5
Synchrotron Radiation in Natural Science Vol. 11, No.1 – 2 (2012) KONCEPCJA BUDOWY LINII POMIAROWEJ MX/SAXS/XRD W NCPS SOLARIS M. Kozak 1* , W. Rypniewski 2 , and M. Jask´ olski 2,3 1 Wydzia l Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Umultowska 85, 61-614 Pozna´ n, Polska 2 Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Noskowskiego 12/14, 61-704 Pozna´ n, Polska 3 Wydzia l Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Grunwaldzka 6, 60-780 Pozna´ n, Polska Keywords: synchrotron radiation, synchrotron, SOLARIS, beam line, protein crystallography, small-angle X-ray scattering, SAXS, structural biology, materials science, powder diffraction, tuneable synchrotron radiation * e-mail : [email protected] W grudniu 2011 zainicjowana zosta la budowa pierwszego polskiego synchrotronu — Nar- odowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS w Krakowie. Parametry energetyczne synchrotronu SOLARIS (1.5 GeV) pozwalaj¸ a na zaprojektowanie linii pomi- arowej wykorzystuj¸ acej promieniowanie synchrotronowe z zakresu twardego promieniowa- nia rentgenowskiego, kt´ ora b¸edzie mog la by´ c wykorzystywana na potrzeby biokrystalo- grafii oraz bada´ n materia lowych. Planowana linia pomiarowa posiada´ c b¸edzie trzy ko´ ncowe stacje pomiarowe — biokrystalograficzn¸ a (MX), malok¸ atowego rozpraszania promieniowa- nia rentgenowskiego (SAXS) i dyfrakcji promieniowania synchrotronowego na materia lach polikrystalicznych (XRD). In December 2011 the construction of the first Polish synchrotron — The National Syn- chrotron Radiation Centre SOLARIS — was initiated in Krak´ ow. The energy parameters of SOLARIS (1.5 GeV) allow planning of a beam line utilising the synchrotron radiation (hard X-rays range), that can be used in biocrystallography and material science. The planned beam line has three end-stations — for biocrystallography (MX), small-angle X- ray scattering (SAXS) and diffraction of synchrotron radiation on polycrystalline materials (XRD). Rozw´ oj niekt´ orych dziedzin nauki stymulowany jest dost¸ epem do ´ zr´ ode l promieniowania elektro- magnetycznego. Nale˙ a do nich przede wszys- tkim te dziedziny bada´ n, kt´ ore wykorzystuj¸ a zjawisko dyfrakcji czy rozpraszania promieniowania rentgenowskiego, mi¸edzy innymi jest to krystalo- grafia. Je˙ zeli prze´ sledzimy jej rozw´ oj od pocz¸ atku ubieg lego wieku z latwo´ sci¸ a zauwa˙ zymy jak ´ scisle a te powi¸ azania. Praktycznie na ka˙ zdym etapie odkrycia naukowe stymulowane by ly rozwojem nowych ´ zr´ ode l promieniowania rentgenowskiego, a szczeg´ olnie spektakularne odkrycia ostatnich lat ´ sci´ sle wi¸ a si¸ e z dost¸epem do promieniowania syn- chrotronowego [1, 2]. Od pocz¸ atku XX wieku Nagrod¸ e Nobla za badania zwi¸ azane z krystalografi¸ a przyznano 33 razy http://www.iucr.org/people/nobel-prize). Szczeg´ olnie dynamiczny rozkwit biokrystalografii zapocz¸ atkowa ly w latach 60-tych wiekopomne prace Watsona i Cricka [3, 4] oraz Perutza i Kendrew [5, 6]. Od tego czasu Nagrod¸ e Nobla za bada- nia krystalograficzne struktury biomolekul przyz- nano szesna´ scie razy, ostatnio w 2009 roku za zbadanie struktury rybosomu — ogromnego kom- pleksu la´ ncuch´ ow RNA oraz bia lek, na kt´ orym w ka ˙ zdej ˙ zywej kom´ orce na Ziemi zachodzi biosyn- teza bialek [7]-[9]. Dzi¸eki biokrystalografii uzyski- wane s¸ a modele strukturalne bia lek o rozdzielczo´ sci atomowej, kt´ ore slu˙ a mi¸edzy innymi do projek- towania lek´ ow. Najbardziej spektakularnym tego przyk ladem s¸ a leki stosowane w leczeniu AIDS, kt´ ore powsta ly dzi¸eki poznaniu struktury bia lek wirusa HIV [10]-[12]. Zaprojektowana w oparciu o wyniki bada´ n krystalograficznych i stosowana obec- nie zmodyfikowana insulina jest latwiej przyswa- jalna i ma przedlu˙ zony czas dzia lania [13]. Co wi¸ecej badania krystalograficzne pozwalaj¸ a tak ˙ ze na poznanie struktury nie tylko pojedynczych bia lek wirusa, ale nawet ca lych wirus´ ow [14]. Trudno wi¸ec przeceni´ c znaczenie tego typu bada´ n w opracowywa- niu nowych lek´ ow, szczepionek czy nowych terapii. Od polowy lat 80-tych ubieg lego wieku biokrys- talografia stymulowana jest dost¸epem do ´ zr´ ode l promieniowania synchrotronowego. Dobrym odzwierciedleniem tego trendu jest nie tylko wzras- taj¸ aca liczba struktur bia lkowych deponowanych w bazie Protein Data Bank http://www.pdb.org) ale przede wszystkim relacja liczby struktur 5

