Многоволновая аномальная дифракция

Многоволновая аномальная дифракция (иногда многоволновая аномальная дисперсия ; сокращенно MAD ) — это метод, используемый в рентгеновской кристаллографии , который облегчает определение трехмерной структуры биологических макромолекул (например, ДНК, рецепторов лекарственных препаратов) посредством решения фазовой проблемы . ^[1]

MAD был разработан Уэйном Хендриксоном во время работы в качестве постдокторанта под руководством Джерома Карла в Военно-морской исследовательской лаборатории США . ^[2] Математика, на которой основывался MAD (и его предшественник — одноволновая аномальная дифракция ), была разработана Джеромом Карлом , за работу, за которую он был удостоен Нобелевской премии по химии 1985 года (вместе с Гербертом Хауптманом ).

По сравнению с предшественником SAD, MAD значительно увеличил мощность фазирования за счет использования нескольких длин волн вблизи края. Однако, поскольку он требует синхротронного пучка, более длительного воздействия (рискуя повреждение радиацией) и допускает только ограниченный выбор тяжелых атомов (тех, чьи края достижимы синхротроном), популярность MAD снизилась по сравнению с SAD. ^[3]

• Аномальная дисперсия одной длины волны (SAD)
• Множественная изоморфная замена (МИР)
• Аномальное рассеяние
• Аномальное рассеяние рентгеновских лучей
• Карта Паттерсона

• Хендриксон WA (1985). «Анализ структуры белка с помощью дифракционных измерений на нескольких длинах волн». Труды Американской ассоциации химии . 21 .
• Карле Дж (2009). «Некоторые разработки в области аномальной дисперсии для структурного исследования макромолекулярных систем в биологии». Международный журнал квантовой химии . 7 : 357–367 . doi :10.1002/qua.560180734.
• Карле Дж (1989). «Линейный алгебраический анализ структур с одним преобладающим типом аномального рассеивателя». Acta Crystallographica A. 45 ( 4): 303– 307. Bibcode : 1989AcCrA..45..303K. doi : 10.1107/s0108767388013042. PMID  2559755.
• Pahler A, Smith JL, Hendrickson WA (1990). «Вероятностное представление фазовой информации из многоволновой аномальной дисперсии». Acta Crystallographica A. 46 ( 7): 537– 540. Bibcode : 1990AcCrA..46..537P. doi : 10.1107/s0108767390002379. PMID  2206480.
• Тервиллигер Т.С. (1994). «Поэтапность MAD: байесовские оценки FA». Акта Кристаллографика Д. 50 (Часть 1): 11–16 . Бибкод : 1994AcCrD..50...11T. дои : 10.1107/s0907444993008224 . ПМИД  15299471.
• Terwilliger TC (1994). "MAD-фазировка: обработка дисперсионных различий как информации об изоморфной замене". Acta Crystallographica D. 50 ( Pt 1): 17– 23. Bibcode :1994AcCrD..50...17T. doi : 10.1107/s0907444993008236 . PMID  15299472.
• Fourme R, Shepard W, Kahn R, l'Hermite G, de La Sierra IL (1995). «Метод многоволнового аномального контраста растворителя (MASC) в макромолекулярной кристаллографии». Журнал синхротронного излучения . 2 (ч. 1): 36–48 . Bibcode : 1995JSynR...2...36F. doi : 10.1107/S0909049594006680 . PMID  16714785.
• de la Fortelle E, Bricogne G (1997). "Уточнение параметров тяжелых атомов с максимальным правдоподобием для методов множественной изоморфной замены и многоволновой аномальной дифракции". Macromolecular Crystallography Часть A. Методы в энзимологии. Т. 276. С. 472–494. doi :10.1016/S0076-6879(97)76073-7. ISBN 978-0-12-182177-7. PMID  27799110.
• Hendrickson WA, Ogata CM (1997). "Определение фазы с помощью многоволновых аномальных дифракционных измерений". Macromolecular Crystallography Part A. Methods in Enzymology. Vol. 276. pp. 494–523. doi :10.1016/S0076-6879(97)76074-9. ISBN 978-0-12-182177-7. PMID  27799111.
• Белла Дж., Россманн МГ. (1998). «Общий алгоритм фазирования для множественных данных MAD и MIR». Acta Crystallographica D. 54 ( 2): 159– 174. Bibcode : 1998AcCrD..54..159B. doi : 10.1107/s0907444997010469. PMID  9761882.
• Guss JM, Merritt EA, Phizackerley RP, Hedman B, Murata M, Hodgson KO , Freeman HC (1989). «Определение фазы с помощью многоволновой рентгеновской дифракции: кристаллическая структура основного синего медного белка из огурцов». Science . 241 (4867): 806– 811. Bibcode :1988Sci...241..806G. doi :10.1126/science.3406739. PMID  3406739.

• Фазирование MAD — подробное руководство с примерами, иллюстрациями и ссылками.
• Биография Уэйна Хендриксона на HHMI
• Домашняя страница Уэйна Хендриксона
• Резюме исследований лаборатории Хендриксона
• Биография Джерома Карла Нобеля
• Признание НРЛ Нобелевской премии

• Пакет SSRL Absorb Package — Brennan S, Cowan PL (1992). «Набор программ для расчета характеристик поглощения, отражения и дифракции рентгеновских лучей для различных материалов на произвольных длинах волн». Review of Scientific Instruments . 63 (1): 850. Bibcode : 1992RScI...63..850B. doi : 10.1063/1.1142625.
• CHOOCH — Эванс Г., Петтифер Р.Ф. (2001). «CHOOCH: программа для получения факторов аномального рассеяния из спектров рентгеновской флуоресценции». Журнал прикладной кристаллографии . 34 : 82– 86. doi :10.1107/S0021889800014655.
• Shake-and-Bake ( SnB ) — Smith GD, Nagar B, Rini JM, Hauptman HA, Blessing RH (1998). «Использование Snb для определения аномальной рассеивающей субструктуры». Acta Crystallographica D. 54 ( Pt 5): 799– 804. Bibcode : 1998AcCrD..54..799S. doi : 10.1107/S0907444997018805. PMID  9757093.
• SHELX — Sheldrick GM (1998). "SHELX: приложения к макромолекулам". В S Fortier (ред.). Прямые методы решения макромолекулярных структур . Дордрехт: Kluwer Academic Publishers. стр.  401– 411. ISBN 0-7923-4949-0.

• Эванс, Гвиндаф (октябрь 1994 г.). «Метод многоволновой аномальной дифракции с использованием синхротронного излучения при оптимальных энергиях рентгеновских лучей: применение в кристаллографии белков». Кандидатская диссертация . Университет Уорика.