分子置换法解析蛋白质晶体结构需要制备重原子衍生物

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精选答案

同晶置换法需要制备同晶型的重原子衍生物﹐即在不会改变分子和晶体结构的情况下﹐在晶体中引入一种较重的金属原子。这些金属原子在晶体中以和其它原子相同的周期重复规律排列。它们对于 X射线的散射仅影响晶体的衍射强度﹐而不改变衍射方向。这时重原子的结构振幅可由衍生物与天然晶体衍射强度的差值求得。由于晶体中引入重原子的数目有限,我们可以采用别的办法(例如帕特逊函数法)来确定它们的位置,进而可以计算重原子的结构因子。如果能有两个以上同晶型的衍生物﹐就可利用矢量三角形法则求得天然晶体的相位﹐因而也就可以解出这种晶体的结构。这种方法称为多对同晶置换法。当晶体中重原子的吸收边接近入射 X射线的波长时﹐重原子内层的约束电子对于入射线会有很强的散射作用﹐称为反常散射。此时晶体衍射强度的中心对称定律不再成立,即| |≠| |。这就相当于使用一种晶体收集两套衍射强度数据。其效果等于有了两个同晶型的衍生物。因此可以采用类似同晶置换的办法解出晶体结构。这种方法称为反常散射法。许多蛋白质分子是由相同或相似的亚基组成的﹐它们之间具有结构的相似性。对于那些结构相同或相似的蛋白质分子﹐如果得到晶型不同的晶体﹐那么它们在不同晶胞中的差异在于空间处向以及排布方式不同。另外﹐即使在一种晶胞的晶体学不对称单位内﹐也可存在相同或相似的亚基结构。它们之间存在非晶体学的对称关系。因此可以通过旋转变换和平移变换的办法﹐使得这些相同或相似的结构重合。这样﹐如果已知一个结构﹐就可结合晶体学的结构修正方法求得另外一个未知的结构。这种方法称为分子置换法。

其他回答

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是的，分子置换法是一种用来解析蛋白质晶体结构的方法，它需要制备重原子衍生物。制备重原子衍生物的目的是在蛋白质晶体中引入能够产生浓度可测量的电子密度峰的重原子，以便区分蛋白质分子中的原子位置。

一般可以使用金属离子（如汞、铂、铅）或卤素原子（如碘）来制备重原子衍生物。

通过分别测量未衍生蛋白质晶体和重原子衍生蛋白质晶体的衍射数据，可以通过分子置换法解析蛋白质的晶体结构。