Analýza dat programem PAIREF vede k přesnějším strukturám biomolekul

Fri Jun 12 13:43:18 CEST 2020

Datum konání akce:
Fri Jun 12 13:43:18 CEST 2020 | Fri Jun 12 13:43:18 CEST 2020 - Fri Jun 12 13:43:18 CEST 2020

Pomocí difrakčních metod je možné určovat 3D atomární struktury biomolekul (např. proteinů a DNA), na jejichž základě jsou – mimo jiné – navrhována léčiva nebo biotechnologické aplikace. Nový nástroj PAIREF, vyvíjený na FJFI ČVUT v úzké spolupráci s BTÚ, provádí důkladnou analýzu rozlišení experimentálních dat, díky níž jsou výsledné struktury určené s optimální přesností.

Při zpracování experimentálních difrakčních dat je nutné stanovit hranici užitečného signálu a šumu, tzv. limit  vysokého rozlišení. Přestože volba tohoto parametru může mít přímý vliv na kvalitu výsledné atomární struktury, v krystalografické komunitě nepanuje jednoznačná shoda na kritériích jeho vhodného stanovení. Často tak dochází ke zbytečné ztrátě dat, která přitom stále obsahují strukturní informace, případně k extrému opačnému, kdy jsou do zpracování zahrnuta data, která jsou až příliš zatížena šumem.

Tyto rozpory byly vyřešeny návrhem procedury párového upřesňování, při níž je kvalita experimentálních dat přímo srovnávána s kvalitou příslušného strukturního modelu. Program PAIREF, vyvíjený v jazyce Python, poskytuje plnou automatizaci této procedury. Představuje tak nový nástroj pro komplexní analýzu experimentální dat, který má podstatný význam pro celou komunitu makromolekulárních krystalografů, inovuje zavedenou metodiku a reviduje v současnosti používané standardy. V rámci naší práce jsme také sledovali vliv volby limitu pro vysoké rozlišení na kvalitu výsledných struktur. V případě obtížně interpretovatelných míst ve strukturách jsme pozorovali jasná vylepšení právě při použití optimální volby tohoto parametru provedené na základě výsledků programu PAIREF.

Detaily o vývoji a aplikovatelnosti programu PAIREF byly publikovány v časopise IUCrJ (Malý a spol., Paired refinement under the control of PAIREF, IUCrJ 7, 2020, https://doi.org/10.1107/S2052252520005916).

Webové stránky projektu: https://pairef.fjfi.cvut.cz/