X射线晶体衍射测定蛋白质三维结构.pptxVIP

X射线晶体衍射测定蛋白质三维结构;;第一节：X-射线衍射技术用于蛋白质晶体结构测定;一、相关原理;;衍射现象：光波偏离直线传播而出现光强不均匀 分布的现象;;2. X射线的发现历程及应用;2.X射线的发现及应用;伦琴夫人的手的X射线照片;X射线在医学上的应用;X射线与诺贝尔奖—物理学奖;第13页/共74页;化学奖;3.X射线本质的争论;X射线本质的争论--波动说;X射线本质的争论—微粒说;4.X射线衍射;X射线衍射的获得;第20页/共74页;X射线晶体结构分析？ 使用X射线作为物理工具，依赖X射线衍射现象为物理原理，以晶体作为研究对象，晶体结构作为研究结果的一种分析方法。;5.X射线的获得：;6.晶体基础;3.1什么是晶体;晶体什么样（1）;晶体什么样（2）;晶体什么样（3）;晶体什么样（4）;2.晶体和点阵结构;一维周期性结构与直线点阵 ;二维周期性结构与平面点阵;三维周期性结构与空间点阵 ;晶胞(Unit cell) 空间点阵的单位（大小和形状完全相同的平行六面体），是晶体结构的最小单位。 同一个空间点阵，划分平行六面体的方式是多种多样的。 选择平行六面体的原则： ①所选平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性。 ② 选择棱与棱之间直角关系为最多的平行六面体 ③ 所选平行六面体之体积应最小。 ④ 当对称性规定棱间的交角不能为直角关系时，应选择结点间距小的行列作为平行六面体的棱，且棱间的交角接近于直角的平行六面体。 ;单位平行六面体，a、b、c 、?、?、? 是表征它本身形状、大小的一组参数，称为格子参数或点阵参数。;单位平行六面体与坐标轴的关系：棱交角＝坐标轴之间交角。 a、b、c ＝轴单位。 a、b、c、?、?、? 关系有七种情况，与单位平行六面体七种格子相对应。;三方格子 a=b=c ?=?=? ≠90o， 60， 109o2816 ;菱面体格子中α为特殊角度时，演变成的三种立方体格子;四方格子 a=b ≠ c ?=?=? =90o;六方格子 a=b≠c ?=?=90o ? =120o;正交格子 a ≠ b ≠ c ?=?=? =90o;单斜格子 a ≠ b ≠ c ?=? =90o ? ≠90o;三斜格子 a ≠b ≠c ?≠ ?≠ ? ≠ 90o;按结点位置，可有四种不同的类型：;;;;;结构中代表各类等同点的结点在空间的排列方式来说，格子的种类有、且只有十四种。;衍射方向;;二、X射线晶体结构测定基本过程;（2）晶体生长过程及影响因素;影响因素 物理因素：温度、压力、震动、溶剂清洁度、试剂纯度、重力、外加物理场等 生物化学因素：pH、离子强度、沉淀剂/添加剂的类型和浓度等 其他：溶液过饱和度、纯度等 “经验” “机器人”;（3）结晶方法;（4）晶体的初步鉴定;（5）衍射数据收集;衍射分析仪器的发展;底片（外森堡相机、徘循相机）;计数管（四圆衍射仪）;面探技术-SMART APEX-CCD衍射仪;金属丝构成的面板，可同时多点收集 将X射线光子强度转换为电信号 集计数管的精确和底片的多点收集效率;图像板image plate;（6）数据分析;第64页/共74页;第65页/共74页;三、X射线晶体结构测定优点;晶体构象是静态的，不能测定不稳定的过渡态的构象； 很多蛋白质很难结晶，或者很难得到用于结构分析的足够大的单晶；（瓶颈） X射线晶体衍射的工作流程较长。 ;Last update: Tuesday Oct 20, 2009 at 5 PM PDT;于1971年和1972年分别得到分辨率为2.5埃和1.8埃的猪胰岛素晶体测定，这是中国阐明的第一个蛋白质的三维结构。;2.菠菜捕光蛋白LHC II（膜、疏水，2.72?）Nature, 2004, Mar.;发表于《Nature》2004年3月18日作为封面文章;第72页/共74页;复习思考题;感谢观看！