中子衍射和生物结构测定

生物结构的测定,除化学方法外,物理技术也起着很大作用。众所周知,细胞和细菌的发现是由于光学显微镜的发明;近年来细胞细微结构的研究,倚助于电子显微镜的作用;生物大分子三维结构的测定,则是五十年代借助X射线衍射所取得的成就。然而,在电子显微镜和X射线衍射揭示生物结构的层次中,尚有空隙。例如对核糖体和染色质的结构,在电子显微镜镜里就显得太小,而对于X射线衍射来说又显得     

胰岛素B4(Gln)两种可能构象的计算判别

当前用于确定生物大分子结构的基本的可靠的方法是X射线晶体衍射,但它并不能肯定大分子的全部结构。例如对胰岛素B链的第4个残基谷氨酰胺和第22个残基精氨酸国外报道都有取两种构象的可能。我国X射线晶体衍射的结果认为B22确有这种可能性,而B4的第二种构象的电子密度很可能代表水分子。我们采用Levitt的经验势对此问题进行了探讨。     

大晶面间距X射线分光晶体——马来酸氢十八酯(OHM)

OHM是一种新的大晶面间距有机X射线分光晶体。在软X射线分析中用OHM代替皂膜假晶体STE或衍射光栅可以大大提高衍射效率和波长分辨率,它是一种软X射线理想的单色器。     

特征X射线强度与入射电子能量的经验关系

特征X射线强度与入射电子能量的关系式在X射线衍射、X射线荧光分析及电子探针的实验中都是重要的参数。在不同的X射线管压管流条件下测定并比较衍射强度时或在X射线荧光及电子探针的定量工作中都需要利用这一关系式。我们在实验工作中发现,目前文献资料中普遍引用的这类理论计算或实验测定的关系式与实际情况不太吻合。本文用X射线     

红宝石亚结构的X射线观察

我们对Verneuil法生长的红宝石,取晶体生长方向及光轴方向,观察了背射劳埃斑点在退火前后的变化,进行了X射线显微衍射照相,并测定了晶体的反射曲线。发现红宝石的背射劳埃斑点有明显的分裂现象(图1),显微衍射照片也显示条状的亚结构(图2),当转动一定角度后,显微衍射象即发生变化(图3)。亚晶粒宽度一般在0.1～1毫米之间,条的方向与晶体生长方向趋于一致。相     

硒代甲硫氨酸抗烟毒素蛋白衍生物的制备

为利用硒原子的反常散射获取抗烟毒素蛋白晶体X射线衍射的相位信息,以质粒pQE-30为表达载体,E.coli M15为宿主菌,在含有硒代甲硫氨酸的M9培养基中用IPTG诱导表达硒代甲硫氨酸抗烟毒素蛋白衍生物,通过Ni-NTA金属亲合层析和Mono Q阴离子交换层析纯化目标蛋白,产物经SDS－PAGE检验纯度达95％以上,经MALDI－TOF和SEI－Quadrupole质谱检测证实抗烟毒素蛋白硒代甲硫氨酸标记成功,采用与抗烟毒素蛋白晶体生长类似的条件,获得了衍生物可供衍射的晶体。     

亲和素与生物素系统在脂单层膜上相互作用的初步研究

许多生命现象的进一步研究,常常涉及生物大分子(主要是蛋白质)的精确结构。因此,蛋白质精确结构的确定一直是生物学研究的一个重要课题。X-射线衍射技术的发展,使人们了解到许多蛋白质的精确结构,但是,X-射线衍射要求蛋白质能够形成良好的单晶,而这往往是很困难的。与形成三维晶体相比,蛋白质能比较容易地形成二维晶体。     

