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CryoSeek(酷寻)——利用冷冻电镜开启结构生物学发现的新范式
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作者 王彤彤 李张强 颜宁 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期136-143,共8页
随着冷冻电镜技术的突破以及AI辅助的结构预测和自动模型搭建算法的发展,结构生物学正在经历由目标结构解析到结构引导的未知生物大分子发现的范式转变。本综述回顾了冷冻电镜的发展历史,并介绍CryoSeek(酷寻)研究策略:利用冷冻电镜探... 随着冷冻电镜技术的突破以及AI辅助的结构预测和自动模型搭建算法的发展,结构生物学正在经历由目标结构解析到结构引导的未知生物大分子发现的范式转变。本综述回顾了冷冻电镜的发展历史,并介绍CryoSeek(酷寻)研究策略:利用冷冻电镜探索自然环境中完全未知的生物大分子结构。作者从清华大学的荷塘采集水样作为CryoSeek研究的起点,经过过滤和富集后,通过冷冻电镜观察到多种纤维结构,并获得了两种相似螺旋TLP-1a/b的高分辨率图谱,其原子模型由AI辅助的CryoNet自动搭建。结构分析表明TLP-1a/b通过供体链交换模式组装。结构比对和序列分析显示TLP-1a/b可能是未鉴定的细菌菌毛。以上研究表明高分辨率结构解析引导并推动了未知生物大分子的识别,标志着结构生物学研究的新兴范式的建立。 展开更多
关键词 冷冻电镜 结构生物学 cryoSeek 纤维 供体链交换
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应用单张冷冻电镜显微照片解析近原子分辨率的单颗粒三维重构 被引量:1
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作者 杨梓 范潇 王宏伟 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期91-105,共15页
冷冻电镜单颗粒三维重构方法解析生物大分子结构通常需要收集大量的照片进行分析。本工作证明当冷冻样品质量足够好时,仅使用单张冷冻电镜显微照片上的蛋白颗粒图像就可以获得近原子级分辨率的单颗粒三维重构密度图,并分别解析了apoferr... 冷冻电镜单颗粒三维重构方法解析生物大分子结构通常需要收集大量的照片进行分析。本工作证明当冷冻样品质量足够好时,仅使用单张冷冻电镜显微照片上的蛋白颗粒图像就可以获得近原子级分辨率的单颗粒三维重构密度图,并分别解析了apoferritin和20S蛋白酶体的三维结构。研究发现,由于蛋白分子颗粒在样品中Z轴不同位置的分布和电子显微镜的像散作用对单张照片中衬度传递函数零点缺失形成了综合补偿效应,从而在单颗粒三维重构中有效恢复了空间频率全域内的结构信息。本研究通过分析不同累计曝光剂量数据的三维重构发现,保存无损高频信息以及足够角度搜索的低频信息的最低辐照剂量其实远低于当前通用的累积曝光量。据此,本工作估算了完成正确高分辨率三维结构解析所需要的最低辐照剂量以及最小颗粒数。本工作加深了我们对冷冻电镜数据信号在图像中保存的理解,为开发更好的冷冻电镜数据采集策略、更好地保存完整高频信号提供了实验上的启示。 展开更多
关键词 冷冻电镜(cryo⁃em) 单颗粒分析(SPA) 衬度传递函数(CTF) 信噪比(SNR)
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塞姆利基森林病毒的冷冻电镜结构研究
3
作者 贾旭东 李锶铎 +2 位作者 于宏洋 张勤奋 何键 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期18-27,共10页
塞姆利基森林病毒(Semliki Forest virus,SFV)是一种典型的甲病毒,主要通过节肢动物作为媒介进行传播,对人类及多种哺乳动物构成潜在的感染威胁。然而当前针对SFV的结构生物学研究相对不足,限制了对其在病毒-宿主互作、入侵机制以及病... 塞姆利基森林病毒(Semliki Forest virus,SFV)是一种典型的甲病毒,主要通过节肢动物作为媒介进行传播,对人类及多种哺乳动物构成潜在的感染威胁。然而当前针对SFV的结构生物学研究相对不足,限制了对其在病毒-宿主互作、入侵机制以及病毒颗粒组装与成熟过程的认知。本研究采用冷冻电镜技术对SFV成熟颗粒的三维结构进行了高精度解析,并系统分析了囊膜蛋白E1和E2上的N-糖基化位点及二硫键,揭示了这些结构特征在维持病毒蛋白稳定性中的关键作用。这些发现对于阐明SFV的生物学特性、推动抗病毒药物研发及优化疫苗设计都具有重要意义。 展开更多
