蛋白质长什么样？我们可能已经在课本上看到过太多描绘它们空间结构的插图了。但是，这些插图都是示意图，在此之前，人们还没有通过什么方法直接拍摄过单个蛋白质的结构。不过现在，真正的蛋白质“单人照”已经问世了，它就是下面这个样子：
图片来自：Jean-Nicolas Longchamp of the University of Zurich, Switzerland
这是苏黎世大学一组研究者的最新成果，相关论文已经在论文预印本网站arXiv上公布。他们把蛋白质分子固定在一层石墨烯上，在电子全息显微镜（electron holographic microscope）下得到了这样的图像。
以往的显微成像技术很难直接研究单个蛋白质，因为在成像过程中蛋白质的结构会遭到破坏。研究蛋白质等生物大分子的空间结构，一般要依靠X射线衍射，但这种技术也有一些缺点，例如它必须要先让蛋白质形成结晶，而且也不能直观地看到分子结构。而这一次，研究者们选择了低能量的电子束来给蛋白质“拍照”，这样就避免了蛋白质结构的破坏。
不过，电子的能量低了，也意味着它们的穿透力变弱，这时候，就需要选择更薄、更容易透过电子的载体来固定蛋白质分子了。就像在光学显微镜下使用透明的玻璃片那样，研究者们选择了对电子足够“透明”的石墨烯单层来承载蛋白质分子。在特高真空的环境下，蛋白质分子被固定到非常洁净的石墨烯表面进行拍摄，通过电子产生的干涉条纹，我们就得到了蛋白质结构的直观图像。
成像示意图。图片来自原论文
研究者们对几种不同的常见蛋白质进行了测试，结果发现，通过新技术得到的“蛋白质照片”和此前人们通过传统方法确定的蛋白质空间结构表现一致，由此可见，这种成像技术的结果是准确的。
蛋白质的“单人照”和已知的空间结构一致。从左至右分别为：血红蛋白、牛血清白蛋白、细胞色素C。图片来自：Jean-Nicolas Longchamp of the University of Zurich, Switzerland
接下来，研究团队计划用这种新技术对以往难以确定结构的蛋白质进行研究。他们希望，这种新技术将可以应用于医疗，尤其是用在那些与蛋白质空间结构出错有关的疾病上。（编辑：窗敲雨）
参考资料：
- Jean-Nicolas Longchamp, Stephan Rauschenbach, Sabine Abb et al. How to image a single protein. arXiv:1512.08958 [physics.bio-ph]
- First ever pictures of single proteins thanks to graphene sheet