Difracción anómala de múltiples longitudes de onda

La difracción anómala de múltiples longitudes de onda (a veces dispersión anómala de múltiples longitudes de onda ; abreviada MAD ) es una técnica utilizada en cristalografía de rayos X que facilita la determinación de la estructura tridimensional de macromoléculas biológicas (por ejemplo, ADN, receptores de fármacos) a través de la solución del problema de fase . ^[1]

MAD fue desarrollado por Wayne Hendrickson mientras trabajaba como investigador postdoctoral con Jerome Karle en el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos . ^[2] Las matemáticas en las que se basó MAD (y su progenitora, la difracción anómala de longitud de onda única ) fueron desarrolladas por Jerome Karle , trabajo por el que recibió el Premio Nobel de Química en 1985 (junto con Herbert Hauptman ).

En comparación con su predecesor, el SAD, el MAD ha aumentado considerablemente la potencia de desfase al utilizar múltiples longitudes de onda cerca del borde. Sin embargo, debido a que requiere una línea de luz de sincrotrón, una exposición más prolongada (con riesgo de daño por radiación) y solo permite una selección limitada de átomos pesados ​​(aquellos con bordes alcanzables por un sincrotrón), el MAD ha perdido popularidad en relación con el SAD. ^[3]

Véase también

• Dispersión anómala de longitud de onda única (SAD)
• Reemplazo isomorfo múltiple (MIR)
• Dispersión anómala
• Dispersión anómala de rayos X
• Mapa de Patterson

Referencias

1. Hendrickson W, Ogata C (1997). "Determinación de fase a partir de mediciones de difracción anómala de longitudes de onda múltiples". Cristalografía macromolecular, parte A. Métodos en enzimología. Vol. 276. págs. 494–523. doi :10.1016/S0076-6879(97)76074-9. ISBN 978-0-12-182177-7. Número de identificación personal  27799111.
2. Hendrickson WA (1985). "Análisis de la estructura de proteínas a partir de mediciones de difracción en múltiples longitudes de onda". Transacciones de la ACA . 21 .
3. "Diccionario de términos comunes utilizados en PHENIX". phenix-online.org . MAD: [...] Las diferencias en la dispersión anómala alrededor del borde permiten el cálculo de ángulos de fase sin la ambigüedad de fase presente en los experimentos SAD, aunque la modificación de la densidad seguirá siendo necesaria para obtener un mapa fácilmente interpretable. [...] Aunque es muy potente, la fase MAD ha perdido algo de popularidad en relación con SAD debido a la elección más limitada de átomos pesados, la dificultad de evitar el daño por radiación y el requisito de una línea de luz de sincrotrón.

