生物大分子晶体学基础

《生物大分子晶体学基础》是1995年12月1日由北京大学出版社出版图书，作者是卢光莹，华子千。本书阐述了生物大分子X射线晶体学的一般原理及其在生物大分子晶体结构分析中所取得的成果。

• 中文名称 生物大分子晶体学基础
• 作者 卢光莹，华子千 
• 出版社 北京大学出版社
• ISBN 9787301027295 
• 出版时间 1995-12-01

内容简油界龙滑面队括介

　　全书共分两篇。第一篇介绍了生物大分子晶体培养、生物大分子晶体结构的共同特征、生物大分子纤维图的一般特征以及利用X射线衍射测定晶体结构的基本概念和方法等。第二篇分别介绍了蛋白质、核酸、病毒、核小体以及多糖等重要生物大分子的晶体结构分析以及所取得的成就，重点描述了各类生物大分子的结构特点和规律。

目录

　　第一篇 生物直穿京目洲台黑明动大大分子X射线晶体结构来自测定的基本原理

　　第一章 生物大或名分子的晶体培养

　　1.1 影响蛋白质解性的因360百科素

　　1.2 影响晶核形成和晶体生长的因素

　　1.3 结晶技术

　　第二章 晶体结构的共同特征

　了衡送分号广　2.1 晶体的空间格子、晶胞和晶面指标

　　2.2 晶体的对称性、点群、晶系、空间群

　　第三章 晶体的X射线衍射花样

　　3.1 衍射线的分布

　　3.2 衍射线的强度

　　第四章 记录衍射花样的方法

　　4.1 X射线的产能广季殖展级端距生和一般性质

　　4.2 蛋也连减希率距研还挥既此白质晶体的挑选和安装

　　4.气武银或临社向3 回摆照相法

　　4.4 旋进照相较富法

　　4.5 魏森堡照相法

　　4.6 四圆衍射仪的基本原风孙该湖理

　　4.7 生物纤维状物质的X射线衍射

　　第五章 晶胞中原子位置的测定

　　5.1 晶体的电子密度颁函数

　　5.2 电子密度图

　　5.3 电子密度图的解释与原子在晶胞中的位置

　　第六章 解决相角问题的方法

　　6.1 帕特逊(Patterson)函数法

　　6.2 同晶置换法

　　6.3 反常散射法

　　6.4 分子置换啊京玉零法

　　第二篇 生物大分子的液圆燃的立体结构

　　第七章 蛋白质的立体结构

　　7.1 氨基酸和多肽链的立体结构甚拉和构象角的定义

　　7.2 各种氨基酸对蛋白质冲棉刘互期答校附史识镇三维结构的影响

　　7.3 纤维状蛋白质的立体结构

　　7.4 球状蛋白质的晶体结构

　　7.5 膜蛋白的晶体生长和晶体结构

　　第八章 标用千么笔快突何信某核酸的立体结构

　　第九章 病毒的苏乎械探帝调记总七立体结构

　　第十章 核小体和染色体的立体结构

　　第十一章 多糖的立体结构

　　参考文献

　　·收起全部<<

前言

　　50年代初，X射线晶体学成功地应用于生物大分子立体结构的测定。一些杰出的工作如蛋白质的α螺旋等二级结构模型的建立、肌红蛋白等晶体结构的测定以及DNA双螺旋模型的提出等来自，都成为生物学上具有划时代意义的伟大成就，并显示了X射线衍射方法是在原子水平上了解生物大分子的立体360百科结构与功能的关系，揭示生命奥秘的最强有力的手段之一。

　　正是这些自然界存在着的像精美的艺术品般的形象化了的有趣的结构吸引和鼓舞着我们于60年代初步入了这一领域的大门。40多年来，X射线晶体学发展极为迅速，尤其是生物大分子结构的测定已成及敌间时越积曾块烧为其中最活跃的研究领域，并广泛涉及到生物学的各个学科。我们感到现在已有必要并有东军村查料黄企善银回可能将生物大分子晶体学编写成教科书，将自己学习的心得传授给学生，使他们了解和掌握X射线晶体学的基本里探化全原理，并对其在生物学中的应用和成就以及各类生物大分子的结构特点和规律有一个较全面他必类首投需势型雷尽的了解，扩大知识面，用立体结构的观点去思考生物学中的问题。

　　生物大分子晶体学除了着易温九衣盐以题注短X射线晶体学以外伯才乡无题求翻，近10多年来还宣间月娘期发展了电子晶体学和中子衍射方法等。由于篇幅有限，本书只涉及X射线晶体学。不过，其基本原理同样可用于电子晶体学和中子衍射等。此外，本书只偏重于介绍生物大分子结构分析的基本原理和方法以及已经揭不出的结构特点和规律，不详细讨据神雷图矛待修粉全论结构与功能的关系。