原子的秘密

<正>德国科学家马克斯·冯·劳厄因发现晶体中X射线的衍射现象而获得1914年诺贝尔物理学奖。正是这种现象的发现促成了X射线晶体学的诞生。从那以后,研究者们就开始用衍射法来研究日益复杂的晶体结构,研究范围囊括了简单的矿物质、高科技材料如石墨烯和包括病毒的生物结构。随着科技的进步,探索的步伐也加快了:每年都会形成成千上万的新结构的影像。蛋白质晶体影像的分辨率在1990年突破了分辨单个原子的临界点,新的X射线源为捕捉极具挑战性的蛋白质影像创造了条件,这些蛋白质几乎不可能成长为大型晶体     

脊髓灰质炎病毒大小的X射线小角散射法测定

X射线小角散射是生物学研究中极有用的技术之一。它能研究溶液中生物样品的结构。脊髓灰质炎病毒(Poliovirus或简称为Polio病毒)的大小,从单晶衍射研究曾由模型估计为304。由冰冻干燥病毒粒子的电子显微镜图得到直径为273。但是在研究Polio-B病毒时,由于Polio-B病毒是聚集在一起的,用电子显微镜方法就难以确定它的大小。而X射线小角散射方法可解决这个困难。本工作用X射线小角散射方法直接测定了溶液状态的Polio-A及Polio-B的大小。它们分别为281和267。     

正交晶系天花粉蛋白晶体2.4分辨率的结构测定

正交晶系天花粉蛋白的晶体结构已用分子置换法解出,并在2.4分辨率进行晶体学修正.该晶体是我们在酸性条件(pH=5.4)下以KCl为沉淀剂,用悬滴法培养出来的.应用生物大分子国家重点实验室的SIEMENSX-200B面探测器收集衍射数据,首先精     

X射线激光器

1984年10月29日,美国利弗莫尔实验室宣布,在实验室内首次制成了X射线激光器.这是激光技术的一个重大突破,为在材料科学、生物学、大规模集成电路等方面的应用开辟了广阔的前景。尤为重要的是,X射线激光全息将可能拍摄出晶体、生物大分子的三维照片,这种全息照相是超高速的、非破坏性的,可用于研究生物体的高速运动过程。     

非晶态硅(a-Si)薄膜结构弛豫现象的观测

非晶硅薄膜的结构与制备条件及工艺过程有着密切的联系,它对薄膜的基本性质起着决定性作用。近几年来,我们使用常规X射线衍射手段对用G D法、CVD法及PCTD法淀积的a-Si薄膜结构和     

X射线衍射的发现及其历史意义

正1912年弗里德里希、克尼平和劳厄成功观察到X射线透过硫酸铜晶体后的衍射斑点,X射线衍射的发现直接导致了两门新学科的诞生:X射线晶体学和X射线波谱学,也为人类认识物质结构开启了新视角。     

梯度磁场在生物大分子研究中的应用

磁场作为一种物理环境,广泛应用于各行各业.随着磁体技术的飞速发展,磁场在科学研究与实践应用中的重要性日趋凸显.在生物大分子研究方向,磁场也发挥了重要的作用.其中,梯度磁场作为磁场的一种,由于其提供的资源除磁场外,还有磁场梯度,使其具备除常规磁场效应(择优取向、晶体质量改善等)外的其他应用价值(如溶液的对流控制、晶体质量改善、分离纯化等),因此备受关注.梯度磁场环境下涉及生物大分子的研究,主要集中在生物大分子的结晶、分离与纯化,以及自组装等方向.充分利用梯度磁场,可以实现高质量的生物大分子晶体生长、高效低成本的生物大分子分离与纯化等重要应用.因此,梯度磁场在生物大分子结构解析技术、生物药物制备技术等方向具有十分重要的价值.本文将从梯度磁场物理环境对生物大分子溶液体系的基础性影响角度出发,回顾并讨论梯度磁场在生物大分子研究中的应用,并对该领域的发展前景进行了预期.     

