冷冻电镜(Cryo-EM)能斩获诺贝尔奖在业内并不算意外。只不过,2017年度诺贝尔化学奖公布之后,有评论称再次联想到这一奖项的俗名“诺贝尔理综奖”,奖项背后的获得者均有生物物理学背景,影响最大的领域目前则在生物学。
生命活动的关键密码在于核酸和蛋白质,核酸因携带遗传物质备受科研界关注,而蛋白质作为生命活动的主要执行者,其结构解析在1960年代崛起。X射线晶体学成像、核磁共振在此前的近80年时间里是生物分子模型的两大主要获得手段。
X射线晶体学是最早用于结构解析的实验方法之一。其中关键步骤之一即是,为获得可供X射线衍射的单晶,需要将纯化后的生物样品进行晶体生长。现实情况却是,目前很多复杂的大分子物质难以获得晶体。
而核磁共振能解析在溶液状态下的蛋白质结构,因此被认为比晶体结构更能够描述生物大分子在细胞内的真实结构,并且能获得氢原子的结构位置。缺点则在于蛋白质在溶液中往往结构不稳定而难得获取稳定的信号。