ما هو التجميد الكهربائي الكهربائي وكيف يعمل؟
يُجمد الباحثون بسرعة خلية أو فيروس أو مجمع جزيئي أو أي بنية أخرى بحيث لا يكون لجزيئات الماء وقت لتشكيل بلورات. وهذا يحافظ على العينة في حالتها الطبيعية.يستخدم العلماء المجهر الإلكتروني لتفجير العينة المتجمدة بعصا إلكترونيةهذا يخلق عرضاً ثنائياً للعينة على جهاز كشف رقمي.بإنشاء مئات من الإسقاطات من العينة من زوايا مختلفة ثم أخذ متوسط هذه الزوايا، يقوم العلماء بتوليد نموذج ثلاثي الأبعاد لبنية الكائنات. تقدمات حديثة في مجال التجميد الكهرومغناطيسي توفر صور مفصلة للغاية للبروتينات والهياكل البيولوجية الأخرى.بما في ذلك الهياكل الكبيرة مثل مجمعات الحمض النووي الريبوزي البروتينية.
إدخال المجهر الإلكتروني البارد (Cryo-EM):
على مدى العقد الماضي، استبدلت المجهر الإلكتروني البارد (cryo-EM) بشكل متزايد الطرق التقليدية لإعداد العينات للمجهر الإلكتروني.كان العمل الرائد من تايلور و غلايزر و دوبوشيه و الزملاء الذي مهد الطريق لهذا التطور، والتي قدمت قفزة كمية في المجهر الإلكتروني البيولوجي لأنها مكنت من الحصول على صور للعينات المبتلة بالكامل في حالة قريبة من الطبيعي.
يشير مصطلح التجميد الكهرومغناطيسي إلى طرق مختلفة للتصوير المجهري الإلكتروني عند تطبيقها على العينات المضمنة في الجليد الزجاجي.ثلاثة فروع رئيسية من التجميد الكهرومغناطيسي ذات الصلة في سياق البيولوجيا الهيكلية الجزيئية: البلورات الإلكترونية وتحليل الجسيمات الفردية والتصوير المقطعي الإلكتروني.
توفر البلورات الإلكترونية ميزة في تحديد بنية البروتينات التي تشكل بلورات ثنائية الأبعاد تحت 4Å (على سبيل المثال كما هو موضح مع بروتينات غشاء نقل المياه - aquaporins).البروتينات الغشاء هي مرشحين واعدة بشكل خاص لتشكيل بلورات 2Dوقد تم الحصول على دقة أعلى من 2A. three dimensional electron crystallography of protein microcrystals (microED) has been developed and is showing promises in solving high resolutions structures of proteins forming tiny 3D-crystals (200 nm) usually not amenable for study by x-ray crystallography.
يستخدم تحليل الجسيمات الفردية لمجموعات أكبر معزولة ومطهرة من وحدات فرعية متعددة غالبًا ما تكون غير متجانسة جدًا ومستقرة بشكل كبير وصعبة للغاية التبلور (مثلالريبوزوم أو البروتيزوم 26S) في دقة روتينية 3 ‰ 10 Å وفي أفضل الحالات أقل من 2 Åنطاق حجم العينة: 5-150 نانومتر.
ما هي البلورات بالأشعة السينية، وكيف تعمل؟
تصدر البلورات الأشعة السينية شعاعاً من الأشعة السينية من خلال بلورة صلبة صغيرة تتكون من تريليونات جزيئات بروتين متطابقةمماثلة لطريقة التقاط الصور في الكاميرا الرقميةيقوم الكمبيوتر بقياس شدة الأشعة السينية المنتشرة لتعيين موقع لكل ذرة في الجزيء المتبلور. والنتيجة هي صورة رقمية ثلاثية الأبعاد.استخدمت هذه الطريقة لتحديد أكثر من 85 في المئة من هياكل البروتين المعروفة.
بعض التفاصيل عن البلورات بالأشعة السينية و التجميد الكهرومغناطيسي
1البروتينات الصغيرة أكثر ملاءمة للكريستالوجرافيا بالأشعة السينية لأنها يمكن أن تكون صعبة التمييز بواسطة الكريومغناطيس.
2يمكن للكريستالوجرافية بالأشعة السينية أن تحصل على دقة عالية جداً، على الرغم من أن الكريومغرافيا الكهرومغناطيسية حققت نتائج مماثلة في السنوات الأخيرة.
3الهياكل الكبيرة والمجمعات وبروتينات الغشاء قد يكون من الصعب التبلور. لذلك قد يكون التجميد الكهرومغناطيسي خيار أسهل.
4يقدم EM (اللوغة السلبية) فحصًا سريعًا للعينات لاستبعاد التجميع وتحديد التجانس ، مما يعطي نظرة بصرية على كيفية سلوك العينة وما تحتوي عليه.
5يتطلب التصوير الكريومغناطيسي كميات أقل من البروتين مقارنة مع التصوير الكريستالوجرافي بالأشعة السينية. قد تستفيد هذه الطريقة من العينات التي يقل إنتاجها عن 2 ملغ من البروتين (< 5-10 ملغ / مل).
