Struktury ze špatných difrakčních krystalů: nový začátek makromolekulární krystalografie?

Text

Článek analyzuje nové průlomové výsledky v analýze statistik intenzity kontinuálních difrakčních vzorů z neřízených makromolekulárních krystalů. Tyto studie mají potenciál významného vlivu na makromolekulární krystalografii řešením fázového problému ze souvislé molekulární transformace, dostupného z translačně neorganizovaných makromolekulárních krystalů a nanokrystalů, a rozšířením rozlišení nad rozlišení Braggových vrcholů. Všechny makromolekulární krystaly jsou do jisté míry neuspořádané; přibližně polovinu objemu krystalů tvoří krystalická kapalina, a makromolekuly v mřížce jsou vystaveny statické a dynamické poruše, která zahrnuje posun od správného umístění v mřížce. Předložené úvahy mají obecné důsledky na makromolekulární krystalografii.

vv-21.jpg
Popis
Narušení mřížkové symetrie odhaluje kontinuální molekulární transformaci fotosystému II a napomáhá přímému stanovení struktury. Na horním obrázku je zobrazen celý trojrozměrný difrakční objem krystalického fotosystému II, včetně difrakčních maxim (bílá, ve středu) a difúzního rozptylu (modrá a zelená) pocházejících z molekul, které nesledují řádnou mřížkovou symetrii (střední kvadratická odchylka o hodnotě asi 2 A). Tento difuzní signál umožňuje stanovení přímé struktury pomocí iterativních metod pro výpočet fáze vyvinutých pro koherentní difrakční zobrazování. Jak je vidět, difuzní rozptyl značně přesahuje rozlišení difrakčních maxim, protože signál nezávisí na kvalitě krystalů stejným způsobem jako signál vypočítaný z difrakčních maxim. Na mapě elektronové hustoty odvozené z difúzního rozptylu jsou patrná podstatná zlepšení (vpravo dole) v porovnání s mapou odvozenou z difrakčních maxim (zobrazené vlevo dole). Části obrazu poskytl s laskavým svolením Henry Chapman a Oleksandr Yefanov, CFEL, Hamburg.