新闻和通知

[佛罗伦萨标志]

IUCr大会

结构相变

在过去三年里,参加结构相变微会议的只有站着的人群反映了世界各地晶体学家对这一主题的浓厚兴趣,以及这一主题活动的蓬勃发展。事实上,大会上的许多其他微会徽包括从不同角度研究结构相变领域的各个方面。本次会议的重点是结构阶段转换和方法。

【霍华德和潘迪】C.J.Howard和D.Pandey
C.J.Howard(澳大利亚)的第一次演讲强调了在分析化合物族中复杂的相变序列时系统地使用群论方法的极端效率。考虑到一些双钙钛矿和一些缺阳离子钙钛矿的特殊情况,介绍了使用H.T.Stokes和D.M.Hatch(美国)的软件包ISOTROPY(physics1.byu.edu/~stokesh//各向同性.html)提供的工具[《水晶学报》。B类59, 463 (2003)]. 钙钛矿也是D.Pandey(印度)第二次谈话的主题,更具体地说,是弛豫铁电体相图中的各向异性四方-四面体边界。PZT中存在难以表征的中间单斜相一直是激烈讨论的主题,并已成为理解这些系统在这种特殊成分下的高压电响应的中心特征。M.Braden(德国)介绍了系统[Ca,Sr]RuO的特性4作为成分和温度的函数。尽管替代物具有同价特征,但该体系仍表现出丰富的物理现象:非常规超导性、Mott绝缘相、过渡金属氧化物和超磁转变中观察到的最高Cp/T低温比之一。较小的离子半径驱动了一系列与物理性质密切相关的结构相变。作为Ca的函数+2浓缩八面体表现出倾斜和旋转,这大大减少了电子杂交,从而降低了电子带宽。从这个意义上说,不断增加的结构畸变增强了电子关联的作用。强畸变Ca24甚至是反铁磁性的莫特绝缘体。尽管演讲以中子衍射和非弹性散射为中心,但回顾了各种实验方法的结果,显示了在解释此类复杂系统时结合不同技术的威力。

[查特吉和利奥尼]
T.Chatterji和S.Leoni
[波形岩-岩盐]根据S.Leoni等人的分子动力学模拟,CdSe中纤锌矿到岩盐转变的成核和生长机制的两个连续快照。
T.Chatterji(法国)报道了LaMnO3中的等对称转变,并将其与融冰转变进行了比较[物理学。版次。B类69, 132417 (2004)]. S.Leoni(意大利)的最后一次演讲涵盖了重建相变的分子动力学研究。通过采样过渡路径的新方法,S.Leoni等。已经能够为这种类型的转变探索最可能的过渡路线。这项工作介绍了理论研究的均匀过渡路径与实际系统中预期的局部成核和生长机制之间的缺失环节。他以CdSe中纤锌矿到岩盐的转变为例[物理学。版次。B类72064110 (2005)]. 非均匀瞬态表现出局部原子构型,作为两个终态之间的界面,根据理论考虑,可以通过提出的一些变换路径来识别。因此,对于ClNa从B1(ClNa)型向B2(ClCs)型结构的压力驱动转变,作者可以观察到两端结构之间的局部B33(α-TlI)配置界面[物理学。修订稿。92,250201(2004)],根据为该过渡提出的过渡路径之一。
J.Manuel Perez Mato和Ulrich Bismayer

下一代X射线源的仪器

微交感神经的主题是下一代X射线源,特别是X射线自由电子激光器(FEL)。目前正在建设三个X射线自由电子激光项目,使用自增强自发辐射(SASE)方案将硬X射线辐射降至0.1 nm波长,包括美国斯坦福大学的Linac相干光源(LCLS)、日本哈里马的Spring-8紧凑SASE光源(SCSS)和德国汉堡的欧洲XFEL。X射线自由电子激光辐射的特性是独一无二的12- 1014光子由一个持续时间通常为100 fs的单脉冲提供,带宽约为光子能量的0.1%。此外,辐射是横向相干的。这些特性转化为峰值亮度,比当今最好的同步辐射源高出约九个数量级。针对这些设施提出了新的和当前可能的科学应用,这将对实验设备提出严格要求。X射线自由电子激光实验预计与同步加速器源的实验有很大不同。会议的五位发言者介绍了X射线自由电子激光实验仪器不同方面的最新技术。

[加夫尼]K.加夫尼
K.Gaffney(美国)介绍了利用泵保护实验对亚皮秒时间尺度上的超快过程进行的研究。在这种类型的实验中,泵脉冲激励样品,X射线脉冲通常用作探针,观察由此产生的快速结构变化。泵浦脉冲可以是光学脉冲,也可以是X射线脉冲,这导致对仪器的不同要求。使用光学激光器需要在激光和X射线脉冲之间建立飞秒级的时间相关性。这可以通过同步或测量每对脉冲的延迟并适当标记数据来实现。后一种方法已在SLAC的亚皮秒脉冲源上成功测试,产生了150 fs级的时间分辨率,用于激光泵浦/X射线探测实验。
[Marchesini和Broenimann]S.Marchesini和C.Brönnimann
S.Marchesini(美国)在第二次X射线自由电子激光实验中介绍了使用强超快X射线脉冲对单分子进行成像。需要解决大量新的困难问题:样品注入、极短X射线脉冲的制备、X射线在分子中的吸收和随后的辐射损伤、数据集的分类和3D结构的重建。最近使用软X射线辐射的实验实现了细胞和测试对象的高分辨率三维重建,并表明了算法的可行性。

M.Yabashi(日本)描述了光学元件在保持XFEL辐射高度相干方面的作用。最先进的技术表明,用于0.1 nm波长相干X射线辐射的光学器件已经很容易获得。

B.Lengeler(德国)介绍了使用屈光透镜的最新成就,并讨论了观察极小焦点的局限性。

最后,C.Brönnimann(瑞士)介绍了用于同步辐射应用的像素探测器领域的进展,并讨论了对具有更高脉冲强度的XFEL实验进行必要修改和可能性。
Th.Tschentscher和J.Arthur

粉末衍射微Symposium计算方法研究进展

[威尔斯和罗德里格斯-卡瓦贾]A.Wills和J.Rodriguez-Carvajal
[冲]S.Chong公司
这个微会徽突出了粉末结晶学中计算机软件的进步。Andrew Wills(英国)描述了一种广义的磁对称方法,使用不可约核表示法,可以对相称和不相称的磁结构进行建模。他在一个名为SARAh的程序中用一个友好的界面实现了这个复杂的理论,该程序是免费发布的。Juan Rodriguez-Carvajal(法国)介绍了他在一个巨大的晶体计算开源子程序库CrysFML上的工作,该子程序库是用面向对象的Fortran(F95)编写的。FullProf Rietveld程序已经使用了CrysFML的一部分,并且正在逐步重新实现,以进一步利用该库的模块化结构。Simon Billinge(美国)讨论了总散射的数据分析和建模,以及DANSE项目中设想的新一代衍射分析的目标,该项目已提交给国家科学基金会。Gavin Vaughan(法国)展示了先进的计算分析和卓越的微束衍射能力如何使粉末衍射样品中的单个微晶指数化。这使得可以直接从粉末中测量单晶衍射强度。最后,Samantha Chong(英国)介绍了她的论文工作(在顾问Maryjane Tremayne的指导下),内容是关于使用粉末衍射的结构求解策略。
布莱恩·托比

