Нейтроны карты плотности

Рис. 12.1. Нейтронная карта плотности.

Рис. 12.2. Сечение нейтронной разностной карты Ра—Ро, Ос) рассчитанные структурные факторы не включают ни одной молекулы воды. Пики в центре интерпретируются как три молекулы воды (ВгО). Справа нейтронная карта плотности (/ о) для. того же, сечения, причем в расчет значений фаз (йс) включены все атомы.

Кроме идентификации молекул воды, индивидуально связанных на поверхности белка, нейтронные карты могут быть использованы для определения средней плотности растворителя в областях между макромолекулами белка. Это достигается усреднением плотностей фона, не имеющего особенностей, по малым объемам. Усредненное значение выражают в единицах длины рассеяния на 1 А. Рассчитанная объемная плотность рассеяния составляет для ОгО 6,3-см/А , а для НгО [c.229]

Карта электронной плотности с разрешением, равным 4 А или еще лучшим, дает такие подробные сведения о структуре молекулы, которые нельзя получить ни одним другим методом и даже несколькими методами в совокупности (исключая, конечно, такие близкие методы, как дифракция электронов и нейтронов). При разрешении от 3 до 4 А можно определить состав, длину и ориентацию участков вторичной структуры. Если известна первичная структура, то при сопоставлении ее с картой электронной плотности можно оценить пространственное расположение каждого отдельного атома структуры. При разрешении 2 А карта электронной плотности настолько подробна, что большая часть первичной структуры следует прямо из данных рентгеноструктурного анализа. [c.186]

Нейтронная дифракция в кристаллах осуществляется точно так же, как рентгеновская дифракция. Однако ввиду того, что длины нейтронного рассеяния различаются у разных атомов не столь сильно, метод изоморфного замещения становится неприменимым. На практике обычно работают с кристаллом, у которого молекулярная структура уже приблизительно установлена другими методами. Затем для того же кристалла измеряют интенсивности нейтронной дифракции. По этим результатам проводят синтез Фурье, в ходе которого используют измеренные нейтронные интенсивности и фазы, вычисляемые с учетом всех неводородных атомов, положение которых в модели структуры известно. На полученной таким образом фурье-карте атомы Н и О представлены с гораздо большими весами, чем на карте электронной плотности, ибо весьма велик относительный вклад этих атомов в нейтронное рассеяние. По этой карте можно определить положения Н (отрицательная плотность) или О (положительная плотность ). Теперь структурная модель может быть дополнена атомами водорода или дейтерия, и при желании можно провести дальнейшее ее уточнение. [c.438]

Рассчитанная нейтронная карта плотности вода включена в сразы 5,0-Ю- си/А ) [c.222]

Заметный прогресс в изучении структуры белков начался с конца 70-х годов текущего столетия Если до этого структуры их выводили на основании метода диффракции нейтронов, карт распределения электронных плотностей с введением в молекулы белков тяжелых атомов, то в последующие годы были развиты методы синхронной радиации, методы с использованием компьютерной техники, что сослужило огромнзто службу кристаллографии данных биополимеров В этой связи статичный метена, рентгеноструктурного анализа одиночного кристалла способен дать ди-намичнзгю информацию На основании указанных методов показано, например, что фермент лизоцим имеет оболочку из 33—35 прочно связанных молекул воды и менее упорядоченную область из 95—105 молекул воды, соединенных с белком лишь одной водородной связью Около 60—80% остальной воды распределено в промежутках между кристаллами и не влияет на электронную плотность белка [c.71]

К обмену и необмениваемыми атомами водорода. Фактор рассеяния для дейтерия приблизительно в 2 раза больше, чем для водорода, что увеличивает распознаваемость молекул водорода на картах Фурье, поэтому на нейтронограмме интенсивность рассеяния от молекулы воды вдвое больше, чем на аналогичном изображении распределения электронной плотности объекта. Кроме того, отсутствие какого-либо радиационного повреждения от воздействия нейтронов исключает ошибки шкалирования, так как для полного набора данных используется только один кристалл. Использование только одного кристалла гарантирует тот факт, что установленная структура не является усреднением различных структур, которые могут существовать в разных кристаллах. [c.221]

Рассеяние нейтронов происходит в поле ядерных сил и в меньшей степени в магнитном ноле электронных оболочек. Синтез Фурье, выполненный с использованием структурных факторов нейтронного рассеяния, воспроизводит картину распределения ядер в объекте. Амплитуды рассеяния нейтронов на различных ядрах находятся в сложной зависимости от природы последних, но меняются в сравнительно узких пределах. При этом водород, для которого амплитуда рассеяния Ъ равна —0.38-10" см, сравнительно мало отличается от кислорода (6=0.58-10 см), натрия (Ь=0.35-10 см) и многих других элементов. Ни один из исследованных элементов не имеет амплитуды, которая превосходила бы амплитуду водорода более чем в четыре раза. Амплитуда рассеяния нейтронов на ядрах дейтерия имеет положительный знак ( =0.65-10 см). Это обстоятельство благоприятствует нейтронографическому определению положений протонов и дейтонов при наличии экспериментальных данных для обычного кристалла и его дейтероаналога легко получить так называемую дифференциальную структурную карту, на которой остается суммарное распределение ядерной плотности одних только изотопов водорода (Н+О)- [c.7]

Не менее плодотворна нейтронная дифракция в изучении частично и полностью связанных молекул воды в пограничном слое и внутри белковой глобулы. Детальный анализ структуры водного окружения белка с помощью нейтронов впервые провели Б. Шенборн и Дж. Хенсон [574]. Они обнаружили значительное расхождение в наборах из 40 прочно связанных молекул воды с исследованным ими СО-мио-глобином и исследованным Т. Такано метмиоглобином методом рентгеноструктурного анализа [575]. Надежная фиксация положений атомов водорода при нейтронной дифракции делает этот метод уникальным в изучении внутренних вращений вокруг одинарных связей, особенно вращений метильных групп. Из карт нейтронной плотности трипсина следует, что, несмотря на плотную упаковку белковой макромолекулы, [c.166]