关键词 塞姆利基森林病毒 甲病毒 N-糖基化 二硫键 冷冻电镜
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冷冻电镜揭示长期低温保存的冰冻人血浆中全长补体C3仍可稳定存在
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作者 朱莉 武迪 武一 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页
补体是血浆中存在的一组重要蛋白质,在机体遭受病原体感染或组织损伤时通过先天免疫途径被激活,发挥抗感染和清除损伤细胞的作用。补体C3是补体系统的核心成分,在三条补体激活途径中均起到至关重要的作用,且在血浆中的含量最为丰富。冰... 补体是血浆中存在的一组重要蛋白质,在机体遭受病原体感染或组织损伤时通过先天免疫途径被激活,发挥抗感染和清除损伤细胞的作用。补体C3是补体系统的核心成分,在三条补体激活途径中均起到至关重要的作用,且在血浆中的含量最为丰富。冰冻人血浆通常由健康志愿者献血后采集,通过迅速冷冻保存制备而成,广泛用于多种医学治疗。然而,关于冰冻人血浆的低温保存条件和时长对补体C3结构完整性的影响尚缺乏准确详细的评估。在本研究中,作者发现,冰冻人血浆在-20℃保存后转为-80℃的条件下保存长达5年,其中的补体C3组分仍能保持完整的结构,且通过冷冻电镜单颗粒重构达到了2.43Å的分辨率,其中ASN63和ASN917上发生的糖基化修饰亦可被解析。与已解析的C3晶体结构相比,RMSD值差异较大区域在α链末端的C345C结构域,与解析的ISG65-C3复合体冷冻电镜结构相比,C3部分的RMSD值差异较大处仅在C345C末端的一段α螺旋。结果表明,在严格的低温保存条件下,尽管保存时间较长,冰冻人血浆中的关键补体组分C3仍能保持结构完整性和稳定性,从而保障其生物学功能的发挥。由此推测,血浆中其他重要的补体组分在类似保存条件和时长下也可维持其天然构象。这一结论为实验室或工业中由冰冻人血浆提纯制备补体各组分蛋白时,对冰冻血浆的保存条件及期限的设定提供了一定的科学依据和参考。 展开更多
关键词 冰冻血浆 补体系统 补体C3 冷冻电镜 三维重构
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不同状态禽呼肠孤病毒的冷冻电镜结构研究
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作者 刘京路 高立 +6 位作者 王有望 祁小乐 张雪利 包珂岩 高玉龙 王笑梅 朱平 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期10-17,共8页
禽呼肠孤病毒(Avian reovirus,ARV)是一种双链RNA病毒,对家禽养殖业构成严重威胁。本文利用冷冻电镜技术解析了ARV病毒的完整病毒颗粒(virion)以及处于转录状态的病毒核心颗粒(T⁃core)的高分辨率三维结构。对比分析表明,ARV病毒virion和... 禽呼肠孤病毒(Avian reovirus,ARV)是一种双链RNA病毒,对家禽养殖业构成严重威胁。本文利用冷冻电镜技术解析了ARV病毒的完整病毒颗粒(virion)以及处于转录状态的病毒核心颗粒(T⁃core)的高分辨率三维结构。对比分析表明,ARV病毒virion和T⁃core颗粒的塔状突起蛋白λC存在明显结构差异,显示其在病毒转录过程中的重要作用。在病毒转录态核心颗粒中,作者发现σA蛋白与双链RNA存在较强结合,并确认了起关键作用的氨基酸残基。同时,分析了ARV病毒内部转录酶复合体RdRP以及基因组三维结构,获得了处于转录过程中ARV病毒核心颗粒内部基因组的三维分布. 展开更多
关键词 禽呼肠孤病毒 冷冻电镜 塔状突起 RDRP 双链RNA
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GPR158四聚体结构初步解析
6
作者 刘旋 范恒新 +1 位作者 周宁坤 张影 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 北大核心 2025年第5期1-10,共10页
