生物學體結晶學小分子結構技術的應用-生物顯微鏡
在生物學體系里,晶胞可能擁有內部的對稱性,不止一個的蛋白質
分子通過對稱軸或對稱面與其他分子發生聯系。一系列的對稱操作使下
個晶胞內的原子發生相配,并且包含了諸如平面內平移、繞軸旋轉、反
射(像在鏡子里)、同步旋轉和倒置?諉柣鶊F被認為可以用來定義特殊
晶體排列的對稱操作,通過230個由國際結晶學協會發表的已經被確認
的空間基團,在大多數的排列中(而非全部)發現了晶體。
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
作用的結果。所以,鐵、銅等金屬原子和硫等原子對散射X射線非常敏
感,而較小的原子如質子對散射X射線就不敏感。X射線衍射實驗的較終
結果并不是一個原子圖,而是一個分子中電子的分布圖,它是一個電子
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原子定位的很好的近似圖。
X射線對單分子的衍射可能包含僅僅一個或一小部分電子密度中心
,這個使測量和從環境干擾中分辨比較困難。晶體的一個優點就是巨大
數目的分子都朝向同一個方向。排序的影響就是增強了散射信號(反射)
的強度。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。
結晶學者們在研究小分子結構時,很容易關于分子構象做一些“猜
想”。通過為這些“猜想”計算衍射圖來對比實驗結果和理論結果。如
果猜想中原子的定位大概是正確的,那么計算出的相位就幾乎是正確的
,而且把觀察到的振幅和計算出的相位結合起來,我們就可以計算出有
用的電子密度圖。在這個經驗式中,我們有可能成功地重新定義模型,
直至得到滿意的結構。這些直接的方法對小分子晶體結構非常合適,不
過卻不適用于蛋白質。