X射(she)線(xian)晶(jing)體(ti)定向衍(yan)射歷(li)史(shi)介(jie)紹(shao)

X射(she)線(xian)晶(jing)體(ti)定向衍(yan)射歷(li)史(shi)介(jie)紹(shao)

X射(she)線(xian)晶(jing)體(ti)衍射(she)是(shi)人(ren)們了解(jie)原(yuan)子世界的(de)利(li)器(qi)，這壹技(ji)術為(wei)人(ren)們解(jie)析(xi)了大(da)量(liang)的(de)重(zhong)要(yao)生(sheng)物學結構。今(jin)年是(shi)這壹技(ji)術的(de)百(bai)年誕辰(chen)，本期(qi)Nature雜(za)誌以(yi)特刊形(xing)式(shi)，介(jie)紹(shao)了X射線(xian)晶(jing)體(ti)衍射(she)的(de)過(guo)去、現(xian)在和將來(lai)。

1914年，德(de)國(guo)科學家Max von Laue因為(wei)發現(xian)晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)X射(she)線(xian)衍射(she)現(xian)象，獲(huo)得了諾貝爾物理(li)學獎，這壹發現(xian)直接催(cui)生(sheng)了X射線(xian)晶(jing)體(ti)學。從那(na)以(yi)後，研究者們用這壹衍(yan)射(she)技(ji)術解(jie)析(xi)了大(da)量(liang)復雜(za)分子的(de)晶(jing)體(ti)結構，從簡單(dan)的(de)礦(kuang)物、高(gao)科(ke)技(ji)材料(如石(shi)墨(mo)烯(xi))到(dao)病毒(du)等(deng)生物學結構。隨(sui)著這壹技(ji)術的(de)不(bu)斷改進(jin)，出(chu)成(cheng)果(guo)的(de)節(jie)奏也(ye)越來越快。現(xian)在蛋白晶(jing)體(ti)成(cheng)像(xiang)的(de)分辨率已經實現(xian)了突破(po)，能夠(gou)區(qu)分單(dan)個(ge)原(yuan)子。而(er)新(xin)X射(she)線(xian)源實現(xian)了對困難蛋(dan)白(bai)的(de)成(cheng)像(xiang)，這些蛋(dan)白(bai)難(nan)以(yi)甚(shen)至不(bu)能(neng)形(xing)成(cheng)大(da)晶(jing)體(ti)。

Von Laue hit的(de)理(li)論(lun)是(shi)，當(dang)X射(she)線(xian)通(tong)過(guo)晶(jing)體(ti)時(shi)會發生衍(yan)射(she)，而(er)衍射(she)模(mo)式(shi)可以(yi)體(ti)現(xian)原(yuan)子的(de)定位(wei)。1912年，Von Laue hit及其(qi)同事用硫酸(suan)銅(tong)驗證(zheng)了這壹理(li)論(lun)。

自(zi)1971年以(yi)來，蛋(dan)白數(shu)據(ju)庫(ku)(Worldwide Protein Data Bank)就(jiu)在不斷收集蛋白質結構數(shu)據(ju)，目(mu)前(qian)已經收(shou)錄了將近十萬(wan)個(ge)條(tiao)目。包括晶(jing)體(ti)學開放(fang)式數(shu)據(ju)庫(ku)COD在內的(de)其(qi)他數(shu)據(ju)庫(ku)，收(shou)錄了各種物質(zhi)的(de)結構，從礦物質(zhi)、金屬到(dao)小生物分子。隨著成(cheng)像(xiang)和數(shu)據(ju)分析(xi)技(ji)術的(de)進(jin)步(bu)，研究人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)獲(huo)得更(geng)細(xi)微(wei)的(de)結構信(xin)息(xi)，解(jie)決(jue)越來越復雜(za)的(de)分子結構。