作为C家族GPCR的一员,GPR158近年来因其在神经传递及情绪调控中的独特作用而备受关注。GPR158与RGS7-Gβ5复合物的相互作用在抑郁症等神经精神疾病的病理过程中展现出潜在的重要价值。为更好地了解GPR158与RGS7-Gβ5是如何相互作用的,... 作为C家族GPCR的一员,GPR158近年来因其在神经传递及情绪调控中的独特作用而备受关注。GPR158与RGS7-Gβ5复合物的相互作用在抑郁症等神经精神疾病的病理过程中展现出潜在的重要价值。为更好地了解GPR158与RGS7-Gβ5是如何相互作用的,本研究利用昆虫细胞表达系统,共表达并纯化出GPR158-RGS7-Gβ5复合物,对其进行冷冻电镜结构研究。在结构解析过程中,发现部分GPR158以同源四聚体的方式与RGS7-Gβ5相结合。由于RGS7和Gβ5电子密度的缺失,最终获得了1个分辨率为0.422 nm的GPR158同源四聚体结构。该结构显示,GPR158是以二聚体肩并肩的方式形成四聚体。同时,该结构是首个被解析的GPCR四聚体结构,为后续GPCR寡聚体的结构研究奠定了基础。 展开更多
关键词 G蛋白偶联受体 GPR158 四聚体 冷冻电镜 结构解析
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石墨烯载网在冷冻电镜样品制备中的应用研究
7
作者 宋佶岭 张晨辉 +2 位作者 付韵桥 王宏伟 刘楠 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期106-114,共9页
在冷冻电镜结构解析过程中,样品制备是关键限速步骤之一,经常受到气液界面等问题困扰。石墨烯支撑膜能够富集生物样品颗粒、降低电子束照射导致的样品漂移和充电效应,并且具有较低的背景噪音,已经被应用于冷冻样品的制备,缓解气液界面... 在冷冻电镜结构解析过程中,样品制备是关键限速步骤之一,经常受到气液界面等问题困扰。石墨烯支撑膜能够富集生物样品颗粒、降低电子束照射导致的样品漂移和充电效应,并且具有较低的背景噪音,已经被应用于冷冻样品的制备,缓解气液界面等问题造成的影响,提高样品制备成功率。为了更广泛地将石墨烯载网用以冷冻电镜样品制备,本文介绍了石墨烯膜覆盖度的表征办法和对比了不同亲水化处理条件对石墨烯支撑膜产生的影响,着重针对使用石墨烯载网制备冷冻样品时出现的一些异常冰层现象进行了研究分析,并讨论了冷冻样品制备过程中溶液的扩散过程。该研究加深了对石墨烯表面液体分布和扩散过程的理解,为优化使用石墨烯载网用以冷冻电镜样品制备提供了基础。 展开更多
关键词 冷冻电镜 样品制备 石墨烯 生物大分子
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噬菌体phi92非对称结构揭示了一种新颖的多套尾纤维的纳米机器
8
作者 刘媛媛 周俊权 +2 位作者 张烨伟 郑静 刘红荣 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期59-72,共14页
肌尾噬菌体phi92具有广泛的宿主范围,能感染有polySia(聚唾液酸)荚膜和没有polySia荚膜的细菌。然而完整高分辨率结构的缺失阻碍了对phi92感染和尾部收缩机制的理解。本研究利用冷冻电镜单颗粒技术获得了phi92成熟颗粒近原子分辨率对称... 肌尾噬菌体phi92具有广泛的宿主范围,能感染有polySia(聚唾液酸)荚膜和没有polySia荚膜的细菌。然而完整高分辨率结构的缺失阻碍了对phi92感染和尾部收缩机制的理解。本研究利用冷冻电镜单颗粒技术获得了phi92成熟颗粒近原子分辨率对称失配结构,搭建了包括头部、颈部、尾躯干域以及基板各蛋白分子的全原子结构模型。值得注意的是,phi92作为首次被报道的基板上有三套尾纤维(Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ)的肌尾噬菌体,其基板上的异源三聚体楔形蛋白比已报道的简单基板的可收缩纳米机器的楔形蛋白更为复杂和独特,为连接多套尾纤维提供了更多的吸附位点。本研究为其它具有多套尾纤维的可收缩纳米机器的感染和尾部收缩机制提供了更多的结构基础。 展开更多
关键词 噬菌体phi92 冷冻电镜 对称失配结构 尾纤维 polySia荚膜
