结 晶。并 得 到 低分 辨率和高分辨率的 x衍射图谱 (图 1)图 l r h GM C S F的三 级结 构(a)丝带 圈代 表。螺 旋 粗 箭 头 代表 日 折 叠，闪 电符 代表 二 硫键(b)r h GM CS F的 拓扑学 图 谱 长 框代表 n 螺 旋，粗 黑 箭头 代表 B 折 叠 结构 与功 能，晶 体结 构 化学 修 饰，溶 液 构 象 MRWa l t e r等 用 同晶置换法 获 2 8 分辨 事的 x衍射图谱 并进行 了晶 体结构研 究其 结 果表 明 r h GM C S F是 扁球 状 分 子 约 4 O 长2 4 A厚，2 0 3 宽 r h GM CS F 的主 要结 构特点 是一 个反 向平行 的 四螺 旋束 四个 q螺旋 标 为 AD，分别 由 l 3 2 7，5 5 6 7 4 8 6，1 0 3 1 1 6残基 组成，螺旋 的残基 数在 1 1到 1 5之 间，并 由 2 2个疏 水残 基 在螺 旋束 内部形 成紧 密 的疏水 核四螺旋 中 A，D 配对，B，c配对，两 对螺旋 的夹 角约 4 0。四 个螺旋形 成一个左手 螺旋柬 螺旋 间的三 个连 接 区 分 别 由8 到 2 7 个 残 基 构 成，它 们 分 别 为 2 8 5 4 6 6 7 3 8 7 1 0 2残基 最短 的 连接 在 Bc之 间，有 两 个长的连接 使 AB c D联 系起 来4 2 4 4 9 9 1 0 l残基形成两 个反 向平 行的 口折 叠 s l和 s 2 螺 旋 A 和 S1 之 间 的 长 环(3 0 3 5残 基)是 无 规 卷 曲 r h GM C S F 含 有 两 个 二 硫 键 位 于 C y s 5 4-C y s 9 6，Cy s 8 8-C y s 1 2 1之 间C y s 8 8和 C y s 9 6 之间有 一个 富含 P r o的 片段 P r o 9 2的羧 基和 Cy s 5 4的氮 基 Gl u 9 3的羧基 与螺旋 B N端 的 Gl u 5 6 和 Th r 5 7 的氨基 形成 氢 键，对 于 结构 稳 定起重要作用 r h GM C S F 约 含4 2 的 q螺 旋 5 的 B 折叠，P Wi n g fi e l d等 用紫外 C D谱推 出 的 a螺旋含量 4 7 与此结 果 比较 吻合，但 折叠 含量 高达 4 6 J j 台成 法 证 明N端 1 1 3 残 基 片段 缺 失 对活性 无 影响，1 4 2 5 残 基 片段 为 活性 必 需，0 7 1 2 1 残 基 片段 对 于 完整 的 活性 非 常 重要，7 7 9 4，4 o 一 9 4 和1 l o 一 1 2 7 残 基 片段对 于受 体 结 合和 或 完 整 活 性 非 常 重 要KKa u s h a n s k y等“用一系列人和 鼠的 杂交分子 证实3 8 4 8，9 5 1 1 l 残 基 片段 对造 血功 能 非 常 重 要 分 子缺 失 实验证 实 2 0 2 1，5 j 一 6 0，7 7 8 2 8 9 1 2 0 残 基 片段 为 生 物 活性 必 需。基 于 r h GM C S F的 晶体 结构 和 其 他学 者 的 各种 研 究方法 以下四个 区域 对于其生物功能是必 需 维普资讯 http:/ 3 2 8 生 物 化学 与生 物 物理 进展P r o g B i o c h e mB i o p h y s 的：1 4 2 5(螺旋 A)，4 6 5 8，7 7 9 4(部分 螺旋 C)1 1 0 1 2 4(部分螺 旋 D)，这些 残基 片 段形 成连续 的表面在一端 环绕着分子，包 含螺 旋 A 和 D的表面 形成与受体 的主要接触 区域，这就 可以解释为 什 么位于螺旋 A 的 N一 糖基化 使得 r h GM CS F的生物活性 降低 分 子设 计 策略和 肽台 成途 径 证实 2 1 3 1，7 7 9 4 残 基 片段 为 r h GM C S F 活性 所 必需 其 中 Ar g 2 3 和 Ar g 2 4 尤 其 重 要 Ar g 2 3 Gl n 突变 使活性 丧失 7 5 ，As n 2 7 和 As n 3 7 的 脱糖 基又使 活性提 高了2 0 倍 r h GM CS F分 子 另 一个 显 著 特 征 是 6 8 7 3 残基 片段形 成伸展的3 1 0 螺旋 P r o 7 6 打 断螺 旋的 氢键式 样，导致 进八 螺旋 C 的链 发生 3 0。