主题：【分享】推断生物分子原子结构有了新法 美用直线加速器相干光源开辟生物学新型研究方式

    中国科技网讯 据物理学家组织网5月31日报道，美国SLAC国家加速器实验室的国际科研团队已证实，其下属的强大X射线激光器能够借助相干X射线衍射成像等技术，破译生物分子的原子结构，并开辟生物学领域关键的新型研究方式。相关报告发表在本周出版的《科学》杂志上。

    研究团队使用了SLAC的直线加速器相干光源（LCLS）来获得关于结晶的生物分子的超高分辨率视图，其中包括在蛋清中发现的名为溶解酵素的小分子蛋白等。这是基于全新相干X射线成像（CXI）设备完成的首次实验，除了分子摄像机，适配于CXI的新型像素阵列探测器（CSPAD）也是研究的关键。

    数十年来，科学家通过借助X射线照射结晶样本，重建了生物分子和蛋白质的形状，以研究它们将如何散射照射的光线。而此次是首个借助超短、超亮X射线激光脉冲对微晶体进行的瞬间成像实验，其分辨率更高，也允许科学家使用更小的晶体，并使他们能以前所未有的方式观察分子动态。

    首先，科学家可通过进样器将单个生物分子传送至LCLS，并使LCLS脉冲抵达CXI所在地。随后，在生物分子被激光束击中损毁之前，令散射的X射线与探测器“会合”，使得完好的生物分子衍射图样能被记录下来，存储在计算机之中。由于每张图样都是随机定向，科研人员之后可按分子的定向为其分类，聚合成完整的三维图案。科研人员表示，他们能够以极高的分辨率可视化生物分子结构，而借助相位复原技术，可通过衍射强度推断出分子的三维原子结构，推测出单个原子的位置等。

    而研究团队之所以选择溶解酵素作为研究的首个样本，是因为它很容易结晶，前人也对其进行了广泛的研究。实验结果显示，观测到的溶解酵素与已知的结构一致，并未显示出辐射损伤的明显特征。虽然激光脉冲最终完全破坏了样本，但却可在其被毁坏前观察衍射图样的细节，并对生物样本进行测量。

    研究团队称，利用LCLS最终可实现对于复杂生物系统的原子或分子级别的解析，例如对驱动光合作用的膜蛋白的细胞功能及机制的剖析等。这将掀起多个科学领域的发现大潮，如在制药学领域获得突破或找到新型的可替代能源等。（张巍巍）

    《科技日报》（2012-6-2 二版）