構造生物学
X線結晶構造解析(X線回折)によってでタンパク質など生体分子の構造解析を行う手順を記す。
目的タンパク質の大量調製
目的タンパク質の結晶化
X線回折(X線の照射)・回折強度測定
位相決定(回折強度から結晶構造因子を求めるためには位相の情報が必要である。位相は重原子同型置換法、異常分散を利用した方法、あるいは分子置換法によって決定する。重原子同型置換法や異常分散を利用した方法を行うには白金や金、水銀、セレンなどの化合物で修飾したタンパク質の結晶が必要であり、分子置換法を行うには類縁のタンパク質の立体構造がすでに得られていなければならない。)
電子密度の計算(結晶構造因子からフーリエ合成で電子密度を計算する。)
分子モデリング
構造の精密化(手動で構築したモデルには歪みや誤りがある。そこで、人の手での修正作業と、原子間距離などに束縛条件を付けて、コンピュータ計算でもっとも歪みが少ない構造に修正する作業を、構造因子とよく一致する構造に収束するまで続ける。)
以上の手順で、律速の要因になっているのが、2.の結晶化および4.の位相決定のプロセスとなる。結晶化は以前よりは容易になっているとはいえ100%うまく行くものでなく、また得られた結晶が構造解析に使用できるかどうかは、位相決定を行うまでわからない。位相決定についてはコンピュータの能力の上昇に伴いスピードアップしているとはいえ現在も困難なプロセスの一つである。現在(2021年)の位相決定法として主に用いられている手法は分子置換法および単波長異常分散法(SAD法)が主流である。