النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
Distance Geometry
المؤلف:
G. M. Crippen
المصدر:
Distance Geometry and Conformational Calculations
الجزء والصفحة:
21-4-2016
2865
Distance Geometry
Many physical methods used to examine a biological macromolecule in solution produce information about the distance that separates two parts of the molecule. These methods include fluorescence energy transfer, chemical cross-linking, light scattering, and several kinds of nuclear magnetic resonance (NMR) observations. Any information about distances between different parts of a molecule limits the number of conformations that are possible for that molecule. Distance geometry is a mathematical approach that can be used to help define the conformations of a molecule that are consistent with experimental distance information (1-6).
With X-ray crystallography methods, the tertiary structure of the molecule of interest is defined by analysis of a set of diffraction data. A relation exists between every feature of the diffraction pattern exhibited by the crystal and the positions of the atoms of molecules within the crystal. When this connection is elucidated, the three-dimensional (3D) structure of the molecule is revealed. A different approach is used to find 3D structures using distance information. Consider a polymeric molecule in an extended conformation, represented by the line below.
If free rotation exists about some or all of the bonds along the molecular backbone, a huge number of conformations are possible for the molecule. If, however, an experimental observation indicates, for example, that the atoms at the position labeled A must be within 0.3 nm of the atoms at the position labeled B, then the number of possible conformations for the molecule is greatly reduced—the only conformations that need further consideration are those that are consistent with the constraint that atoms at A and B must be close to each other. Other experimentally defined distances would further reduce the number of possible 3D structures. If enough such constraints exist, only one or a small family of structures is likely that is consistent with all of them. Generally, the more constraints that can be established by experiment, the better known will be the tertiary structure. NMR methods, particularly those that measure nuclear Overhauser effects (NOEs), can produce a large number of distance constraints on possible conformations of a macromolecule. An advantage in using NMR observations in this way is that the molecule of interest does not have to be in the solid (crystalline( state for successful structure determination.
An N×N matrix of distances can be defined for a molecule made up of N atoms; N (N–1)/2 unique interatomic distances exist in this matrix. If all of the distances are accurately known, mathematical methods are available to define the Cartesian coordinates of the atoms from the known distances (4). Many of the distances in the distance matrix are essentially independent of conformation and are reliably known a priori. Such data would include the distance between two hydrogen atoms attached to an aromatic ring. Other distances can be estimated experimentally. Information about dihedral angles and other bond angles can be used to define other distances. For some distances, however, little or no accurate distance information will be available. Thus, the distance matrix will typically be incomplete, and a unique solution for Cartesian coordinates cannot be obtained. A variety of algorithms have been developed to deal with the missing or incomplete distance information. Regardless of the approach used, distance geometry calculations typically do not produce a single conformation but an ensemble of conformations, all of which are consistent with the available distance constraints. These conformations are used as starting points for additional refinement by conformational energy minimization and simulated annealing procedures.
References
1. L. M. Blumethal (1970) Theory and Applications of Distance Geometry, Chelsea, New York.
2. G. M. Crippen and T. F. Havel (1978) Acta Crystallogr. 34, 282–284.
3. G. M. Crippen (1981) Distance Geometry and Conformational Calculations, Wiley, Chichister, England.
4. W. Braun (1987) Quart. Rev. Biophys. 19, 115–117.
5. I. D. Kuntz, J. F. Tomason, and C. M. Oshhiro (1989) Methods Enzymol. 177, 159–204.
6. T. F. Havel (1991) Prog. Biophys. Mol. Biol. 56, 43–78.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