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转运必需内体分选复合物螺旋纤丝Vps24⁃Vps2的冷冻电镜结构研究
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作者 刘德生 李耀旺 孙珊 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期28-35,共8页
转运必需内体分选复合物-Ⅲ(endosomal sorting complex required for transport-Ⅲ,ESCRT-Ⅲ)介导了一系列细胞膜重塑事件,包括多囊体的形成、细胞分裂和病毒释放等。这些过程的关键步骤之一是将ESCRT-Ⅲ蛋白亚基组装成纤丝状结构。在... 转运必需内体分选复合物-Ⅲ(endosomal sorting complex required for transport-Ⅲ,ESCRT-Ⅲ)介导了一系列细胞膜重塑事件,包括多囊体的形成、细胞分裂和病毒释放等。这些过程的关键步骤之一是将ESCRT-Ⅲ蛋白亚基组装成纤丝状结构。在本研究中,作者利用冷冻电镜技术解析了由Vps24和Vps2融合蛋白(Vps24-Vps2)形成的双链螺旋纤丝的结构,分辨率为4.07A。在该结构中,呈伸展构象的Vps24-Vps2单体首先形成反向结合的二聚体,二聚体之间再错位结合形成一股螺旋,两股螺旋互相缠绕最终形成纤丝。该结构为理解ESCRT-Ⅲ丝状结构组装以及解聚过程提供了结构基础。 展开更多
关键词 转运必需内体分选复合物 ESCRT Vps24 Vps2 冷冻电镜结构
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人源谷氨酸转运蛋白EAAT2的结构研究
10
作者 夏凌云 张媛媛 +2 位作者 施仪 黄晶 周强 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期73-80,共8页
谷氨酸是脊椎动物神经系统中的主要兴奋性神经递质,它启动快速信号传递并涉及学习、记忆和突触可塑性。信号传递的最后一步也是至关重要的一步,是从突触间隙迅速清除释放的谷氨酸,以防止神经元的兴奋毒性,这主要是由兴奋性氨基酸转运体2... 谷氨酸是脊椎动物神经系统中的主要兴奋性神经递质,它启动快速信号传递并涉及学习、记忆和突触可塑性。信号传递的最后一步也是至关重要的一步,是从突触间隙迅速清除释放的谷氨酸,以防止神经元的兴奋毒性,这主要是由兴奋性氨基酸转运体2(EAAT2)完成的。这里描述了人类EAAT2向内开口的结构,包括具有开放HP2门的无配体构象,抑制剂阻断的开放构象以及激活剂结合的闭合构象。这些结构显示EAAT2向胞内转运神经递质后,抑制剂WAY-213613通过竞争底物结合位点,将其阻断在向内开口且HP2环开放的构象,抑制其反向转运过程。而激活剂GT949或许能加速这一过程。这些结构信息提供了配体位置和EAAT2活性调节机制的分子细节。总之,这些结构数据为研究EAAT结构-功能关系和设计新型治疗调节剂奠定了基础。 展开更多
关键词 谷氨酸转运蛋白 SLC1A2 神经退行性疾病 冷冻电镜结构
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冷冻电镜单颗粒技术解析生物大分子结构综述 被引量:9
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作者 张世超 欧阳燕 +1 位作者 刘善辉 朱莉 《生物学杂志》 CAS CSCD 2017年第3期74-77,共4页
冷冻电镜单颗粒技术是从20世纪80年代发展起来的结构生物学新技术,特别是最近几年,由于高分辨成像设备的应用以及图像处理方法的改进,该领域取得了革命性的技术突破,分辨率达到原子水平,迅速发展成为结构生物学新的主流研究技术,尤其适... 冷冻电镜单颗粒技术是从20世纪80年代发展起来的结构生物学新技术,特别是最近几年,由于高分辨成像设备的应用以及图像处理方法的改进,该领域取得了革命性的技术突破,分辨率达到原子水平,迅速发展成为结构生物学新的主流研究技术,尤其适合于研究生物大分子复合物的结构。简述了冷冻电镜单颗粒技术解析生物大分子结构的技术流程、最新技术进步以及未来发展方向。 展开更多
关键词 冷冻电镜 单颗粒 三维重构 蛋白质结构
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基于正弦高斯调制和样条插值的CTF校正模型 被引量:1