KONCEPCJA BUDOWY LINII POMIAROWEJ MX/SAXS ...users.man.poznan.pl/wojtekr/pdf/wr-lit-pl-01.pdfwirusa, ale nawet ca lych wirus ow [14]. Trudno wi˘ec przeceni c znaczenie tego typu badan

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • Synchrotron Radiation in Natural Science Vol. 11, No.1 – 2 (2012)

    KONCEPCJA BUDOWY LINII POMIAROWEJ MX/SAXS/XRDW NCPS SOLARIS

    M. Kozak 1∗, W. Rypniewski 2, and M. Jaskólski 2,3

    1Wydzia l Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Umultowska 85, 61-614 Poznań, Polska2Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Noskowskiego 12/14, 61-704 Poznań, Polska

    3Wydzia l Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Grunwaldzka 6, 60-780 Poznań, Polska

    Keywords: synchrotron radiation, synchrotron, SOLARIS, beam line, protein crystallography, small-angle X-rayscattering, SAXS, structural biology, materials science, powder diffraction, tuneable synchrotron radiation

    ∗e-mail : [email protected]

    W grudniu 2011 zainicjowana zosta la budowa pierwszego polskiego synchrotronu — Nar-odowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS w Krakowie. Parametryenergetyczne synchrotronu SOLARIS (1.5 GeV) pozwalaja̧ na zaprojektowanie linii pomi-arowej wykorzystuja̧cej promieniowanie synchrotronowe z zakresu twardego promieniowa-nia rentgenowskiego, która bȩdzie mog la być wykorzystywana na potrzeby biokrystalo-grafii oraz badań materia lowych. Planowana linia pomiarowa posiadać bȩdzie trzy końcowestacje pomiarowe — biokrystalograficzna̧ (MX), ma loka̧towego rozpraszania promieniowa-nia rentgenowskiego (SAXS) i dyfrakcji promieniowania synchrotronowego na materia lachpolikrystalicznych (XRD).

    In December 2011 the construction of the first Polish synchrotron — The National Syn-chrotron Radiation Centre SOLARIS — was initiated in Kraków. The energy parametersof SOLARIS (1.5 GeV) allow planning of a beam line utilising the synchrotron radiation(hard X-rays range), that can be used in biocrystallography and material science. Theplanned beam line has three end-stations — for biocrystallography (MX), small-angle X-ray scattering (SAXS) and diffraction of synchrotron radiation on polycrystalline materials(XRD).

