第五章节X射线晶体衍射技术幻灯片
30页1、X射线晶体衍射技术,在蛋白质晶体结构测定中的应用,X-射线衍射法是测定蛋白质晶体结构的极其重要方法。揭示分子结构与功能的科学。 目前还没有一种工具能够用它直接观察到蛋白质内部的原子和基团的排列。虽然电子显微镜接近于看到大分子的轮廓。但是仍然仅限于揭露分子的大小、形状、对称性和聚集状态等。通过X-射线衍射法(X-ray diffraction method)可间接地研究蛋白质晶体的空间结构。,发展历史,1895年,伦琴(Rontgen)发现了X-ray; 1913年布拉格父子用X射线衍射法对氯化钠、氯化钾晶体进行了测定,指出晶体衍射图可以确定晶体内部的原子(或分子)间的距离和排列。因此获诺贝尔奖。 1951年,加利福尼亚理工学院的泡令和科里提出,-构型的多肽链呈螺旋形,通过X射线确定,组成蛋白质的都是L-型氨基酸。 1953年克里克、沃森在X射线衍射资料的基础上,提出了DNA三维结构的模型。获1962年生理或医学诺贝尔奖。 1959年佩鲁茨和肯德鲁对血红蛋白和肌血蛋白进行结构分析,解决了三维空间结构,获1962年诺贝尔化学奖. 1959年有机化学家豪普特曼和卡尔勒建立了测定晶体结构的纯数
2、学理论,特别在研究生物大分子如激素、抗生素、蛋白质及新型药物分子结构方面起到了重要作用。因此获1985年化学奖。,X射线衍射技术在蛋白质结构研究方面起到了推动作用,X-射线结构分析基本原理,X-射线是波长很短的电磁波,约0.1-100。 结构分析用的是单色X-射线,其波长在1数量级,相当于分子中原子之间的距离。 用于结构分析用的仪器是X-射线仪。由X-射线管、滤波器、高压系统(30-50KV)、真空系统(10-4-10-5 mmHg柱)和照相机组成。 工作原理:由X-射线管产生的各种波长的X-射线,经过滤波器(如镍片等)得到一定波长的单色X-射线。单色X-射线通过晶体,产生衍射线,用照相机记录下来,得到衍射图,然后,通过对衍射斑点的位置与强度的测定与计算,并参照化学分析的结果,就可确定晶体结构。,用X-射线衍射法测定晶体结构是根据晶体中原子重复出现的周期性结构。 当X-射线穿过晶体的原子平面层时,只要原子层的距离d与入射角的X-射线波长、入射角之间的关系能满足布拉格方程式。则反射波可以互相叠加而产生衍射,形成复杂的衍射图谱。 不同物质的晶体形成各自独特的X-射线衍射图。根据记录下 来的
3、衍射图谱,经过复杂的数学处理,可推知晶体中原子的分 布和分子的空间结构。,d,d,平行光束,原子层,晶体的衍射,X射线晶体结构分析是利用晶体的X射线衍射现象来测定晶体及分子的结构。而X射线衍射可简单理解为当一束平行的X射线投射到晶体上时,大部分入射线穿过晶体沿原方向前进,而部分射线却偏离了入射方向。,X射线源,入射线,晶体,衍射线,晶体结构的基本知识,日常所见晶体,如:氯化钠(离子晶体)、金刚石(原子晶体)等,外形都是非常有规则的。无论是那一类晶体,组成晶体的微粒在空间的三个方向上,都是周期性排列的。 晶体的空间结构是由一组为数无限的、相互平行的、情况相同的平面点阵所组成。每一个点阵所构成的单元叫晶胞。 知道了晶体的晶胞就等于知道了整个晶体的空间结构。 X-射线结构分析的主要根据是衍射线的方向和强度,即衍射图上斑点的位置与黑度。 衍射线方向:确定晶胞的大小和形状; 衍射线强度:确定晶胞中的原子排列。,三、蛋白质X射线晶体结构测定程序,样品处理:培养大的、质量好的晶体; 蛋白质结晶和晶体生长 晶体衍射数据的测量和处理; 位相确定; 分子模型的建立和修正,获得好的晶体是 结构分析中最关键的
4、一步,由于球状蛋白分子量大,且表面基团的构象较不稳定,欲获得排列有序的晶体比较难。 所形成的晶体在分子之间形成许多大的孔或通道。这些通道常常由溶剂分子所占有,绝大部分在晶体中是无序的。 晶体的蛋白质分子之间仅少量的区域发生接触,这些区域的相互作用是较弱的相互作用,通常是通过一个或几个溶剂分子层发生作用。这是为什么由X射线晶体学测定的蛋白质结构与在溶液中测定的蛋白质结构几乎相同的主要原因。 欲获得晶体,蛋白质分子的纯度和均一性是能否获得完好结晶的关键之一。重组DNA技术在这方面是一个很重要的突破。一个蛋白质样品要想使其能结晶,至少需要97%的均一性。,生物大分子的晶体培养要求,要进行x射线晶体结构分析,首先要得到适合于结构分析的晶体。这里所谓“适合于”包括两层意思: 晶体内部结构要具有有序性是单晶,不是孪晶,否则无法得到具有结构本身特点的衍射花样; 晶体要有一定的大小和形状。因为晶体衍射线的强度大体上正比于晶体的体积,而反比于分子量的大小。 一般讲分子量为50000左右的蛋白质分子,需要0.3 mm3或者更大的晶体,才有可能作高分辨率的结构分析。对于分子量更大的蛋白质分子,那就需要更大的
《第五章节X射线晶体衍射技术幻灯片》由会员E****分享,可在线阅读,更多相关《第五章节X射线晶体衍射技术幻灯片》请在金锄头文库上搜索。
逍遥游复习 知识点整理
近现代法德关系史 高三展示课3稿
当代大学生人生信仰及追求的调查研究
长相思 纳兰性德-ppt课件
课件:危机意识 一
英语ppt演讲关于阿甘正传
发达国家基础教育改革的动向与趋势 修改版
中国民间美术 课件.ppt
生物质发电技术与系统 课程ppt 第1章 生物质发电技术现状及发展趋势 2学时 -----2016
现代信号处理思考题 含答案
执业药师继续教育 抑郁症的药物治疗 100分
小学生的成长档案模板不用修改 万能型
增订六版 现代汉语 上册 第二章文字 思考与练习答案
国家财政ppt课件
加拿大英语介绍
六年级统计图的选择课件
中学生成长档案ppt
中国现代文学史期末复习整理
lohi和hihilo训练对女子赛艇运动员运动能力影响的比较研究
风雨贾平凹阅读答案
2024-05-02 431页
2024-05-02 790页
2024-04-11 25页
2024-04-11 37页
2024-04-11 28页
2024-04-11 31页
2024-04-11 36页
2024-04-11 29页
2024-04-11 22页
2024-04-11 27页