EDP Sciences 1775443623 20260406 fre

laboutique.edpsciences.fr-002764 03 01 01 002764 03 9782759835010 15 9782759835010 00 BA 02 160 mm 01 240 mm 10 01 02 Hors collection - 01 01 Introduction to biological crystallography 1 A01 01 A1114 Marie-Hélène Le Du Le Du, Marie-Hélène Marie-Hélène Le Du Marie-Hélène LE DU est directrice de recherche CEA à l'Institut de biologie cellulaire intégrative (I2BC/CNRS) de l'Université Paris-Saclay. Marie-HélèneLE DU is a CEA research director at the Institute of Integrative Cell Biology(I2BC/CNRS) at the University of Paris-Saclay.<o:p></o:p> 2 A01 01 A1967 Pierre Legrand Legrand, Pierre Pierre Legrand Pierre Legrand est scientifique de ligne sur la ligne Proxima-1 et membre de Héliobioau Synchrotron SOLEIL.  Pierre LEGRAND is in charge of the Proxima-1 beamlineat the SOLEIL synchrotron. <o:p></o:p> 3 A01 01 A1968 Serena Sirigu Sirigu, Serena Serena Sirigu Serena Sirigu est scientifique de ligne sur la ligne Proxima-2A et membre de Héliobioau Synchrotron SOLEIL. Serena SIRIGU is a beamline scientist on the Proxima-2A beamline at the SOLEIL synchrotron. 4 A01 01 A1969 Sylvain Ravy Ravy, Sylvain Sylvain Ravy Directeur de recherche au CNRS, au Laboratoire de Physique des Solides(LPS/CNRS) de l’Université Paris-Saclay. Sylvain RAVY is a CNRS research director at the Solid State Physics Laboratory (LPS/CNRS) at the University of Paris-Saclay. 01 eng 00 156 03 02 24 Izibook:Subject Sciences de la Vie / Biologie 24 Izibook:Subject Chimie 24 Izibook:Subject Biologie médicale 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Sciences de la Vie / Biologie| 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Chimie| 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Biologie médicale| 20 Macromolecule;drugs;three-dimensional structure;X-ray crystallography;X-rays;crystals;biological scientists;structural biology;biological crystallography;crystallisation;cell biology 10 2011 SCI016000 01 548 05 06 03 00 <blockquote>In the living world, the mechanisms that make us breathe, digest, grow or move an arm involve molecules made up of thousands of atoms, called macromolecules. These macromolecules are constantly circulating, interacting and deforming. Visualising these macromolecules at the atomic level is a unique tool for understanding their function and for designing drugs, inhibitors or activators. When using the three-dimensional structure of a macromolecule, it is essential to keep a critical eye. To do this, we need to understand how the structure was obtained. X-ray crystallography is a historical method of using X-rays and crystals to determine the three-dimensional atomic structure of molecules. It is also the most widely used. The main audience for this book is biological scientists, although it will appeal to anyone interested in structural biology. It introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule.  Thanks to the videos available through the QR codes at the end of each chapter, sites normally closed to the public are opened up to offer you a unique journey to the heart of life.</blockquote><div> </div> <blockquote><blockquote>In the living world, the mechanisms that make us breathe, digest, grow or move an arm involve molecules made up of thousands of atoms, called macromolecules. These macromolecules are constantly circulating, interacting and deforming. Visualising these macromolecules at the atomic level is a unique tool for understanding their function and for designing drugs, inhibitors or activators. When using the three-dimensional structure of a macromolecule, it is essential to keep a critical eye. To do this, we need to understand how the structure was obtained. X-ray crystallography is a historical method of using X-rays and crystals to determine the three-dimensional atomic structure of molecules. It is also the most widely used. The main audience for this book is biological scientists, although it will appeal to anyone interested in structural biology. It introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule. Thanks to the videos available through the QR codes at the end of each chapter, sites normally closed to the public are opened up to offer you a unique journey to the heart of life.</blockquote><div> </div></blockquote> 02 00 This book introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule. It is targeted to biological scientists.  <o:p></o:p> 04 00 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIIPreface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVCHAPTER 1History of X-Ray Crystallography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 The Discovery of X-Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 The Nature of X-Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 The Origins of Crystallography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 The Discovery of Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5 The First Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.6 Sir William Henry Bragg’s Brilliant Move . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.7 Biology Comes into Play . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.8 Rosalind Franklin and the Mystery of Cliché 51 . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.9 CCP4: Collaborative Computational Project No. 4 . . . . . . . . . . . . . . . 14Timeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16CHAPTER 2Sample Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1 Knowing Your Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1.1 Prediction of Structured Regions of a Protein. . . . . . . . . . . . . . 192.1.2 Biochemical Approach: Limited Proteolysis . