【正文】 ? 可調(diào)性 (tunability) 同步輻射在可調(diào)性上也與 X光發(fā)生管不同用單色器可以選取光譜范圍內(nèi)任何合適的波長(zhǎng) 。 ? 偏振 （ polarization） 來(lái)源于 X光管的 X射線是非偏振的 ， 同步輻射則是高度偏振的 。 射線的偏振對(duì)原子的反常 X射線散射有影響 。 X光探測(cè)器 獲得最終數(shù)據(jù) 四圓衍射儀 DIP X射線面探測(cè)儀 CCD X射線檢測(cè)儀 ACTOR?: Automated Crystal Transfer, Orientation and Retrieval 蛋白質(zhì)的結(jié)晶 Ultimate HomeLab? 蛋白質(zhì)的結(jié)晶 HighFlux HomeLab? 蛋白質(zhì)的結(jié)晶 Compact HomeLab? 蛋白質(zhì)的結(jié)晶 衍射圖片 電子密度 三維結(jié)構(gòu) H K L F Phi? phi 相角求解 實(shí)空間 倒易空間 X射線衍射實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程Fourier變換與 Fourier反變換 公式二 根據(jù)電子密度計(jì)算結(jié)構(gòu)因子 公式一 根據(jù)結(jié)構(gòu)因子計(jì)算電子密度 公式三 根據(jù)原子坐標(biāo)計(jì)算結(jié)構(gòu)因子 結(jié)構(gòu)解析的數(shù)學(xué)原理 常用的蛋白質(zhì)晶體學(xué)軟件分類(lèi)介紹 相位確定中的軟件應(yīng)用 結(jié)構(gòu)可視化的軟件應(yīng)用 結(jié)構(gòu)描述中的軟件應(yīng)用 Agenda 數(shù)據(jù)處理中的軟件應(yīng)用 總結(jié) 常用的蛋白質(zhì)晶體學(xué)軟件分類(lèi)介紹 Phasing and refinement Visualization Structure Description Data Processing Automar, DPS, HKL, Mosflm, novel_R, Strategy, XDS, d*TREK AMoRe, ARP/wARP, CCP4, cctbx, CNS, CONVROT, EPMR, FFFEAR, MADSYS, MAID, MAPUTILS, MOLREP, OASIS2022, SHELX, SnB, SOLVE/RESOLVE, USF, Xplor O, COOT, QUANTA, XtalView Conscript, DINO, GRASP, LIGPLOT, MOLMOL, Molscript/Bobscript, MSMS, PROMOTIF, PyMOL, Provay, RASMOL, Raster3d, Ribbons, Setor, SPOCK, TkRaster3d, TOPS, VMD 數(shù)據(jù)處理中的軟件應(yīng)用 －－ 晶 體 學(xué) 計(jì) 算 中 的 “ 第 一 步 ” 數(shù) 據(jù) 處 理 的 基 本 步 驟 Rmerge Completeness Redundancy I/sigma(I) System absence ? ? ? Peak Search Index Parameter Refinement Integration Merge Check output data Laue Group Cell param. Crystal orientation ? ? ? 數(shù) 據(jù) 處 理 的 常 用 軟 件 目前實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在比較常用的處理軟件： HKL2022/HKL ?HKL2022/HKL ： 是目前使用最為廣泛的一種數(shù)據(jù)處理軟件包； 在 PDB庫(kù)中有超過(guò) 80％的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是用 HKL2022/HKL處理的； 操作界面清晰，使用方便； 在處理大部分?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)， Index和 Integration較其他軟件更有優(yōu)勢(shì)。 HKL2022使用范例 數(shù) 據(jù) 處 理 小 結(jié) ?對(duì)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： 1. Rmerge : 越低數(shù)據(jù)質(zhì)量越好，最高殼層的 Rmerge最好在 50%以下； 2. 完整度 (Completeness) : 越大表明數(shù)據(jù)的完整性越好，最好各殼層的完整度都控制在 90%以上（有冰環(huán)的情況除外）； 3. 