12
作者 王功明 张法 +2 位作者 樊莉亚 孙飞 刘志勇 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期808-814,共7页
在基于冷冻电镜的单颗粒三维重构过程中,衬度传递函数(contrast transfer function,CTF)校正是获取高分辨分子结构的关键操作.但传统CTF校正模型存在低频、高频阶段校正值过小、插值方法过于简单等问题,从而降低了重构精度.针对这两个问... 在基于冷冻电镜的单颗粒三维重构过程中,衬度传递函数(contrast transfer function,CTF)校正是获取高分辨分子结构的关键操作.但传统CTF校正模型存在低频、高频阶段校正值过小、插值方法过于简单等问题,从而降低了重构精度.针对这两个问题,提出了一种新的CTF校正模型.首先,在CTF曲线的低频、高频阶段分别进行正弦和高斯调制,改善了CTF曲线的形态;然后,采用3次样条插值计算非整数傅里叶半径处的CTF值,提高了数据获取的精度,进而提高了重构结果的分辨率.对HBV分子图像进行重构实验,结果表明,使用本模型可以得到更清晰的结构特征,其重构结果分辨率为7.8,高于传统CTF校正重构结果的分辨率8.06. 展开更多
关键词 冷冻电镜图像 CTF校正 正弦曲线 高斯函数 样条插值
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岩土材料中冰分布状态的冷冻电镜表征方法
13
作者 王子振 王晓康 +3 位作者 申凯翔 苏捷 赵志强 周卫东 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第2期8-12,114,共6页
为从微观角度定量描述冰在岩土材料中的分布特征,基于冷冻电镜技术提出了一种微观尺度的实验表征方法。针对不同冰饱和度人造岩芯样品的二次电子图像和能谱分析图,通过元素含量分布、升华前后图像对比确认了冰在岩土材料中的分布状态。... 为从微观角度定量描述冰在岩土材料中的分布特征,基于冷冻电镜技术提出了一种微观尺度的实验表征方法。针对不同冰饱和度人造岩芯样品的二次电子图像和能谱分析图,通过元素含量分布、升华前后图像对比确认了冰在岩土材料中的分布状态。随着冰饱和度的增加,骨架孔隙被冰填充、骨架颗粒表面被冰包裹区域增大,样品断面更密实平整,岩土骨架的堆积结构特征变弱。在背散射电子图像中,冰的图像比岩土骨架亮度低、灰度高,基于此构建了冰饱和度的数字图像计算方法。该方法计算的升华前冰饱和度与样品预制冰饱和度偏差小于5%,验证了其可靠性。 展开更多
关键词 岩土材料 冷冻电镜 冰分布状态 数字图像分析
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冷冻电镜技术在表观遗传学研究中的应用 被引量:3
14
作者 李承珉 周旻 +1 位作者 李晓敏 朱平 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1063-1072,共10页
染色质装配、修饰和重塑复合体,以及它们和核小体、染色质等一起形成的超大分子复合体的精细结构解析,对于在原子水平揭示表观遗传信息建立、维持和调控的分子机制至关重要.近年来,迅速发展的冷冻电镜三维重构技术对于解析这些多亚基、... 染色质装配、修饰和重塑复合体,以及它们和核小体、染色质等一起形成的超大分子复合体的精细结构解析,对于在原子水平揭示表观遗传信息建立、维持和调控的分子机制至关重要.近年来,迅速发展的冷冻电镜三维重构技术对于解析这些多亚基、大分子质量、柔性超大分子复合体的结构带来了很好的机遇.本文综述了冷冻电镜三维重构技术在表观遗传学相关的结构研究领域中的一些应用和进展. 展开更多
关键词 表观遗传调控 冷冻电镜 核小体 染色质
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单颗粒冷冻电镜技术在核糖体抗生素耐药机理研究中的应用 被引量:3
15
作者 王婧芬 华孝挺 +4 位作者 张小东 吴航军 张兴 俞云松 吴永平 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期550-555,共6页