结构基因组学的大问题:从结构中发现功能

鉴于任何基因组编码的蛋白质中有50%以上的功能未知或不确定,蛋白质结构在多大程度上有助于发现功能?由Ted Baker(新西兰)和Sung-Hou Kim(美国)担任主席的微型研讨会上的发言者反映了全球对这一主题的兴趣:Bill Shepard(法国)、Osnat Herzberg(美国)、Ray Stevens(美国),Seiki Kuramitsu(日本)和Al Edwards(加拿大、英国)。会谈范围从对单个蛋白质的详细分析到广泛的生物化学和生物物理筛选分析的讨论。

[谢泼德和赫茨伯格]B.Shepard和O.Herzberg
比尔·谢泼德描述了一种来自结核分枝杆菌这被证明是一种脂肪酸结合蛋白,尽管其真正的生理底物尚未完全确定。奥斯纳特·赫茨伯格(Osnat Herzberg)表明,时间和专业知识可以成为重要的盟友。一种假设的蛋白质来自流感嗜血杆菌结构首次求解时几乎是一个“单体”,但现在是800多个成员的家族的代表,结构和功能(作为tRNA编辑域)都已建立。她还展示了结构在通过特定结构特征区分酶功能家族中的重要性,即使存在高序列一致性。
【HI1434】HI1434的结构,其功能在确定结构时未知,现在已知是一个独立的tRNA编辑蛋白,Cys-tRNAPro脱乙酰酶。

[Joseph和Kuramitsu]J.Joseph和S.Kuramitsu
雷·史蒂文斯(Ray Stevens)表明,即使是大自然的雷电也无法阻止一场精彩的谈话。当受邀的演讲者杰里·约瑟夫(Jerry Joseph)因佐治亚州的雷雨而推迟发言时,雷·史蒂文斯(Ray Stevens)在提前30分钟通知的情况下介入,对他们在SARS结构基因组学方面的努力进行了精彩的说明。值得注意的是,近年来的技术进步使得结构生物学能够紧急应对新的病毒威胁,尽管Ray也警告说,在这种情况下,生物学仍然是最大的挑战,尤其是在需要阐明蛋白质相互作用的情况下。Seiki Kuramitsu介绍了RIKEN结构基因组学项目在极端嗜热菌方面的进展,该项目的长期目标是在体外重建生物体及其蛋白质的特性。
[爱德华兹]A.爱德华兹
最后,艾尔·爱德华兹以激动人心的风格结束了这场微交响乐,他的演讲包括对足球奥秘的一次令人惊讶的探索(向这位听众透露了与冰球一些出乎意料的身体相似之处)。他领导的人类结构基因组学项目目前正在每月确定13个新的蛋白质结构,该项目目前包括多伦多、牛津和斯德哥尔摩的站点,并作为一家公益企业运营。重要的是,它开发了一系列筛选分析,例如发现酶活性或配体以帮助结晶,这显然是社区非常重要的资源。
特德·贝克

脚踏实地:加快结构确定过程

[沃尔什和安德森]M.沃尔什和W.安德森
[玫瑰和小调]J.Rose和W.Minor
[威尔逊]K.威尔逊
结构基因组学的一项主要任务是设计工具,以提高实验结构测定的效率和速度。这样的发展最终将降低更标准蛋白质靶点的每个结构的平均成本,同时允许高效筛选数百个晶体。高通量蛋白质表达和结晶机器人的实现已经大大加快了结构测定的湿化学部分。
MS23致力于自动化X射线数据采集和结构确定过程的阶段化部分。Martin Walsh(法国)概述了BM14光束线(ESRF,Grenoble)和e-HTPX项目实施的硬件和软件,该项目将使用户能够通过互联网无缝交换湿化学和衍射数据来管理整个数据采集过程。Wayne Anderson(美国)报道了自动晶体学系统(ACrS)。该系统在75%的案例中得到了成功应用,它依赖于现有的软件并并行探索不同的软件组合。鉴于Se-Met MAD相位不可能实现,根据利用锌的异常信号解决的两个晶体结构讨论了ACrS的应用。John Rose(美国)描述了一个24小时的同步加速器移位,在此期间,SAD使用SCA2结构管线确定了五个结构。此管道以自动免提模式或专家用户级别运行。与此相反,HKL2000_ph程序将数据缩减和分阶段合并为单个独立程序。Wladek Minor(美国)通过在舞台上解决SAD和MAD结构说明了该项目的能力。Keith Wilson(英国)致力于从中型结构生物学实验室的角度简化整个结构测定过程。最近在欧洲举行的结构蛋白质组学研讨会上总结了一些经验教训,其中包括高通量结构测定炭疽杆菌蛋白质。这些系统已经以令人印象深刻的方式加速了X射线结构测定,并且即使是不专业的用户也可以方便地进行结构测定。
Peer Mittl和Yvonne Jones

根据粉末衍射数据确定结构(有机物)

粉末衍射数据中有机材料结构求解的主流方法通过实际空间中的全局最小化来利用已知的分子结构,尽管直接方法仍然是一种基本选择。

[法夫雷·尼科林]V.法夫雷·尼科林
文森特·法夫雷·尼科林(法国)对他免费提供的福克斯计划进行了专家综述。最初是为无机物开发的,它的多功能性允许通过蒙特卡洛或平行回火最小化程序来解决分子结构。使用键长、键角和二面角约束来描述和操纵分子,为定义需要优化的自由度提供了一种非常灵活的方法。新的特征包括最大似然,它将超曲面扩大到接近全局最小值,并且在模型不完整或存在系统误差时非常有用。文森特展示了一些令人印象深刻的例子,包括巧克力中的两种甘油三酯,它们的扭转角高达57,需要两个月的计算时间才能解决。

许多结构都是通过实验室粉末数据得到的,因此可能会出现准确性问题,尤其是当结构与合成化学家的期望不一致时。弗拉基米尔·切尔尼切夫(俄罗斯)提到了这样一个例子,有机配体显然是三齿的,而化学家认为它应该是双齿的。只有最终生长出单晶,证实了粉末结构,争议才得以解决。给出了进一步的例子,并通过同步加速器或中子衍射数据进行了验证,以证明根据实验室数据确定的结构的准确性。

梁志奎(美国)解释了如果粉末图案质量不足,或者自由度太大而无法定义,直接空间方法是如何失败的。该结构必须具有化学意义,因此将势能包含在最小化中可能会有所帮助,例如,通过一个密切相关的惩罚函数和综合优值。如果已知准确的势能,也可以将能量包含在Rietveld求精中。衍射数据与能量的相对权重不是直观的,但可以推导出来通过Pareto优化,以在拟合衍射图案和最小化能量之间找到适当的平衡。这些想法通过一些很好的例子进行了说明,例如使用Materials Studio分析的(e)-2-(4,6-二氟茚-1-基)乙酰胺。

