Determination of the structure of biological macromolecular particles using X-ray lasers. Achievements and prospects

Рентгеноструктурный анализ является основным экспериментальным подходом к определению атомной структуры биологических макромолекул и их комплексов. Наиболее серьезным ограничением его применимости, на сегодняшний день, является необходимость приготовления образца исследуемого объекта в виде монокристалла, которая вызвана чрезвычайно низкой интенсивностью рассеянных одиночной молекулой лучей. Ввод в эксплуатацию рентгеновских лазеров на свободных электронах с их сверхмощным (на много порядков превышающим по яркости современные синхротроны) и сверхкоротким (меньше 100 фс) импульсом является экспериментальным прорывом, который позволяет рассчитывать на получение дифракционных картин от отдельных биологических частиц и последующее определение их структуры. Первые экспериментальные результаты демонстрируют принципиальную возможность такого подхода и сопровождаются публикацией значительного количества статей, посвященных различным аспектам развития метода. Целью данной статьи является обсуждение текущего состояния дел в этой области, оценка достигнутых результатов и обсуждение перспектив дальнейшего развития метода на основе анализа публикаций в мировой научной литературе последних лет и опыта работ, проводимых авторами обзора и их коллегами.