Установление структуры
Как только мы решили (по крайней мере в принципе) проблему фаз перед нами встала задача воссоздания структуры молекулы гемоглобина на основании полученных рентгенограмм. Для установления положения атомов в более простых структурах нередко достаточно изображений такой структуры, спроектированной на две взаимно перпендикулярные плоскости; однако в случае белков необходимо трехмерное изображение. Здесь на помощь приходит трехмерная природа рентгенограммы, которую (см. рис. 2) можно рассматривать как срез через сферу, заполненную слоями дифракционных пятен. От каждой пары пятен нетрудно получить ряд трехмерных «полос» (смотрите рисунок ниже).
Трехмерные модели полос
Для того чтобы получить изображения белковых молекул, нужны трехмерные модели полос. Для этого получают много различных рентгенограмм, и симметричным парам пятен приписывают индексы, соответствующие трем измерениям: h, k, и ḣ, ḱ, Ῑ. Каждая пара пятен дает трехмерные полосы, аналогичные изображенным на рисунке. Для построения изображения молекулы нужно полосы от тысяч пятен правильно совместить по фазе.
Измерив их фазы и произведя соответствующие расчеты, можно наложить эти полосы друг на друга и получить трехмерную модель белка. Окончательно вместо одного изображения мы получаем ряд «срезов» молекулы — подобно срезам ткани, сделанным микротомом, только масштаб в 1000 раз меньше (смотрите рисунок ниже).
Часть молекулы миоглобина
На контурных картах, вычерченных на стопке листов прозрачного плексигласа, видна часть молекулы миоглобина, выявляемая наложением друг на друга трехмерных дифракционных полос. Миоглобин очень напоминает β-цепь гемоглобина. Группа гема видна со стороны боковой грани. Гис — гистидин, который связан с атомом железа группы гема. С атомом железа соединена также молекула воды. Область между Е и Е’ занята аминокислотными остатками, входящими в состав α-спирали; С — концевая карбоксильная группа а-спирали. Черные кружки отмечают положения атомов.
«Четкость» изображения
«Четкость» изображения примерно равна самой короткой длине волны полос, которые учитывались при построении модели. Иначе говоря, чем больше дифракционных пятен используется при расчете, тем ближе модель к действительной структуре. Если строить модель на основании лишь части рентгенограммы, то точность снижается.
«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка
Читайте далее:
- Наблюдения изменений положений цепей в свободном от кислорода гемоглобине человека
- Расположение четырех групп гема в молекуле оксигемоглобина
- Построение модели α- и β-цепей гемоглобина
- Сравнение аминокислотных последовательностей в молекулах гемоглобина и миоглобина
- Пятна на рентгенограммах кристаллов белков
- Рентгенограмма монокристалла гемоглобина
- Функция гемоглобина
- Структурные изменения гемоглобина и ферментов при соединении со своими субстратами
- Гемоглобин
- Двухвалентное железо
- Получение дифракционных полос
- Проблема фаз
- Метод введения тяжелых атомов
- Структура гемоглобина
- Ослабление электрического поля воды
- Подавление α-спиралей
