结构生物学介绍及进展.pptVIP

结构生物学 ;结构生物学的定义;结构的重要性;疯牛病等构像病的罪魁祸首—Prion;分子生物学：现代生物学的主流方向;结构在现代生物学里的中心地位;举例;Nobel in Structure;The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962;The Nobel Prize in Chemistry 1962;The Nobel Prize in Chemistry 1964;The Nobel Prize in Chemistry 1982;The Nobel Prize in Chemistry 1985;The Nobel Prize in Chemistry 1988;The Nobel Prize in Chemistry 1997;The Nobel Prize in Chemistry 2002;The Nobel Prize in Chemistry 2003;The Nobel Prize in Chemistry 2006;The Nobel Prize in Chemistry 2009;内螺旋;钾离子通道的离子导通机理;钾离子通道;结构生物学进展：Road to structures without crystals;Outline;同步辐射Synchrotron Radiation;;各种生物基因组和功能基因组数据;获得生物大分子结构的主要技术;How to obtain structures by protein crystallography?;蛋白质晶体;什么是同步辐射？;同步辐射装置示意图;三种发光元件;发光元??;同步辐射的亮度（单位时间，单位面积，单位立体角，一定光子能量范围内的光子数）和转靶X光机的比较。;Divergence;实际的蛋白质单晶;分子置换法（Molecular Replacement，MR） 同晶置换法（Isomorphous Replacement，IR，SIR/MIR） 反常散射法（Anomalous Dispersion，AD，SAD/MAD） 直接法（Direct method）;Energy range;MIR（多对同晶置换）;一个同晶置换可以得到两个可能的解。;两个同晶置换就可以得到唯一的解。;“同步辐射+硒代+样品冷冻”已经 成为解析全新结构的标准方法。;多波长反常衍射（MAD）;原子散射因子;MAD;同步辐射的作用;PDB(Protein Data Bank);同步辐射促进了蛋白质结构的解析;生物学家的评论;MAD实验的波长选择;四个可选择的波长;几个波长？;反常衍射的分类;Peak波长得到的相角 三个波长得到的相角;人源“Coactosin-like” 蛋白;同步辐射蛋白质晶体学的发展;目前，10微米左右的质量良好的晶体已经能够解析出生物大分子结构。（ESRF，发表于J. Mol. Biol., 367, 310-318. 2007） SSRF：可能达到5微米。;Summary;小角散射Small Angle X-ray Scattering;获得生物大分子结构的困难;;;小角散射（SAXS）;小角散射所需的样品;小角散射的优点;小角散射（1D） vs 衍射（3D）;图片来自RIKEN SPring-8 Center Dr. Tetsuro Fujisawa;小???散射的缺点;经典应用;最近发展;M. B. Kozin, V. V. Volkov and D. I. Svergun J. Appl. Cryst. (1997). 30, 811–815;用虚拟原子来表示生物大分子形状。模拟退火这些虚拟原子的位置，使得计算谱线与实验最接近。 程序：damin 和 gasbor D. I. Svergun，Biophysical Journal (1999). 76, 2879–2886;重建晶体结构中丢失部分;生物大分子复合物;研究实例（一）从基因到功能：dCMP脱氨酶;Smu206：An unknown protein from S. mutans;orotic acid;+H2O;Regulation of CT amounts;Kinetic assay of Sm206: yes, it is Sm-dCD;Structure determination of Sm-dCD;The crystals;Structure determination of Sm-dCD;The structure of Sm-dCD;The hexamer of Sm-dCD;;Two different Zn ions;The roles of Zn in dCD