Lectura adicional

• Hendrickson WA (1985). "Análisis de la estructura de proteínas a partir de mediciones de difracción en múltiples longitudes de onda". Transacciones de la ACA . 21 .
• Karle J (2009). "Algunos avances en dispersión anómala para la investigación estructural de sistemas macromoleculares en biología". Revista Internacional de Química Cuántica . 7 : 357–367. doi :10.1002/qua.560180734.
• Karle J (1989). "Análisis algebraico lineal de estructuras con un tipo predominante de dispersor anómalo". Acta Crystallographica A . 45 (4): 303–307. Bibcode :1989AcCrA..45..303K. doi :10.1107/s0108767388013042. PMID  2559755.
• Pahler A, Smith JL, Hendrickson WA (1990). "Una representación de probabilidad para la información de fase a partir de la dispersión anómala de múltiples longitudes de onda". Acta Crystallographica A . 46 (7): 537–540. Bibcode :1990AcCrA..46..537P. doi :10.1107/s0108767390002379. PMID  2206480.
• Terwilliger TC (1994). "Fase MAD: estimaciones bayesianas de FA". Acta Cristalográfica D. 50 (Parte 1): 11-16. Código Bib : 1994AcCrD..50...11T. doi : 10.1107/s0907444993008224 . PMID  15299471.
• Terwilliger TC (1994). "Fase MAD: tratamiento de las diferencias dispersivas como información de reemplazo isomorfa". Acta Crystallographica D . 50 (Pt 1): 17–23. Bibcode :1994AcCrD..50...17T. doi : 10.1107/s0907444993008236 . PMID  15299472.
• Fourme R, Shepard W, Kahn R, l'Hermite G, de La Sierra IL (1995). "El método de contraste de disolvente anómalo de longitud de onda múltiple (MASC) en cristalografía macrocolecular". Journal of Synchrotron Radiation . 2 (Pt 1): 36–48. Bibcode :1995JSynR...2...36F. doi : 10.1107/S0909049594006680 . PMID  16714785.
• de la Fortelle E, Bricogne G (1997). "Refinamiento de parámetros de átomos pesados ​​de máxima verosimilitud para métodos de difracción anómala de longitud de onda múltiple y reemplazo isomorfo múltiple". Cristalografía macromolecular, parte A. Métodos en enzimología. Vol. 276. págs. 472–494. doi :10.1016/S0076-6879(97)76073-7. ISBN 978-0-12-182177-7. Número de identificación personal  27799110.
• Hendrickson WA, Ogata CM (1997). "Determinación de fase a partir de mediciones de difracción anómala de longitudes de onda múltiples". Cristalografía macromolecular, parte A. Métodos en enzimología. Vol. 276. págs. 494–523. doi :10.1016/S0076-6879(97)76074-9. ISBN 978-0-12-182177-7. Número de identificación personal  27799111.
• Bella J, Rossmann MG (1998). "Un algoritmo de fase general para múltiples datos MAD y MIR". Acta Crystallographica D . 54 (2): 159–174. Bibcode :1998AcCrD..54..159B. doi :10.1107/s0907444997010469. PMID  9761882.
• Guss JM, Merritt EA, Phizackerley RP, Hedman B, Murata M, Hodgson KO , Freeman HC (1989). "Determinación de fase por difracción de rayos X de longitud de onda múltiple: estructura cristalina de una proteína básica de cobre azul de pepinos". Science . 241 (4867): 806–811. Bibcode :1988Sci...241..806G. doi :10.1126/science.3406739. PMID  3406739.

Enlaces externos

• Fases MAD: un tutorial detallado con ejemplos, ilustraciones y referencias.
• Biografía de Wayne Hendrickson en el HHMI
• Página de inicio de Wayne Hendrickson
• Resumen de la investigación del laboratorio Hendrickson
• Biografía de Jerome Karl Nobel
• Reconocimiento del Premio Nobel por parte de la NRL

Programas de ordenador

• Paquete de absorción SSRL — Brennan S, Cowan PL (1992). "Un conjunto de programas para calcular el rendimiento de absorción, reflexión y difracción de rayos X para una variedad de materiales en longitudes de onda arbitrarias". Review of Scientific Instruments . 63 (1): 850. Bibcode :1992RScI...63..850B. doi :10.1063/1.1142625.
• CHOOCH — Evans G, Pettifer RF (2001). "CHOOCH: un programa para derivar factores de dispersión anómala a partir de espectros de fluorescencia de rayos X". Journal of Applied Crystallography . 34 : 82–86. doi :10.1107/S0021889800014655.
• Shake-and-Bake ( SnB ) — Smith GD, Nagar B, Rini JM, Hauptman HA, Blessing RH (1998). "El uso de Snb para determinar una subestructura de dispersión anómala". Acta Crystallographica D . 54 (Pt 5): 799–804. Bibcode :1998AcCrD..54..799S. doi :10.1107/S0907444997018805. PMID  9757093.
• SHELX — Sheldrick GM (1998). "SHELX: aplicaciones a macromoléculas". En S Fortier (ed.). Métodos directos para resolver estructuras macromoleculares . Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. págs. 401–411. ISBN 0-7923-4949-0.

Tutoriales y ejemplos

• Evans, Gwyndaf (octubre de 1994). "El método de difracción anómala de longitudes de onda múltiples utilizando radiación de sincrotrón a energías óptimas de rayos X: aplicación a la cristalografía de proteínas". Tesis doctoral . Universidad de Warwick.