    Rozwój niektórych dziedzin nauki stymulowanyjest dostȩpem do źróde l promieniowania elektro-magnetycznego. Należa̧ do nich przede wszys-tkim te dziedziny badań, które wykorzystuja̧zjawisko dyfrakcji czy rozpraszania promieniowaniarentgenowskiego, miȩdzy innymi jest to krystalo-grafia. Jeżeli prześledzimy jej rozwój od pocza̧tkuubieg lego wieku z latwościa̧ zauważymy jak ścis lesa̧ te powia̧zania. Praktycznie na każdym etapieodkrycia naukowe stymulowane by ly rozwojemnowych źróde l promieniowania rentgenowskiego, aszczególnie spektakularne odkrycia ostatnich latścísle wia̧ża̧ siȩ z dostȩpem do promieniowania syn-chrotronowego [1, 2].

    Od pocza̧tku XX wieku Nagrodȩ Nobla zabadania zwia̧zane z krystalografia̧ przyznano33 razy http://www.iucr.org/people/nobel-prize).Szczególnie dynamiczny rozkwit biokrystalografiizapocza̧tkowa ly w latach 60-tych wiekopomne praceWatsona i Cricka [3, 4] oraz Perutza i Kendrew[5, 6]. Od tego czasu Nagrodȩ Nobla za bada-nia krystalograficzne struktury biomoleku l przyz-nano szesnaście razy, ostatnio w 2009 roku zazbadanie struktury rybosomu — ogromnego kom-

    pleksu lańcuchów RNA oraz bia lek, na którym wkażdej żywej komórce na Ziemi zachodzi biosyn-teza bia lek [7]-[9]. Dziȩki biokrystalografii uzyski-wane sa̧ modele strukturalne bia lek o rozdzielczościatomowej, które s luża̧ miȩdzy innymi do projek-towania leków. Najbardziej spektakularnym tegoprzyk ladem sa̧ leki stosowane w leczeniu AIDS,które powsta ly dziȩki poznaniu struktury bia lekwirusa HIV [10]-[12]. Zaprojektowana w oparciu owyniki badań krystalograficznych i stosowana obec-nie zmodyfikowana insulina jest latwiej przyswa-jalna i ma przed lużony czas dzia lania [13]. Cowiȩcej badania krystalograficzne pozwalaja̧ także napoznanie struktury nie tylko pojedynczych bia lekwirusa, ale nawet ca lych wirusów [14]. Trudno wiȩcprzecenić znaczenie tego typu badań w opracowywa-niu nowych leków, szczepionek czy nowych terapii.

    Od po lowy lat 80-tych ubieg lego wieku biokrys-talografia stymulowana jest dostȩpem do źróde lpromieniowania synchrotronowego. Dobrymodzwierciedleniem tego trendu jest nie tylko wzras-taja̧ca liczba struktur bia lkowych deponowanychw bazie Protein Data Bank http://www.pdb.org)ale przede wszystkim relacja liczby struktur

    5

    url:http://www.iucr.org/people/nobel-prizeurl:http://www.pdb.org

  • Synchrotron Radiation in Natural Science Vol. 11, No.1 – 2 (2012)

    rozwia̧zywanych z wykorzystaniem promieniowa-nia synchrotronowego do ca lkowitej liczby zde-ponowanych struktur. Porównuja̧c tylko ostat-nie 15-lecie warto zauważyć, że w 1996 rokuzdeponowano w PDB 1148 struktur bia lkowychrozwia̧zanych w oparciu o dane dyfrakcyjne zczego 275 stanowi ly struktury zbadane z pomoca̧promieniowania synchrotronowego (co stanowi 24%ogólnej liczby struktur rentgenowskich). Z koleiw roku 2011 na 8359 zdeponowanych strukturmakromoleku l uzyskanych z użyciem promieniowa-nia rentgenowskiego przypada aż 7076 strukturrozwia̧zanych w oparciu o dane synchrotronowe(czyli oko lo 85%).

    Z upowszechnieniem siȩ dostȩpu do źróde l syn-chrotronowych zwia̧zany jest też intensywny rozwójmetod badania struktury biomoleku l w roztworachw oparciu o ma loka̧towe rozpraszanie promieniowa-nia synchrotronowego. Technika ta stanowi komple-mentarne wobec krystalografii narzȩdzie badawczepozwalaja̧ce na badanie struktur makromoleku l wich naturalnym środowisku i jest niezwykle atrak-cyjna̧ do badań tych uk ladów, dla których niemożna uzyskać kryszta lów (bia lka o strukturze dy-namicznej, z lożone kompleksy multimetryczne, czyniektóre peptydy) [15].

