每個(gè)細(xì)胞和每個(gè)細(xì)菌、每個(gè)病毒中都有微小而復(fù)雜的蛋白質(zhì)分子，它們合成化學(xué)物質(zhì)、復(fù)制遺傳物質(zhì)，彼此打開和關(guān)閉，并將化學(xué)物質(zhì)運(yùn)輸通過細(xì)胞膜。了解所有這些分子機(jī)器如何運(yùn)作，是開發(fā)新療法用以治療遺傳性疾病、以及開發(fā)新方法來制造有用材料的關(guān)鍵。
為了了解一種分子機(jī)器是如何運(yùn)作的，你必須能夠看到它們是如何組合在一起的，所有的部分如何組裝在一起。這些分子機(jī)器很?。阂话偃f個(gè)分子機(jī)器并排放置，只占用小于一英寸的空間。然而，研究人員可以用X射線、晶體和計(jì)算機(jī)看到它們。
然后，他們用一束X射線照射晶體，并測(cè)量所產(chǎn)生的數(shù)千個(gè)衍射X射線點(diǎn)的亮度。然后，來分析衍射斑點(diǎn)，并產(chǎn)生了一個(gè)單一蛋白質(zhì)機(jī)器的三維圖片。這副圖片可確切地告訴研究人員蛋白質(zhì)機(jī)器是如何組合在一起的。
一些分子機(jī)器包含一些金屬原子或其他原子，這些原子衍射X射線與碳、氧、氮和氫原子(構(gòu)成了蛋白質(zhì)中大多數(shù)的原子)不同。軟件首先發(fā)現(xiàn)了這些金屬原子，然后利用它們的位置去尋找其他原子。然而，對(duì)于大多數(shù)的分子機(jī)器來說，金屬原子必須被人為地納入分子機(jī)器以使其都能夠運(yùn)作。
-進(jìn)展表明，這種強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)方法可以應(yīng)用于尋找金屬原子，即使它們與其他原子散射X射線非常地不同。甚至像硫這樣的金屬原子(是幾乎所有蛋白質(zhì)的自然部分)都可以被發(fā)現(xiàn)，并被用來產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)的三維圖像。既然有可能看到一種蛋白質(zhì)的三維圖像，而無需人為地將金屬原子納入它們，那么我們應(yīng)該能研究更多的分子機(jī)器。
科學(xué)家屬于可視化這種蛋白機(jī)器的一個(gè)研究小組。軟件已被用來確定超過15,000種不同蛋白質(zhì)機(jī)器的三維形狀，這個(gè)軟件已被超過5000家科學(xué)刊物引用。
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