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¿Cuál es la diferencia entre las estructuras cristalinas de proteínas y materiales orgánicos e inorgánicos?

A partir de la definición de cristal y las principales diferencias entre el cristalino y amorfo material, se sabe que la formación de cristales requiere ordenó la vinculación entre los átomos o moléculas.

¿Cómo puede la proteína con su irregular (en comparación con los materiales orgánicos e inorgánicos) estructura ordenada de la vinculación, desde que leo a menudo sobre la estructura cristalina de la proteína y su ligando o inhibidor de la obtenida por rayos X?

Y hay alguna diferencia en la estructura cristalina de un orgánicos e inorgánicos material?

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Diana Puntos 41

Imagina una unidad de infantería de soldados marchando en el mismo archivo. Cada uno de ellos puede ser bastante irregular, pero juntos forman un patrón que se repite. Y eso es exactamente lo que ocurre con las moléculas de la proteína en un cristal.

Cuando decimos que una proteína es irregular, nos referimos a un nivel diferente. De hecho, una molécula de nuestra proteína es irregular si estamos hablando de los residuos de aminoácidos en ella, de que hay probablemente un centenar de: aquí va Ala, a continuación, Gly, entonces, de repente, Leu - ¿qué vendrá a continuación? Nunca se puede decir. Pero espera, hay otra molécula de la misma proteína sentado cerca de ellos, y se ve exactamente lo mismo que éste: Ala, Gly, Leu y así sucesivamente. Y hay todavía otro lado, también similar, y muchos más de ellos, y juntos forman una ordenada estructura de cristal que hace que sea posible para nosotros difractan los rayos X en y medir las intensidades y, a continuación, hacer un poco de hardcore de matemáticas y voilá, aquí está su estructura.

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shaiss Puntos 127

Ivan básicamente le dio un buen y claro ejemplo de lo que está pasando. Voy a ofrecer una explicación más profunda.

Si se va a considerar las posibles estructuras cristalinas de un solo tipo de átomo, puede hervir las posibles estructuras reducido a un conjunto de estructuras similares, la Bravais celosías. Sólo 14 de estos existen con diferentes limitaciones: es decir, el C-ortorrómbica centrada en celosía requiere de $a \ne b \ne c \ne a$$\alpha = \beta = \gamma = 90^\circ$, con los átomos se colocan en la esquina de cada unidad de la célula y en el centro de la $a,b$ plano. Si $a = b$, no podemos describir esto como C-centrado ortorrómbico; en su lugar se convierte en tetragonal ($a = b \ne c$; $\alpha = \beta = \gamma = 90^\circ$) con un menor tamaño de la celda unidad. Debido a que cada posición es ocupada por una esférica átomo, todos simetría de las operaciones permitidas por la celosía sí están presentes en la final de cristal.

Supongamos ahora, similar a lo que Ivan mencionado, que reemplace el esférico átomos con un orgánicos o inorgánicos molécula; decir amoníaco $\ce{NH3}$. Tome otra celda unidad, y reemplazar el esférico átomos con metilamina ($\ce{CH3NH2}$). Y tomar una tercera y reemplazar el con ethylmethylamine ($\ce{CH3-NH-CH2CH3}$). En el primer caso, todavía tenemos un muy simétrica molécula que, no obstante, es mucho menos simétrica de una esfera es. No todos los elementos de simetría que son posibles en un determinado celosía de Bravais en realidad permanece cuando hacemos la sustitución. Vamos a terminar con un cierto grupo de espacio - algo menos simétrica en general. Hay 230 diferentes espacios posibles grupos.

Tenga en cuenta que el amoníaco tiene tres intrínseca de los planos de simetría en su estructura molecular, mientras que la metilamina tiene uno y ethylmethylamine tiene cero. Por lo tanto, ésta debe cristalizar en una forma menos simétrica grupo de espacio de los dos primeros, simplemente porque hay menos de simetría presentes en la molécula.

Si pasamos a las moléculas quirales, decir butan-2-ol, la simetría se ha de reducirse aún más. Si tenemos una enantiopuro sustancia, entonces de ninguna manera es posible que un plano de simetría de la transformes en una molécula a otra; el número de espacios posibles grupos se reduce a sí mismo a los 65 Sohncke espacio de los grupos - todos aquellos que no contienen centros o planos de simetría.

La transición de una pequeña molécula quiral a una enorme quiral la proteína es trivial. En el más simple de los casos, sólo hay que poner las proteínas en una bonita manera ordenada, uno junto a otro para crear una primitiva red de voilà.

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