[费尔南德斯]P.费尔南德斯
Philippe Fernandes(英国)报道了试图使用直接方法和差热膨胀(DTE)来解决含有72个非氢原子的γ-卡马西平的结构。对于粉末,很难获得原子分辨率的数据,尤其是在严重的峰重叠的情况下,但利用DTE可以改善情况,因为在一个温度下重叠的峰在另一个温度可能会得到更好的分辨率。使用同步辐射的数据收集集中在高角度,以提高图案这一关键部分的质量。为了最大限度地减少辐射损伤,使用了低温和0.8º的波长,自动转换和改变毛细血管,使新鲜样品暴露在光束中。总的来说,数据量令人印象深刻,使用Topas中实现的多模式Pawley程序从中提取了一组强度。直接方法尚未成功,但工作仍在继续。使用DASH和全局优化,无需附加约束即可对结构进行求解和优化。Anders Markvardsen(英国)代表Kenneth Shankland强调,计算能力对于通过多解模拟退火(SA)求解复杂结构至关重要。然而,小分子每次SA运行可能只需要几秒钟,成功率接近100%,复杂结构每次运行可能需要几个小时,成功率可能降至5%以下。通过使用其他计算机上未使用的时间,实现网格系统可以提供几乎无限的计算能力。安德斯举例说明了这种多机器方法与混合蒙特卡罗搜索算法相结合的令人印象深刻的性能。网格不仅能给你带来更多、更快的效果:它还允许你尝试其他不可行的方法。
安迪·菲奇和约翰·费伯

准晶研究的最新进展

[麦格拉思]R.McGrath(R.麦格拉思)
[帕帕多普洛斯]Z.帕帕多普洛斯
Rónán McGrath(英国)回顾了最近对表面进行的实验研究,这些表面在原子尺度上表现出奇异的长程有序性,如下面美丽的STM图像所示。他还表示,当前一个活跃的研究主题是使用准晶表面作为模板来生长新型纳米结构系统。Zorka Papadopolos(德国)展示了如何使用精确的STM数据来确定控制准晶终止表面的原理。
[德博伊西奥]M.de Boissieu先生
[克劳斯]G.克劳斯
会谈的一个共同主题是提高当前实验中获得的定量信息的质量和准确性。正如Marc de Boissieu(法国)所示,不仅可以在真实的空间图像中达到原子分辨率,还可以从X射线散射中获得极其精确的数据,以便提取关于相量在准晶热力学中所起作用的定量信息。如Günter Krauss(瑞士)所述,当前X射线衍射实验的高精度允许在极端压力和温度下研究准晶。令所有参与者惊讶的是,克劳斯报告说,许多不同的十方准晶保持稳定,没有任何结构转变,达到数十GPa和近1000 K。这些数据肯定会让理论学家忙碌一段时间。
[STM图像]二十面体AlPdMn准晶的五重表面的200ºx 200ºSTM图像(由利物浦大学的Rónán McGrath提供)。

[松下]Y.松下
微型交响乐团以日本玉树松下的演讲结束,他介绍了准晶家族中最新的兄弟——聚合物准晶。该系统的构建块由三种聚合物的星形结构组成。通过改变三个臂中的一个臂的长度,该系统显示出各种长程有序二维结构,其瓦片的大小为100nm。其中有一个近似的十二角正方形-三角形贴片,经过一些调整,在不久的将来可能会得到精确的十二角准晶。在越来越多表现出准周期长程有序的系统中,这一可能的新成员再次表明,准晶体将在未来几年保持在晶体学研究的前沿。
Ron Lifshitz和Koh Saitoh

探测器:X射线、同步加速器和中子源的发展和要求

[Gebauer和Hendrix]B.Gebauer和J.Hendrix
[Huelsen和Durst]G.Huelson和R.Durst
[洗衣房]D.洗衣
第一位发言者Burckhard Gebauer(德国)介绍了在DENTI中使用MSGC和Si-MSD开发的几种不同类型的中子探测器。正在为ASICS的开发做出巨大努力。描述了三种不同类型的X射线面积探测器。Jules Hendrix(德国)介绍了一种对角线尺寸为555 mm的Se基TFT平板探测器。给出了使用同步辐射获得的数据。他强调,由于使用了硒的直接转换,因此具有较高的空间分辨率。该探测器将于2005年底用于蛋白质晶体学。Gregor Huelsen(瑞士)介绍了PILATUS探测器的最新状态。这是一种与同步加速器设备合作开发的探测器,是一种采用凸点键合和现代半导体技术的硅像素阵列探测器。1M原型的平铺组件已经过蛋白质结晶学测试。在对不均匀性和畸变进行校正后,成功地获得了电子密度图。Roger Durst(美国)宣布推出电阻式微间隙探测器,这是一种本地计数率高的气体探测器。读数通过延迟线。为了获得高增益和稳定性,电极经过特殊设计以避免火花。视差问题通过场整形得到解决。后两个X射线探测器是光子计数,David Laundy(英国)描述了他对此类探测器与同步辐射等脉冲X射线源一起使用时的死区时间的分析。这一问题在未来将更加严重,因为拟议的下一代x射线源都是脉冲源。
Naoto Yagi和Christian Broennimann

根据粉末衍射数据确定结构(无机物)

直到20世纪90年代中期,粉末衍射主要用于相位识别。最近在X射线源、仪器、计算机、软件和方法学方面的快速进步使得使用粉末衍射来求解晶体结构变得现实。

[科彻]L.Kocher公司
纹理粉末样品可以用来解决粉末衍射中的重叠反射问题。Lars Kocher(瑞士)展示了一种改进的实验装置,它只收集了图像板系统上全部360°散射图案的四分之一,将数据收集到较高的2θ值。他提出了一些算法,这些算法有助于减少使用具有极高分辨率的新型线性检测器时统计数据较差的缺点。
[莫利特尼]G.莫利特尼
Anna Grazia Moliterni(意大利)概述了“EXPO2004”软件包,并描述了EXPO2005的新功能,其中包括用于空间群确定、背景计算、综合强度估计和定相的改进方法和算法。此外,一种新的全局优化方法利用直接方法提供的傅里叶映射对有机结构进行了优化。
[晚餐]R.丁尼比尔
Robert Dinnebier(德国)证明了相位图中可能仍然缺少许多相位。他介绍了在可变压力和温度条件下进行的粉末衍射研究。使用一种新的快速图像板探测器,他能够显著改进数据采集,从而解决了许多中间相的晶体结构。采用精心设计的策略处理大量未加工区域探测器数据,以获得最终的单个衍射图案。

蒂埃里·巴塔耶(法国)谈到从头算热分解产物晶体结构的解。由于样品加热/冷却过程中的相变以及相应的晶体结构重组,这些化合物的单晶数据通常不可用。他描述道就地使用Bragg-Brentano光学系统结合传统X射线源进行粉末数据采集,并呈现了几种新的晶体结构。

[朱哈斯]P.朱哈斯
一个特别的亮点是Pavol Juhas(美国)描述了一种精心设计的新算法,该算法用于从对分布函数(PDF)重建单元素分子的三维结构。逐步证明了从单个原子开始的团簇的形成。新原子被添加到团簇中,由基于计算和观测PDF之间的一致性的优值控制。根据成绩排名对几项试验进行排序,并应用了受足球联盟启发的一种特殊的新算法。分析了C60分子的情况。
安吉拉·阿尔托马雷和霍尔格·普茨