抗生素是现代医学的基础,随着抗生素在临床上广泛长期应用,细菌的耐药性日益显著,已成为人类健康的威胁。核糖体负责翻译遗传信息合成细胞中的所有蛋白质,是抗生素的主要靶点之一。本文从显微结构层次对核糖体抗生素的耐药性机理进行了... 抗生素是现代医学的基础,随着抗生素在临床上广泛长期应用,细菌的耐药性日益显著,已成为人类健康的威胁。核糖体负责翻译遗传信息合成细胞中的所有蛋白质,是抗生素的主要靶点之一。本文从显微结构层次对核糖体抗生素的耐药性机理进行了总结,论述了核糖体基因突变,核糖体修饰及核糖体的保护机制导致细菌耐药性产生的分子机理,展望了未来冷冻电镜显微技术在揭示核糖体抗生素耐药性机理研究中的作用和前景。 展开更多
关键词 冷冻电镜 抗生素 细菌耐药性 核糖体 核糖体基因突变
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基于SIMD的并行傅里叶空间图像相似度计算 被引量:5
16
作者 郭渝洛 边浩东 +3 位作者 董润婷 唐嘉豪 王晓英 黄建强 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期247-253,共7页
在冷冻电镜三维重建计算模型中,傅里叶空间图像相似度算法被频繁调用,大量的计算开销导致模型整体运行速度变慢。针对该问题,提出一种基于SIMD的并行傅里叶空间图像相似度算法。通过手动负载均衡方式最大化CPU的线程使用率,添加AVX-512... 在冷冻电镜三维重建计算模型中,傅里叶空间图像相似度算法被频繁调用,大量的计算开销导致模型整体运行速度变慢。针对该问题,提出一种基于SIMD的并行傅里叶空间图像相似度算法。通过手动负载均衡方式最大化CPU的线程使用率,添加AVX-512指令集增强CPU矢量寄存器的作用,同时设计高效的数据结构提升内存访问效率。在Intel Xeon Platinum 9242平台上的实验结果表明,与原始的OpenMP并行模型相比,经该算法优化后的程序可获得平均5.132倍的加速比,并且具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 冷冻电镜 负载均衡 缓存 单指令多数据流矢量化 傅里叶空间 图像相似度计算 并行计算
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冷冻电镜表征锂电池中的辐照敏感材料 被引量:3
17
作者 翁素婷 刘泽鹏 +7 位作者 杨高靖 张思蒙 张啸 方遒 李叶晶 王兆翔 王雪锋 陈立泉 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期760-780,共21页
冷冻电镜(cryo-EM)是表征辐照敏感材料的有力工具,已经在生命科学领域得到了广泛的应用和认可,并在2017年获得了诺贝尔化学奖。同年,冷冻电镜首次被应用于观察金属锂的纳米结构,取得了一些前所未有的结果,从此也在电池领域备受关注和蓬... 冷冻电镜(cryo-EM)是表征辐照敏感材料的有力工具,已经在生命科学领域得到了广泛的应用和认可,并在2017年获得了诺贝尔化学奖。同年,冷冻电镜首次被应用于观察金属锂的纳米结构,取得了一些前所未有的结果,从此也在电池领域备受关注和蓬勃发展。冷冻或低温不仅可以有效地缓解高能电子束对样品造成的辐照损伤,而且可以大幅降低样品的反应活性,提高样品的稳定性。冷冻电镜可以为辐照敏感材料提供纳米甚至是原子尺度的微观结构信息。本文重点介绍了冷冻电镜在表征锂电池中辐照敏感材料的相关应用和成果,包括冷冻聚焦离子束-扫描电子显微镜(cryo-FIB-SEM)和冷冻透射电子显微镜(cryo-TEM),以便读者了解冷冻电镜在解析电池工作机理和指导材料结构设计等方面发挥的优势和作用。随后,展示了冷冻电镜在金属锂的沉积/溶解行为、固体电解质界面(SEI)膜的纳米结构、亲锂材料的储锂机理、全固态电池中固-固界面以及正极材料表面的固体电解质界面(CEI)膜等方面的应用与研究成果。最后,展望了冷冻电镜在未来的技术发展及其在电池领域的潜在应用与机遇。冷冻电镜技术的发展将有助于解析电池材料与界面结构,了解电池运行和失效机制,从而促进高比能和高安全性电池的发展。 展开更多
关键词 冷冻电镜(cryo-em) 冷冻聚焦离子束-扫描电子显微镜(cryo-FIB-Sem) 冷冻透射电子显微镜(cryo-Tem) 金属锂电池 固体电解质界面(SEI)膜 正极电解质界面(CEI)膜
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瞬时受体电位通道的结构研究进展 被引量:12
18