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Cloning, Production, Sample Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.1 Cloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.2 (Over)production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3 Purification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29CHAPTER 3Crystal Features and Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1 The Crystal Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2 Crystal Symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.3 The Bravais Lattices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.4 The Reciprocal Lattice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38CHAPTER 4X-Rays and Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.1 Why X-Rays: The Interaction of Light and Matter . . . . . . . . . . . . . . . 394.1.1 The Choice of X-Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.2 The Interaction of Molecules with X-Rays . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.3 How X-Rays Interact with a Crystal Lattice . . . . . . . . . . . . . . . 444.2 Diffraction: Bragg’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.3 Anomalous Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48CHAPTER 5Crystallisation of a Biological Macromolecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.1 General Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.1.1 Properties of Proteins in Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.1.2 General Scheme of Protein Behaviour in Solution . . . . . . . . . . . 535.1.3 Crystallisation Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.2 Approaches, Platforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.1 Equipment Needed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.2 Crystallisation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.3 Crystallisation Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.2.4 Optimisation of Crystallisation Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . 59Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60CHAPTER 6Trip to a Synchrotron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1 How to Generate X-Rays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1.1 First X-Ray Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1.2 Synchrotron Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636.2 Radiation Damage and Crystal Freezing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.2.1 Radiation Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.2.2 Flash Freezing of Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.2.3 Fast Freezing of Crystals with Liquid Nitrogen . . . . . . . . . . . . . 666.3 Experimental Hutch: The Crystal Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.3.1 Example of PROXIMA-1 Beamline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.3.2 The Control Room . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686.3.3 Diffraction Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71CHAPTER 7Acquisition, Processing and Analysis of Diffraction Data. . . . . . . . . . . . . . . . 737.1 Collection Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737.1.1 Crystal Characterisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737.1.2 The Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767.2 Diffraction Data Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777.3 Analysis of Diffraction Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.1 Friedel Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.2 The Choice of the Laue Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.3 Assessment of Data Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82CHAPTER 8Fourier Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858.1 Introduction to the Fourier Transform. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858.1.1 Fourier Transform Applied to Music. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868.1.2 Fourier Transform Applied to Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878.2 The Fourier Transform and the Phase Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918.2.1 The Fourier Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918.2.2 The Phase Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94CHAPTER 9The Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.1 The Phase Problem and the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.2 Properties of the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.2.1 First Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.2.2 Second Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.2.3 Third Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989.3 Applications of the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99CHAPTER 10Molecular Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10110.1 Molecular Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10210.1.1 Patterson Function and Molecular Replacement . . . . . . . . . . . 10210.2 Evaluation of the Molecular Replacement Result . . . . . . . . . . . . . . . . 105Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106CHAPTER 11Experimental Phasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1 Isomorphous Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1.1 Natives and Derivatives Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1.2 Patterson Function and Harker Sections . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.1.3 Vector Representation of Harker Section . