研究團隊利用X射線激光器觀測超快分子動態(tài)
威斯康星大學Milwaukee分校的研究團隊,用X射線激光器以慢動作的形式展示了一個光敏性生物分子的快速動態(tài)!叭藗兡軌蛟谶@一技術(shù)的基礎(chǔ)上,以原子水平的空間分辨率和超快的時間分辨率制作納米世界的電影,”領(lǐng)導這項研究的MariusSchmidt教授說。 研究人員將PYP蛋白(photoactiveyellowprotein)作為模式系統(tǒng),PYP是一種藍光感受蛋白,在特定細菌的光合作用中起作用。PYP蛋白捕獲藍光光子之后,會經(jīng)過一系列中間結(jié)構(gòu)獲得光子的能量,然后再回到初始狀態(tài)。PYP光循環(huán)的絕大多數(shù)步驟已經(jīng)被人們研究過了,是驗證新方法的理想模型。 為了獲得PYP的動態(tài)快照,研究人員制造了微小的PYP晶體,這些晶體的直徑大多小于0.01毫米。他們在LCLS(目前最強的X射線激光器)系統(tǒng)中噴射這些微晶體,并用精確同步的藍光脈沖啟動它們的光循環(huán)。LCLS生成了極短極密集的X射線快照,捕捉到了PYP在光循環(huán)不同階段的形態(tài)改變,分辨率達到了前所未有的0.16納米。隨后研究人員將自己獲得的快照組成視頻,展示了慢動作的PYP光循環(huán)。 這項研究再現(xiàn)了PYP光循環(huán)的所有已知過程,驗證了這個新技術(shù)的可靠性,同時還揭示了PYP光循環(huán)的更多細節(jié)。這一技術(shù)的時間分辨率非常高,能揭示不到1皮秒的分子活動,這是以前無法想像的。 |