西伯利亞環形光子源共享中心(SKIF)的科學家攜手莫斯科物理技術學院(MIPT)及其他機構同事，共同開展別洛克(Belok)站二期項目。該項目旨在運用前沿方法測定蛋白質等大分子晶體結構，助力解決結構生物學、制藥和生物技術領域的難題。

照片：Anna Plis

該裝置設備具備研究微米級晶體的能力，能以原子分辨率“觀察”生化反應中大分子復合物空間結構的變化。計劃實施的實驗技術中，很大一部分僅第四代及以上同步加速器源才具備。此項目將在第十二屆“Technoprom-2025”國際技術發展論壇上提交專家討論與審批。

SKIF同步加速器研究部高級研究員謝爾蓋·阿爾希波夫博士稱，該站可測定復雜研究對象結構，如膜蛋白、大分子復合物、蛋白質 - 配體復合物以及抗原 - 抗體復合物等。這些物質在多種生化過程中作用重大，是研發抗腫瘤、病毒等多種疾病藥物的潛在目標。光系統生物聚合物晶體、毒蛇毒素等眾多生物聚合物，也是該站有望研究的對象。

預計2 - 2號“蛋白質”實驗站將補充并拓展1 - 2號“結構診斷”實驗站功能。它將利用低溫和室溫下的X射線結構分析技術，對蛋白質晶體進行自動化高速研究，開展微焦點實驗研究微米級晶體，確定大分子空間結構動態變化。在高亮度、最小光束尺寸等關鍵參數上，該實驗站將超越現有世界同類站。這些實驗有助于解決學術界和制藥行業難題，加快藥物化合物研發和抗體研制。

2 - 2號站將為各類大分子及其片段提供結構研究機會，如視紫紅質。科學家將其嵌入神經細胞膜，利用光脈沖刺激或抑制神經元活動，識別多種病癥機制，為恢復視力等開辟治療途徑。設計特定工具蛋白需其精確空間結構，而該站可為此提供支持。

科學家還能借此獲得實驗數據，解密蛋白質 - 核酸復合物三維結構，創建核糖體模型和新一代抗生素;研究GPCR類膜蛋白結構轉變動力學，其為多種疾病潛在靶點;確定蛋白質復合物晶體結構，加速治療性抗體工程化。特別是對抗原 - 抗體復合物詳細研究，可加速開發并提高治療性單克隆抗體藥物有效性。

潛在藥理學成分還包括蛇類毒液中的心臟毒素，這些蛋白質是抗癌藥物來源。但此類生物聚合物數量少，確定結構難度大，微焦點同步加速器對此類研究至關重要，該裝置將在2 - 2號站實施。

除藥物設計外，蛋白質分子結構研究在“綠色”化學等領域也作用顯著。實驗可追蹤光合作用中光能轉化過程，為生態能源創造開辟道路;對極端條件下生物體酶結構研究，有助于修飾蛋白質，推動生物催化劑研發。

莫斯科物理技術學院膜蛋白高級研究實驗室主任、物理學和數學博士瓦倫丁·博爾舍夫斯基表示，該站開發理念體現同步加速器大分子晶體學領域前沿方法，充分利用SKIF儲存環優勢。它采用第四代以上同步加速器產生的輻射束操作，光學系統元件少，能形成亮度創紀錄、焦距小的光束且保持高穩定性，將創建世界獨一無二的設施，兼具卓越性能和非凡靈活性，滿足現代需求并開辟未來研究機會。