牛津大学的蛋白质晶体学资料.pdfVIP

蛋 白 质 晶 体 学 简 介 （根据牛津大学 Stuart 教授的讲义译编） 目 录 1 引言………………………………………………………………………………………………1 2 蛋白质测定的基本步骤…………………………………………………………………………2 3 结晶………………………………………………………………………………………………4 4 数据收集…………………………………………………………………………………………7 5 相位测定…………………………………………………………………………………………1 1 6 相位改善及扩展………………………………………………………………………………15 7 电子密度图的解释……………………………………………………………………………16 8 修正………………………………………………………………………………………… …17 9 相关的信息……………………………………………………………………………………19 参考文献…………………………………………………………………………………………19 1. 引言 蛋白质及其复合物、组装体完整的三维结构的测定是研究生命活动中分子结构与功能关 系 ， 揭示生命现象的物理化学本质的科学基础。蛋白质及其复合物晶体的 X－射线衍 射是研究生物大分子三维精细结构的最主要的手段之一。在人类基因组全序列测定顺利完 成和“后基 因 组时代”（Post- genome era）到来之际，生命科学的中心任务是揭示基因组的 功能, 并在此基础上阐明遗传、发育、进化、功能调控等基本生物学问题，以及进一步解决与医 学 、环境保护、农业密切相关的问题。由于基因的功能最终总是通过其表达产物－蛋白质 来实 现的，因此，要了解基因组全部功能活动（包括正常的和异常的），最终也必须回到蛋 白质分子上来。目前，我们还不可能只用基因组 DNA 的一维序列预测生命活动的机理 (mechanism)和途径 (pathway), 也难于仅用基因的信息去解释疾病发生与发展的分子机理。 显然，在人类基因组测序完成 之 后的时代，在有关生命活动整合知识的指导下，以蛋白质 及其复合物、组装体为主体的生 物 大分子的精细三维结构及其在分子、亚细胞、细胞和整 体水平上的生物学功能的研究是生命科学的重大前沿课题，也是当前生物学领域中最具有挑 战性的任务之一，在后基因组时代生物学发展中处于战略性的关键地位。 蛋白质晶体学是一门十分活跃的边缘学科，1960 年－1997 年之间已经有 12 名蛋白质晶 体学家荣获诺贝尔奖。蛋白质晶体学不仅与生物学、医学有着密切联系,它的发展也需要物 理学、化学数学等学科以及计算机科学作为它的基础 。蛋白质晶体学也是一门发展很快的 年轻学科。从 1934 年 Bernal 得到胃蛋白酶单晶衍射照片算起,也仅有 66 年的历史。但无 论从结构测定的方法还是从结构测定所用的仪器都有了飞跃的发展。多对同晶重原子置换 法（MIR）的提出，使蛋白质晶体结构分析在方法上有了重大的突破；以后又有了