X射線晶體定向衍射歷史介紹

X射線晶體衍射是人們了解原子世界的利器，這一技術為人們解析了大量的重要生物學結構,。今年是這一技術的百年誕辰,，本期Nature雜志以特刊形式，介紹了X射線晶體衍射的過去,、現(xiàn)在和將來,。

1914年,，德國科學家Max von Laue因為發(fā)現(xiàn)晶體中的X射線衍射現(xiàn)象，獲得了諾貝爾物理學獎,，這一發(fā)現(xiàn)直接催生了X射線晶體學,。從那以后，研究者們用這一衍射技術解析了大量復雜分子的晶體結構,，從簡單的礦物,、高科技材料(如石墨烯)到病毒等生物學結構。隨著這一技術的不斷改進,，出成果的節(jié)奏也越來越快?，F(xiàn)在蛋白晶體成像的分辨率已經(jīng)實現(xiàn)了突破，能夠區(qū)分單個原子,。而新X射線源實現(xiàn)了對困難蛋白的成像,，這些蛋白難以甚至不能形成大晶體。

Von Laue hit的理論是,，當X射線通過晶體時會發(fā)生衍射,，而衍射模式可以體現(xiàn)原子的定位。1912年,，Von Laue hit及其同事用硫酸銅驗證了這一理論,。

自1971年以來，蛋白數(shù)據(jù)庫(Worldwide Protein Data Bank)就在不斷收集蛋白質(zhì)結構數(shù)據(jù),，目前已經(jīng)收錄了將近十萬個條目,。包括晶體學開放式數(shù)據(jù)庫COD在內(nèi)的其他數(shù)據(jù)庫，收錄了各種物質(zhì)的結構,，從礦物質(zhì),、金屬到小生物分子。隨著成像和數(shù)據(jù)分析技術的進步,，研究人員能夠獲得更細微的結構信息,，解決越來越復雜的分子結構。