    Biokrystalografia w Polsce

    Polscy naukowcy od pocza̧tku brali aktywnyudzia l w badaniach biokrystalograficznych. Należytu wymienić przede wszystkim prof. TadeuszaBaranowskiego, który w 1939 roku jako pierwszyPolak przeprowadzi l krystalizacjȩ bia lek [16]-[18].W latach powojennych polska szko la krystalografiirozwija la siȩ nadal, ale w wyniku pog lȩbiaja̧cychsiȩ trudności z prowadzeniem nowoczesnych badańw Polsce, jak również z innych wzglȩdów,wiȩkszość polskich biokrystalografów wyemigrowa lana Zachód.

    Dopiero w okresie ostatnich kilkunastu latta sytuacja zaczȩ la siȩ zmieniać. Powsta lo wkraju kilka nowoczesnych ośrodków i krystalografiamakromoleku l w Polsce znów rozwija siȩ dynam-icznie. Ten rozwój nie by lby możliwy bez dostȩpudo promieniowania synchrotronowego. Dotychczasdość swobodnie można by lo korzystać z linii syn-chrotronowych za granica̧. Jednak w najbliższymczasie w dużym stopniu ograniczone maja̧ zostaćprogramy miȩdzynarodowe finansuja̧ce dostȩp dotych ośrodków dla badaczy europejskich. Abypodtrzymać poziom i zapewnić dalszy rozwój badańbiostrukturalnych w Polsce zaistnia la pilna potrzebazapewnienia polskim biokrystalografom warunkówdo pracy w kraju w oparciu o narodowe centrumsynchrotronowe wyposażone we w lasne linie syn-chrotronowe. Już na etapie prac nad projektemkoncepcyjnym polskiego synchrotronu pojawi l siȩpomys l budowy w nim linii pomiarowej przeznac-zonej do badań biokrystalograficznych. W grudniu2011 rozpoczȩ la siȩ budowa d lugo wyczekiwanegopierwszego polskiego synchrotronu — NarodowegoCentrum Promieniowania Synchrotronowego SO-

    LARIS w Krakowie. Znaja̧c uwarunkowania kon-strukcyjne, możliwości badawcze tego urza̧dzeniaoraz uwarunkowania finansowe na obecnym etapiemożliwe jest zaproponowanie linii pomiarowejopartej o promieniowanie synchrotronowe z zakresutwardego promieniowania rentgenowskiego, którabȩdzie mog la być wykorzystywana na potrzeby bi-ologii strukturalnej i badań materia lowych. Wśrodowisku poznańskich naukowców z Uniwersytetuim. Adama Mickiewicza oraz Instytutu ChemiiBioorganicznej PAN powsta l projekt takiej linii.

    Koncepcja linii

    Biora̧c pod uwagȩ parametry synchrotronu(obwód 96 m, energia 1.5 GeV), wielkość halieksperymentalnej (50 m ×60 m) oraz możliwośćlokalizacji na jego obwodzie 9 – 10 stacji po-miarowych należy w pierwszym rzȩdzie rozważyćbudowȩ linii, która zapewnia laby dostȩp do in-frastruktury pomiarowej dla możliwie najszerszejgrupy badaczy. Nie bez znaczenia obok badańkrystalograficznych sa̧ także badania strukturalneuk ladów niekrystalicznych takich jak polimery inanokompozyty polimerowe, szk la, b lony biolog-iczne, nośniki leków czy szczepionek. Tegotypu obiekty badane sa̧ również z wykorzys-taniem promieniowania synchrotronowego i tech-niki rozpraszania ma loka̧towego. Osobnym iniezwykle istotnym aspektem dla postȩpu techno-logicznego w kraju sa̧ także badania strukturalnenowych materia lów (nanokompozytów, polimerów,pó lprzewodników itp.), które również bȩda̧ mog lyrozwijać siȩ przy udziale nowej linii pomiarowej.Warto nadmienić, że tego typu linie (z lożonez kilku końcowych stacji pomiarowych) w syn-chrotronach za granica̧, ze wzglȩdu na swa̧ specy-fikȩ, sa̧ najbardziej produktywne w przeliczeniu naliczbȩ i wagȩ publikacji naukowych. Wyniki tychbadań sa̧ publikowane w najlepszych czasopismachnaukowych i maja̧ zawsze najsilniejszy oddźwiȩk wśrodowisku naukowym.