核酸的分子静电势[Ⅱ]——生物反应性和化学致癌作用探讨

在生物大分子的研究中,大分子整体结构对其反应活性的作用是一个基本问题。例如,对于核酸,人们自然会问:大分子的整体结构,如DNA,对它的不同位置,如嘌呤和嘧啶碱基等的性质究竟有怎么样的影响。近年来,已经可以用分子静电势这个概念对上述问题,至少是问题的某些重要方面,作出量子力学计算的解释。本文主要讨论分子静电势是如何影响各种亲电的、亲核的试剂跟DNA及其组分的相互作用的。     

纳米Ag-Cu合金的Ag和Cu析出与晶粒长大行为研究

纳米晶材料(nc-)首先由Gleiter和他的合作者提出,并用惰性气体淀积法(IGC)所获得.这些纳米颗粒在真空下原位加压成型.纳米晶材料的平均直径一般采用X-射线衍射法测定.引起X射线衍射峰展宽有两个因素:小的颗粒直径和晶体缺陷造成的内应力.在惰性气体淀积法(IGC)过程中,由于金属蒸气迅速冷却凝聚,可能形成过饱和固溶体而处于非平衡状态;另一方面金属合金蒸气中的溶质原子浓度的涨落会改变溶质在纳米颗粒中的浓度,这都可能使X射线衍射峰展宽.因此除用X射线衍射法外,结合其他方法是必要的.AgCu合金是研究这一效应的最佳材料.Kumpmann用示差热分析(DSC)来研究nc-AgCu合金,观察到大的放热反应,这与过饱和α-Ag和α-Cu的析出有关.     

用同步辐射进行生物分子结构的动态研究

最近,法国奥尔赛利用从正负电子对撞存储环DCI(2×1.8Gev)引出的同步辐射,用 X 射线漫射和衍射方法进行了生物分子结构的动态研究,即研究生物分子结构的演变过程。研究中采用了西欧核子研究中心(CERN)恰巴克组研制的球形 X 射线探测系统,允许得到高的数据获取率。本法允许研究时间间隔为100毫秒的分子结构的变化,但希望改善其分辨时间,降低到1毫秒或更小。此项由分子生物学、同步辐射技术,探测器研制和数据处理等多学科结合的研究成果已获得法国的“Prix     

Laue衍射强度分析

Laue法是X射线晶体衍射的一个经典方法。它利用入射光中的连续谱迎合衍射条件产生衍射。 小晶体的Laue衍射积分强度(或积分功率)可用运动学衍射理论处理。早年Zachariasen、和近年加藤範夫等人进行过理论计算,但推导比较抽象,不易理解。而人们对这一重要衍射的强度问题也较陌生,很少探讨其物理意义和应用前景。 本文根据倒易空间的概念,用简明直观的方法导出Laue衍射积分强度公式,讨论了它的物理意义,分析了Laue斑点的强度组成并探讨应用这种衍射强度的可能性。     

生物样品电子显微像的处理

在过去20多年中,X射线结晶学曾经是研究蛋白质分子结构的重要手段,它揭示了大分子在近原子尺度的分辨率的结构细节,但X射线只适用于那些能生长成高度有序的三维晶体的蛋白质,因此需依靠电镜来直接观察非晶体样品的高放大倍率像。《生物样品电子显微像的处理》就这方面的研究概况作了介绍,特别着重于图像增强、位相传递函数的修正、样品损伤、三维重建等内容。此文以丰富的实例,配以图解,叙述了电子显微镜图像处理技术在高分辨生物样品电子显微像这一领域中的应用。我们相信,今后这一技术必将在生物科学研究中日益得到重视。     

硫酸二(硫胺脲)合铜(Ⅱ)配合物的结构

已经发现硫胺脲(HTSC)的金属螯合物是抗病毒、天花以及某些肿瘤的药物,而且也曾建议可能作为杀虫剂和杀菌剂。利用X射线衍射法已测定了配体(HTSC)及其某些过渡金属配合物的晶体结构。考虑到药物效应对结构及环境非常敏感,我们在特定实验条件下制备了硫酸二(硫胺脲)合铜(Ⅱ)Cu(NH_2NHCSNH_2)_2SO_4配合物。并利用单晶X射线衍射法较精确地测定了它的结构。