x射(she)線晶(jing)體(ti)定向衍(yan)射(she)技術

x射線晶(jing)體(ti)定向衍(yan)射(she)技術

       X射(she)線衍(yan)射(she)法是(shi)測定蛋白(bai)質晶(jing)體(ti)結(jie)構的極(ji)其重(zhong)要方法。生(sheng)物(wu)大分(fen)子X射(she)線(xian)晶體(ti)學(xue)是(shi)揭示分(fen)子結(jie)構與功能的科學(xue)。目前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)壹種(zhong)工具能夠(gou)用它(ta)直(zhi)接觀(guan)察到(dao)蛋(dan)白(bai)質內(nei)部的原(yuan)子和(he)基(ji)團的排列(lie)。雖然電子顯(xian)微(wei)鏡接近於(yu)看(kan)到(dao)大分(fen)子的輪(lun)廓(kuo)。但是(shi)仍然於(yu)揭露分(fen)子的大小、形狀(zhuang)、對(dui)稱性和(he)聚(ju)集狀態等(deng)。通(tong)過(guo)X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)法(X-ray diffraction method)可(ke)間(jian)接地(di)研(yan)究蛋白(bai)質晶(jing)體(ti)的空間(jian)結(jie)構。對(dui)晶(jing)體(ti)結(jie)構的研(yan)究將幫助人們(men)從原(yuan)子的水平上(shang)了解物(wu)質。   

1 、X射線晶(jing)體(ti)衍射技術的建(jian)立及發展 

1895年，倫(lun)琴(qin)(Rontgen)發現了X-ray; 1913年布拉(la)格(ge)父(fu)子用X射線衍射(she)法對(dui)氯化(hua)鈉(na)、氯化(hua)鉀(jia)晶(jing)體(ti)進行了 測定，指出(chu)晶體(ti)衍射圖(tu)可(ke)以(yi)確定晶體(ti)內部的原(yuan)子(或(huo)分(fen)子)間(jian)的 距離(li)和(he)排(pai)列(lie)。因此(ci)獲諾貝(bei)爾(er)獎。1951年，加利(li)福尼(ni)亞理工(gong)學(xue)院的泡令(ling)和(he)科(ke)裏提出(chu)，α-構型的多肽 鏈呈(cheng)螺(luo)旋形，通(tong)過(guo)X射(she)線(xian)確定，組成(cheng)蛋(dan)白(bai)質的都(dou)是(shi)L-型(xing)氨(an)基(ji)酸(suan)。1953年克裏克、沃森(sen)在(zai)X射(she)線(xian)衍(yan)射資(zi)料(liao)的基礎(chu)上(shang)，提出(chu)了DNA三(san)維 結(jie)構的模(mo)型。獲1962年生理(li)或(huo)醫(yi)學(xue)諾貝(bei)爾(er)獎。1959年佩魯(lu)茨(ci)和(he)肯(ken)德魯(lu)對(dui)血(xue)紅(hong)蛋(dan)白(bai)和(he)肌(ji)血(xue)蛋(dan)白(bai)進(jin)行結(jie)構分(fen)析(xi)，解 決了三(san)維空間(jian)結(jie)構,獲1962年諾貝(bei)爾(er)化(hua)學(xue)獎.1959年有(you)機化(hua)學(xue)家(jia)豪普特(te)曼(man)和(he)卡(ka)爾勒建(jian)立了測定晶體(ti)結(jie)構的純數 學(xue)理論，特別(bie)在(zai)研(yan)究生物(wu)大分(fen)子如(ru)激(ji)素、抗(kang)生素、蛋(dan)白(bai)質及新型 藥(yao)物(wu)分(fen)子結(jie)構方面(mian)起(qi)到(dao)了重(zhong)要作用。因此獲1985年化(hua)學(xue)獎。 

2 、X射線測定晶體(ti)結(jie)構的基本(ben)原(yuan)理(li) 