作者 师迪婧 王克威 《生理科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期401-409,共9页
瞬时受体电位(transient receptor potential,TRP)通道是一类由多个成员构成的非选择性阳离子通道大家族,在机体感受外界环境变化和多种刺激中发挥重要的作用。过去的10年间,TRP通道的结构生物学研究取得了重大的进展。到目前为止,共有5... 瞬时受体电位(transient receptor potential,TRP)通道是一类由多个成员构成的非选择性阳离子通道大家族,在机体感受外界环境变化和多种刺激中发挥重要的作用。过去的10年间,TRP通道的结构生物学研究取得了重大的进展。到目前为止,共有5个TRP通道的全长结构和11个胞内段的结构得到了解析。这些结构的解析加深了我们对TRP通道的门控、组装和调节等机制的理解。本文对这些TRP通道的结构进行综述并针对近两年取得的进展做重点的介绍。 展开更多
关键词 TRP通道 TRPV 晶体结构 核磁共振 低温电镜
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冷冻电镜技术在分子植物学研究中的应用 被引量:1
19
作者 殷国良 孙文浩 +1 位作者 庞效云 孙飞 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期15-32,共18页
植物体的各项生理活动依赖于分子水平上多种植物蛋白质/蛋白质复合体的相互作用和动态变化,了解这些蛋白质/蛋白质复合体的结构和功能对于研究相关植物生理活动的分子机理至关重要。得益于最近的技术进步——包括直接电子探测器的发展... 植物体的各项生理活动依赖于分子水平上多种植物蛋白质/蛋白质复合体的相互作用和动态变化,了解这些蛋白质/蛋白质复合体的结构和功能对于研究相关植物生理活动的分子机理至关重要。得益于最近的技术进步——包括直接电子探测器的发展和先进的图像处理算法,冷冻电镜技术已经逐步发展成为研究蛋白质/蛋白质复合体的重要技术手段,这也为深入理解植物生理活动分子机理提供了结构生物学研究利器。目前,冷冻电镜技术在分子植物学研究领域的应用仍处于早期,对于一些重要蛋白质复合体的结构功能研究还不够深入。本文在对冷冻电镜技术发展历史进行简要回顾的基础上,对近年来人们利用冷冻电镜技术在植物光合作用、胁迫响应等方面进行的分子机理研究进行了梳理,旨在为加强分子植物学和冷冻电镜技术两个研究领域的合作提供有益参考。 展开更多
关键词 冷冻电镜 分子植物学 光合作用 胁迫响应
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核糖体50S亚基⁃HflX复合物的冷冻电镜结构揭示了大肠杆菌对氯霉素的耐药新机制 被引量:1
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作者 吴大木 戴余浩 +1 位作者 马成英 高宁 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期449-459,共11页
细菌HflX是一种保守的GTP酶,它与核糖体结合,参与应激条件下累积的停滞核糖体复合物的拆分。本研究利用冷冻电镜技术解析了大肠杆菌(E.coli)50S核糖体亚基与HflX复合物的高分辨率结构。该结构揭示了HflX和核糖体RNA(rRNA)之间特异的相... 细菌HflX是一种保守的GTP酶,它与核糖体结合,参与应激条件下累积的停滞核糖体复合物的拆分。本研究利用冷冻电镜技术解析了大肠杆菌(E.coli)50S核糖体亚基与HflX复合物的高分辨率结构。该结构揭示了HflX和核糖体RNA(rRNA)之间特异的相互作用,特别是HflX的N端结构域的插入肽基转移酶中心(Peptidyl transferase center,PTC),并与PTC周围的残基间有直接的相互作用。HflX的N端结构域内的一段loop(N⁃loop)与靶向于50S亚基PTC的抗生素,如氯霉素(Chloramphenicol,CHL)等的结合位点存在空间位阻。分子遗传学和生物化学的结果显示,删除hflX会导致细胞对氯霉素处理的高敏感性。本研究表明,HflX是一种细菌中普遍存在的应激响应因子,可以介导PTC靶向的抗生素的耐药。 展开更多
关键词 HflX 抗生素抵抗 冷冻电镜 核糖体
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