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.2 Anomalous Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.2.1 The Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.2.2 Breaking Friedel’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11311.2.3 The Use of Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11411.3 Phases Combination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116CHAPTER 12Phases Improvement and Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.1 Lack of Closure and Figure of Merit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.2 Phases Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12012.2.1 Electron Density Modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12012.2.2 Iterative Loop of Phases Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . 12112.3 Molecular Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124CHAPTER 13Model Refinement and Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12513.1 Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12513.1.1 Iterative Process of Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12713.1.2 The 2Fo-Fc and Fo-Fc Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12813.1.3 Refinement Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12913.2 Three-Dimensional Structure Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133To Go Further . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135<div> </div> 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1422/9782759835027/introduction-to-biological-crystallography 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/208/original/9782759835010-Introduction_to_Biological_Crystallography_couv-sofedis.jpg 17 14 20240913T172853+0200 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 04 11 00 20240829 01 00 20240829 19 00 20240829 2026 06 3052868830012 01 WORLD 27 03 9782759835027 15 9782759835027 27 03 9782759835034 15 9782759835034 WORLD 08 EDP Sciences & Science Press 04 01 00 20240829 03 01 D1 EDP Sciences 21 04 05 01 02 1 00 75.00 01 5.50 3.91 EUR laboutique.edpsciences.fr-R002618 03 01 01 R002618 00 ED E107 00 01 01 Introduction to biological crystallography 01 eng 08 158 03 22 23206210 17 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 11 00 20240829 02 01 002765 03 9782759835027 15 9782759835027 03 01 D1 EDP Sciences 45 03 laboutique.edpsciences.fr-002765 03 01 01 002765 03 9782759835027 15 9782759835027 10 EA E107 10 00 01 R002618 ED E107 1 10 01 02 Hors collection - 01 01 Introduction to biological crystallography 1 A01 01 A1114 Marie-Hélène Le Du Le Du, Marie-Hélène Marie-Hélène Le Du Marie-Hélène LE DU est directrice de recherche CEA à l'Institut de biologie cellulaire intégrative (I2BC/CNRS) de l'Université Paris-Saclay. Marie-HélèneLE DU is a CEA research director at the Institute of Integrative Cell Biology(I2BC/CNRS) at the University of Paris-Saclay.<o:p></o:p> 2 A01 01 A1967 Pierre Legrand Legrand, Pierre Pierre Legrand Pierre Legrand est scientifique de ligne sur la ligne Proxima-1 et membre de Héliobioau Synchrotron SOLEIL.  Pierre LEGRAND is in charge of the Proxima-1 beamlineat the SOLEIL synchrotron. <o:p></o:p> 3 A01 01 A1968 Serena Sirigu Sirigu, Serena Serena Sirigu Serena Sirigu est scientifique de ligne sur la ligne Proxima-2A et membre de Héliobioau Synchrotron SOLEIL. Serena SIRIGU is a beamline scientist on the Proxima-2A beamline at the SOLEIL synchrotron. 4 A01 01 A1969 Sylvain Ravy Ravy, Sylvain Sylvain Ravy Directeur de recherche au CNRS, au Laboratoire de Physique des Solides(LPS/CNRS) de l’Université Paris-Saclay. Sylvain RAVY is a CNRS research director at the Solid State Physics Laboratory (LPS/CNRS) at the University of Paris-Saclay. 01 eng 08 155 03 02 24 Izibook:Subject Sciences de la Vie / Biologie 24 Izibook:Subject Chimie 24 Izibook:Subject Biologie médicale 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Sciences de la Vie / Biologie| 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Chimie| 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Biologie médicale| 20 Macromolecule;drugs;three-dimensional structure;X-ray crystallography;X-rays;crystals;biological scientists;structural biology;biological crystallography;crystallisation;cell biology 10 2011 SCI016000 01 548 05 06 03 00 <blockquote>In the living world, the mechanisms that make us breathe, digest, grow or move an arm involve molecules made up of thousands of atoms, called macromolecules. These macromolecules are constantly circulating, interacting and deforming. Visualising these macromolecules at the atomic level is a unique tool for understanding their function and for designing drugs, inhibitors or activators. When using the three-dimensional structure of a macromolecule, it is essential to keep a critical eye. To do this, we need to understand how the structure was obtained. X-ray crystallography is a historical method of using X-rays and crystals to determine the three-dimensional atomic structure of molecules. It is also the most widely used. The main audience for this book is biological scientists, although it will appeal to anyone interested in structural biology. It introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule.  Thanks to the videos available through the QR codes at the end of each chapter, sites normally closed to the public are opened up to offer you a unique journey to the heart of life.</blockquote><div> </div> <blockquote><blockquote>In the living world, the mechanisms that make us breathe, digest, grow or move an arm involve molecules made up of thousands of atoms, called macromolecules. These macromolecules are constantly circulating, interacting and deforming. Visualising these macromolecules at the atomic level is a unique tool for understanding their function and for designing drugs, inhibitors or activators. When using the three-dimensional structure of a macromolecule, it is essential to keep a critical eye. To do this, we need to understand how the structure was obtained. X-ray crystallography is a historical method of using X-rays and crystals to determine the three-dimensional atomic structure of molecules. It is also the most widely used. The main audience for this book is biological scientists, although it will appeal to anyone interested in structural biology. It introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule. Thanks to the videos available through the QR codes at the end of each chapter, sites normally closed to the public are opened up to offer you a unique journey to the heart of life.