    Dlatego przedstawiona poniżej koncepcjaobejmuje stworzenie obok końcowej stacji po-miarowej przeznaczonej do badań biokrystalo-graficznych budowȩ dwóch stacji końcowych do po-miarów ma loka̧towego rozpraszania promieniowaniarentgenowskiego (SAXS) i dyfrakcji na uk ladachpolikrystalicznych. Potencjalna lokalizacja stacji,wstȩpnie uzgodniona z dyrekcja̧ synchrotronu SO-LARIS zaprezentowana zosta la na rysunku 1.

    Z uwagi na wymagania optyki rentgenowskiejoraz powierzchniȩ niezbȩdna̧ do konstrukcjiposzczególnych stacji pomiarowych konieczna jestlokalizacja stacji w możliwie najd luższym (36 m) iprzestronnym miejscu hali pomiarowej (segment C).Projekt przewiduje umieszczenie stacji w narożnikuhali pomiarowej bezpośrednio sa̧siaduja̧cym z seg-mentem B.

    Przeprowadzone wcześniej konsultacje z ze-spo lami zajmuja̧cymi siȩ konstrukcja̧ aparatury po-miarowej w ośrodkach synchrotronowych (miȩdzy

    6

  • Synchrotron Radiation in Natural Science Vol. 11, No.1 – 2 (2012)

    Rysunek 1 : Lokalizacja stacji MX/SAXS/XRD (jako szary wielobok) na planie synchrotronu SOLARIS. Plan sytu-acyjny synchrotronu SOLARIS zosta l udostȩpniony dziȩki uprzejmości dyrekcji NCPS.

    innymi w MAX-lab Lund czy DESY Hamburg)oraz z firmami zajmuja̧cymi siȩ budowa̧ kompo-nentów lub ca lych synchrotronowych linii pomi-arowych pozwoli ly stworzyć spójna̧ koncepcjȩ orazrealistycznie oszacować wymagane środki finan-sowe. Projekt tej linii przewiduje wyposażenie jej wurza̧dzenia pomiarowe najnowszej generacji, co za-pewni jej konkurencyjność wobec innych ośrodkówna świecie.

    Wiggler nadprzewodza̧cy i optykarentgenowska

    Energia krytyczna na magnesach uginaja̧cychdla synchrotronu SOLARIS wynosi 1.96 keV.Promieniowanie rentgenowskie w poża̧danym zakre-sie energetycznym (6 – 18 keV) uzyskiwane bȩdziewiȩc za pomoca̧ wigglera nadprzewodza̧cego w poluB0 = 3.5 – 4 T (energia krytyczna 5.5 – 6 keV),który zapewni nie tylko odpowiedni zakres energety-czny ale też wysoka̧ intensywność promieniowania.Przyk ladowy teoretyczny zakres widmowy dla tegotypu wigglera zaprezentowany zosta l na rysunku 2.

    Elementy optyki stacji bȩda̧ dostosowane dowymagań krystalografii bia lek. W szczególnościkonieczne sa̧ lustra kolimuja̧ce pozwalaja̧ce naosia̧gniȩcie wymaganej dla pomiarów z wykorzys-taniem rozpraszania anomalnego wysokiej rozdziel-czości energetycznej.

    Koncepcja linii pomiarowej z lożonej z kilkukońcowych stacji pomiarowych jest najbardziejefektywnym wykorzystaniem miejsca oraz wia̧zkipromieniowania rentgenowskiego emitowanej z jed-nego wigglera. W ostatnich latach podobna kon-strukcja zosta la zbudowana i z powodzeniem uru-chomiona w ośrodku synchrotronowym MAX-lab w

