Ichak rentgenografiyasi: natijani ko'rsatadigan tayyorgarlik

Biologik makromolekulyar kristallografiya

Tasma diagrammasi tuzilishining miyoglobin, rangli ko'rsatmoqda alfa spirallari. Bunday oqsillar uzun, chiziqli molekulalar minglab atomlar bilan; hali har bir atomning nisbiy pozitsiyasi rentgen kristallografiyasi bilan atomning pastki o'lchamlari bilan aniqlangan. Bir vaqtning o'zida barcha atomlarni tasavvur qilish qiyin bo'lgani uchun lentada oqsilning qo'pol yo'li ko'rsatilgan orqa miya uning N-terminalidan (ko'k) dan S-terminaligacha (qizil).
Oqsillarning kristalli tuzilmalari (ular tartibsiz va xolesteroldan yuzlab marta kattaroq) tuzilishi bilan boshlanib, 1950-yillarning oxirlarida boshlandi. sperma kiti miyoglobin tomonidan Ser Jon Kovderi Kendryu,^[89] u uchun u bilan bo'lishdi Kimyo bo'yicha Nobel mukofoti bilan Maks Peruts 1962 yilda.^[90] Ushbu muvaffaqiyatdan so'ng oqsillar, nuklein kislotalar va boshqa biologik molekulalarning 130 mingdan ziyod rentgen-kristalli tuzilmalari aniqlandi.^[91] Tahlil qilinadigan tuzilmalar soni bo'yicha eng yaqin raqobatlashuvchi usul yadro magnit-rezonans (NMR) spektroskopiyasi, bu o'ndan bir qismidan kamini hal qildi.^[92] Kristalografiya o'zboshimchalik bilan katta molekulalarning tuzilishini hal qilishi mumkin, eritma holati NMR esa nisbatan kichiklari (70 k dan kam) bilan cheklangan.Da ). Farmatsevtik preparat oqsil nishoniga qanday ta'sir qilishini va qanday o'zgarishlar yaxshilanishi mumkinligini aniqlash uchun rentgen kristalografiyasi muntazam ravishda qo'llaniladi.^[93] Biroq, ichki membrana oqsillari kristallanish qiyin bo'lib qoladi, chunki ular yuvish vositalarini yoki boshqalarni talab qiladi denaturantlar ularni alohida-alohida eritib olish uchun va bunday yuvish vositalari ko'pincha kristallashishga xalaqit beradi. Membran oqsillari .ning katta qismidir genom kabi katta fiziologik ahamiyatga ega ko'plab oqsillarni o'z ichiga oladi ion kanallari va retseptorlari.^[94][95] Geliy kriyogenikasi oqsil kristallarida nurlanish shikastlanishining oldini olish uchun ishlatiladi.^[96]
O'lchov o'lchovining boshqa uchida, hatto nisbatan kichik molekulalar ham rentgen kristallografiyasining kuchini hal qilishda qiyinchiliklar tug'dirishi mumkin. 1991 yilda dengiz organizmidan ajratilgan antibiotikga berilgan tuzilish, diazonamid A (C₄₀H₃₄Cl₂N₆O₆, molar massa 765,65 g / mol), tuzilishining klassik isboti bilan noto'g'ri ekanligi isbotlandi: sintetik namuna tabiiy mahsulot bilan bir xil emas edi. Xato rentgen-kristallografiyasining to'g'ri -OH / -NH va o'zaro almashtirilgan -NH ni ajrata olmasligi bilan bog'liq edi.₂ / -O- noto'g'ri tuzilgan guruhlar.^[97] Asbobsozlik sohasida erishilgan yutuqlar bilan, shunga o'xshash guruhlarni zamonaviy bitta kristalli rentgen diffraktometrlari yordamida ajratish mumkin.
In bebaho vosita bo'lishiga qaramay tarkibiy biologiya, oqsil kristallografiyasi o'z metodologiyasida ma'lumotlarni izohlashga xalaqit beradigan ba'zi bir o'ziga xos muammolarni keltirib chiqaradi. Kristallanish jarayonida hosil bo'lgan kristall panjarada kristallga zich va nosimmetrik tarzda o'ralgan ko'plab tozalangan oqsil birliklari mavjud. Oldindan noma'lum bo'lgan oqsilni izlashda uning shakli va kristall panjaraning chegaralarini aniqlash qiyin bo'lishi mumkin. Oqsillar odatda kichikroq bo'linmalardan iborat bo'lib, kichik birliklarni ajratish va haqiqiy oqsilni aniqlash vazifasi hatto tajribali kristallograflar uchun ham qiyin bo'lishi mumkin. Kristallanish jarayonida yuzaga keladigan biologik bo'lmagan interfeyslar kristalli qadoqlash kontaktlari (yoki shunchaki, kristalli kontaktlar) deb nomlanadi va ularni kristallografik vositalar bilan ajratib bo'lmaydi. Qachon yangi oqsil tuzilishi rentgen kristallografiyasi bilan echilib, tarkibida yotadi Protein ma'lumotlar banki, uning mualliflaridan funktsional, biologik ahamiyatga ega bo'lgan oqsilni tashkil etadigan "biologik assambleya" ni belgilashlari so'raladi. Biroq, ma'lumotlarni yuborish paytida xatolar, etishmayotgan ma'lumotlar va noto'g'ri izohlar, tushunarsiz tuzilmalarni keltirib chiqaradi va ma'lumotlar bazasining ishonchliligini buzadi. Noto'g'ri izohlarda xatolik darajasi faqatgina 6,6% ga ko'tarilganligi haqida xabar berilgan^[98] yoki taxminan 15%,^[99] depozitga qo'yilgan inshootlar sonini hisobga olgan holda, ahamiyatsiz bo'lmagan o'lcham. Ushbu "interfeyslarni tasniflash muammosi" odatda hisoblash yondashuvlari bilan hal qilinadi va tan olingan mavzuga aylandi tarkibiy bioinformatika.