Методом спин-метки исследованы кристаллы тетрагональной формы спин-меченого лизоцима. Модификация белка проводилась по единственному в структуре белка гистидиновому остатку His-15 спин-метками на основе нитроксила - имидазолидина. Показано, что спин-метка связывается с молекулами белка в кристалле с коэффициентом посадки 0,1. Анализ зависимости формы спектра ЭПР, его интенсивности и величины расстояния между крайне широкими пиками от ориентации кристалла относительно прикладываемого магнитного поля с учетом элементов симметрии кристалла позволил однозначно определить ориентацию Z-оси нитроксила на His-15 как параллельную кристаллографической оси а в независимой части элементарной ячейки. В кристалле с пространственной группой P4₃2₁2 всегда присутствуют две взаимноперпендикулярные ориентации Z-осей нитроксила вдоль кристаллографических осей a и b. Существенное отличие максимального расстояния между пиками в уширенных триплетных спектрах ЭПР от Z-величины главного значения тензора СТС доказывает, что частичное усреднение обоих тензоров связано с быстрыми ограниченными по углам переориентациями нитроксила на конце остатка His-15, экспонированного в большой межмолекулярный канал. При помощи теоретического моделирования спектров по оригинальной программе для персонального компьютера получена количественная информация о наблюдаемых изменениях в спектрах ЭПР. Нитроксильный радикал на конце гистидинового остатка лизоцима в кристалле не является неподвижной структурой, а совершает быструю хаотическую угловую переориентацию в ограниченных пределах, в результате чего происходит частичное усреднение магнитных тензоров. Поэтому предлагается вводить в теоретические расчеты вместо неизвестного хаотического процесса переориентации нитроксила адекватный ему модельный процесс колебаний нитроксила в ограниченных пределах углов от -a до +a вокруг некоторой оси , положение которой определяется углами или двумя другими параметрами, соответствующими углам : параметром упорядоченности и вспомогательным параметром .Такой модельный процесс приводит к следующим формулам для частично усредненных главных компонент обоих магнитных тензоров нитроксила и по отношению к исходным :

, где:

; ; ; ; ; ;

при i=x,y,z, переставляемых циклически,

; ; ;

(Все выражения для -тензора одинаково справедливы для компонент тензора ). Теоретическое моделирование спектров ЭПР кристалла позволило установить, что Z-оси нитроксилов на молекулах лизоцима не являются копланарными, и определить параметры ориентации нитроксилов в кристаллах спин-меченого белка, а также сделать принципиально важный вывод о том, что заметная уширенность спектров ЭПР кристаллов белка по сравнению с узкими спектрами, которые дает радикал в монокристалле, прямо доказывает наличие ранее предсказанного нами распределения нитроксилов по кластерам, каждый из которых соответствует вполне определенному типу быстрых пространственных угловых переориентаций нитроксила.