</blockquote><div> </div></blockquote> 02 00 This book introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule. It is targeted to biological scientists.  <o:p></o:p> 04 00 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIIPreface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVCHAPTER 1History of X-Ray Crystallography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 The Discovery of X-Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 The Nature of X-Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 The Origins of Crystallography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 The Discovery of Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5 The First Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.6 Sir William Henry Bragg’s Brilliant Move . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.7 Biology Comes into Play . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.8 Rosalind Franklin and the Mystery of Cliché 51 . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.9 CCP4: Collaborative Computational Project No. 4 . . . . . . . . . . . . . . . 14Timeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16CHAPTER 2Sample Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1 Knowing Your Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1.1 Prediction of Structured Regions of a Protein. . . . . . . . . . . . . . 192.1.2 Biochemical Approach: Limited Proteolysis . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Cloning, Production, Sample Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.1 Cloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.2 (Over)production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3 Purification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29CHAPTER 3Crystal Features and Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1 The Crystal Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2 Crystal Symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.3 The Bravais Lattices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.4 The Reciprocal Lattice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38CHAPTER 4X-Rays and Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.1 Why X-Rays: The Interaction of Light and Matter . . . . . . . . . . . . . . . 394.1.1 The Choice of X-Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.2 The Interaction of Molecules with X-Rays . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.3 How X-Rays Interact with a Crystal Lattice . . . . . . . . . . . . . . . 444.2 Diffraction: Bragg’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.3 Anomalous Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48CHAPTER 5Crystallisation of a Biological Macromolecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.1 General Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.1.1 Properties of Proteins in Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.1.2 General Scheme of Protein Behaviour in Solution . . . . . . . . . . . 535.1.3 Crystallisation Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.2 Approaches, Platforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.1 Equipment Needed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.2 Crystallisation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.3 Crystallisation Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.2.4 Optimisation of Crystallisation Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . 59Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60CHAPTER 6Trip to a Synchrotron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1 How to Generate X-Rays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1.1 First X-Ray Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1.2 Synchrotron Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636.2 Radiation Damage and Crystal Freezing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.2.1 Radiation Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.2.2 Flash Freezing of Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.2.3 Fast Freezing of Crystals with Liquid Nitrogen . . . . . . . . . . . . . 666.3 Experimental Hutch: The Crystal Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.3.1 Example of PROXIMA-1 Beamline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.3.2 The Control Room . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686.3.3 Diffraction Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71CHAPTER 7Acquisition, Processing and Analysis of Diffraction Data. . . . . . . . . . . . . . . . 737.1 Collection Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737.1.1 Crystal Characterisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737.1.2 The Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767.2 Diffraction Data Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777.3 Analysis of Diffraction Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.1 Friedel Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.2 The Choice of the Laue Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.3 Assessment of Data Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82CHAPTER 8Fourier Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858.1 Introduction to the Fourier Transform. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858.1.1 Fourier Transform Applied to Music. