x射線晶(jing)體定向衍射技術

       X射線(xian)衍(yan)射法(fa)是測定蛋白質(zhi)晶體結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)極其(qi)重要(yao)方法(fa)。生物大(da)分子(zi)(zi)(zi)X射線(xian)晶體學是揭(jie)示分子(zi)(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)與功能(neng)(neng)的(de)(de)科學。目前還沒(mei)有(you)一種工(gong)具能(neng)(neng)夠用它(ta)直接觀察到(dao)蛋白質(zhi)內部的(de)(de)原子(zi)(zi)(zi)和基(ji)團(tuan)的(de)(de)排列。雖(sui)然電子(zi)(zi)(zi)顯微鏡接近于(yu)(yu)看到(dao)大(da)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)輪廓(kuo)。但是仍(reng)然于(yu)(yu)揭(jie)露分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)大(da)小(xiao)、形狀(zhuang)、對稱性(xing)和聚(ju)集狀(zhuang)態等。通過X射線(xian)衍(yan)射法(fa)(X-ray diffraction method)可間(jian)(jian)接地(di)研究蛋白質(zhi)晶體的(de)(de)空間(jian)(jian)結(jie)(jie)構(gou)。對晶體結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)研究將幫(bang)助(zhu)人們(men)從原子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)水平上了解物質(zhi)。   

1 、X射(she)(she)線晶體(ti)衍射(she)(she)技術的建立及發展 

1895年，倫(lun)琴(Rontgen)發現(xian)了(le)X-ray; 1913年布拉(la)格父子(zi)(zi)用(yong)X射線衍(yan)射法對(dui)氯(lv)化(hua)鈉、氯(lv)化(hua)鉀晶(jing)體(ti)(ti)進行了(le) 測定(ding)，指出(chu)晶(jing)體(ti)(ti)衍(yan)射圖可(ke)以確(que)定(ding)晶(jing)體(ti)(ti)內(nei)部(bu)的(de)(de)原子(zi)(zi)(或分(fen)(fen)子(zi)(zi))間的(de)(de) 距離和(he)排列。因(yin)此獲(huo)諾貝(bei)爾(er)獎。1951年，加(jia)利(li)福尼(ni)亞理工(gong)學院的(de)(de)泡令(ling)和(he)科(ke)里(li)提(ti)出(chu)，α-構(gou)(gou)(gou)型(xing)的(de)(de)多(duo)肽 鏈(lian)呈螺旋(xuan)形，通過X射線確(que)定(ding)，組成(cheng)蛋(dan)白(bai)質的(de)(de)都是L-型(xing)氨基酸。1953年克里(li)克、沃森在X射線衍(yan)射資(zi)料(liao)的(de)(de)基礎上，提(ti)出(chu)了(le)DNA三維 結(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)模型(xing)。獲(huo)1962年生(sheng)理或醫學諾貝(bei)爾(er)獎。1959年佩魯茨和(he)肯德(de)魯對(dui)血紅蛋(dan)白(bai)和(he)肌(ji)血蛋(dan)白(bai)進行結(jie)構(gou)(gou)(gou)分(fen)(fen)析(xi)，解 決了(le)三維空(kong)間結(jie)構(gou)(gou)(gou),獲(huo)1962年諾貝(bei)爾(er)化(hua)學獎.1959年有機化(hua)學家豪普(pu)特曼(man)和(he)卡爾(er)勒建立了(le)測定(ding)晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)純數 學理論，特別在研(yan)究生(sheng)物(wu)大分(fen)(fen)子(zi)(zi)如激素、抗生(sheng)素、蛋(dan)白(bai)質及新型(xing) 藥(yao)物(wu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)方面起到了(le)重要作用(yong)。因(yin)此獲(huo)1985年化(hua)學獎。 

2 、X射線測定晶體結(jie)構的基本原理 

    Χ射線(xian)衍射是研究(jiu)藥(yao)物多晶(jing)型的主(zhu)要手段(duan)之一，它有單晶(jing)法和粉末(mo)χ射線(xian)衍射法兩種。可用于(yu)區別晶(jing)態與非(fei)晶(jing)態、混合物與化合物。可通過給出晶(jing)胞參數，如原子(zi)間距離、環平(ping)面距離、雙面夾(jia)角(jiao)等確定(ding)藥(yao)物晶(jing)型與結構。 