弯曲 2 化学修饰 2 1 糖基化 人 GM C S F是 含有 N一 糖基化和 O一 糖基化 位点的糖蛋 白，但是 其 生物功能并不需要 糖基 化 作 用PMo o n e n等口 报 道，移 去 酵 母 和 C HO细胞产 生的 r h GM C S F的 N一 糖基，生物 活性 明显 提高KKa u s h a n s k y等 也报 道 了 c O s细胞中表达的缺失 N 一 糖基和 或 O一 糖基 的 GM C S F活性 与天然 h GM CS F活性 一样 N一 糖基 化 位 点 位于 As h x S e r Th r中的 As h 残基，O一 糖 基化 位 点常 在 N 端 P r o残 基紧 连 的S e t 或 T h r 残基n 在永久细胞抹和瞬时表 达系统得到中等和较高表达水平的天然或糖基 缺 失 h GM C S F，在 B HK，2 9 3，COS和 L d L D 细 胞 几 种 糖 基 缺 失 分 子 的 分 泌 效 率 和 天 然 GM-CS F一样“另外，正常人表皮细 胞、成 纤维细胞 也能 合成 分泌 GM C S F Na ma l wa细胞 来 源 的 r h GM CS F有两个 N 一 糖基化和多个 O一 糖基化位点0“用 N一 糖苷 酶 F消化 这 种 r h GM C S F，则把 它分 成三 类 含2 个 N一 糖 基(2 N 型)；含 1 个 N一 糖 基(1 N 型)；缺少 N一 糖 基(ON型)，三类都有 O一 糖基 2 N 型 比大肠杆菌 来 源 的非糖 基化 r h GM c s F 活性 低 2 0 0 倍，ON 型具 有 与大 肠 杆菌 来 源 的 r h GM C S F相 同 的 活性 1 N 型 活性 在 其 它两 类之 间，而 2 N 型在体 内的半 衰期 比 ON 型和 大肠杆菌来源 的 r h GM-C S F长5 倍 E r n s t J F等 在酵 母和 C OS 一 1 细 胞 中表 达了 h GM C S F在酵 母 中 O一 糖基 化需要 残基 S e r 9 和 Th r l 0 1 5 5 0 0 的 r h GM CS F的 O一 糖基 链的延伸在 S e r 9 残基，而 1 4 5 0 0 的 r h GM CS F 在 S e t 9 和 Th r l O 各 有 一 个 甘 露 糖 基，这 表 明 T h r l 0 位 点的 O一 糖 基 抑 制 了附 着 在 S e r 9 上 的 O 一 糖基链延伸，糖基延伸只在 T h r l 0 未被糖基 修饰 时进 行 C OS 一 1 细 胞 的情 况 类 似 于酵 母 o一 糖基 对于 GM C S F的体 外 生物 活性没 有 影 响 2 2 P E G修饰 r h GM C S F含 有 6 个 I y s残基 和 1 个 末 端 氨基基 团能 与 P E G 偶联P E G 修饰的 优点 可 以概括为：使蛋 白在体内的半衰期增 加3 4 0 0 倍；降低抗原性和免疫原性；降低对蛋 白裂解 的 感受 性；增 加溶 解 性(对 重 组 蛋 白尤 其 重 要)F Ma l i k等 用 单 甲氧 PE G(MP E G)对 r h GM CS F进行 修饰，并 用 F P L C 分 离纯 化，进 行 活 性 检 测，MP E G r h GM C S F 的 活性 比 未修饰前仅有轻微的降低，但在体内的半衰期 增 加了近1 5 倍，在各器 官 中的分布 量也显著 增 加 2 3 生物素修饰 T P An g e l o t t i 等r 2 3 用硫代琥珀酰 亚胺 6 一 生物 