材料科学中的电荷、自旋和动量密度

[利普曼]T.利普曼
[断头台]B.断头台
[跟踪]D.秸秆
[左]左J.M
[樱井]樱井Y.Sakurai
本次会议介绍了一系列科学问题,这些问题可以通过“亚原子”晶体学来有利地解决,例如,通过非常精确的低阶结构因子测量。实验技术跨越了高能高强度同步辐射X射线衍射,通过会聚束电子衍射(CBED)测量磁康普顿轮廓。Thomas Lippman(德国)在会议开始时讨论了超高能辐射(>100 keV)在最小化消光误差以获得无机结构电荷密度(CD)方面的优点,他通过研究重原子氧化物中的电荷和轨道有序性,展示了该技术的巨大潜力。演讲的一部分致力于描述HASYLAB正在建造的新GKSS高能束线和新PETRAIII环的巨大前景。Benoêt Guillot(法国)讨论了一项关于6700原子人醛糖还原酶蛋白的惊人研究,详细描述了如何处理多极模型中的数百万次反射,它实际上是有效的。令人信服的电子变形图现在甚至可以在抑制剂上恢复,并且可以分析以前从未在如此大的分子中暴露过的微妙电子特征。在一次著名的学术演讲中,Dietmar Stalke(德国)将观众带回到了大一的化学课上,并挑战了超常的概念。将分子中原子的量子理论应用于一系列正式高价化合物的实验CD上,我们的基础被打碎,然后在简单的键合模型中重建,这也导致了新型化学反应的发展。确实很有预见性!Jian-Min Zuo(美国)解决了关键低阶反射中的数据准确性问题,CBED可以利用纳米探针和完善的晶体理论来克服这一问题,以避免消光误差。讨论了一系列“简单”无机材料,并与最新的理论计算进行了详细比较,结果表明,除了单原子晶体之外,理论受到了严重挑战。事实上,实验数据的误差比理论模型之间的差异要小,CD研究对进一步发展从头算方法。在总结发言中,Sakurai Yoshiharu(日本)解释了特殊材料UGe2超导性和铁磁性共存。系统中的磁性是通过一种新的磁康普顿轮廓轨道分解方案来研究的。该方法允许研究单独轨道布居的温度依赖性,这导致了UGe超导电性的结论2由轨道波动介导。总之,本次会议跨越了从简单金属到蛋白质,从小型有机物到超重型无机物的电荷、自旋和动量空间。新实验技术的发展继续推动着亚原子晶体学这一充满活力的领域,这显然是一个非常重要的领域。
B.Iversen和J.Spence

酶和变构

[莱比奥达和石川]L.Lebioda和M.Ishikawa
[威廉姆斯]P.威廉姆斯
[里普涅夫斯基]W.里普涅夫斯基
[鲁道夫]M.鲁道夫
本次微型研讨会是由美国亚历山大·瓦洛达尔(Alexander Wlodawer)和英国西尔维娅·奥涅斯蒂(Silvia Onesti)联合举办的。不幸的是,后者未能出席,因为她参与了一项应用遗传学实验,该实验的结果将于10月下旬公布,但两位联合主席都对从众多优秀摘要中仅选择五位演讲者的艰难决定负责。会议由美国卢卡斯·莱比奥达(Lukasz Lebioda)发起,他就人类胸苷酸合成酶的负协同性提出了令人兴奋的结果。这种酶在活性构象和非活性构象之间循环,这两种构象都可能被抑制剂独立靶向。稳定非活性构象的抑制剂与目前使用的抗癌药物表现出积极的协同作用。Momoyo Ishikawa(日本)讨论了脂肪酸β-氧化多酶复合物中的底物通道。酶结构的巨大变化负责在几个催化阶段连续呈现底物,而没有中间释放。Pamela Williams(英国)是今年药物成就奖的入围者,她就细胞色素P450的结构研究发表了一篇引人入胜的演讲,这种酶直接负责大多数药物的代谢。细胞色素如CYP3A4和CYP2C9已被研究为与多种上市药物的复合物,其结构为底物结合和变构提供了新的见解。Wojciech Rypniewski(波兰)提出了真核磷酸果糖激酶1的第一个结构,描述了催化位点如何进化为变构效应位点。最后一位发言者马库斯·鲁道夫(德国)道歉说,他最喜欢的大分子甲酰甘氨酸生成酶实际上并不是变构酶,然而,高分辨率晶体结构和广泛诱变的结合在很大程度上解释了多重硫酸酯酶缺乏的分子基础,一种遗传性人类疾病。因此,会议结束时是100%的酶和80%的合金,这似乎是观众相当感兴趣的组合。
亚历山大·瓦洛达尔

同步加速器和中子设备在结构化学中的应用

在这个微会堂中,报道了世界各地的化学、生物和晶体学团体利用同步加速器和中子衍射设备获得的一些最新结构亮点。

[莫里斯和舍勒]R.Morris和W.Scherer
Russell Morris(英国)介绍了利用微晶X射线衍射技术结合在英国SRS 9.8号站进行的迷人的结构研究,以及基于实验室的分子筛结构MAS NMR研究。其中一些沸石材料表现出负热膨胀特性,通过结构分析,可以通过笼结构的振动变化来解释这些温度效应。Wolfgang Scherer(德国)展示了如何利用单晶中子衍射研究以及高分辨率X射线数据来提供一系列催化重要金属络合物中C-H和M-H相互作用的准确图片。实验图片并不总是符合先入为主的预测,结果为一系列主要基团和过渡金属配合物中的“不可知”相互作用提供了新的线索。
[Albinati和Bau]A.Albinati和B.Bau
Alberto Albinati(意大利)展示了格勒诺布尔ILL进行的单晶中子衍射研究如何与非弹性中子散射研究相结合,以提供有关经典和非经典金属氢化物络合物中键合的新信息。该详细信息无法通过其他实验技术获得,并与固态1H NMR结果进行了对比。阿尔贝托强调了在这种分析中进行天平校正的重要性。
【ORTEP】H8Y4团簇与四配位H原子的ORTEP图。
Bob Bau(美国)提出了一个“热销”结果,即第一个具有四配位间隙氢化物配体的配合物的结构。三十年来,这一直是集群化学的“圣杯”之一,也是Y的单晶中子衍射研究中的圣杯4H(H)8(Cp'4)(THF)[Cp'=C54(SiMe公司)]其中一个氢化物位于金属四面体的中间。
[布莱克利]M.布莱克利
Matthew Blakely(法国)强调了中子衍射在定位蛋白质结构中氢/氘原子方面的重要性,并描述了他和他的同事开发的一种方法,用于将适合中子衍射研究的尺寸的晶体低温冷却到15K。与室温数据相比,在这种低温下使用数据进行的结构分析大大改进了结构细化,并提供了更多关于几个系统中氢键性质的信息。
Paul Raithby和Trevor Forsyth

粉末衍射数据的微观结构特性

[Ungar和Leoni]T.Ungár和M.Leoni
[库泽尔和波帕]R.Kuzel和N.Popa
[阿姆斯特朗]N.阿姆斯特朗
Tamás Ungár(匈牙利)的第一堂课“通过X射线线谱分析确定的晶体材料中的亚晶粒尺寸分布、位错结构、堆叠和孪晶断层以及空位浓度”介绍了基于物理声学模型的线宽分析的许多不同应用。特别令人感兴趣的是对通过X射线衍射和透射电子显微镜获得的畴/微晶尺寸的测量与空位浓度的分析之间的关系的新见解。Matteo Leoni(意大利)概述了不同类型的缺陷,并对其对衍射线的影响进行了建模。在理论概述之后,通过建模线加宽程序WPPM处理了几个示例。Radomír Kuzel(捷克共和国)讨论了通过高压扭转获得的缺陷结构和由胶体金纳米粒子制成的薄膜。线性增强分析由扩散散射研究、TEM和寿命正电子湮没光谱补充。Nicolae Popa(俄罗斯和罗马尼亚)讨论了“粉末衍射全模式拟合中的尺寸各向异性和对数正态尺寸分布”。他提出了一个新的模型,使用椭球体来模拟晶粒的尺寸各向异性,将其与使用球谐函数的模型进行了比较,并在氧化锌粉末上进行了测试。最后一位发言者Nicholas Armstrong(澳大利亚和美国)介绍了“NIST SRM 1979纳米晶体尺寸标准的开发,用于拓宽X射线线轮廓”。特别有趣的是采用贝叶斯/最大熵方法的标准参考物质(SRM)的认证过程。
达沃·巴尔扎尔和保罗·斯卡迪

