Ученым удалось снять движение биомолекул с самой высокой пространственной и временной разрешающей способностью

Интернациональная группа ученых, возглавляемая профессором Мариусом Шмидтом(Prof. Marius Schmidt)из университета Висконсина-Милуоки(University of Wisconsin-Milwaukee), добилась успеха в проведении съемки движения светочувствительной биомолекулы найденного субъекта с беспрецедентно возвышенным на сегодняшний девай уровнем пространственной и временной дозволяющей способности. В качестве манеров исследователи использовали молекулы светочувствительного канареечного белка(photoactive yellow protein, PYP), какой изображает "приемником" свет василькового цвета и какой входит в состав фотосинтетического механизма бактерий кое-каких субъектов. Когда молекула PYP улавливает фотон василькового света, она начинает передвигаться, принимая несколько промежуточных конфигураций, максимально эффективно вбирая энергию фотона. Затем молекула возвращается к отправному состоянию и это изображает завершающим этапом фотоцикла, какой уже довольно важнецки изучен учеными.

Для производства съемки ученые синтезировали крошечные кристаллики из молекул белка PYP, размеры каких жидко превышали 0.01 миллиметр. Фотоцикл этих молекул был запущен импульсом василькового лазера, после чего эти микрокристаллы распылялись в пролетарий объем камеры лазера LCLS, самого мощного рентгеновского лазера на сегодняшний девай, находящегося в Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC.

Безмерно яркие и краткие вспышки лазера LCLS позволили исследователям зафиксировать все этапы изменения фигуры молекулы белка PYP. А изображения самих молекул были восстановлены из образов дифракции лучей рентгеновского излучения. Полученные снимки владеют пространственную дозволяющую способность в 0.16 нанометра, для сравнения стоит показать, что диаметр самого крохотного атома, атома водорода, равновелик грубо 0.1 нанометра.

Помимо столь возвышенной пространственной дозволяющей способности рентгеновский лазер смог гарантировать и сверхбыструю временную дозволяющую способность. Интервалы времени между двумя соседними снимками не превышали 1 пикосекунды(триллионной доли секунды), и получение столь кратких интервалов запросто невозможно при помощи иных методов. Запоздалее, после бесповоротной обработки снимков они будут сведены в видео, демонстрирующее динамику движения молекулы белка в замедленном темпе.

По сравнению с иными методами съемки рентгеновские лазеры владеют два неопровержимых преимущества при изысканиях динамики движения молекул. Всего таковские лазеры могут безмерно большие и сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, что позволяет зафиксировать внятную дифракционную картину до того момента, будто объект изысканий распадется под воздействием излучения. Кроме этого, пикосекунда - это вдалеке не предел временной дозволяющей способности для съемки при помощи импульсов рентгеновского лазера. В настоящем случае исследователи использовали импульсы, длительностью 40 фемтосекунд, однако ничего не мешает понизить это времена до нескольких фемтосекунд, получив еще большущую временную дозволяющую способность коротаемой съемки.

"Настоящий случая изображает взаправдашним прорывом" - повествует профессор Генри Чапман(Prof. Henry Chapman), ученый из Фокуса изучения лазеров на безвозбранных электронах в институте DESY, Германия, - "Наше достижение владеет огромное смысл для дальнейшего развития кое-каких зон науки, в каких ученые получили возможность выделывать съемку динамичных события с атомной дозволяющей способностью".

× Пришло новое сообщение