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蛋白质结构与功能的研究是生命科学最重要的研究领域之一。目前解析蛋白质分子结构的主要方法是X射线晶体学衍射法。本论文的内容主要就是围绕着同步辐射上蛋白质分子结构解析工作开展的，包括以下两个方面。
一是北京同步辐射生物大分子光束线站3W1A的建设。蛋白质晶体样品衍射弱，对实验光束性能要求很高，而同步辐射装置因其一系列特点正好是开展大分子晶体学实验的理想光源。本文详细介绍了北京同步辐射装置3W1A生物大分子光束线性能优化、数据分析环境建设及在3W1A上开展生物大分子晶体学实验的过程。
二是对直接法解SAD相位方法的研究。包括三部分内容，一是在解相位时考虑加入实验误差的影响，对三相位不变量引入了一个权重函数，以此来提高SAD法解相位的精度。通过两套己知数据的试验，得到了较好的结果。二是OASIS中对Aφ作均匀分布处理的研究。使用理论数据分析表明，Aφ的分布非常接近于均匀分布，而实验数据的测试表明，这样处理能够很好的降低相位误差。三是解析异常散射信号极弱的硫的单波长异常散射(S-SAD)数据。使用OASIS的部分结构迭代功能，并结合wARP建立的自由原子模型，成功地解析了一套使用别的方法无法解出的异常散射信号仅为0.56％的S-SAD数据。