    Χ射線衍(yan)射(she)是(shi)研(yan)究藥物(wu)多(duo)晶(jing)型的主要手(shou)段之(zhi)壹(yi)，它(ta)有(you)單晶(jing)法和(he)粉(fen)末(mo)χ射(she)線(xian)衍(yan)射(she)法兩(liang)種(zhong)。可用於(yu)區(qu)別(bie)晶態與非(fei)晶(jing)態、混(hun)合(he)物(wu)與(yu)化(hua)合(he)物(wu)。可(ke)通(tong)過(guo)給(gei)出(chu)晶胞(bao)參數，如(ru)原(yuan)子間(jian)距(ju)離、環(huan)平面(mian)距(ju)離、雙面(mian)夾角等(deng)確定藥物(wu)晶(jing)型(xing)與結(jie)構。 

    粉末(mo)法研(yan)究的對(dui)象(xiang)不是(shi)單(dan)晶體(ti)，而是(shi)許多(duo)取(qu)向隨(sui)機的小晶體(ti)的總和(he)。此(ci)法準確度(du)高(gao)，分(fen)辨(bian)能(neng)力強。每(mei)壹(yi)種(zhong)晶體(ti)的粉末(mo)圖(tu)譜，幾(ji)乎同(tong)人(ren)的指紋(wen)壹(yi)樣(yang)，其衍射(she)線(xian)的分(fen)布位(wei)置和(he)強(qiang)度(du)有(you)著特(te)征(zheng)性規律(lv)，因(yin)而(er)成(cheng)為(wei)物(wu)相鑒(jian)定的基礎(chu)。它(ta)在(zai)藥(yao)物(wu)多(duo)晶(jing)的定性與(yu)定量方(fang)面都(dou)起著決定性作用。 

 當(dang)χ射(she)線（電磁(ci)波(bo)）射(she)入晶體(ti)後，在(zai)晶(jing)體(ti)內產生周(zhou)期性(xing)變化(hua)的電磁(ci)場(chang)，迫使(shi)晶(jing)體(ti)內原(yuan)子中(zhong)的電子和(he)原(yuan)子核(he)跟(gen)著發生(sheng)周(zhou)期振(zhen)動。原(yuan)子核(he)的這種(zhong)振(zhen)動比電子要弱得多(duo)，所以(yi)可忽略不記。振(zhen)動的電子就成(cheng)為(wei)壹(yi)個(ge)新的發射(she)電磁(ci)波(bo)波(bo)源，以(yi)球面波(bo)方(fang)式(shi)往(wang)各個(ge)方向(xiang)散發出(chu)頻率相同的電磁(ci)波(bo)，入射χ射線雖按壹定方向(xiang)射(she)入晶體(ti)，但和(he)晶(jing)體(ti)內電子發生(sheng)作用後，就由(you)電子向(xiang)各(ge)個(ge)方向(xiang)發射(she)射(she)線。 

當(dang)波(bo)長(chang)為(wei)λ的χ射線(xian)射(she)到(dao)這(zhe)族平面(mian)點(dian)陣時，每(mei)壹(yi)個(ge)平面(mian)陣(zhen)都(dou)對(dui)χ射(she)線(xian)先考慮任(ren)壹(yi)平面(mian)點(dian)陣1對(dui)χ射(she)線(xian)的散射作用：χ射線射到(dao)同(tong)壹(yi)點陣(zhen)平面(mian)的點陣(zhen)點(dian)上(shang)，如(ru)果(guo)入射的χ射線(xian)與(yu)點(dian)陣平面(mian)的交(jiao)角為θ，而(er)散射線在(zai)相當(dang)於(yu)平面(mian)鏡反(fan)射(she)方向(xiang)上(shang)的交(jiao)角也是(shi)θ，則(ze)射到(dao)相鄰兩(liang)個(ge)點陣(zhen)點上(shang)的入射線和(he)散射線所經(jing)過(guo)的光(guang)程相等(deng)，即PP'='=RR'。根據光(guang)的幹涉(she)原(yuan)理(li)，它(ta)互相加強，並且(qie)入射線、散射線和(he)點(dian)陣平面(mian)的法線(xian)在(zai)同(tong)壹(yi)平面(mian)上(shang)。