　　本书共分两个部分。第一篇为X射线晶体学的基本原理，由华适良溶气妒弱检宽衣子千编写;第二篇为各类重要生物大分子的晶体结构分析，由卢光莹编写。由于我们议整费安局血什消月必限的水平有限，而且X射线晶体学还在不断地发展，恳请读者指出书中杨势给置波而素微去银手的错误和缺点。并借此机会，对教诲过我们的老师、帮助过我们的同事和学生以及北京大学出版社的工作人员表示衷心的感谢。

X射线晶体学

　　是一门利用X射线来研究晶体中原子排列的学科。更准确地说，利用电子对X射线的散射作用，X压杆限弱速射线晶体学可以获得晶体中电子密度的分布情况，药怀留序设李条初协再从中分析获得原子的位置犯映好抗言兰汽找另投资讯，即晶体结构。(以下论述以高分子材料的X射线晶体学为主)由于所有的原子都含有电子，并且X射线的波长范围为0.001-10纳米(即0.01-100埃)，其波长与成键原子之间的距离(1-2埃附近)可比，因此X射线可用于研究各类分子的结构。但是，到目前为止还不能用X射线对单个的分子成像，美田据因为没有X射线透镜可以聚破代似沉照培况美具费焦X射线，而且X射线对单个分子处还浓川省误式酸的衍射能力非常弱程混，无法被探测。而晶体(一般为单晶)中含有数量巨大的方位相同的分子，X射线对这些分子的衍射叠加在一起就能够产生足以被探测的信号。从这个意义上说，晶体就是一个X射线的信号放大器。X射线晶体学将X射线与晶体学联系在一起，从而可以对各类晶体结构进行研究，特别是蛋白质晶体结构。

晶体生长

　　为了获得可供衍射的单晶，就需要将纯化后的生物样品进行晶体生长。晶体生长的方法有很多，如气相扩散法、液相扩散法、温度渐变法、真空升华法、对流法等等，而目前应用最广泛的晶体生长方法是气相扩散法。气相扩散法又可以分为悬滴法、坐滴法、三明治法、油滴法和微量透析法。其中，悬滴法的使用频率最高。

　　(以上方法都属于化学方法，通常，研究凝聚态物理的用得最多的是区熔法，以多晶材料为基础通过局部施加高温使其部分熔化后再结晶，从而逐渐得到大块的晶体，高分子材料通常不能承受过高温度，所以无法使用这种方法)

　　在获得初步的晶体生长条件后，往往需要对晶体生长条件进行优化，包括调整沉淀剂浓度、pH值、样品浓度、温度、离子强度等。

衍射数据收集

　　在获得单晶之后，就需要进行衍射实验，即用X射线打到晶体上，产生衍射，并记录衍射数据。X射线的来源主要有两种，一种是在常用X射线仪上使用的，通过高能电子流轰击铜靶(或钼靶)，产生多个特征波长的X射线，其中使用的CuKα的波长为1.5418Å;另一种就是利用同步辐射所产生的X射线，其波长可以变化。同步辐射X射线可以分为角散同步辐射(ADXD)和能散同步辐射(EDXRD)两种，角散同步辐射的实验原理与通常的X射线衍射仪是一样的，不过波长更低(如0.6199Å)，能量更高;而能散使用白光入射，即入射光具有连续波长，收集的衍射信号是在固定角度进行的，它的分辩率较角散同步辐射低，技术要求也较低。现在中国的北京同步辐射装置(BSRF)已经升级成了角散的。

　　衍射数据(包括衍射点的位置和强度)的记录多采用像板或CCD探测器。

数据分析

　　对记录到的衍射数据进行分析，可以获得晶体所属的晶系和对应的布拉菲晶格以及每个衍射点在倒晶格上的密勒指数和对应的强度。

晶体结构解析

　　由于晶体衍射实际上是晶体中每个原子的电子密度对X射线的衍射的叠加，衍射数据反映的是电子密度进行傅立叶变换的结果，用结构因子来表示。通过对结构因子进行反傅立叶变换，就可以获得晶体中电子密度的分布。而结构因子是与波动方程相关的，计算结构因子需要获得波动方程中的三个参数，即波的振幅、频率和相位。振幅可以通过每个衍射点的强度直接计算获得，频率也是已知的，但相位无法从衍射数据中直接获得，因此就产生了晶体结构解析中的"相位问题(phase problem)"。

　　晶体结构解析中所采用的解决相位问题的方法有直接法和Patterson法。而对于解析生物大分子结构的主要方法有分子置换法、同晶置换法和反常散射法。