الاستبدال المتماثل

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ الاستبدال المتماثل (IR) تاريخيًا النهج الأكثر شيوعًا لحل مشكلة الطور في دراسات علم البلورات بالأشعة السينية للبروتينات . بالنسبة لبلورات البروتين، تُجرى هذه الطريقة بنقع بلورة العينة المراد تحليلها في محلول ذرة ثقيلة أو بالتبلور المشترك مع الذرة الثقيلة. يجب ألا تؤثر إضافة الذرة الثقيلة (أو الأيون) إلى البنية على تكوين البلورة أو أبعاد وحدة الخلية مقارنةً بشكلها الأصلي، وبالتالي، يجب أن تكون متماثلة الشكل .

تُجمع أولًا مجموعات البيانات من العينة الأصلية ومشتق الذرة الثقيلة. ثم يكشف تفسير خريطة باترسون التفاضلية عن موقع الذرة الثقيلة في وحدة الخلية. وهذا يسمح بتحديد كل من سعة وطور مساهمة الذرة الثقيلة. وبما أن عامل البنية لمشتق الذرة الثقيلة ( Fph ) للبلورة هو المجموع الاتجاهي للذرة الثقيلة المنفردة ( Fh ) والبلورة الأصلية ( Fp ) ، فإنه يمكن حساب طور متجهي Fp و Fph للبلورة الأصلية هندسيًا .

Fصح=Fص+Fح{\displaystyle \mathbf {F} _{ph}=\mathbf {F} _{p}+\mathbf {F} _{h}}

الشكل الأكثر شيوعًا هو الاستبدال المتماثل المتعدد (MIR)، الذي يستخدم مشتقين متماثلين على الأقل. يُمكن استخدام الاستبدال المتماثل الأحادي، ولكنه يُعطي نتيجة غامضة مع طورين محتملين؛ ويتطلب الأمر تعديل الكثافة لحل هذا الغموض. توجد أيضًا أشكال تأخذ في الاعتبار تشتت الأشعة السينية الشاذ للذرات الثقيلة المشبعة، وتُسمى MIRAS وSIRAS على التوالي. [ 1 ] [ 2 ]

تطوير

الاستبدال المتماثل الأحادي (SIR)

تعود بدايات تطبيق الإحلال المتماثل في علم البلورات إلى جيمس إم. كورك [ 3 ] ، وجون مونتيث روبرتسون [ 4 ] ، وآخرين. وكان من أوائل هذه البدايات بحثٌ نُشر عام 1927 ، تناول بنية البلورات بالأشعة السينية لسلسلة من مركبات الشبّ التي طوّرها كورك [3]. وكانت الصيغة العامة لمركبات الشبّ المدروسة هي A.B.(SO₄)₂.12H₂O ، حيث A أيون فلزي أحادي التكافؤ ( NH₄⁺ ، K⁺ ، Rb⁺ ، Cs⁺ ، أو Tl⁺ ) ، و B أيون فلزي ثلاثي التكافؤ ( Al³⁺ ، Cr³⁺ ، أو Fe³⁺ ) ، وS عادةً الكبريت، ولكن يمكن أن يكون أيضًا السيلينيوم أو التيلوريوم . ونظرًا لأن بلورات الشبّ كانت متماثلة الشكل إلى حد كبير عند استبدال الذرات الثقيلة، فقد أمكن تحديد أطوارها باستخدام الإحلال المتماثل . تم استخدام تحليل فورييه لإيجاد مواقع الذرات الثقيلة.

كان أول عرض للاستبدال المتماثل في علم البلورات البروتينية في عام 1954 من خلال ورقة بحثية من ديفيد دبليو جرين ، وفيرنون إنجرام ، وماكس بيروتز . [ 5 ]

الاستبدال المتماثل المتعدد (MIR)

أمثلة

بعض الأمثلة على الذرات الثقيلة المستخدمة في مطيافية الأشعة تحت الحمراء للبروتينات:

انظر أيضاً

حيود شاذ

آخر

مراجع

  1. ↑ "قاموس المصطلحات الشائعة المستخدمة في PHENIX" . phenix-online.org .
  2. ↑ "الاستبدال المتماثل (SIR، MIR)" . my.yetnet.ch .
  3. 1 2 كورك، ج. م. (أكتوبر 1927). "الـ 60. التركيب البلوري لبعض أنواع الشب". مجلة لندن وإدنبرة ودبلن الفلسفية ومجلة العلوم . 4 (23): 688-698 . doi : 10.1080/14786441008564371 . ISSN 1941-5982 . 
  4. ↑ روبرتسون، ج. مونتيث (1937-01-01). "تحليل الأشعة السينية وتطبيق طرق متسلسلة فورييه على البنى الجزيئية" . تقارير عن التقدم في الفيزياء . 4 (1): 332-367 . Bibcode : 1937RPPh....4..332R . doi : 10.1088/0034-4885/4/1/324 . ISSN 0034-4885 . S2CID 250871380 .  
  5. ↑ غرين، د. و.؛ إنغرام، فيرنون مارتن؛ بيروتز، ماكس فرديناند؛ براغ، ويليام لورانس (14 سبتمبر 1954). "بنية الهيموغلوبين - الجزء الرابع: تحديد الإشارة بطريقة الاستبدال المتماثل". وقائع الجمعية الملكية في لندن. السلسلة أ. العلوم الرياضية والفيزيائية . 225 (1162): 287-307 . Bibcode : 1954RSPSA.225..287G . doi : 10.1098/rspa.1954.0203 . S2CID 96889917 . 

للمزيد من القراءة

برامج الحاسوب

  • برنامج SOLVE (الذي تم دمجه الآن في برنامج PHENIX) – تيرويليجر، تي سي وج. بيرندزن. (1999) "الحل الآلي لبنية MAD وMIR". Acta Crystallographica D55، 849-861.

دروس تعليمية وأمثلة