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868.1.2 Fourier Transform Applied to Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878.2 The Fourier Transform and the Phase Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918.2.1 The Fourier Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918.2.2 The Phase Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94CHAPTER 9The Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.1 The Phase Problem and the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.2 Properties of the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.2.1 First Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.2.2 Second Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.2.3 Third Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989.3 Applications of the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99CHAPTER 10Molecular Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10110.1 Molecular Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10210.1.1 Patterson Function and Molecular Replacement . . . . . . . . . . . 10210.2 Evaluation of the Molecular Replacement Result . . . . . . . . . . . . . . . . 105Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106CHAPTER 11Experimental Phasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1 Isomorphous Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1.1 Natives and Derivatives Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1.2 Patterson Function and Harker Sections . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.1.3 Vector Representation of Harker Section . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.2 Anomalous Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.2.1 The Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.2.2 Breaking Friedel’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11311.2.3 The Use of Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11411.3 Phases Combination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116CHAPTER 12Phases Improvement and Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.1 Lack of Closure and Figure of Merit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.2 Phases Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12012.2.1 Electron Density Modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12012.2.2 Iterative Loop of Phases Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . 12112.3 Molecular Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124CHAPTER 13Model Refinement and Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12513.1 Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12513.1.1 Iterative Process of Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12713.1.2 The 2Fo-Fc and Fo-Fc Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12813.1.3 Refinement Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12913.2 Three-Dimensional Structure Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133To Go Further . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135<div> </div> 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1422/9782759835027/introduction-to-biological-crystallography 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/208/original/9782759835010-Introduction_to_Biological_Crystallography_couv-sofedis.jpg 17 14 20240913T172853+0200 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 04 11 00 20240829 01 00 20240829 19 00 20240829 2026 06 3052868830012 01 WORLD 13 03 9782759835010 15 9782759835010 06 03 9782759835034 15 9782759835034 WORLD 08 EDP Sciences & Science Press 04 01 00 20240829 03 01 D1 EDP Sciences 20 04 05 01 02 1 00 24.99 01 5.50 1.30 EUR 04 06 01 02 1 00 182.99 01 5.50 1.30 EUR 01 04 06 01 02 1 00 201.99 01 5.50 10.53 USD 01 laboutique.edpsciences.fr-002766 03 01 01 002766 03 9782759835034 15 9782759835034 10 EA 10 10 01 02 Hors collection - 01 01 Introduction to biological crystallography 1 A01 01 A1114 Marie-Hélène Le Du Le Du, Marie-Hélène Marie-Hélène Le Du Marie-Hélène LE DU est directrice de recherche CEA à l'Institut de biologie cellulaire intégrative (I2BC/CNRS) de l'Université Paris-Saclay. Marie-HélèneLE DU is a CEA research director at the Institute of Integrative Cell Biology(I2BC/CNRS) at the University of Paris-Saclay.<o:p></o:p> 2 A01 01 A1967 Pierre Legrand Legrand, Pierre Pierre Legrand Pierre Legrand est scientifique de ligne sur la ligne Proxima-1 et membre de Héliobioau Synchrotron SOLEIL.  Pierre LEGRAND is in charge of the Proxima-1 beamlineat the SOLEIL synchrotron. <o:p></o:p> 3 A01 01 A1968 Serena Sirigu Sirigu, Serena Serena Sirigu Serena Sirigu est scientifique de ligne sur la ligne Proxima-2A et membre de Héliobioau Synchrotron SOLEIL. Serena SIRIGU is a beamline scientist on the Proxima-2A beamline at the SOLEIL synchrotron. 4 A01 01 A1969 Sylvain Ravy Ravy, Sylvain Sylvain Ravy Directeur de recherche au CNRS, au Laboratoire de Physique des Solides(LPS/CNRS) de l’Université Paris-Saclay. Sylvain RAVY is a CNRS research director at the Solid State Physics Laboratory (LPS/CNRS) at the University of Paris-Saclay. 