    Lund (Szwecja) [19]. Linia I911 zawiera aż piȩćstacji końcowych (jedna̧ pracuja̧ca̧ w szerszym za-kresie energii i dostosowana̧ do techniki dostrojonejdyfrakcji anomalnej (Multiwavelength AnomalousDiffraction - MAD) [20], oraz cztery pracuja̧ce przysta lej d lugości fali). Linia ta zainstalowana zosta lana pierścieniu akumulacyjnym MAX-II o obwodzie(90 m) i parametrach zbliżonych do planowanychdla pierścienia akumulacyjnego w synchrotronie SO-LARIS

    Rysunek 2 : Teoretyczny profil energetycznypromieniowania synchrotronowego generowanego zużyciem wigglera nadprzewodza̧cego 3.75 T. Na wykre-sie zaznaczony zosta l zakres energetyczny możliwy dowykorzystania przez planowana̧ liniȩ.

    Stacje końcowe

    Pierwsza stacja końcowa przeznaczona dobadań dyfrakcyjnych monokryszta lów biomakro-moleku l - bia lek i kwasów nukleinowych (MX)

    7

  • Synchrotron Radiation in Natural Science Vol. 11, No.1 – 2 (2012)

    pracować powinna w pe lnym zakresie energety-cznym (6 – 18 keV). Oprócz standardowego go-niostatu do badań monokryszta lów wyposażonapowinna być także w system umożliwiaja̧cy pe lna̧automatyzacjȩ pomiarów dyfrakcyjnych oraz wprzysz lości docelowo umożliwiać prowadzenie po-miarów zdalnych. Tego typu rozwia̧zania sa̧już rutynowo stosowane w najlepszych liniachbiokrystalograficznych [21]-[24]. Z uwagi na po-datność próbek biologicznych na destrukcjȩ in-dukowana̧ promieniowaniem rentgenowskim pomi-ary bȩda̧ prowadzone w warunkach kriogenicznych.Z kolei dziȩki wykorzystaniu pe lnego zakresu en-ergetycznego stacji możliwe bȩdzie rejestrowaniedanych dyfrakcyjnych w eksperymentach opartychna technice MAD [20]. Aby w pe lni wykorzystaćmożliwości stacji na potrzeby techniki MAD jej en-ergetyczna zdolność rozdzielcza powinna wynosić∆E/E = 10−4.

    Druga stacja końcowa (pomiarowa) powinnatakże pracować w tym zakresie energetycznymco stacja MX (6 – 18 keV, ∆E/E = 10−4)i być wyposażona w wysokiej klasy optykȩumożliwiaja̧ca̧ pomiary uk ladów biologicznych wroztworach (bioSAXS). Rejestracja danych opartabȩdzie o najlepszy dostȩpny na światowym rynkudetektor pó lprzewodnikowy (np. typu PILATUS1M) oraz system pomiarowy umożliwiaja̧cy po-miary w szerokim zakresie temperatur, przyna-jmniej od 80 K do 573 K. Z uwagi na po-tencjalne szerokie wykorzystanie tej stacji pomi-arowej także przez fizyków materii miȩkkiej orazbadaczy polimerów system wyposażony powinienbyć w uk lad umożliwiaja̧cy wyt laczanie próbekpolimerowych w trakcie pomiarów oraz zinte-growany kalorymetr skaningowy do rejestracjiefektów energetycznych towarzysza̧cym przej́sciomfazowym generowanym w funkcji temperatury.

    Z kolei trzecia stacja pomiarowa operować bȩdzieprzy sta lej energii (15 keV) i wyposażona zostaniew dyfraktometr proszkowy wraz z wysokiej klasydetektorem liniowym lub powierzchniowym. Ca lysystem pozwala l bȩdzie na pomiary dyfrakcyjne wszerokim zakresie temperatur (60 – 1500 K) orazpomiary císnieniowe.