高压下的结构、相变和性能

[Watanuki]T.Watanuki
高压下的结构、相变和性质几十年来一直是高压研究的中心,因为它们提供了从生物学到宇宙学的所有高压科学基础的基本结构信息。

近年来,实验技术取得了巨大进展,特别是在极端压力-温度条件下的X射线和中子衍射方面。日本Tetsu Watanuki提出了一个关于复杂Cd-Yb 1/1准晶近似物精细结构修饰的高压单晶工作的显著例子。这在他的同步辐射X射线振荡照片中可以清楚地看到,照片显示了超晶格反射在高压下随温度降低而发生的演变。这种结构变化归因于镉的连续定向有序4四面体是占据bcc晶格位的四壳层原子团簇中最内部的单元。这四个新发现的结构,加上两个已知的结构,构成了一个复杂的P-T相图。

Nozomu Hmaya公司

蛋白质晶体学计算方法的进展

本次会议涵盖了方法的发展,这些方法将有助于研究不适合自动化解决方案的更困难问题以及未来的高通量工作。

[阅读]R.阅读
Randy Read(英国)提出了“相位器”中基于似然的新相位方法”。他引入了似然定相法,其中最佳模型是最有可能产生观测数据的模型。该方法已应用于分子替换和重原子分阶段“相位器”软件。

对于分子替换,该软件提供了许多优点:例如增强的旋转和平移功能提供了更高的灵敏度;各向异性数据校正有助于处理一些困难的数据集;模块化编程允许实现复杂的自动化策略,这些策略涉及在搜索多个模型时测试多个假设链。给出了一个例子,通过探索螺旋碎片的排列,在一分钟内解决了一个4螺旋束。

还实现了SAD和MAD实验的重原子定相,使用Friedel mate的条件概率修改原始反射的相位概率分布。该方法的对数似然梯度图在识别次要地点方面非常有效,例如在卤化物浸泡的情况下。提出了一种高分辨率的情况,在这种情况下,该方法允许在相位程序中定位铁、硫以及最终的碳原子。

未来,人们希望分子替换和重原子定相结合来解决难题。在分子替换中利用非晶体学对称性仍然存在问题。当被问及该方法的局限性时,里德说,模型可能只占总结构的15%,或低至20%的序列同源性。

[施利茨]M.Schiltz先生
Marc Schiltz(瑞士)发表了一篇关于“高分子晶体学中的破对称性”的演讲,讨论了对称性相关反射的多次测量产生不同结果的情况。

考虑的第一种情况是辐射损伤,在实验过程中,辐射损伤导致晶体发生变化,导致测量强度发生变化。其他人将此作为确定晶体内变化模型的手段。这项工作的重点是利用这一信息加强分阶段工作。为每个重原子添加两个参数,以模拟实验期间占用率的变化。

当极化X射线从密度分布各向异性的重原子异常散射时,这种方法的一个更不寻常的应用就出现了,例如由于键合效应。在这种情况下,反常效应的大小可能取决于入射光束和衍射光束的方向。Schiltz被问及探测器尺寸对衍射光束方向的影响,他认为入射光束在这种影响中更为重要。

【徐】H.Xu先生
徐洪亮(美国)介绍了他在“相位测定的统计直接方法”方面的工作。可以通过优化一些目标函数来接近直接方法,该目标函数的值被真实相位最小化。原子均匀随机分布的假设导致了这样一个结果,即归一化幅度较大的结构因子的三元组可能具有总和为零的相位。这一原理已应用于切线公式和Shake-and-Bake直接方法软件中使用的最小函数中。然而,随着原子数的增加,这种影响变得较弱。

已经实施了一种新的方法,其中相位偏移以增加相位在零的某个范围内的三元组的分数。对实际问题数据的分析表明,随着问题中原子数的增加,该间隔的宽度应该增加。这种方法提高了在一系列测试用例中确定重原子子结构的成功率。建议采用线性整数方法增加计算的收敛半径。

[斯库巴]P.斯库巴克
Pavol Skubak(荷兰)介绍了其关于“在自动模型构建和优化中直接使用SAD阶段信息”的工作,直接针对REFMAC5软件中的异常数据实施模型优化,并对三种方法进行了比较。传统上,仅使用估计的非异常震级进行细化。最近,相位软件以Hendrickson-Lattman系数的形式输出了相位概率,并在细化软件中使用,以提供更多信息来确定模型参数。这种方法存在问题,因为重原子相位分布没有更新以包含来自最终模型的信息,并且忽略了重原子和模型相位之间的相关性。为了解决这些问题,所有SAD数据都用于细化程序。该软件在一系列问题上进行了测试,在每种情况下都与现有方法一样好。根据ARP/wARP中构建的残留物衡量,它在大约30%的情况下提供了显著的益处。

R.Read和G.Bricogne(英国)建议,反常相位信息可以用Hendrickson Lattman系数很好地描述,因此改进可能来自过程中的其他地方。

格罗斯·昆茨勒夫R.格罗塞-昆茨勒夫
Ralph Grosse-Kunstleve(美国)发表了一篇题为“晶体学中的混合编程:Phenix.refine和Phenix.hyss”的演讲。“phenix.refine”大分子精制软件使用在phenix项目中开发的组件,包括体积溶剂模型和对各向同性B值的限制。通过对体积溶剂参数进行网格搜索,避免了计算中的一些不稳定性问题,并发现通过接近度约束B因子有助于避免极值。

“phenix.hyss”软件是一个将Patterson和直接方法与双空间回收相结合的子结构解决方案。该软件是开源的。

皮特·格罗斯和凯文·考坦

电子密度研究和波函数的化学见解

[贝德]R.巴德
[卢格]P.卢格
[科尔利奥科夫]A.科尔利奥科夫
[马德森]A.马德森
这种微交感神经从分子和晶体中电子密度的基本方面到应用方面都有。在他的主题演讲中,M.Spackman(澳大利亚)展示了电荷密度研究的出版物数量是如何逐年增加的,他列举了可以从分子和固体材料的高分辨率X射线衍射实验中获得的准确静电特性。R.Hoffmann(美国)讨论了利用Bader拓扑理论表征分子键的理论方法,D.Jayatilaka(澳大利亚)展示了波函数如何拟合实验衍射数据。本次微型研讨会的第一位发言者理查德·巴德(加拿大)对化学键的本质及其在化学中的概念进行了深入的探讨。他通过电子密度的拓扑性质,重新定义了与化学系统中原子性质有关的量子力学的基础。他证明了由此产生的边界条件如何有助于将他的理论扩展到开放系统。Jean-Michel-Gillet(法国)在联合精化中展示了理论和实验的可能结合,以重建小到扩展分子系统的约化密度矩阵。Peter Luger(德国)讨论了使用同步辐射收集非常准确的数据,以用于电子密度研究。本报告重点介绍了在构象接近富勒烯的应变碳环和笼系统中的应用。他展示了对这些化合物的电子密度进行拓扑分析是如何成为表征甚至不寻常的碳键的有力工具。Alexander Korlyokov(俄罗斯)提出了含有Si和Ge原子的所谓超价化合物。硅(锗)的例子。。。在键临界点的计算和实验电子密度拓扑性质范围内,讨论了O(N)超价键。Anders Madsen(丹麦)展示了精确的电子密度测定和刚体TLS分析如何与揭示材料的物理特性相关。在此基础上,他可以解释在非对映体木糖醇和核糖醇化合物的量热和能量结果中观察到的差异。他用动画视频展示了晶格中每个分子的谐波和非耦合热运动,以此来说明他的演讲。
N.E.Ghermani公司

