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第1页/共81页蛋白质结构测定第2页/共81页蛋白质三维结构测定方法及数量第3页/共81页蛋白质三维结构测定年增长图第4页/共81页第5页/共81页第6页/共81页第7页/共81页第一节：X-射线衍射技术用于蛋白质晶体结构测定原理基本过程优缺点应用实例第8页/共81页一、相关原理光的衍射现象X射线的发现及应用本质的争论X射线衍射的发现晶体学基础知识X射线晶体衍射第9页/共81页第10页/共81页1.光的衍射现象‘光线’拐弯了！?第11页/共81页衍射现象：光波偏离直线传播而出现光强不均匀 分布的现象当缝的大小（或障碍物的大小）跟波长相差不多时就发生明显的衍射现象．如果缝很宽，其宽度远大于波长，则波通过缝后基本上是沿直线传播的，衍射现象就很不明显了． 第12页/共81页第13页/共81页惠更斯—菲涅耳原理惠更斯：光波阵面上每一点都可以看作新的子波源，以后任意时刻，这些子波的包迹就是该时刻的波阵面。 ——1690年解释不了光强分布！ 菲涅耳补充：从同一波阵面上各点发出的子波是相干波。 ——1818年第14页/共81页第15页/共81页2. X射线的发现历程及应用失之交臂1836 法拉第 发现阴极射线1861 克鲁克斯 阴极射线管在放电时会产生亮光 干版和光片有问题？古德斯柏德 洗出了一张X射线的透视底片 照片的冲洗药水或冲洗技术 第16页/共81页2.X射线的发现及应用1895年 伦琴（Roentgen）发现故称为伦琴射线。第17页/共81页伦琴夫人的手的X射线照片第18页/共81页X射线在医学上的应用伦琴的新发现轰动了全世界, 不到三个月, 维也纳的一家医院便拍出了应用于医疗的X射线照片.从此, X射线拍片和射线透视成为医学诊疗中常用的手段。为了防止各脏器成像发生的重叠给诊疗带来不便, 科学家们进一步研究了成像更清晰、灵敏度更高的仪器。1972年，英国科学家汉斯菲尔德运用计算机和图像重建理论, 制成了电子计算机射线断层扫描成像装置, 也就是已被广泛应用的CT。第19页/共81页X射线与诺贝尔奖—物理学奖伦琴因发现X射线而获得第一届诺贝尔物理学奖。1903 年诺贝尔物理学奖。1906 年的诺贝尔物理学奖。劳厄获得了1914 年诺贝尔物理学奖。英国的布拉格父子1915 年的诺贝尔物理学奖。英国的巴克拉1917 年的诺贝尔物理学奖。瑞典物理学家西格班1924 年诺贝尔物理学奖。美国的康普顿1927 年诺贝尔物理学奖。前苏联的切连科夫1958 年诺贝尔物理学奖;美国的霍夫斯塔特1961 年诺贝尔物理学奖;瑞典的西格巴恩1981 年的诺贝尔物理学奖。第20页/共81页第21页/共81页化学奖荷兰的物理化学家德拜1936 年诺贝尔化学奖。美国著名化学家鲍林1954 年诺贝尔化学奖。英国生物学家肯德鲁与佩鲁茨1962 年诺贝尔化学奖。英国女化学家霍奇金1964 年诺贝尔化学奖。美国化学家利普斯科姆1976 年诺贝尔化学奖。英国化学家桑格和美国化学家吉尔伯特1980 年诺贝尔化学奖。英国生物化学家克卢格因1982 年诺贝尔化学奖; 美国化学家豪普特曼和卡尔1985 年诺贝尔化学奖;1988 年,米歇尔等三位德国生物化学家诺贝尔化学奖。第22页/共81页3.X射线本质的争论第23页/共81页X射线本质的争论--波动说巴克拉： X射线波动性 标识谱线：不管元素已化合成什么化合物，它们总是发射一种硬度的X射线，当原子量增大时，标识X射线的穿透本领会随着增大。这说明X射线具有标识特定元素的特性。第24页/共81页X射线本质的争论—微粒说布拉克父子X射线微粒论者 粒子具有旋转性 第25页/共81页4.X射线衍射第26页/共81页X射线衍射的获得波长范围：10—0.1埃欲观察其衍射现象则衍射线度应与其波长差不多，晶体的晶格常数恰是这样的线度衍射波的两个基本特征—衍射线（束）在空间分布的方位（衍射方向）和强度与晶体内原子分布规律（晶体结构）密切相关。第27页/共81页第28页/共81页5.晶体基础什么是晶体晶体的周期排布晶体的对称性第29页/共81页3.1什么是晶体固体物质晶体相当罕见的东西？非晶体晶体(Crystal )指离子、原子或分子这些微粒在三维空间中周期性重复排列形成的、能够给出明锐衍射的固体结构。 第30页/共81页晶体什么样（1）第31页/共81页晶体什么样（2）第32页/共81页晶体什么样（3）第33页/共81页晶体什么样（4）第34页/共81页2.晶体和点阵结构晶体的周期性结构使得我们可以把它抽象成“点阵”来研究. 一维周期性结构与直线点阵二维周期性结构与平面点阵三维周期性结构与空间点阵第35页/共81页一维周期性结构与直线点阵 第36页/共81页二维周期性结构与平面点阵第37页/共81页三维周期性结构与空间