素酰胺 己酸盐或生物 素酰肼 l 一 3 一(二 甲 氨基)一 丙 基 一 3 一 乙基 碳二 亚胺 对 r h GM C S F进 行修 饰，修饰 基 团结合在 氨基或 羧基基 团，得 到氨基衍生物1 2 和3 8 mo t 生物紊每摩尔蛋白 (Nl b GM C S F和 N4 一 b GM C S F)，羧 基 衍 生 物4 6 mo l 生物 素每 摩尔蛋 白(C5 一 b GM C S F)它们对衍 生物 的生物 活性 和 与 GM CS F受 体 结合特 征进行 了研 究用人 骨髓 祖细胞 的生长 对三种衍 生物进行 活性 检测，与天然蛋 白相 比 它 们均 保留了完整 的活性衍 生物与人 嗜 中性 白细胞 的 GM CS F受 体结 合 试验，用 接 有 荧 光素 的亲和 素和荧光激发细胞分 类法检测N b GM C S F与受 体 的专一性 结合 可被 过量的非 维普资讯 http:/ 生 物化 学与 生物 物理 进 展P r o g B i o c h e mB i o p h y s 3 2 9 衍生蛋白替代，C 5 b GM C S F能结合并激活细 胞受体，但它不能 同时结合 接有荧光素 的亲和 素保 留生物活性 的 N b GM C S F能特 异性 的 标记细 胞表面受体，可 用做 非放射性探 针研 究 GM C S F受 体的细胞化学 亦可借助流式 细胞 仪研 究受体调节 机制 3 r h GM CS F溶液 中的构象研究 研 究溶液中蛋 白构象 常采 用光谱法，诸 如 紫外 差光谱、荧光光谱、旋光色散、紫外 圆二 色性(UVC D)和激 光拉曼光谱等，多维核磁共 振和振动 圆二色性(VC D)更为该研究注入新 的 活力 P Wi n g f i e l d等 采用分 析型超 速 离 心、脲素变性梯度胶 电泳、溶剂微扰紫外差光谱、荧 光激 发 光 谱 和 CD谱 研 究 了大 肠 杆 菌 来 源 的 r h GM CS F在溶液 中的构象 和稳定性 1 9 0 n m 2 4 0 ri m 远紫 外 C D谱分析 r h GM CS F含4 7 的 n螺旋和4 6 蜡的 B折叠 r h GM C S F含两 x -硫 键，在 DTT作用 下，二硫 键发 生缓慢 的还 原，在 8 mo l L脲 素 中还原速度大 大加快 用脲 素变 性梯度胶 电泳 证 实二硫 键对于折叠 态构 象的稳定性起关键 作 用，伸展的氧化态蛋白比还原态蛋白结合更为 紧密 电泳结果 比较 了哺乳 细胞、大 肠杆菌来 源的 r h GM C S F，证 明糖基 对于分 子的稳定性 及变复性动 力学 均无影响 紫外差光谱证实在4 mo l L盐酸胍作用下，r h GM CS F的两个 Tr p或者是暴露，或 者是一 个暴露一个隐埋，但两个靠近 L y s 残基的 T y r 残基完全暴露 比较 r h GM CS F的 T r p和 Ac Tr p NH2 的 荧 光 激 发 强 度，发 现前 者 大 于6 0 的 荧光 粹 灭，这种 粹灭 可 以用4 mo l L盐 酸胍 使 r h GM CS F伸展 而得 到部分 回复，但与 Ae Tr p NH 相 比仍 有 3 0 粹灭，这说 明有 1 个 Tr p暴露在 溶 液 中Tr p 1 3 位 于 P r o Tr p Gl u Hi s Va l序 列 中，在 p H3 左 右 的实验 条 件下 Gl u的羧基 离 子 不 会 对 Tr p的 荧 光 起 粹 灭 作 用 同 样，Tr p 1 2 2位 于 As p C y s Tr p Gl u P r o 序 列 中，Gl u不会对 Tr p的粹灭有何 影响，而极 可能是 二硫键 的影响(C y s 1 2 1 与 C y s 8 8 形成 二硫 键)二 硫键是 Tr p荧 光 的显著 粹灭荆用 DTT 使 r h GM C S F还原，随时 间延长 Tr p的荧光激发 波 长发 生蓝 移在天 然状 态下 Tr p位于 非极 性 环 境，荧 光 被 邻近 的二 硫 键 粹 灭；另 一 方 面 