蛋白质与其他生物大分子的相互作用

[琼斯和希尔]E.Y.Jones和C.Hill
E.Yvonne Jones(英国)讨论了用受体蛋白酪氨酸磷酸酶mu胞外区域成分生产X射线质量晶体的策略。这些策略最近导致了全长蛋白质的结构,包括四个纤维连接蛋白结构域,这些结构域被视为采用扩展的“串珠状”构象。Chris Hill(美国)讨论了所谓的大规模破坏分子,即蛋白质降解复合物。他重点研究了蛋白质组的各种激活物,以及它们如何调节蛋白质组内部的蛋白水解位点。
[威格利和希奥]D.Wigley和Y.-S.Heo
RecBCD蛋白是一种多功能酶复合物,为修复DNA双链断裂提供了一种机制。Dale Wigley(英国)讨论了酶的大而复杂,但模块化相互依赖的结构。RecBCD结构解释了核酸酶消化的调节,也说明了蛋白质如何在通过复合物时识别单链DNA序列。
Yong-Seok-Heo(韩国)讨论了组装c-jun N末端激酶信号通路成分的不同支架蛋白(JNK1、2和3)的结构。人类JNK1、JNK2和JNK3的复合物及其相应的激活肽为肽识别的特异性以及相关的铰链运动如何变构调节ATP结合提供了结构基础。
[元]H.袁
Hanna Yuan(台湾)描述了一些具有所谓H-N-H基序的结构,这些基序构成了许多涉及DNA限制、修复和降解的内切酶活性位点的核心。其中一种蛋白质是细菌毒素ColE7。描述了该蛋白在与各种DNA双链体复合物中核酸酶结构域的结构。结果表明,H-N-H基序是如何结合在小凹槽中,主要接触磷酸基团,而不是核糖基团或碱基。活性位点的His-metal折叠表明DNA识别和相互作用的普遍模式。
B.W.Matthews和Z.Rao

晶体结构的拓扑:网络、节点和曲面

[奥基夫和科赫]M.O'Keeffe和E.Koch
[Blatov和Batten]V.Blatov和S.Batten
配位聚合物、金属-有机骨架和超分子网络的兴趣正在迅速扩展,不仅因为它们作为功能固体材料的潜在性能,而且因为它们的有趣的结构和拓扑。事实上,许多例子证明了无机化合物和矿物世界中前所未有的结构类型和拓扑特征,但对观察到的复杂拓扑现象仍缺乏统一的观点。Mike O'Keeffe(美国)阐述了描述网络的自然平铺方法,自对偶平铺显示了最常见的互穿网络的完整链,并显示了与五个第3类最小曲面的关系。Stephen Hyde(澳大利亚)深入探讨了最小曲面和双曲线平面之间的关系,显示了“Epinet”项目(非核素瓷砖中的欧几里德模式)的结果。三维欧氏网络是通过投影到三次周期极小曲面上的过程形成的。互穿网由无限块的二维双曲线瓷砖产生。提出了三维网络中“打结”的可能定义。通过Elke Koch(德国)所示的球形填料图,可以看到不同的网络视图,一些例外情况包括3D网络的相互穿透、2D层的连网和显示自连网的成对填料。Stuart Batten(澳大利亚)在一个非常有用的网页上收集了许多晶体结构的示例,这些示例表明上述所有明显抽象的结果都是存在的。实验学家和晶体学家可以找到工具来处理TOPOS中所有上述拓扑的复杂性,如Vladislav A.Blatov(俄罗斯萨马拉州立大学)所示,其中通过分析CSD和ICSD说明了3D网络的完整分类。
大卫·M·普罗塞尔皮奥和珍妮·吉兰姆·伊恩

非环境粉末衍射和动力学研究

【楚帕斯】P.丘帕斯
[查普曼和苏里亚纳亚南]K.Chapman和R.Suryanarayanan
[阿蒂奥利]G.阿蒂奥利
Peter Chupas(美国)对如何使用短至一秒钟的数据收集从样品中快速获得PDF信息进行了出色的概述,为研究材料的短程和长程结构随时间、温度或化学反应的变化提供了可能性。卡雷娜·查普曼(澳大利亚)在一篇关于各种表现出负热膨胀的碳脊骨架材料的精彩演讲中说明了考虑局部和平均结构的重要性。卡雷纳对这些材料的大家族进行了全面的数据收集,并清楚地了解了这种不寻常效应的起源。的重要性现场Raj Suryanarayanan(美国)和Gilberto Artioli(意大利)的会谈很好地证明了一系列技术领域的粉末衍射研究。Suryanarayanan展示了如何从实验室数据中确定分子多态性和脱溶反应的动力学。这些研究对于评估药物的储存寿命至关重要。他还展示了如何跟踪材料的结晶度随时间的变化,然后推导出非晶-结晶起始比率,从而允许在没有内部标准的情况下进行定量分析。阿蒂奥利展示了如何现场研究允许人们遵循重要的过程,包括从沸石中去除模板分子和从甲烷中制氢。RenéGuinebretière(法国)介绍了一种用于薄膜衍射研究的新型高温附件,以及如何自动校正其固有热膨胀,以便在非环境条件下准确测定关键样品微观结构参数。
伊万娜·拉多萨夫列维奇·埃文斯

免疫系统的结构生物学

[威尔逊和施赖夫]I.Wilson和A.Shrive
[斯特雷尔索夫]V.斯特雷尔索夫
[邓斯通]M.邓斯通
[格罗斯]P.格罗斯
这场微盛会报道了在理解免疫系统分子的结构和功能方面的最新进展,免疫系统是进化生物对抗病原体的防线。抗体片段、抗原呈递分子及其与T细胞受体、共刺激分子和参与这一过程的其他蛋白质的复合物的高分辨率结构的数量正在迅速增加。这些模型有助于更完整地定义大分子在免疫反应中的协同作用,并为开发具有治疗潜力的化合物开辟新途径。会议由Ian Wilson(美国)主持开幕,他总结了从HIV中和抗体的结构特征得出的结果,以及抗体结构在逆转录病毒学过程中的应用。特别令人感兴趣的是脱氧核糖体特异性2G12抗体,它允许开发使用合理工程抗原的抗HIV疫苗的新策略。Annette Shrive(英国)描述了Ca的作用2+-依赖性集合蛋白与细菌细胞表面寡糖相互作用,这是细胞吸收抗原的机制之一。Victor Streltsov(澳大利亚)介绍了鲨鱼独特的IgNAR的结构,鲨鱼是最原始的动物,具有抵抗感染的适应性免疫系统。这些抗体与哺乳动物的抗体不同,因为它们是单体的,并且基本上缺乏CDR2区域。IgNARs的两种结构,包括未连接的和与溶菌酶复合的,阐明了这些新分子如何实现必要的高变性以与广泛的抗原相互作用。Michelle Dunstone(澳大利亚)通过展示CD3εγ异二聚体与治疗性抗体OKT3复合物的结构,为完整的、具有信号活性的T细胞受体复合物的谜团增添了另一条线索。Piet Gros(荷兰)的最后一篇演讲描述了补体C3蛋白的第一个结构,血浆蛋白在导致膜攻击复合物形成的级联事件中起着核心作用。α2-巨球蛋白超家族中这一成员极其复杂、相互交织的结构与蛋白水解激活时发生的巨大构象变化平行。
马西莫·德加诺和E.伊冯·琼斯