冗余度 (Redundancy) : 越大則對(duì)密度圖的細(xì)節(jié)貢獻(xiàn)越明顯，因此數(shù)據(jù)收集衍射圖的張數(shù)越多越好； 4. 信躁比 (I/sigma(I)) : 表明了衍射點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，越大數(shù)據(jù)質(zhì)量越好，最高殼層不應(yīng)低于 2~3； 5. 對(duì)于 MAD數(shù)據(jù)，還要觀察 Scale Factor隨時(shí)間得變化，以確認(rèn)波長(zhǎng)是否發(fā)生變化； ?對(duì)空間群的判斷： 由于某些空間群的系統(tǒng)消光完全相同，或者兩個(gè)不同空間群處理出晶胞參數(shù)的某個(gè)值相差很小，都會(huì)造成判斷上的失誤，因此應(yīng)注意及時(shí)調(diào)整空間群。 相位確定中的軟件應(yīng)用 確定相位的常用基本方法 Phasing MAD/SAD MIR/SIR MR 1. 分子置換法 3. 直接法 多 (單 )對(duì)同晶置換法（ MIR/SIR) 多 (單 )波長(zhǎng)反常散射法 (MAD/SAD) MAD/SAD方法中的軟件應(yīng)用 MAD/SAD方法的軟件包 ?Heavy atom search ?Heavy atom position refinement ?Phasing ?Phase improvement: Density modification NCS averaging Phase extend ?SHELX ?SOLVE/RESOLVE ?CNS/Xplor ?SnB ?OASIS2022 ?CCP4(Mlphare …) ? ? ? ? ? ? ? ? MAD/SAD主要流程 MAD/SAD 常 用 的 方 法 及 軟 件 SHELX (Heavy atom search) SOLVE (Heavy atom position refinement) SOLVE (Phasing) RESOLVE (DM, NCS averaging, High resolution native ) CNS (DM, NCS averaging, High resolution native ) HKL2MAP, SHELXC/D, SOLVE/RESOVE, CNS Electron Density Map/ Model building 示 例 MAD/SAD 小 結(jié) ?幾乎每種軟件都包含了從 Heavy atom search到 Phase improvement的所有程序；但是各有側(cè)重。 ?對(duì) MIR/SIR的數(shù)據(jù)處理方法與 MAD/SAD方法類(lèi)似。 ?對(duì)于一般的數(shù)據(jù)，可以首先選用 SOLVE/RESOLVE進(jìn)行初步計(jì)算。 ?經(jīng)驗(yàn)總結(jié)： 1. SHELX長(zhǎng)于 Heavy atom search； 2. SOLVE/RESOLVE簡(jiǎn)單、集成功能較多，方便使用，但 DM的效果不是很好； 3. CNS長(zhǎng)于 Phase improvement， 其 density modification, averaging的效果明顯優(yōu)于其他軟件； ?綜合使用，取得最佳結(jié)果。 MR 方法中的軟件應(yīng)用 MR方法的軟件包 ?Cross_rotation search ?Translation search ?CNS/Xplor ?Molrep ?Amore ?Epmr ?Phaser ? ? ? ? ? ? ? ? MR主要流程 MR 常 用 的 方 法 及 軟 件 ?常用的軟件包 ： CNS和 Amore ?Amore的特點(diǎn)是界面操作，可建立模型庫(kù)，計(jì)算速度較快，使用方便； CNS的特點(diǎn)是結(jié)果較為準(zhǔn)確，可調(diào)整的參數(shù)多，但是速度較慢。 CNS 示 例 1. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 需要準(zhǔn)備的文件包括： 數(shù)據(jù)文件 ： 模型的坐標(biāo)文件 ： 2. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為 CNS可用的格式： a. %to_s 將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成為 s可用的 hkl數(shù)據(jù)文件； b. %s_solve 將模型坐標(biāo)文件轉(zhuǎn)換為 s可用的 mtf和 pdb文件。 CNS 示 例 3. 計(jì)算交叉旋轉(zhuǎn)函數(shù) 修改輸入文件 : {======================= molecular structure =========================} {* structure file *}