Tr p l 3 位于 极性 环境 荧 光未 被 粹灭 在 还 原 条件 下，Tr p 1 2 2 选择性 的去粹 灭，还原 蛋 白 的 荧 光 激 发 含 有 Tr p 1 2 2残 基 的 贡 献，如 Tr p l 2 2 仍处于 非极性环境，将发生蓝移而位 于 分子表 面 T r p 1 3 发 生红移用盐酸胍 使还原蛋 白伸展，虽然 激发波 峰波长 向 Ae Tr p NH 处发 生 红 移，但 荧 光 强 度 不 变，这 表 明此 时 两个 Tr p残基均 处于极性环境 参考文献 1 De x t e T M N a t ur e，1 9 94 3 0 7 4 6 2 L e B e a uM M t Ep s t e i nNDt O B r ie n S J e g a 1 P r o eNa t l Ae a d S c i U s A 1 9 8 7I 845 9 13 3 Ca nt r e 】M A+An de r s o n D Ce r r e t t l D P 口 Pr o e Na t l Ae n d Sc i USA，1 98 5|8 2I 62 5 0 4 W a n gG G Wi t e k J S，Te mp l e P A e g a 2 S c i e n c e，1 9 8 5 22 8：8l 0 5 B u r g e s A W，B e g l e y C G，J o h n s o n G RB l o o d，1 9 8 7 6 9：4 3 6 Cu r t i s B M，W i l l i a ms D E，Br ox m e y e r H E e t a 1 Pr o c Na t】Ae a d Se l U SA，l 99 1明：58 09 7 Re i c he r t P，Co o k W J Ea l i c k S E J Bi ol Ch e m，l 9 9 02 6 5：45 2 8 L B L o n d e J M Ha n 眦L S，Ra t t o b a 1 i RJ Mo B i 0 1 1 9 8 9I 2 057 83 9 Dm d e r i e h s K，J a e q u S，B o o n e T e g a 1 J M o l Bi o l，1 9 9 1I 2 21：5 5 l 0 W a l t e r M R，C o o k W J，E a l i e k S E e g a 1 J Mo B i o l，1 9 9 2：2 24：】0 75 l l P e s n e l l S R Co h e n F E P士 o c Na t l Ae a d Se i USA，1 98 9 S 6 6 5 9 2 1 2 Di e d er i e hs Kt Bo on e T，Ka r p u s P A Se e ne e，1 9 9 1l 2 5 4|1 7 7 9 l 3 W i a g f i e l d P，Gr a b e r P，M o o n e n P E u r J B l o c h e m，1 9 8 8 1 7 3：65 1 4 Ka us h a ns ky K，S ho e m a k e r S G A l f a r o S e g a 1 P r o c Na t Ac a d Se i USA 1 9 8 99 6：1 21 3 1 5 S u c(e l tA B1。