西伯利亚环形光子源共享中心(SKIF)的科学家携手莫斯科物理技术学院(MIPT)及其他机构同事，共同开展别洛克(Belok)站二期项目。该项目旨在运用前沿方法测定蛋白质等大分子晶体结构，助力解决结构生物学、制药和生物技术领域的难题。
照片：Anna Plis
该装置设备具备研究微米级晶体的能力，能以原子分辨率“观察”生化反应中大分子复合物空间结构的变化。计划实施的实验技术中，很大一部分仅第四代及以上同步加速器源才具备。此项目将在第十二届“Technoprom-2025”国际技术发展论坛上提交专家讨论与审批。
SKIF同步加速器研究部高级研究员谢尔盖·阿尔希波夫博士称，该站可测定复杂研究对象结构，如膜蛋白、大分子复合物、蛋白质 - 配体复合物以及抗原 - 抗体复合物等。这些物质在多种生化过程中作用重大，是研发抗肿瘤、病毒等多种疾病药物的潜在目标。光系统生物聚合物晶体、毒蛇毒素等众多生物聚合物，也是该站有望研究的对象。
预计2 - 2号“蛋白质”实验站将补充并拓展1 - 2号“结构诊断”实验站功能。它将利用低温和室温下的X射线结构分析技术，对蛋白质晶体进行自动化高速研究，开展微焦点实验研究微米级晶体，确定大分子空间结构动态变化。在高亮度、最小光束尺寸等关键参数上，该实验站将超越现有世界同类站。这些实验有助于解决学术界和制药行业难题，加快药物化合物研发和抗体研制。
2 - 2号站将为各类大分子及其片段提供结构研究机会，如视紫红质。科学家将其嵌入神经细胞膜，利用光脉冲刺激或抑制神经元活动，识别多种病症机制，为恢复视力等开辟治疗途径。设计特定工具蛋白需其精确空间结构，而该站可为此提供支持。
科学家还能借此获得实验数据，解密蛋白质 - 核酸复合物三维结构，创建核糖体模型和新一代抗生素;研究GPCR类膜蛋白结构转变动力学，其为多种疾病潜在靶点;确定蛋白质复合物晶体结构，加速治疗性抗体工程化。特别是对抗原 - 抗体复合物详细研究，可加速开发并提高治疗性单克隆抗体药物有效性。
潜在药理学成分还包括蛇类毒液中的心脏毒素，这些蛋白质是抗癌药物来源。但此类生物聚合物数量少，确定结构难度大，微焦点同步加速器对此类研究至关重要，该装置将在2 - 2号站实施。
除药物设计外，蛋白质分子结构研究在“绿色”化学等领域也作用显著。实验可追踪光合作用中光能转化过程，为生态能源创造开辟道路;对极端条件下生物体酶结构研究，有助于修饰蛋白质，推动生物催化剂研发。
莫斯科物理技术学院膜蛋白高级研究实验室主任、物理学和数学博士瓦伦丁·博尔舍夫斯基表示，该站开发理念体现同步加速器大分子晶体学领域前沿方法，充分利用SKIF储存环优势。它采用第四代以上同步加速器产生的辐射束操作，光学系统元件少，能形成亮度创纪录、焦距小的光束且保持高稳定性，将创建世界独一无二的设施，兼具卓越性能和非凡灵活性，满足现代需求并开辟未来研究机会。