01 eng 08 156 03 02 24 Izibook:Subject Sciences de la Vie / Biologie 24 Izibook:Subject Chimie 24 Izibook:Subject Biologie médicale 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Sciences de la Vie / Biologie| 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Chimie| 24 Izibook:SubjectAndCategoryAndTags |Biologie médicale| 20 Macromolecule;drugs;three-dimensional structure;X-ray crystallography;X-rays;crystals;biological scientists;structural biology;biological crystallography;crystallisation;cell biology 10 2011 SCI016000 01 548 05 06 03 00 <blockquote>In the living world, the mechanisms that make us breathe, digest, grow or move an arm involve molecules made up of thousands of atoms, called macromolecules. These macromolecules are constantly circulating, interacting and deforming. Visualising these macromolecules at the atomic level is a unique tool for understanding their function and for designing drugs, inhibitors or activators. When using the three-dimensional structure of a macromolecule, it is essential to keep a critical eye. To do this, we need to understand how the structure was obtained. X-ray crystallography is a historical method of using X-rays and crystals to determine the three-dimensional atomic structure of molecules. It is also the most widely used. The main audience for this book is biological scientists, although it will appeal to anyone interested in structural biology. It introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule.  Thanks to the videos available through the QR codes at the end of each chapter, sites normally closed to the public are opened up to offer you a unique journey to the heart of life.</blockquote><div> </div> <blockquote><blockquote>In the living world, the mechanisms that make us breathe, digest, grow or move an arm involve molecules made up of thousands of atoms, called macromolecules. These macromolecules are constantly circulating, interacting and deforming. Visualising these macromolecules at the atomic level is a unique tool for understanding their function and for designing drugs, inhibitors or activators. When using the three-dimensional structure of a macromolecule, it is essential to keep a critical eye. To do this, we need to understand how the structure was obtained. X-ray crystallography is a historical method of using X-rays and crystals to determine the three-dimensional atomic structure of molecules. It is also the most widely used. The main audience for this book is biological scientists, although it will appeal to anyone interested in structural biology. It introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule. Thanks to the videos available through the QR codes at the end of each chapter, sites normally closed to the public are opened up to offer you a unique journey to the heart of life.</blockquote><div> </div></blockquote> 02 00 This book introduces the different steps involved in biological crystallography, from crystallisation to the determination of the three-dimensional structure of a macromolecule. It is targeted to biological scientists.  <o:p></o:p> 04 00 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIIPreface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVCHAPTER 1History of X-Ray Crystallography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 The Discovery of X-Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 The Nature of X-Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 The Origins of Crystallography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 The Discovery of Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5 The First Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.6 Sir William Henry Bragg’s Brilliant Move . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.7 Biology Comes into Play . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.8 Rosalind Franklin and the Mystery of Cliché 51 . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.9 CCP4: Collaborative Computational Project No. 4 . . . . . . . . . . . . . . . 14Timeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16CHAPTER 2Sample Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1 Knowing Your Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1.1 Prediction of Structured Regions of a Protein. . . . . . . . . . . . . . 192.1.2 Biochemical Approach: Limited Proteolysis . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Cloning, Production, Sample Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.1 Cloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.2 (Over)production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3 Purification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29CHAPTER 3Crystal Features and Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1 The Crystal Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2 Crystal Symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.3 The Bravais Lattices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.4 The Reciprocal Lattice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38CHAPTER 4X-Rays and Diffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.1 Why X-Rays: The Interaction of Light and Matter . . . . . . . . . . . . . . . 394.1.1 The Choice of X-Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.2 The Interaction of Molecules with X-Rays . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.3 How X-Rays Interact with a Crystal Lattice . . . . . . . . . . . . . . . 444.2 Diffraction: Bragg’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.3 Anomalous Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48CHAPTER 5Crystallisation of a Biological Macromolecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.1 General Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.1.1 Properties of Proteins in Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.1.2 General Scheme of Protein Behaviour in Solution . . . . . . . . . . . 535.1.3 Crystallisation Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.2 Approaches, Platforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.1 Equipment Needed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.2 Crystallisation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.2.3 Crystallisation Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.2.4 Optimisation of Crystallisation Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . 59Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60CHAPTER 6Trip to a Synchrotron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1 How to Generate X-Rays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1.1 First X-Ray Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.1.2 Synchrotron Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636.2 Radiation Damage and Crystal Freezing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.2.1 Radiation Damage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646.2.2 Flash Freezing of Crystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656.2.3 Fast Freezing of Crystals with Liquid Nitrogen . . . . . . . . . . . . . 666.3 Experimental Hutch: The Crystal Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.3.1 Example of PROXIMA-1 Beamline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676.3.2 The Control Room . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686.3.3 Diffraction Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71CHAPTER 7Acquisition, Processing and Analysis of Diffraction Data. . . . . . . . . . . . . . . . 737.1 Collection Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737.1.1 Crystal Characterisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737.1.2 The Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767.2 Diffraction Data Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777.3 Analysis of Diffraction Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.1 Friedel Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.2 The Choice of the Laue Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807.3.3 Assessment of Data Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82CHAPTER 8Fourier Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858.1 Introduction to the Fourier Transform. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858.1.1 Fourier Transform Applied to Music. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868.1.2 Fourier Transform Applied to Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878.2 The Fourier Transform and the Phase Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918.2.1 The Fourier Transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918.2.2 The Phase Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94CHAPTER 9The Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.1 The Phase Problem and the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.2 Properties of the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959.2.1 First Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.2.2 Second Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969.2.3 Third Property . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989.3 Applications of the Patterson Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99CHAPTER 10Molecular Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10110.1 Molecular Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10210.1.1 Patterson Function and Molecular Replacement . . . . . . . . . . . 10210.2 Evaluation of the Molecular Replacement Result . . . . . . . . . . . . . . . . 105Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106CHAPTER 11Experimental Phasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1 Isomorphous Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1.1 Natives and Derivatives Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711.1.2 Patterson Function and Harker Sections . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.1.3 Vector Representation of Harker Section . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.2 Anomalous Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.2.1 The Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.2.2 Breaking Friedel’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11311.2.3 The Use of Anomalous Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11411.3 Phases Combination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116CHAPTER 12Phases Improvement and Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.1 Lack of Closure and Figure of Merit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.2 Phases Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12012.2.1 Electron Density Modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12012.2.2 Iterative Loop of Phases Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . 12112.3 Molecular Model Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124CHAPTER 13Model Refinement and Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12513.1 Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12513.1.1 Iterative Process of Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12713.1.2 The 2Fo-Fc and Fo-Fc Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12813.1.3 Refinement Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12913.2 Three-Dimensional Structure Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Related videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133To Go Further . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135<div> </div> 21 00 06 01 https://laboutique.edpsciences.fr/produit/1422/9782759835027/introduction-to-biological-crystallography 01 00 03 02 https://laboutique.edpsciences.fr/system/product_pictures/data/009/983/208/original/9782759835010-Introduction_to_Biological_Crystallography_couv-sofedis.jpg 17 14 20240913T172853+0200 01 P15 EDP Sciences & Science Press 01 01 P15 EDP Sciences & Science Press 04 11 00 20240829 01 00 20240829 19 00 20240829 2026 06 3052868830012 01 WORLD 13 03 9782759835010 15 9782759835010 06 03 9782759835027 15 9782759835027 WORLD 08 EDP Sciences & Science Press 04 01 00 20240829 03 01 D1 EDP Sciences 31 04 05 01 02 1 00 24.99 01 5.50 1.30 EUR 04 06 01 02 1 00 182.99 01 5.50 1.30 EUR 01 04 06 01 02 1 00 201.99 01 5.50 10.53 USD 01