本书阐述了生物大分子X射线晶体学的一般原理及其在生物大分子晶体结构分析中所取得的成果。全书共分两篇。第一篇介绍了生物大分子晶体生长、生物大分子晶体结构的共同特征以及利用X射线衍射测定晶体结构的基本概念和方法等，并简要介绍时间分辨晶体学与生物纤维衍射的一般特征；第二篇分别介绍了蛋白质、核酸和多糖等重要生物大分子以及重要的蛋白质与核酸的复合体，即核小体、核糖体和病毒的晶体结构分析以及所取得的成就，重点描述了各类生物大分子的结构特点和规律。本书可作为生物学、化学等有关专业大学生和研究生的教材或参考书，亦可供有关科学工作者参考。

第一篇 生物大分子X射线晶体结构测定的基本原理

第一章 晶体生长与衍射前的晶体准备

 1．1蛋白质分子的晶体生长

1．1．1影响蛋白质溶解性的因素

1．1．2影响晶核形成和晶体生长的因素 

1．1．3结晶技术

1．1．4晶体生长实验

 1．2衍射前的晶体准备

1．2．1晶体的挑选和安装

1．2．2低温冷冻晶体

第二章 晶体结构的共同特征

 2．1 晶体的空间格子、晶胞和晶面指标

2．1．1晶体的空间格子 

2．1．2晶体的晶胞

2．1．3晶面指标

 2．2晶体的对称性、点群、晶系和空间群

2．2．1晶体的对称性

2．2．2点群

2．2．3 7个晶系

2．2．4空间群

第三章 晶体的x射线衍射图样

 3．1衍射线的分布

3．1．1一个原子的散射 

3．1．2无限原子列的衍射方向

3，1．3无限原子列的衍射线的分布

3．1．4晶体的衍射方向 

3．1．5布拉格方程

3．1．6衍射线的分布与倒易晶格

3．1．7晶体的衍射方向与反射球

 3．2衍射线的强度

3．2．1一个原子的散射强度

3．2．2晶胞的散射强度 

3．2．3晶体的衍射强度 

3．2．4衍射图样中强度分布的中心对称定律

3．2．5晶胞中原子的数量和分布对强度的影响

3．2．6空间格子、对称元素对衍射强度的影响

第四章 衍射图样的记录

 4．1 x射线的发生和一般性质

4．1．1封闭式x射线管

4．1．2旋转阳极(靶)X射线光源

4．1．3同步辐射x射线光源

 4．2 X衍射线的检测

4．2．1胶片法

4．2．2潜像板法

4．2．3电子平面探测器法

 4．3记录衍射图样的方法

4．3．1旋转和回摆照相法

4．3．2旋进照相法

4．3．3魏森堡照相法

4．3．4四圆衍射仪的基本原理

第五章 晶胞中原子位置的测定

 5．1 晶体的电子密度分布函数

 5．2电子密度图

 5．3 电子密度图的解释与结构模型的建立

 5．4结构模型的修正

5．4．1修正的一般原则 

5．4．2修正的监控指标 

5．4．3修正的一般方法 

 5．5模型质量的检验

5．5．1 晶体学和自由偏差因子(Rc和Rf)

