Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лазуркина Ю.С. -> "Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот" -> 7

Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.

Лазуркина Ю.С. Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот — Наука, 1967. — 343 c.
Скачать (прямая ссылка): fizmetodiisledovaniyabelkov1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 < 7 > 8 9 10 11 12 13 .. 133 >> Следующая

Выращивание 'больших кристаллов — размером в несколько десятых долей миллиметра, годных для рентгеноструктурных исследований,— задача достаточно сложная. Универсальных рецептов для ее решения нет. Это обстоятельство в 'известной мере предопределило ход развития структурной кристаллографии белков. Первыми объектами исследований, для которых удалось довести до конца анализ структуры, были ие наиболее интересные в биологическом отношении ферменты, а гемобелкн, которые сравнительно легко образуют большие кристаллы.
г. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке.
Закон Брегга — Вульфа
Как известно, рентгеновские лучи — это электромагнитные волны, которые занимают область спектра между у-излучеиием и коротким ультрафиолетом. В структурных исследованиях используются лучи с длинами'волн от 0,5 до 2 А. Когда на образец попадает рентгеновский луч, под действием электромагнитной 'волны этого луча все атомы исследуемого вещества становятся источниками вторичных рассеянных волн. Эти волиы могут интерферировать, так как рассеяние таких рентгеновских лучей на атомах происходит главным образом без изменения длины волны, В то же время межатомные расстояния по своей величине
сравнимы с длиной волны используемого излучения. Интерференционная, или, иначе, дифракционная, картина определяется особенностями взаимного расположения атомов в исследуемом веществе. Регулярное и симметричное взаимное расположение атомов в кристаллических решетках обусловливает возникновение регулярной и симметричной дифракционной картины, состоящей из дискретных максимумов.
Как показали Брегг и Вульф, все сложное явление дифракции рентгеновских лучей в кристалле можно представить как их зеркальное отражение от некоторых плоскостей, которые можно мысленно построить в кристаллической решетке. Каждому отраженному лучу принято 'приписывать определенные индексы, которые одновременно являются индексами отражающей плоскости и характеризуют ориентацию отражающих плоскостей в кристалле. Чтобы понять, как задается ориентация отражающих плоскостей в кристаллической решетке, разделим каждый из основных векторов элементарной ячейки на отрезки, соответствующие делению длины ребра на небольшие целые числа, и проведем через первые точки деления плоскость. Допустим, мы разделили ребро, направленное вдоль оси а, на три части, вдоль оси b — на две части и вдоль оси с — на четыре части. Припишем плоскости, проведенной через первые точки деления, индексы (324); они однозначно определят ее ориентацию, если известно отношение длин осевых отрезков ячейки. Выбранные таким образом индексы носят название миллеровских индексов плоскостей.
Один из основных законов кристаллографии состоит в том, что внешние грани кристаллов параллельны плоскостям с небольшими миллеровскими индексами.
Разделив ребра элементарной ячейки на отрезки определенной длины, мы можем провести через последовательные точки деления серию последовательных плоскостей (рис. 5). Все они окажутся параллельными друг другу и будут находиться на одинаковом одна от другой расстоянии. Такому семейству параллельных плоскостей приписывают одни и те же индексы. Чем больше индексы плоскости, тем на большее число частей разбивается каждый из осевых отрезков и тем, следовательно, меньше межплоскостное расстояние. Таким образом, для каждого семейства плоскостей с определенными индексами характерно свое межплоскостное расстояние. Межплоскостные расстояния принято обозначать dm, где h, k, I — миллеровские индексы семейства плоскостей.
Основной закон дифракции рентгеновских лучей в кристалле — закон Брегга — Вульфа — определяет зависимость угла отражения рентгеновских лучей О от длины волны используемого излучения X и межплоскостного расстояния d той системы плоскостей, от которой происходит отражение. Он может быть получен из простых геометрических соображений (рис. 61). Для
Рис. 5. Следы различных систем отражающих плоскостей в кристаллической решетке
того чтобы произошло усиление интенсивности, необходимо, чтобы разность хода лучей (отраженных последовательными плоскостями) ВВ'—BD = 2 d sin ¦& равнялась целому числу длин волн (пХ).
Уравнение
2dsirT&==«^ (1)
есть закон Брегга—Вульфа.
Если использовать монохроматическое излучение, то закон Брегга — Вульфа можно записать в виде 2 d/n sin О = Я. Здесь п носит название порядка отражения. При постоянном значении X можно наблюдать различные порядки отражения от какой-либо системы плоскостей кристалла, изменяя определенным образом угол О.
В действительности дифракция рентгеновских лучей в кристалле— явление сложное, обусловленное интерференцией волн, рассеянных всеми атомами кристаллической структуры. Как показывает анализ функции Лауэ [1—11], которая представляет собой результат расчета интерференции волн, рассеянных атомами периодической решетки, закон Брегга—Вульфа можно рассматривать как следствие более общих уравнений.
Уравнение Брегга— Вульфа не дает, однако, достаточно полного представления о том, какой должна быть дифракционная картина кристалла. Оно определяет лишь зависимости между скалярными величинами, в то время как отраженные кристаллом рентгеновские лучи ориентированы совершенно определенным образом по отношению к системе координат, связанной с кристаллом. Поэтому они могут быть представлены определенными векторами. Следовательно, чтобы представлять угловую ориентацию отраженных лучей, необходимо иметь уравнение, связывающее основные векторные величины, характеризующие явление дифракции.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 < 7 > 8 9 10 11 12 13 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed