Les noyaux en 1993 : une nouvelle façon d'exister - Cenbg - IN2P3

5. Cristallographie macromoléculaire. . .- 15.1 &tu&& de I ESRFLes spectres de diffraction X des cristaux macromoléculaires comprennent typiquement plusieursmilliers d' intensités de réflexions uniques; chacune dépend des paramètres atomiques de tous lesatomes dans la structure cristalline : d' où la puissance et en même temps la difficulté de la méthode.L' intérêt du rayonnement synchrotron est triple :1. Collection plus rapide des données ; étude de très petits cristaux et de cristaux à très grande maille2. La nistallographie résolue en temps, basée sur lespectre continu et la structure temporelle(réactions enzymatiques et processus photochimiques)3. La méthode MAD, décrite plus bas ; elle permet la détermination directe des structures cristallinespar des mesures de diffraction anomale à plusieurs longueurs d' ondes.L' ESRF par sa spécificité (haute brillance et haute résolution spectrale dans la gamme de diffraction)et ses qualités prouvées (grande stabilité du faisceau) est la machine adaptée pour les aspects les plusen pointe. Des expériences conduites à 1' ESRF, encore en cours d' analyse, permettent d' illustrer lespoints 1 et 3.5.2 Sérvl-tRNA svnthétaseCette protéine intervient comme inhibiteur dans la synthese des protéines en plaçant un acide aminé(sérine) sur 1' ARN de transfert. Elle a été étudiée sur un onduleur avec un faisceau monochromatique(Si220 et E = 15 keV) par la méthode d' oscillation. Cene méthode classique, applicable auxmon&taw, a pour but de déteminer les vecteurs de la maille ccistallographique et de trouver - aumoins partiellement, les indices (h,k,l) des pics du diagramme de diffraction. Des oscillations(rotations) du cristal fournissent 1' orientation des axes mistaiiographiques et les paramhtres de maille.La maille étudiée ici a une grande dimension (;. 100 A) et une faible symétrie ; de 1' ordre de 105réflexions ont été enregistrées pour cette synthétase Seryl-tRNA (Thermus thermophilus ) cocristalliséeavec un composé d' adénosine. La fig. 13 montre la différence des densités,correspondant à la protéiie seule. Il est possible d' observer de haut en bas, les parties adénosine,ribose, sulfarnoyl et sérine.5.3 La méthode MADLa dépendence structurale de 1' intensité d' une réflexion, identifiée par les indices de Miller hk.1).est proportionnelle au module carré du facteur de structure (cf B-2.1) :I(hJ =lF(h)lZ (1)avec.j mit œilLe facteur de diffusion (ou de forme) atomique f. décrit la diffusion cohérente d' un atome isolérelativement à la diffusion Thompson de 1' électron libre. Ce facteur inclut une composante dépendantstrictement de la distribution électronique dans 1' atome et une autre dûe à la transition d' un état liévers le continuum ; cette demihre, dite "anomale". dépend à son tour de 1' énergie du photon XAu total, le facteur de diffusion atomique s' écrit :f=fO+IfAI era=f"+f(E)+if"(E) (3)Plusieurs moyens permettent d' évaluer f (E) et f"(E).En substituant 1' eq. 3 dans 1' .2 et en élevant au carré (puisque la mesure porte sur 1' intensité), onamve pour un seul type de di "9f useur anomal à une expression où se séparent les facteurs connusdépendant de E des variables inconnues :