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Biocristallographie - Cristallisation et collecte des donnéesArticle de référence | Réf : P1111 v2
ARTICLE INTERACTIF
Auteur(s) : Jean CAVARELLI
Date de publication : 10 déc. 2018
Relu et validé le 23 oct. 2020
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Introduite en 1954 grâce au travail de pionnier de Max Perutz, cette méthode a permis l’essor de la cristallographie biologique. Elle consiste à introduire dans le cristal natif un ou plusieurs atomes à numéro atomique élevé (atomes lourds) qui vont donc perturber les intensités et les phases des réflexions par rapport à la structure initiale.
Cette méthode est néanmoins de plus en plus remplacée par la méthode SAD/MAD (§ 3). Pour la résolution d’une structure, on essaie de se placer le plus possible dans une optique SAD/MAD, que les diffuseurs anomaux soient déjà présents dans la structure ou qu’ils aient été introduits par une logique de type « atomes lourds ».
2.1 Détermination des phases : cas idéal
Notons P la structure tridimensionnelle d’une macromolécule et supposons que l’on ajoute à la structure P un nombre d’atomes supplémentaires correspondant à une structure notée D. On appelle P la structure native et (P + D) la structure dérivée. On suppose aussi que le cristal natif et le cristal dérivé sont isomorphes, ce qui signifie que :
la symétrie cristallographique et les paramètres cristallins sont conservés ;
la molécule n’a subi ni rotation ni translation dans la maille.
Les changements dans la densité électronique de la molécule native consistent alors uniquement en une addition de densité électronique pour les positions de l’espace occupées par les atomes supplémentaires introduits. Pour chaque réflexion hkl, on peut alors écrire :
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(1) - GRIMES (J.M.), HALL (D.R.), ASHTON (A.W.), EVANS (G.), OWEN (R.L.), WAGNER (A.), McAULEY (K.E.), VON DELFT (F.), ORVILLE (A.M.), SORENSEN (T.) et al - Where is crystallography going? - Acta Crystallogr D. Struct. Biol., 74, p. 152-166 (2018).
(2) - MACKAY (J.P.), LANDSBERG (M.J.), WHITTEN (A.E.), BOND (C.S.) - Whaddaya know: a guide to uncertainty and subjectivity in structural biology. - Trends in Biochemical Sciences, 42, p. 155-167 (2017).
(3) - SAYERS (Z.), AVSAR (B.), CHOLAK (E.), KARMOUS (I.) - Application of advanced X-ray methods in life sciences. - Biochimica et biophysica acta., 1861, p. 3671-3685 (2017).
(4) - CHENG (R.K.Y.), ABELA (R.), HENNIG (M.) - X-ray free electron laser: opportunities for drug discovery. - Essays Biochem, 61, p. 529-542 (2017).
(5) - SPENCE (J.) - XFELs for structure and dynamics in biology. - IUCrJ, 4, p. 322-339 (2017).
...
Biologie structurale intégrative
à l’échelle européenne, Instruct-ERIC https://www.structuralbiology.eu
une infrastructure francaise, FRISBI http://frisbi.eu
Pipelines de références en biocristallographie
CCP4. Une chaîne de programmes collaborative http://www.ccp4.ac.uk
Phenix http://www.phenix-online.org
Global Phasing Limited http://www.globalphasing.com
HKL3000 http://www.hkl-xray.com
Accès aux données
Base de données PDB (RCSB) http://www.rcsb.org
Comprendre la PDB https://pdb101.rcsb.org
Bibliographie plus générale
http://jean.cavarelli.free.fr/bsi/progs/xray_progs.html
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Remplacement moléculaire :
• Phaser, Molrep, AMoRe,...
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