5．5．2立体化学标准

5．5．3主键骨架双面角的分布特征图

第六章 解决相角问题的方法

6．1帕特森函数法

6．2同晶置换法

6．2．1 同晶置换法测定相角的原理

6．2．2重原子位置的测定

6．2．3蛋白质母体的相角测定

6．3反常散射法

6．3．1单波长反常散射的应用

6．3．2多波长反常散射方法

6．4分子置换法

6．4．1分子置换法在晶体结构测定中的主要应用

6．4．2分子置换法的基本原理

第七章 劳厄衍射与生物纤维图

 7．1劳厄衍射实验原理

 7．2生物纤维状物质的X射线衍射

7．2．1纤维衍射图

7．2．2螺旋结构的纤维衍射图

7．2．3纤维状物质的结构分析

第二篇生物大分子的三维结构

第八章 蛋白质的三维结构

 8．1 氨基酸和多肽链的三维结构和构象角的定义

 8．2各种氨基酸对蛋白质三维结构的影响

 8．3纤维状蛋白质的三维结构

8．3．1实验方法

8．3．2 a角蛋白类 

8．3．3口角蛋白类

8．3．4胶原类

 8．4球状蛋白质的晶体结构

8．4．1实验方法

8．4．2球状蛋白质的二级结构单元

8．4．3球状蛋白质的三级结构

8．4．4球状蛋白质的四级结构

 8．5 膜蛋白的晶体生长和晶体结构

8．5．1膜蛋白的晶体生长

8．5．2膜蛋白晶体的x射线衍射分析方法 

8．5．3膜蛋白的晶体结构

第九章 核酸的三维结构

 9．1核酸的结构和构象

9．1．1糖一磷酸主链和糖苷键的构象角

9．1．2核糖和脱氧核糖的4种折叠构象形式

9．1．3碱基堆积的两种构象

 9．2脱氧核糖核酸(DNA)的三维结构

9．2．1 天然DNA纤维的制备和x射线纤维衍射图样 

9．2．2 DNA右手双螺旋结构模型

9．2．3人工合成寡核苷酸的晶体生长和单晶x射线衍射结构分析

9．2．4 Z—DNA左手双螺旋结构

9．2．5 DNA双螺旋结构的构象变化

 9．3 核糖核酸(RNA)的晶体结构

9．3．1 tRNA的晶体生长和晶体结构分析

9．3．2 tRNA的晶体结构

第十章 核小体和染色体的三维结构

 10．1核小体核心颗粒的晶体生长和单晶结构分析

 10．2核小体核心颗粒的三维结构

10．2．1核小体核心颗粒的整体结构

10．2．2组蛋白折叠对

10．2．3组蛋白折叠与DNA的相互作用

10．2．4组蛋白折叠的延伸部分和尾巴 

10．2．5 DNA超螺旋

10．2．6有序的水分子和其他离子

 10．3染色质的X射线纤维衍射分析和染色质超级结构的螺线管模型

10．3．1染色质胶纤维样品的制备和X射线衍射方法

10．3．2染色质的螺线管模型

第十一章 核糖体的三维结构

 11．1核糖体的晶体生长和重原子衍生物

11．1．1完整核糖体的晶体生长

11．1．2核糖体小亚基的晶体生长

11．1．3核糖体大亚基的晶体生长

 11．2核糖体的晶体结构

11．2．1完整核糖体的晶体结构

11．2．2 T30s小亚基的晶体结构 

11．2．3 H50S大亚基的晶体结构

第十二章 病毒的三维结构

 12．1病毒的形态学和整体结构

 12．2病毒的样品制备和晶体生长的一般原理

 12．3病毒的x射线衍射分析研究简述

 12．4具有螺旋对称性的病毒

12．4．1螺旋对称性病毒完整颗粒的样品制备和X射线纤维衍射分析方法

12．4．2外壳蛋白质的样品制备、晶体生长和结构分析

12．4．3棒状植物病毒TMV的三维结构

12．4．4丝状的噬菌体Pfl的三维结构 

 12．5球形病毒

12．5．1二十面体的几何学

12．5．2球形病毒的二十面体对称性

12．5．3球形病毒的晶体生长和结构分析

12．5．4球形病毒TBSV的三维结构

12．5．5球形病毒外壳蛋白质肽链的折叠特点

第十三章 多糖的三维结构

 13．1多糖的构象

13．1．1吡喃糖的折叠构象

13．1．2多糖链的构象角

 13．2多糖的x射线衍射分析方法

13．2．1纤维素的X射线衍射分析方法

13．2．2淀粉的样品制备和x射线衍射分析方法

 13．3多糖的三维结构

13．3．1纤维素的三维结构

13．3．2淀粉的三维结构

附录 65个非对映空间群的衍射群和系统消光判据

参考文献