    粉(fen)末(mo)法研(yan)究的(de)(de)對(dui)象不(bu)是單晶體(ti)，而是許多取向隨機的(de)(de)小(xiao)晶體(ti)的(de)(de)總(zong)和(he)(he)。此法準確度高，分辨能力(li)強(qiang)(qiang)。每(mei)一種晶體(ti)的(de)(de)粉(fen)末(mo)圖譜，幾乎同人的(de)(de)指紋一樣，其(qi)衍射線的(de)(de)分布(bu)位(wei)置和(he)(he)強(qiang)(qiang)度有著(zhu)特(te)征性規律，因而成為物(wu)相(xiang)鑒定(ding)的(de)(de)基礎(chu)。它(ta)在藥物(wu)多晶的(de)(de)定(ding)性與定(ding)量方面都起著(zhu)決定(ding)性作(zuo)用(yong)。 

 當χ射(she)(she)(she)線（電磁波(bo)(bo)(bo)(bo)）射(she)(she)(she)入(ru)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)后(hou)(hou)，在晶(jing)(jing)(jing)體(ti)內(nei)(nei)產生(sheng)周期(qi)性變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)電磁場，迫(po)使晶(jing)(jing)(jing)體(ti)內(nei)(nei)原子(zi)(zi)中的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)和(he)原子(zi)(zi)核跟(gen)著發(fa)(fa)生(sheng)周期(qi)振動。原子(zi)(zi)核的(de)(de)(de)這種振動比電子(zi)(zi)要弱得多，所(suo)以(yi)可(ke)忽略不記。振動的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)就成為一個(ge)新的(de)(de)(de)發(fa)(fa)射(she)(she)(she)電磁波(bo)(bo)(bo)(bo)波(bo)(bo)(bo)(bo)源，以(yi)球(qiu)面(mian)波(bo)(bo)(bo)(bo)方式往(wang)各個(ge)方向(xiang)散發(fa)(fa)出頻率相同的(de)(de)(de)電磁波(bo)(bo)(bo)(bo)，入(ru)射(she)(she)(she)χ射(she)(she)(she)線雖按(an)一定方向(xiang)射(she)(she)(she)入(ru)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)，但和(he)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)內(nei)(nei)電子(zi)(zi)發(fa)(fa)生(sheng)作用后(hou)(hou)，就由(you)電子(zi)(zi)向(xiang)各個(ge)方向(xiang)發(fa)(fa)射(she)(she)(she)射(she)(she)(she)線。 

當波(bo)長為(wei)λ的(de)(de)χ射(she)(she)(she)(she)線射(she)(she)(she)(she)到(dao)這族平(ping)(ping)面(mian)(mian)點陣(zhen)時，每一(yi)個(ge)平(ping)(ping)面(mian)(mian)陣(zhen)都(dou)對χ射(she)(she)(she)(she)線先(xian)考慮(lv)任(ren)一(yi)平(ping)(ping)面(mian)(mian)點陣(zhen)1對χ射(she)(she)(she)(she)線的(de)(de)散(san)射(she)(she)(she)(she)作用(yong)：χ射(she)(she)(she)(she)線射(she)(she)(she)(she)到(dao)同一(yi)點陣(zhen)平(ping)(ping)面(mian)(mian)的(de)(de)點陣(zhen)點上(shang)，如果入(ru)射(she)(she)(she)(she)的(de)(de)χ射(she)(she)(she)(she)線與點陣(zhen)平(ping)(ping)面(mian)(mian)的(de)(de)交角(jiao)為(wei)θ，而(er)散(san)射(she)(she)(she)(she)線在(zai)相(xiang)(xiang)當于(yu)平(ping)(ping)面(mian)(mian)鏡反射(she)(she)(she)(she)方向(xiang)上(shang)的(de)(de)交角(jiao)也是θ，則(ze)射(she)(she)(she)(she)到(dao)相(xiang)(xiang)鄰(lin)兩(liang)個(ge)點陣(zhen)點上(shang)的(de)(de)入(ru)射(she)(she)(she)(she)線和散(san)射(she)(she)(she)(she)線所經過的(de)(de)光程相(xiang)(xiang)等(deng)，即PP'='=RR'。根據(ju)光的(de)(de)干涉原理(li)，它互相(xiang)(xiang)加強，并(bing)且入(ru)射(she)(she)(she)(she)線、散(san)射(she)(she)(she)(she)線和點陣(zhen)平(ping)(ping)面(mian)(mian)的(de)(de)法線在(zai)同一(yi)平(ping)(ping)面(mian)(mian)上(shang)。