Вычислительные подходы к решению фазовой проблемы кристаллографии биополимеров при низком разрешении

• Автор: Лунина, Наталья Леонидовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 96 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ФАЗОВАЯ ПРОБЛЕМА ПРИ НИЗКОМ
РАЗРЕШЕНИИ. (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1. Зачем нужны фазы рефлексов низкого разрешения
2. Восстановление структурных факторов низкого
разрешения
2.1. Определение фаз методом максимального детерминанта
2.2. Двухшаговая процедура восстановления
структурных факторов
2.3. Восстановление структурных факторов с использованием гистограмм электронной плотности
3. Классические прямые методы
4. Экспериментальные методы определения фаз
структурных факторов низкого разрешения
4.1. Изоморфное замещение
4.2. Молекулярное замещение
4.3. Метод вариации контраста
4.4. Многоволновая дифракция
5. Ab-initio определение фаз при низком разрешении
5.1. Поиск в пространстве фаз
5.2. Критерии, основанные на свойствах функции распределения электронной плотности
5.2.1. Гистограмма электронной плотности
5.2.2. Топологические свойства (связность)
5.2.3. Локальная вариация плотности
5.3. Поиск в пространстве параметров

5.3.1. Сферически симметричная модель
5.3.2. Сферически несимметричная модель
5.3.3. Параметризация при помощи нескольких сфер
5.3.4. Параметризация при помощи большого числа
сфер
5.3.5. Использование сферической оболочки
5.3.6. Пиксельное моделирование
5.4. Критерии поиска в пространстве параметров
5.4.1. Критерий типа 11-фактора
5.4.2. Коэффициент корреляции модулей
5.4.3. Анализ упаковки
5.5. Вероятностные подходы
5.5.1. Априорные распределения с максимальной энтропией
5.5.2. Маска области как априорное распределение
5.5.3. Выбор из нескольких альтернативных масок
5.5.4. Максимум правдоподобия
5.5.5. Аппроксимация априорного распределения градиентом функции правдоподобия
ГЛАВА II. ГАМ - МЕТОД РЕШЕНИЯ ФАЗОВОЙ
ПРОБЛЕМЫ ПРИ НИЗКОМ РАЗРЕШЕНИИ
1. Предварительные сведения
1.1.Тестовый объект
1.2. Контрольный критерий: фазовая корреляция
1.3. Критерий отбора: корреляция модулей
1.4. ГАМ-модели
2. Связь между качеством модулей и фаз, рассчитанных
по БАМ - модели
2.1. Точность фаз, получаемых при помощи БАМ
моделей

2.2. Поиск оптимальной БАМ-модели
2.3. Переформулировка задачи определения фаз
3. БАМ - метод
3.1. Генерация и отбор вариантов
3.2. Кластерный анализ
3.3. Обработка кластера
3.4. Уточнение значений фаз и повышение разрешения
4. Проблема выбора наилучшего кластера
4.1. Визуальный анализ
4.2. Анализ плотности на осях вращения
4.3. Топологические свойства (связность)
4.4. Монте-Карловский тест (правдоподобие)
ГЛАВА III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ РИБОСОМНОЙ
ЧАСТИЦЫ 50Б ИЗ ТИегтш IкегторИНш ПРИ
РАЗРЕШЕНИИ ПОРЯДКА 40А
1. Определение структуры Т50Б
2. Сравнение с электронно-микроскопической моделью
ПРИЛОЖЕНИЕ. Оптимальное выравнивание наборов фаз
1. Введение
2. Выравнивание карт
2.1. Группа Р1
2.2. Нетривиальные пространственные группы
3. Использование асимметричной части множества структурныхфакторов
1. “Перевернутые” карты
2. Разрешенные сдвиги начала координат
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

маски области, которая рассчитывается с пробивши фазами и экспериментальными модулями.
1.3. Критерий отбора: корреляция модулей
Мы называем критерием отбора некоторую косвенную оценку качества пробного набора фаз (сгенерированного непосредственно либо рассчитанного по какой-то модели), которая может быть вычислена либо на основании экспериментальных модулей, либо с использованием некоторой предварительной информации общего вида. Имеется в виду предварительная информация, такая как гистограммы распределения электронной плотности, связность, атомность и так далее, не требующая знания точных фаз. Единственное требование - должна существовать возможность вычислить величину этого критерия для каждого сгенерированного набора фаз, не зная правильных значений фаз. Подходящий выбор этого критерия является ключевой точкой для успешной работы метода. Необходимо отметить, что до сих пор не найдено критерия, который бы безошибочно указывал на правильное решение.
В этой работе будет рассмотрен частный случай, когда пробные фазы будут рассчитываться по псевдоатомной модели. В этом случае модули, рассчитанные по модели, могут быть использованы для определения критерия отбора, а именно
Е0?-И)0?-И)
№-И) 10?-И)

мс™ьтМт