位于德国汉堡附近舍内费尔德的大型科研装置欧洲XFEL，近期帮助研究人员深入观察了高浓度溶液中蛋白质的微观运动。这项关于蛋白质动态行为的研究成果，已发表于《自然通讯》期刊。

在生物细胞内，蛋白质通常处于高度密集的环境。理解其在这种受限条件下的运动方式，对基础生物学及纳米医学应用具有重要意义。一个由斯德哥尔摩大学科学家领导的国际团队，利用欧洲XFEL的X射线激光，对广泛存在于生物体内的储铁蛋白——铁蛋白进行了细致研究。

实验采用了名为兆赫兹X射线光子相关光谱的新技术。欧洲XFEL材料成像与动力学仪器科学家约翰内斯·默勒解释道：“借助欧洲XFEL产生的极快X射线闪光，我们能够在百万分之一秒内测量蛋白质的运动。” 该技术能以极高时间分辨率追踪微观运动。

研究发现，在高浓度条件下，铁蛋白分子的运动并非均匀扩散，而是呈现出一种“笼状”受限模式：分子被周围其他蛋白质短暂包围限制，随后才发生位移。研究负责人安妮塔·吉雷利表示：“蛋白质的运动速度并非简单地减慢，而是以一种异常受限的复杂方式进行。” 另一位负责人菲沃斯·佩拉基斯指出：“这些发现不仅对基础研究具有重要意义，还有助于开发新的生物医学应用。”

铁蛋白在药物递送、医学成像等领域具有应用潜力，其扩散特性直接影响相关技术的效能。此次对蛋白质动态行为的精确观测，为了解其在密集环境中的实际功能提供了新视角。吉雷利总结道：“借助欧洲XFEL，我们能够比以往任何时候都更精确地追踪蛋白质的集体运动。”

此项研究是欧洲XFEL相关仪器长期合作项目的一部分，参与机构包括德国多所大学及研究机构。

更多信息： Anita Girelli 等人，《相干 X 射线揭示拥挤蛋白质溶液中的异常分子扩散和笼效应》，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》