    Podsumowanie

    Linie o podobnym charakterze do planowanejfunkcjonuja̧ w prawie wszystkich synchrotronachna świecie. Warto ponownie podkreślić, że wwiȩkszości przypadków tego typu linie pomiarowenależa̧ do najbardziej produktywnych naukowo liniibadawczych. Wielkość środowiska potencjalnychużytkowników stacji MX w Polsce oszacować możnana 12 grup biokrystalograficznych oraz przynajm-niej 5 kolejnych grup badawczych sporadycznie ko-rzystaja̧cych z technik biokrystalograficznych, codaje szacunkowa̧ liczbȩ 50 – 60 potencjalnychużytkowników stacji MX. Szacunki zapotrzebowa-nia na czas pomiarowy bazuja̧ce tylko na wyko-

    rzystaniu linii przez te grupy, nie licza̧c potenc-jalnych użytkowników z zagranicy (w szczególnościz Europy środkowej), to ponad 100 dni pomi-arowych. Co wiȩcej w zwia̧zku z rozwojem bi-ologii strukturalnej w Polsce i powstawaniem wkraju nowych grup biokrystalograficznych należyszacować, że liczebność tej grupy użytkownikówma tendencje wzrostowe. Jeśli chodzi o pozosta lekońcowe stacje pomiarowe (SAXS, XRD) to z uwagina szerszy (multidyscyplinarny) profil badań liczbaużytkowników jest znacznie wiȩksza.

    W powyższych szacunkach uwzglȩdnić należyrównież efekt generowania zapotrzebowania poprzezdostȩpność technologii (technology-driven research)oraz prowadzone przez personel linii badaniaw lasne (in-house) w efekcie można powiedzieć, żemożliwości planowanej linii pomiarowej bȩda̧ wpe lni wykorzystywane.

    Acknowledgments: The work was supported bythe European Regional Development Fund within theframe of the Innovative Economy Operational Program:POIG.02.01.00-12-213/09.

    References

    [1] Z. Dauter, M. Jaskolski, A. Wlodawer, “Impact ofsynchrotron radiation on macromolecular crystallog-raphy: A personal view,” J. Synchrotron Rad. 17(2010) 433 – 444.

    [2] Z. Dauter, A. Wlodawer, M. Jaskolski,“Promieniowanie rentgenowskie ze źróde l syn-chrotronowych jako katalizator rozwoju krystalo-grafii bia lek”, Synchrotron Radiation in NaturalScience 9 (2010) 4 – 16.

    [3] J.D. Watson, F.H.C. Crick, “Molecular structure ofnucleic acids — a structure for deoxyribose nucleicacid,” Nature 171 (1953) 737 – 738.

    [4] J.D. Watson, F.H.C. Crick, “Genetical implicationsof the structure of deoxyribonucleic acid,” Nature171 (1953) 964 – 967.

    [5] J.C. Kendrew, R.E. Dickerson, B.E. Strandberg,R.G. Hart, D.R. Davies, D.C. Phillips, V.C. Shore,“Structure of myoglobin — 3-dimensional Fouriersynthesis at 2 Å resolution,” Nature 185 (1960)422 – 427.

    [6] M.F. Perutz, M.G. Rossmann, A.F. Cullis, H.Muirhead, G. Will, A.C.T. North, “Structure ofhaemoglobin — 3-dimensional Fourier synthesis at5.5 Å resolution, obtained by X-ray analysis,” Na-ture 185 (1960) 416 – 422.

    [7] N. Ban, P. Nissen, J. Hansen, P.B. Moore, T.A.Steitz, “The complete atomic structure of the largeribosomal subunit at 2.4 angstrom resolution,” Sci-ence 289 (2000) 905 – 920.

    [8] J. Harms, F. Schluenzen, R. Zarivach, A. Bashan,S. Gat, I. Agmon, H. Bartels, F. Franceschi, A.Yonath, “High resolution structure of the large ri-bosomal subunit from a mesophilic Eubacterium,”Cell 107 (2001) 679 – 688.

    [9] B.T. Wimberly, D.E. Brodersen, W.M. Clemons,R.J. Morgan-Warren, A.P. Carter, C. Vonrhein, T.

    8

  • Synchrotron Radiation in Natural Science Vol. 11, No.1 – 2 (2012)

    Hartsch, V. Ramakrishnan, “”Structure of the 30Sribosomal subunit,” Nature 407 (2000) 327 – 339.

    [10] A. Wlodawer, M. Miller, M. Jaskolski, B.K. Sathya-narayana, E. Baldwin, I.T. Weber, L.M. Selk, L.Clawson, J. Schneider, S.B.H. Kent, “Conservedfolding in retroviral proteases — crystal-structureof a synthetic HIV-1 protease,” Science 245 (1989)616 – 621.