h璐 K E，Ka s t e l e i aR AJ B Ch e m，维普资讯 http:/ 3 30 s 日)I 生物 化学 与生 物物 理进 展P r o g B i o c h e mB i o p h y s 1 9 9 4：2 1(4)1 9 12 6 6：1 8 80 4 1 8 V0 n Fe d t J M Kieb e r Emm o ns T W e i n e r D B“DNA Ce l 1 Bi o【1 99 2；l 1：1 8 3 1 7 Moo n e n PMe T mo d J J，Er n st J F e t d Pr o c Na t】Ac a d S c i U S A 1 9 87 8 4；4 42 8 1 8 Ka u s ha ns ky K，O Ha r a P JHa r t C E a 1 Bioc h e m i s t r y 1 9 8 7；2 6：4 8 61 1 9 Er ns t J F，M e r mo d J J Ri c h ma n L H Eur J Bl oc h e m 1 9 8 22 03；8 68 20 Ka u s ha n s k y K Lo p e z A Br o wn C B Bi h e mi s t r y-l 92；3 1 1 8 81 2 O k a m o t o M Na k a i M Na ka y a m a C A c h Bioc h e m Bi o ph y s1 9 81；2 8 6：j 82 28 M a i k FID e l g a d o CKnu s i i C a1 Ex p He ma t o 一1 9 92；2 0：1 O2 8 2 3 An g e o t t i T P Cl a r k e M F，L o n g l n o M A a l B i o c o n j u g (：h e m，1 9 9】；2-4 6 6 弓 )卯1 生物高分辨电子显微学进展 徐伟 (中 国科学 院牛物 物理 研究所 北京 l 0 0 l 0 I)。堡 蔓!力 _ 1 中国科 学院 北京 电 于显撒镜 实验室 北京 1 0 0 0 8 0)唐静华 (北 京大学 生物 系 北 京】0 0 8 7】)Q 摘 要生物 高 分 辨 电子 显微 学 是 近年 来 发 展 起来 的一 种 可 与 x射 线 晶体 学相 媲 美 的测 定 生物 大 分 子 高分 辨 结构 的方 法 它克 服了 一些 限制 x射 线 晶体 学应 用的 困难，可以 直接 对非 晶体 状 态 的生 物大 分 子 或仅 能形 成二 维 晶体 的蛋 白进 行结 构 测定 这 一技 术主 要包 括 高分 辨 电子 显微 象 的获 得 与 电子显 微 象解 析 文章 就这 一 技术 应用 中的 一些 问题 自然结 掏 的保持、辐 射 损伤、低衬 度、低 信 噪 比等 进行 了 讨论 关键词生物大分子，高分赞，电子显微学 高 能 电子 作为 一种 可 以聚 焦 的短 波 辐射(加速 电压如 为l O O k V，波长为 0 0 3 7)提供 了以原子 分辨率成 象的可能性电子 显微 镜分 辨本 领的 提高以 及成象理 论 和方法学 的发展，终于使人 们在7 0 年代第 一次观察 到单 个金属原 子象长期 以来，人 们一 直致力 于研究用 高分 辨 电子显微术 观察 生物 结构 特别是 生物 大分 子 结构，然 而生物材料 的某些特性造成 了一些 特 殊困难：a 电镜 中的高真空 环境 使含有大量 水 并借助于这些水维系正常结构和功 能的生物 大分子脱水，以至结 构严重破 坏；b 生物材 料 对辐射极其敏感，电子 束可迅速造成生物材 料 的辐射损伤，这种损伤 在远 不足以形成统计 学 界定的原子分辨率象 的极 低的曝光 水平 时就 已 经出现，而过低 的剂量 又会形成信 噪 比很 低 的图象，造成 图象解 释的 困难；C 由超 轻元 素 为主构成的生物材料 对 电子 的散射 能力弱 因 此它 的固有衬度很低，而常规 的重金属染色又 会产 生制备假象 等等 经过 几十年来众多学 者的努力，在克服上 述 困难 发 展高分辨 生物 电子显微学理 论和技 术 上 已获得 一系列突破性进 展英 国医学研究 会(MRC)分 子生物学 实验 室以 Kl u g为首 的学 者们对此作 出了卓越贡献他们把衍射理论 与 电子显微术巧妙结合起来，发展 出一整套 以样 国家 自然科 学基金 资助 项 目 收穑 日期：l 9 9 3 0 6 2 1 修 回 日期：l 9 8 4 0 1 3 l 维普资讯 http:/