IMG 1404015908

(min. w Hamburgu i w Stanford w HSA) są jeszcze potężS^^H^MB promieniowania rentgenowskiego oparte na akq*i laserowej na swobod3 [' elektronach (FEL, Frte Electron Laser).

Badacze już dawno odeszli od rejestracji |B|liz|jS dyfrakcyjj^j^nąjPB nach fotograficznych. Obecnie wychodzą z użycia, przypómirtj_fi °* I działanie filmu, fotochemiczne przetworniki tdjgktroru&żfieii zwa‘ris płytąj# I obrazowymi (IP, Image Platę). Aktualnie najpopularniejsze są l|amei$| CCD 3 I

Większość pomiarów biokrystalograficznych prżeprowad^ się I użyciu promieniowania monochromatycznego (Rys. 3.2), uzyskiwanego ^ I pomocą odpowiednich monochromatorów lub luster metalicznych. j_es( I wszak jeden typ eksperymentu, który wykorzystuje wiązkę tj^lichrcilWU I tyczną. Omówimy go pokrótce w pierwszej kolejności.

Metoda Lauego

Zastanówmy się najpierw nad skalą czasową zjawisk dpiochemicziriJ^H. -Zwi- I janie i rozwijanie się białek to procesy powolne, wymagające sekundjla-nawet I minut. Szybciej zachodzi agregacja do struktury czwartorzędowej! (rmligjS I kundy, ICH³ s), a jeszcze szybciej formowanie struktury trzeciorzędowej!(mi- I krosekundy, ICH⁶ s). Wibracje atomowe zachodzą w skali femtcSasundi I (ICH¹⁵ s); wolniejsze są rotacje całych grup atomów, np. łańcuchów bocznglW (nanosekundy, 1(H⁵ s). Najprostsza elementarna reakcja chemioznm przenjS sienie protonu, może trwać poniżej -1 nanosekundy. W reakcjach enzyma-* I tycznych stany przejściowe przy przekraczaniu bariery energetycznej poją- I wiają się i znikają błyskawicznie (pikosekundy, ICH¹² s), jednak produkty I pośrednie, usytuowane w lokalnych minimach energii, są stosunkowo dlu- I go żyjące (milisekundy idłużej).;Jaka jest eWentti'alność, że któreś z tych I procesów można by uchwycić"w- eksperymencie dyfrakcyjnym? Z lsborato- I ryjnym źródłem promieniowania nie ina' szans.jfpjedyncza ekspozycja trwa I wiele minut, a trzeba ich wykonać kilkadziesiąt lub kilkaset., W czasie tego I eksperymentu zachowaniesię cząsteczek" w krysztale zostaje uśrednion| nie I tylko po wszystkich kóift6rkaGhtelfemehtdrn.ycb/iale .i^>^ czasie.. Zastosojfóa-nie monochromatycznego D^to^^^?'^^^syhę|i?0^pli3e>wegb może5 skróci® pojedynczą ekspozycjęmSfcte, ale to ciągle za długo. Sytuacja zmieni się jednak radykalnie, ieśli ^wvkbrzvstamv ^nzmenic>wani'e"jpoIichró^ratyczne _ z ondułatorą; Wówczas nafieonce^me^ei^^^^tj^stąrozyć 1 nanosekunda i co więcej, takie poiedmezdSmiei^agar^^^^a^mĆałayirtfcft^^mie O obrazie dyfrakcyjnym. Dlaczego’;    że w konś^^raji

Ewalda powstanie refleksu    odpowiedniego

punktu sjlfir odwfothęjjZe^sre^^n^aiaa^^^^^^^g^^ mozolnego rnartig^H

lowjąnik orientacją kryształu, ,a wraz z nim jego siecią odwrotną. Gdyby zamiast promieniowania o jednej długości fali użyć źródła polichromatycz-negp^ pojedypG^sfęra^j^Id³ zastąpiona zostałaby ciągiem kul o zmieniającym się promieniu, odP^naK-ido Wpmin, które od razu pokryłyby ogromny obszar sieffcodwrotnej. Gały pomiar dyfrakcyjny za jednym pstryknię-ciem!

■Gdybyśmy riaaMS^^^m tak przeprowadzić przemianę (np. enzymatyczną) w layśz^M^!a^jr wszysttóS molekuły rozpoczęły reakcję jednocześnie (można to zrobić. jęifea-uwalniając fotochemicznie błyskiem lasero-y@mnsubsffafplaffieakąii enzymatyCznM, moglibyśmy, wykonując zdjęcia « odstępach mmos^una@^CTzareie‘s.tro^^ setkfc nanosekundowych obrazów, pokrywających czaSr;p^zSTOgu3przemian.y wynoszący milisekun-fflaTen sposób analizy przemiamw kryształaclj wykorzystuje tzw. krysta-lografia Lauego. Jack Dunitz napisał, że „kryształ nie jest chemicznym cmentarzyskiem". Cytat teniJja^Ioj^Ćifee, charakteryzuje metodę Lauego.

Stwierdziliśmy poprzednio, że intensywności refleksów I(hkl) są proporqo-nalne do kwadratu amplitudy fali ugięłejy&T^&da. ta łącznie z informacją KTOażie danej fali zakodowana jest w wielkości fizycznej zwanej czynnikiem lifruktury F(hkl). Choć- często-używamy tego fipfgijuj^w liczbie pojedynczej, -malfiźylpamietać, że jest to pojęcie kolektywne: dla danego kryształu jest •hąrdzo wiele czynników struktury, tak jak wiele jęsfewskaźników hkl. Wzór ^CTezynnik struktury można dość prosto wyprowadzić jako

.. (1)

gdzie Jj jest czynnikiem rozpraszania atomowego atomu j o współrzędnych x\, y\, zj. Sumowanie następuje,po wkładach dp rozpraszania wnoszonych przez wszystkie atomy*(j = l.Mfekomórce elementarnej. Pozostałe tajniki grego zapisu omówiony za ®rwhę. ścisłym ujęciu oprócz amplitudy swego rozpraszania fi atom j powinien być jeszcze scharakteryzowany przez nffiWdt swoich%P§^j^ w kryszfałęi' ąle ten aspekt dla uproszczenia ^:;jp^ui^my, choć ^óciromo, niego później), Najbardziej fenomenalną wla-iściw^eieft wzff na czywrjfe strakjBfe jjjest to, że stanowi on dokładnie ^J.gwe" .teorii transformuj?/ pochodzącej od francuskiego matematyka Fourieii,|l768-1830). (Elementy tej teorii są szeregi Fouriera). Otóż teoria transformacji Fourie-[i»j że jeśli fćmkqę można wyrazić w zależności od funkcji f[xyz)

49