J 2021

Approximating deformation fields for the analysis of continuous heterogeneity of biological macromolecules by 3D Zernike polynomials

HERREROS, David, Roy R LEDERMAN, James KRIEGER, Amaya JIMENEZ-MORENO, Marta MARTINEZ et. al.

Základní údaje

Originální název

Approximating deformation fields for the analysis of continuous heterogeneity of biological macromolecules by 3D Zernike polynomials

Autoři

HERREROS, David (724 Španělsko), Roy R LEDERMAN (724 Španělsko), James KRIEGER (826 Velká Británie a Severní Irsko), Amaya JIMENEZ-MORENO (724 Španělsko), Marta MARTINEZ (724 Španělsko), David MYŠKA (203 Česká republika, garant, domácí), David STŘELÁK (203 Česká republika, domácí), Jiří FILIPOVIČ (203 Česká republika, domácí), Ivet BAHAR, Jose Maria CARAZO (724 Španělsko) a Carlos Oscar S SANCHEZ (724 Španělsko)

Vydání

International Union of Crystallography Journals, online, 2021, 2052-2525

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.588

Kód RIV

RIV/00216224:14610/21:00122595

Organizační jednotka

Ústav výpočetní techniky

DOI

UT WoS

000715292400016

Klíčová slova anglicky

multi-dimensional scaling (MDS); 3D reconstruction and image processing; single-particle cryo-EM; spherical harmonics; Zernike polynomials; conformations

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 16. 5. 2022 15:08, Mgr. Alena Mokrá

Anotace

V originále

Structural biology has evolved greatly due to the advances introduced in fields like electron microscopy. This image-capturing technique, combined with improved algorithms and current data processing software, allows the recovery of different conformational states of a macromolecule, opening new possibilities for the study of its flexibility and dynamic events. However, the ensemble analysis of these different conformations, and in particular their placement into a common variable space in which the differences and similarities can be easily recognized, is not an easy matter. To simplify the analysis of continuous heterogeneity data, this work proposes a new automatic algorithm that relies on a mathematical basis defined over the sphere to estimate the deformation fields describing conformational transitions among different structures. Thanks to the approximation of these deformation fields, it is possible to describe the forces acting on the molecules due to the presence of different motions. It is also possible to represent and compare several structures in a low-dimensional mapping, which summarizes the structural characteristics of different states. All these analyses are integrated into a common framework, providing the user with the ability to combine them seamlessly. In addition, this new approach is a significant step forward compared with principal component analysis and normal mode analysis of cryo-electron microscopy maps, avoiding the need to select components or modes and producing localized analysis.

Návaznosti

EF16_013/0001802, projekt VaV
Název: CERIT Scientific Cloud
MUNI/A/1411/2019, interní kód MU
Název: Aplikovaný výzkum: softwarové architektury kritických infrastruktur, bezpečnost počítačových systémů, zpracování přirozeného jazyka a jazykové inženýrství, vizualizaci velkých dat a rozšířená realita.
Investor: Masarykova univerzita, Aplikovaný výzkum: softwarové architektury kritických infrastruktur, bezpečnost počítačových systémů, zpracování přirozeného jazyka a jazykové inženýrství, vizualizaci velkých dat a rozšířená realita., DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty