strukturlösning

Strukturlösning är inom krystallografi processen att bestämma atomernas ordnade struktur i en kristall utifrån diffraktionsdata. För att erhålla en fullständig modell från röntgen-, neutron- eller elektron diffraktionsdata krävs fasinformation, som gör det möjligt att beräkna elektrontätheten och därmed avgöra atomplaceringar. Processen inleds vanligtvis med datainsamling från ett lämpligt kristallint prov, följt av dataförädling och reduktion (skalning, absorption). Därefter försöker man få fram en initial strukturlösning. Vanliga metoder är direkta metoder och Patterson-metoder för små molekyler, samt molekylåtergivning (molecular replacement) eller experimentell fasning (MAD, SAD) vid större molekyler som proteiner. Efter en initial strukturlösning byggs modellen upp i elektrontätheten och raffineras mot diffraktionsdata med metoder som minsta kvadrater eller maximum likelihood. Raffineringen ger statistik som R-faktor, R-free och B-faktorer, och modellen valideras med avseende på geometrisk och kemisk plausibilitet. Slutmodellen lagras i databaser som Cambridge Structural Database för små molekyler och Protein Data Bank för makromolekyler.

Begränsningar inkluderar datakvalitet och upplösning, disorder och eventuellt tvillingarbete samt kristallkvalitet. Tungatomderivat eller användning av anomalös spridning kan vara nödvändigt för svårare strukturer. Strukturlösning kräver specialiserad programvara, exempelvis CCP4, PHENIX, SHELX och Olex2-sviter. Strukturlösning är central inom kemi, biokemi, materialvetenskap och farmakologi där exakta atommodeller underlättar förståelse av funktion, egenskaper och interaktioner.