الببتيد KS-V Cryo-EMمنصة الخدمات:
ما هو التجميد الكهربائي الكهربائي وكيف يعمل؟
يُجمد الباحثون بسرعة خلية أو فيروس أو مجمع جزيئي أو أي بنية أخرى بحيث لا يكون لجزيئات الماء وقت لتشكيل بلورات. وهذا يحافظ على العينة في حالتها الطبيعية.يستخدم العلماء المجهر الإلكتروني لتفجير العينة المتجمدة بعصا إلكترونيةهذا يخلق عرضاً ثنائياً للعينة على جهاز كشف رقمي.بإنشاء مئات من الإسقاطات من العينة من زوايا مختلفة ثم أخذ متوسط هذه الزوايا، يقوم العلماء بتوليد نموذج ثلاثي الأبعاد لبنية الكائنات. تقدمات حديثة في مجال التجميد الكهرومغناطيسي توفر صور مفصلة للغاية للبروتينات والهياكل البيولوجية الأخرى.بما في ذلك الهياكل الكبيرة مثل مجمعات الحمض النووي الريبوزي البروتينية.
إدخال المجهر الإلكتروني البارد (Cryo-EM):
على مدى العقد الماضي، استبدلت المجهر الإلكتروني البارد (cryo-EM) بشكل متزايد الطرق التقليدية لإعداد العينات للمجهر الإلكتروني.كان العمل الرائد من تايلور و غلايزر و دوبوشيه و الزملاء الذي مهد الطريق لهذا التطور، والتي قدمت قفزة كمية في المجهر الإلكتروني البيولوجي لأنها مكنت من الحصول على صور للعينات المبتلة بالكامل في حالة قريبة من الطبيعي.
يشير مصطلح التجميد الكهرومغناطيسي إلى طرق مختلفة للتصوير المجهري الإلكتروني عند تطبيقها على العينات المضمنة في الجليد الزجاجي.ثلاثة فروع رئيسية من التجميد الكهرومغناطيسي ذات الصلة في سياق البيولوجيا الهيكلية الجزيئية: البلورات الإلكترونية وتحليل الجسيمات الفردية والتصوير المقطعي الإلكتروني.
توفر البلورات الإلكترونية ميزة في تحديد بنية البروتينات التي تشكل بلورات ثنائية الأبعاد تحت 4Å (على سبيل المثال كما هو موضح مع بروتينات غشاء نقل المياه - aquaporins).البروتينات الغشاء هي مرشحين واعدة بشكل خاص لتشكيل بلورات 2Dوقد تم الحصول على دقة أعلى من 2A. three dimensional electron crystallography of protein microcrystals (microED) has been developed and is showing promises in solving high resolutions structures of proteins forming tiny 3D-crystals (200 nm) usually not amenable for study by x-ray crystallography.
يستخدم تحليل الجسيمات الفردية لمجموعات أكبر معزولة ومطهرة من وحدات فرعية متعددة غالبًا ما تكون غير متجانسة جدًا ومستقرة بشكل كبير وصعبة للغاية التبلور (مثلالريبوزوم أو البروتيزوم 26S) في دقة روتينية 3 ‰ 10 Å وفي أفضل الحالات أقل من 2 Åنطاق حجم العينة: 5-150 نانومتر.
ما هي البلورات بالأشعة السينية، وكيف تعمل؟
تصدر البلورات الأشعة السينية شعاعاً من الأشعة السينية من خلال بلورة صلبة صغيرة تتكون من تريليونات جزيئات بروتين متطابقةمماثلة لطريقة التقاط الصور في الكاميرا الرقميةيقوم الكمبيوتر بقياس شدة الأشعة السينية المنتشرة لتعيين موقع لكل ذرة في الجزيء المتبلور. والنتيجة هي صورة رقمية ثلاثية الأبعاد.استخدمت هذه الطريقة لتحديد أكثر من 85 في المئة من هياكل البروتين المعروفة.
بعض التفاصيل عن البلورات بالأشعة السينية و التجميد الكهرومغناطيسي
1البروتينات الصغيرة أكثر ملاءمة للكريستالوجرافيا بالأشعة السينية لأنها يمكن أن تكون صعبة التمييز بواسطة الكريومغناطيس.
2يمكن للكريستالوجرافية بالأشعة السينية أن تحصل على دقة عالية جداً، على الرغم من أن الكريومغرافيا الكهرومغناطيسية حققت نتائج مماثلة في السنوات الأخيرة.
3الهياكل الكبيرة والمجمعات وبروتينات الغشاء قد يكون من الصعب التبلور. لذلك قد يكون التجميد الكهرومغناطيسي خيار أسهل.
4يقدم EM (اللوغة السلبية) فحصًا سريعًا للعينات لاستبعاد التجميع وتحديد التجانس ، مما يعطي نظرة بصرية على كيفية سلوك العينة وما تحتوي عليه.
5يتطلب التصوير الكريومغناطيسي كميات أقل من البروتين مقارنة مع التصوير الكريستالوجرافي بالأشعة السينية. قد تستفيد هذه الطريقة من العينات التي يقل إنتاجها عن 2 ملغ من البروتين (< 5-10 ملغ / مل).
الببتيد KS-V Cryo-EMمنصة الخدمات:
