$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
يمكن أن يحقق الحيود الإلكتروني من خلال بلورات 2D أو صفائف حلية من البروتينات دقة دون نانومتر في الحالات المواتية1و2و3. من أهمية خاصة هي إعادة تشكيلها صفائف البروتين غشاء 2D أو بلورات في بيئاتها شبه الأصلية1. ولأن الكريستال يعمل كمضخم إشارة يعزز شدة العوامل الهيكلية على ترددات مكانية محددة، فإن علم البلورات الإلكترونية يسمح بالتحقيق في هدف بحجم أصغر بدقات عالية، مثل الجزيئات الصغيرة، من تلك الخاصة بالتبريد-EM أحادي الجسيمات. يمكن أن ينتشر شعاع الإلكترون من خلال مجموعة بروتينات 2D مرتبة ، مما يولد نمطا للانعراج أو صورة شعرية اعتمادا على مكان تسجيل مستوى الصورة على الكاشف4. ويمكن بعد ذلك استخراج الكثافات المنتشرة ومعالجتها لإعادة بناء هيكل إسقاط 2D من الكريستال. الإلكترونات لديها أكبر تشتت المقطع العرضي من الأشعة السينية وتشتتها يتبع في الغالب نموذج رذرفورد على أساس التفاعل كولومب بين الإلكترونات والذرات المشحونة في جزيء5. سمك بلورات الغشاء ثنائي الأبعاد عادة ما تكون أقل من 100 نانومتر، ومناسبة لانتقال الإلكترون دون التشتت الديناميكي الذي يحدث داخل العينة6. وقد ثبت أن الدراسات البلورية الإلكترونية أداة قوية للتحقيق في المعلومات الهيكلية عالية الدقة من بروتينات الأغشية والتفاعلات البروتين الدهني7،8،9،10،11،12،13،14،15،16،17.
و monolayer الدهون هي طبقة واحدة من الدهون تتكون من فوسفوليبيدات معبأة بكثافة في واجهة الهواء والماء6، والتي يمكن أن تساعد في تشكيل صفيف 2D للبروتينات القابلة للذوبان أو بروتينات الغشاء المحيطي18. اعتمادا على كثافة الدهون وضغطها الجانبي ، يمكن أن تشكل جزيئات الدهون صفيفا ثنائي الأبعاد مرتبا على واجهة الهواء والماء مع سلاسل أسيل الممتدة إلى الهواء ومجموعات الرأس الهيدروفيلية المكشوفة في المحلول المائي1و6و19. يمكن أن تتفاعل المجموعة الرأسية الدهنية مع البروتينات عن طريق التفاعل الكهروستاتيكي أو يمكن تعديلها لتوفير علامة تقارب لربط مجال بروتين معين. على سبيل المثال، وDINGS-NTA-Ni (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-[N-(5-amino-1-carboxypentyl)iminodiacetic acid)succinyl]2- Ni 2+) غالبا ما يستخدم في تشكيل أحادي الطبقة الدهنية لربط البروتينات مع علامة البولي هيستيدين20،21،22. أيضا ، يمكن للسموم الكوليرا B ربط pentasaccharide معينة من gm1 ganglioside في monolayer الدهون للدراسات الهيكلية23،24. من خلال ترسيخ البروتينات على مجموعات الرأس الدهنية ، يمكن أن تساعد الطبقة الأحادية الدهنية في تكوين الصفائف 2D الرقيقة للدراسات البلورية الإلكترونية عالية الدقة. وقد استخدمت تقنية monolayer الدهون في علم البلورات الإلكترونية للدراسات الهيكلية للبروتينات، مثل streptavidin2،25، annexin V26، الكوليرا السم27، E. coli gyrase B subunit28، E. coli RNA polymerase25،29،30، carboxysome قذيفة البروتينات31 والبروتينات capsid من فيروس نقص المناعة البشرية -1 32 ومولوني مورين فيروس سرطان الدم 33.نظرا للاستقرار والخصائص الكيميائية للدهون monolayer، وقد تم استكشاف تطبيقات مختلفة لإعداد عينة للتصوير cryo-EM34. ومع ذلك، سوف تكون هناك حاجة إلى التحسين لتشكيل صفيف البروتين.
هنا، ونحن نقدم تفاصيل مستفيضة عن الإعداد العام من monolayers الدهون للتصوير cryo-EM وبعض الاعتبارات التي يمكن أن تؤثر على نوعية monolayers شكلت.