结构知识和催化

[Galindo和Imamoto]A.Galindo和T.Imamoto
[锰]锰络合物图片
[梅泽蒂和巴拉塔]A.Mezzetti和W.Baratta
[盖恩斯福德]G.盖恩斯福德
本次微型研讨会侧重于结构知识在设计新催化剂中的相关性,并研究其运行机制。Agustin Galindo(西班牙)描述了氧和硫代二乙酸锰络合物如何在模型氧化反应中用作催化剂前体。Tsuneo Imamoto(日本)介绍了在一些不对称氢化反应中使用铑络合物和光学纯的对映体二膦的高到几乎完美的对映选择性。他解释说,由催化剂结构决定的对映选择性也使人们能够预测迁移插入的机制。

Antonio Mezzetti(瑞士)阐述了手性钌配合物中原子转移反应的立体选择性问题,并强调了分子模型研究的作用以及验证所用方法的晶体学分析的需要。沃尔特·巴拉塔(意大利)强调了理论观点,他谈到了利用X射线和中子衍射技术研究的食欲相互作用。他指出,贫电子钌(II)和铂(II)配合物,由原子序数M-η稳定中国2相互作用,可作为高活性转移加氢催化剂。最后,Graeme Gainsford(新西兰)介绍了基于密度泛函理论(DFT)计算的最新进展,并试图通过这些计算预测对映体过量。
J.C.Daran和P.Gomez-Sal

材料生产和加工中的时间分辨粉末衍射

[里瓦·迪·桑塞韦里诺]Lodovico Riva di Sanseverino(意大利)因其组织的埃里奇学校而荣获国际晶体研究联合会水晶学杰出服务奖。
本次会议对技术进行了广泛的描述,并对其应用进行了同样广泛的解释。仪器包括实验室、中子和同步加速器源,时间分辨率从秒到小时不等。另一个值得注意的主题是所需的广泛样品环境,包括几个具有挑战性的实验,涉及“一次性”气体水合物/包合物形成、自蔓延反应、退火/拉伸应力期间的单颗粒分析、高压(高压釜)酸浸、高达1500°C的煅烧/烧结等方面,和氢气流。从这次分裂中得出的结论是,场已经达到了一个快速衍射和现场能力是现在的期望,当前的从业者必须不断准备满足和处理新的请求。
保罗·巴恩斯

将稳健的CIF和XML编程到晶体学软件中

CIF是结晶信息文件[www.iucr.org/iucr-top/CIF/],它已成为提交小分子结晶数据集进行存档和发布的标准。XML是可扩展标记语言,已成为基于web的数据管理的标准。多年来,这些似乎都是非常独特且不兼容的数据管理框架。微型交响乐团最重要的经验是,差异不如两个框架的共性重要,这些方法为结构研究提供了补充支持。此外,人们强烈接受软件开发的开源方法,并使用数据抽象来帮助翻译。

[穆雷-鲁斯特和霍尔]P.Murray-Rust和S.Hall
[Mitev和Kaercher]K.Mitev和J.Kaercher
[Swaminathan]G.W.斯瓦米纳坦
在第一次演讲中,Peter Murray-Rust(英国)讨论了以CML(化学标记语言)的形式从CIF到XML的转换,以及使用XML工具处理CIF数据集中的信息。引用摘要,“……开源和开放数据提供了一个强大的高通量晶体语义网……”。
随着Syd Hall(澳大利亚)解释本体(带关系的字典)在数据管理中的重要性,CIF和XML的互操作性主题得以继续。Syd和Nick Spadaccini(澳大利亚)对CIF和XML之间的忠实转换进行了非常令人信服的演示,并解释了将验证逻辑嵌入本体的威力。
第三次会谈讨论了与CIF格式最近的变化有关的一些实际问题。G.Todorov(美国)开始了演讲,设定了一般背景,并讨论了在CIF和XML之间平稳过渡的一些问题,例如需要扩展CIF中使用的字符集以与XML中的字符集一致。Kostadin Mitev(美国)继续详细解释了为IUCr发布过程创建的一个新的开源实用程序。
Joerg Kaercher(美国)讨论了从数据库中以多种替代格式自动生成数据的问题。将数据抽象为不同于其表示的东西是在格式之间移动的一种非常有用的方法,也是缓解格式之间转换的关键概念之一。在上一次演讲中,Ganesh Jawahar Swaminathan(英国)将数据库使用的主题扩展到了抽象数据,并展示了其在EBI中的强大用途,以支持wwPDB和其他需要使用多种格式数据进行复杂数据管理的倡议。在本例中,XML是所使用的中心格式。令人振奋的是,在过去的会议中一直存在争议的领域,正在形成共识。
赫伯特·J·伯恩斯坦和布莱恩·麦克马洪

电子激励

电子激发可以用许多探针测量。它们可以用非弹性X射线散射(IXS)或X射线拉曼光谱进行探测。由于实验和理论方面的进步和孕育,以及越来越多的研讨会、专题讨论会和新的理论网络,例如欧盟的NanoEXC和美国的DOE计算材料科学网络,该领域正在取得快速进展。

[舒尔克和苏伊宁]W.Schuelke和J.Soininen
[希尔]J.希尔
[蒙塔诺]P.蒙塔诺
[科尔森]T.科尔森
正如该领域的先驱W.Schuelke(德国)所评论的那样,电子激发的物理超越了基态,即材料的单电子特性。Schuelke指出,这种激发可以用几种等效的方式来表征,例如,通过动态结构因子S,它是密度相关函数的傅里叶变换,与材料的基本介电响应直接相关。同样的物理性质也可以用电子能量损失谱(EELS)测量快电子。该理论需要一种超越独立粒子近似的准粒子描述。Shuelke报告称,自能的累积膨胀模型产生了更准确的结果。
许多身体理论描述可能需要大量计算。Juha Soininen(芬兰)回顾了基于(两粒子)Bethe-Salpeter方程的非重整IXS(NRIXS)的详细计算,并讨论了一种新的多重散射方法,该方法有可能在宽能量范围内更快地进行计算,并可用于分析NRIXS。
IXS的性质也可用于阐明系统的多体响应。John Hill(美国)回顾了共振IXS是如何用于研究Mott-Gap和过渡金属氧化物中的电子激发的,Pedro Montano(美国)随后讨论了磁性IXS是怎样(例如,磁性康普顿散射)的可以用来理解锰氧化物的物理,并解决这些材料中产生大磁电阻的各种理论。最后,T.Colson使用低损耗等离子体波主导光谱回顾了IXS中的相关性。

