生物學(xué)體結(jié)晶學(xué)小分子結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用-生物顯微鏡

在生物學(xué)體系里，晶胞可能擁有內(nèi)部的對(duì)稱性，不止一個(gè)的蛋白質(zhì)
分子通過對(duì)稱軸或?qū)ΨQ面與其他分子發(fā)生聯(lián)系。一系列的對(duì)稱操作使下
個(gè)晶胞內(nèi)的原子發(fā)生相配，并且包含了諸如平面內(nèi)平移、繞軸旋轉(zhuǎn)、反
射(像在鏡子里)、同步旋轉(zhuǎn)和倒置?？諉柣鶊F(tuán)被認(rèn)為可以用來定義特殊
晶體排列的對(duì)稱操作，通過230個(gè)由國(guó)際結(jié)晶學(xué)協(xié)會(huì)發(fā)表的已經(jīng)被確認(rèn)
的空間基團(tuán)，在大多數(shù)的排列中(而非全部)發(fā)現(xiàn)了晶體。

散射取決于晶格的特性，是入射X射線和晶體中原子電子之間相互
作用的結(jié)果。所以，鐵、銅等金屬原子和硫等原子對(duì)散射X射線非常敏
感，而較小的原子如質(zhì)子對(duì)散射X射線就不敏感。X射線衍射實(shí)驗(yàn)的最終
結(jié)果并不是一個(gè)原子圖，而是一個(gè)分子中電子的分布圖，它是一個(gè)電子
密度圖。盡管如此，由于電子很緊密地分布在原子核子
周圍，所以電子密度圖是分子內(nèi)原子定位的很好的近似圖。

X射線對(duì)單分子的衍射可能包含僅僅一個(gè)或一小部分電子密度中心
，這個(gè)使測(cè)量和從環(huán)境干擾中分辨比較困難。晶體的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是巨大
數(shù)目的分子都朝向同一個(gè)方向。排序的影響就是增強(qiáng)了散射信號(hào)(反射)
的強(qiáng)度。位相散射的條件可以看做是那些穿過晶體中被收集的來自或離
開原子平面上的X射線的反射。

結(jié)晶學(xué)者們?cè)谘芯啃》肿咏Y(jié)構(gòu)時(shí)，很容易關(guān)于分子構(gòu)象做一些“猜
想”。通過為這些“猜想”計(jì)算衍射圖來對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果。如
果猜想中原子的定位大概是正確的，那么計(jì)算出的相位就幾乎是正確的
，而且把觀察到的振幅和計(jì)算出的相位結(jié)合起來，我們就可以計(jì)算出有
用的電子密度圖。在這個(gè)經(jīng)驗(yàn)式中，我們有可能成功地重新定義模型，
直至得到滿意的結(jié)構(gòu)。這些直接的方法對(duì)小分子晶體結(jié)構(gòu)非常合適，不
過卻不適用于蛋白質(zhì)。

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