【摘要】 在这篇综述中，我们讨论了从冷冻电镜图像重建到原子模型的实践工作流程。

随着许多新颖的生物结构被阐明，单颗粒冷冻电镜作为一种结构测定方法的生产力迅速提高。冷冻电镜实验的最终结果是一个原子模型，它应该忠实地代表计算图像重建。尽管原子模型构建和图细化的主要方法类似于 X 射线晶体学方法，但由于 3D 图像重建产生的独特属性，存在重要差异。在这篇综述中，我们讨论了从冷冻电镜图像重建到原子模型的实践工作流程。概述[1]了 (i) 冷冻电镜中的分辨率确定方法，包括局部和方向分辨率变化，(ii) 冷冻电镜图对比度优化，包括有助于识别模糊密度特征的互补图类型，(iii) 原子模型构建和 (iv) 各种分辨率方案的细化，包括 (v) 验证和 (vi) 讨论之间的差异X 射线和冷冻电镜图。基于最初为 X 射线晶体学开发的方法，从 3D 图像重建到原子坐标的路径已成为常规提供原子模型的冷冻电镜结构测定工作流程中不可或缺的重要部分。对于冷冻电镜结构的最终深入分析，原子模型提供了化学解释蛋白质或核酸功能的基础。非结构生物学家经常利用这些模型将他们自己的工作置于背景中，并从分子结构中推断出新的假设。由于冷冻电镜结构往往由大分子复合物确定，因此通常需要建模大量原子。因此，这些结构的模型构建是劳动密集型的，并且通常仍然需要构建蛋白质结构的复杂专业知识。最终的 PDB/mmCIF 沉积包含非常高精度的原子 3D 坐标（Westbrook 和 Fitzgerald，2005)，包括不同原子类型、键长、立体化学和侧链旋转异构体的 sub-Å 位置。因此，只有通过结合参考键长和键角参数的先验知识，才能将具有亚原子精度的模型构建为通常观察到的分辨率为 3-4 Å 的图。

[1]P.V. Afonine, B.P. Klaholz, N.W. Moriarty, B.K. Poon, O.V. Sobolev, T.C. Terwilliger, P.D. Adams, A. Urzhumtsev New tools for the analysis and validation of cryo-EM maps and atomic models Acta Crystallogr. Sect. Struct. Biol., 74 (2018), pp. 814-840.

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