电子激发领域的研究表明,理论和实验之间的协同作用使我们能够根据系统响应的重要动力学物理特性对实验进行定量解释。

K.Hamalainen和J.J.Rehr

药物设计策略中的结晶学知识

本微会徽的目的是概述原子分辨率下结构数据在合理设计具有治疗和诊断应用的新分子药物中的应用。

[尤纳思]A.约纳思
[达斯]K.Das公司
[跳舞]在国会宴会上跳舞
Ada Yonath(以色列)描述了抗生素与核糖体颗粒复合物的高分辨率结构分析如何帮助阐明抗生素的选择性,并对抗生素作用的一些过程提供了相当程度的了解(从降低解码准确性、,通过限制构象迁移,干扰底物结合和阻碍生长蛋白质的进展)。了解这些共同原则至关重要,当与遗传、结构和生物化学研究相结合时,可以对基于结构的方法起到帮助作用。她还建议,联合治疗可能是避免耐药性的有效方法。Kalyan Das(美国)提出了另一种克服耐药性的有趣方法。HIV-1逆转录酶(RT)与有效的二芳基嘧啶非核苷抑制剂复合物的结构和模型研究表明,这些抑制剂的构象灵活性似乎使其能够保持对抗多种耐药HIV-1 RT的效力,从而为设计有效对抗快速突变靶点的药物提供了一种手段。其中一些新发现的有效抑制剂目前正在临床试验中。

在计算机辅助设计中,选择进行对接实验的晶体结构的局限性常常被忽略,因此对接结果的可靠性可能会受到质疑。有趣的是,Noriaki Hirayama(日本)使用最新开发的对接算法Ph4Dock表明,Cruickshank的衍射组件精度指数可以用于评估对接结果的可靠性。

弗兰克·莱维勒和米歇尔·萨维亚诺

高级功能材料

[安德列夫和基穆拉]Y.Andreev和T.Kimura
[Aliouane]N.阿利乌内
本次会议重点讨论了材料科学中结构特征与物理和化学性质之间的相互作用,以及涉及分子晶体和无机氧化物的应用。第一个演示涉及离子聚合物和电子金属络合物的导电性。最近取得了两项重要突破:(i)在结晶而非非结晶聚合物电解质中发现了离子导电性;(ii)基于单个活性分子而非两个不同的相互作用单元合成分子金属。尤里·安德列夫(英国)阐述了锂离子迁移率与有序聚合物结构之间的关系,以及用于建立结构的单晶和粉末技术的方法学方面。Minoru Mitsumi(日本)展示了单组分分子导体中的半导体行为如何与三聚反应甚至六聚反应耦合,这取决于构成晶体结构的线性链内活性分子的温度。这突出了这些重要分子材料结构配置的细节。
两次会谈的重点是新兴的磁铁电领域。在这些材料中,轨道有序等参数的受挫导致复杂的螺旋磁结构,从而破坏反转对称性并导致铁电晶格响应。Tsuyoshi Kimura(美国2和镍二氧化二钒8.
[变化图]TbMnO中非公度磁波矢(0,k,0)随温度的变化在平行于b条-轴。该数据是在德国哈恩-梅特纳研究所柏林中子散射中心的E4衍射仪上测量的(由N.Aliouane提供).
这些材料中有许多不同寻常且令人兴奋的是,磁场与铁电性强烈耦合,可以用来操纵铁电极化,正如最近对TbMnO所证明的那样Nadir Aliouane(德国)表示,TbMnO中的极化失败产生于磁场诱导的不公度到相称的磁结构转变。在这一转变之前,磁弹性耦合从二次(如螺旋磁序所示)变为与外加磁场成线性。事实上,这些材料在磁场下的行为相当复杂,正如TbMnO中魔鬼般的阶梯行为所强调的那样如图所示。
米歇尔·卡蒂和迪米特里·阿吉里奥

Biomac OCM公司

生物大分子公开委员会会议

几年前,委员会制定了提交与高分子结构出版相关的晶体学数据的明确准则。社区内的合规性非常好,目前90%的蛋白质数据库存款都伴随着结构因素。委员会成员现在认为,是时候讨论获取与蛋白质结构测定相关的所有可用数据的必要性了。编辑Howard Einspahr(美国)阐述的基本原则,晶体学报第F节是需要提供在另一个实验室复制实验所需的所有数据。对于典型的结构生物学报告,这可能包括目标蛋白的克隆、表达、纯化和结晶的细节。Zbyszek Otwinowski(美国)解决了需要存放哪些数据的问题,如果需要,以何种格式存放。尽管这些数据在大多数常用的软件包中随时可用,但他质疑是否需要将所有计算步骤存储到一个优化的结构中。Tom Terwilliger(美国)举例说明了在大分子实验中,最终结果并不总是能够提供足够的信息来说明在达到模型时所做的选择。Harry Powell(英国)强调了审计跟踪的必要性,它应该是自动的,而不是一种选择。数据采集需要在实验开始时开始。Howard Einspahr总结了他与PDB和晶体学报切斯特的工作人员扩展mmCIF字典,以包括所有新的数据项,用于结构分析的完整描述,以及以适合在出版物中进行制表的形式提取这些数据的工具。

米切尔·格斯

通信成本

COMCIFS公开委员会会议

【子午线宴会】宴会概述,宴会在皮蒂宫的“子午线”庭院举行
CIF的强大之处在于它的字典提供了对定义结晶学的本体(即概念集合)的精确描述。这些词典以COMCIFS批准的形式出现在IUCr网站上。它们的内容也可以用其他表示形式给出,例如可扩展标记语言(XML)。Zukang Feng(美国)介绍了美国结构生物学研究合作实验室(RCSB)如何使用mmCIF字典和CIF语法生成蛋白质数据库的档案形式。RCSB接收各种格式的高分子结构报告,这些报告必须转换为CIF,然后才能添加到档案中。

Haruki Nakamura(日本)描述了一个XML版本的蛋白质数据库(PDBML),该数据库是为协助全球PDB合作伙伴之间的数据传输而开发的。PDBML通过从文献中提取的进一步生物和实验细节来增加从蛋白质数据库中收到的信息,目的是通过各种搜索和显示选项在线提供PDB内容。Kim Henrick(英国)介绍了如何通过高分子结构数据库在英国提供蛋白质数据库。

Ralf Grosse-Kunstleve(美国)根据他在Phenix项目中的工作经验指出,缺乏CIF软件工具是许多人喜欢使用XML的主要原因:编写读写CIF的代码并不是一件小事。

美国郑和平(Heping Zheng)描述了这个问题的解决方案,他正在构建一个CIF翻译词典,以提供程序的内部内存和要编写的CIF之间的链接。为了帮助自动生成公开质量的CIF,郑和他的同事正在HKL2000高分子结构测定程序套件中添加例程,以生成CIF草案,并允许用户手动进行最终调整。Ethan Merritt描述了一个Python程序库,用于导入、操作和导出用CIF编写的大分子结构模型。他描述了TLSMD程序,该程序分析蛋白质的热运动,寻找将分子分解为刚性段的最佳方法。

Brian McMahon(英国)介绍了在新的晶体学报F.生物大分子的结构报告以通常的方式存放在蛋白质数据库中,然后该数据库为作者提供一个mmCIF表示,适合转发到期刊,用于自动生成实验表。Frank Allen(英国)报告称,与蛋白质数据库相比,剑桥结构数据库现在以CIF的形式接收其96%的结构报告,这一成就之所以成为可能,是因为大多数小分子精制程序能够以CIF格式写入其输出。剑桥晶体数据中心(Cambridge Crystallographic Data Centre)生产该数据库,内部使用CIF语法,最近发布了enCIFer,这是一种编辑器和浏览器,旨在允许人们创建符合任何给定CIF字典的CIF。

I.大卫·布朗。