    [11] M. Jaskolski, “From atomic resolution to molecu-lar giants: An overview of crystallographic studiesof biological macromolecules with synchrotron radi-ation,” Acta Phys. Polon. A 117 (2009) 257 – 263;Synchrotron Radiation in Natural Science 9 (2009)17 – 23.

    [12] Z. Dauter, M. Jaskolski, “Zastosowaniepromieniowania synchrotronowego w krystalo-grafii bia lek,” in: Promieniowanie synchrotronowew spektroskopii i badaniach strukturalnych. Wybranezagadnienia, B.J. Kowalski, W. Paszkowicz, E.A.Gorlich, eds., pp. 305 – 328 (PTPS Kraków, 2011).

    [13] J.L. Whittingham, I. Jonassen, S. Havelund, S.M.Roberts, E.J. Dodson, C.S. Verma, A.J. Wilkinson,G.G. Dodson, “Crystallographic and solution stud-ies of N-lithocholyl insulin: A new generation ofprolonged-acting human insulins,” Biochemistry 43(2004) 5987 – 5995.

    [14] S.A. Wynne, R.A. Crowther, A.G.W. Leslie, “Thecrystal structure of the human hepatitis B virus cap-sid,” Mol. Cell 3 (1999) 771 – 780.

    [15] C.D. Putnam, M. Hammel, G.L. Hura, J.A. Tainer,“X-ray solution scattering (SAXS) combined withcrystallography and computation: Defining accuratemacromolecular structures, conformations and as-semblies in solution,” Quarterly Rev. Biophys. 40(2007) 191 – 285.

    [16] T. Baranowski, “Die Isolierung von kristallisiertenProteinen aus Kaninchenmuskel,” Z. Physiol. Chem.260 (1939) 43 – 55.

    [17] L. Chrobak, T. Baranowski, “Über verschiedeneKristalle des A-Myogens aus Kaninchenmuskelature.Comptes Rendus,” (Doklady) l’Academie des Sci-ence de l’USSR XXVIII (1940) 724 – 725.

    [18] T. Baranowski, ”Crystalline glycerophosphate de-hydrogenase from rabbit muscle,” J. Biol. Chem.180 (1949) 535 – 541.

    [19] C.B. Mammen, T. Ursby, M. Thunnissen, and J.Als-Nielsen, “Bent diamond crystals and multilayerbased optics at the new 5-Station Protein Crystal-lography Beamline ‘Cassiopeia’ at MAX-lab, AIPConference Proceedings 705 (2004) 808 – 811.

    [20] W.A. Hendrickson, “Determination of macromolec-ular structures from anomalous diffraction of syn-chrotron radiation,” Science 254 (1991) 51 – 58.

    [21] G. Snell, C. Cork, R. Nordmeyer, E. Cornell, G.Meigs, D. Yegian, J. Jaklevic, J. Jin, R.C. Stevens,T. Earnest, “Automated sample mounting and align-ment system for biological crystallography at a syn-chrotron source,” Structure 12 (2004) 537 – 545.

    [22] S.M. Soltis, A.E. Cohen, A. Deacon, T. Eriksson,A. Gonzalez, S. McPhillips, H. Chui, P. Dunten, M.Hollenbeck, I. Mathews, M. Miller, P. Moorhead,R.P. Phizackerley, C. Smith, J. Song, H. van dem Be-dem, P. Ellis, P. Kuhn, T. McPhillips, N. Sauter, K.Sharp, I. Tsyba, G. Wolf, “New paradigm for macro-molecular crystallography experiments at SSRL: Au-tomated crystal screening and remote data collec-tion,” Acta Cryst. D 64 (2008) 1210 – 1221.

    [23] X.D. Wang, M. Gleaves, D. Meredith, R. Allan, C.Nave, “E-science technologies in synchrotron radia-tion beamline — Remote access and automation (Acase study for high throughput protein crystallogra-phy),” Macromol. Res. 14 (2006) 140 – 145.

    [24] M. Gilski, “Automation and remote synchrotrondata collection,” Acta Phys. Polon. A 114 (2008)331 – 338.

    9