Spectral decomposition of atomic structures in heterogeneous cryo-EM
Spectral decomposition of atomic structures in heterogeneous cryo-EM
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异质冷冻电镜中原子结构的光谱分解
DOI：
10.1088/1361-6420/acb2ba
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
2.1
通讯作者：
Esteve-Yagüe C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Esteve-Yagüe C
我们考虑从异质低温电子显微镜（cryo-EM）数据集中恢复柔性大分子的三维原子结构的问题。该数据集包含从不同观察方向获取的大分子静电势的噪声断层扫描投影，并且在异质情况下，每个冷冻电镜图像对应于大分子的不同构象。假设大分子可以建模为链或离散曲线（例如具有单链氨基酸的蛋白质主链的情况），我们引入一种方法来估计原子模型相对于给定构象的变形，假设先验已知该构象。我们的方法包括估计每个构象中原子模型的扭转角和键角，作为构象流形中拉普拉斯算子本征函数的线性组合。这些特征函数可以通过流形学习中的众所周知的技术来近似，基于使用冷冻电镜数据集构建图拉普拉斯算子。最后，我们使用合成数据集测试我们的方法，为此我们从模拟冷冻电镜图像中恢复二维和三维柔性结构的原子模型。
We consider the problem of recovering the three-dimensional atomic structure of a flexible macromolecule from a heterogeneous cryogenic electron microscopy (cryo-EM) dataset. The dataset contains noisy tomographic projections of the electrostatic potential of the macromolecule, taken from different viewing directions, and in the heterogeneous case, each cryo-EM image corresponds to a different conformation of the macromolecule. Under the assumption that the macromolecule can be modelled as a chain, or discrete curve (as it is for instance the case for a protein backbone with a single chain of amino-acids), we introduce a method to estimate the deformation of the atomic model with respect to a given conformation, which is assumed to be known a priori. Our method consists on estimating the torsion and bond angles of the atomic model in each conformation as a linear combination of the eigenfunctions of the Laplace operator in the manifold of conformations. These eigenfunctions can be approximated by means of a well-known technique in manifold learning, based on the construction of a graph Laplacian using the cryo-EM dataset. Finally, we test our approach with synthetic datasets, for which we recover the atomic model of two-dimensional and three-dimensional flexible structures from simulated cryo-EM images.
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影响因子：
64.8
作者：
Jumper J;Evans R;Pritzel A;Green T;Figurnov M;Ronneberger O;Tunyasuvunakool K;Bates R;Žídek A;Potapenko A;Bridgland A;Meyer C;Kohl SAA;Ballard AJ;Cowie A;Romera-Paredes B;Nikolov S;Jain R;Adler J;Back T;Petersen S;Reiman D;Clancy E;Zielinski M;Steinegger M;Pacholska M;Berghammer T;Bodenstein S;Silver D;Vinyals O;Senior AW;Kavukcuoglu K;Kohli P;Hassabis D
通讯作者：
Hassabis D
影响因子：
3
作者：
Sigworth, FJ
通讯作者：
Sigworth, FJ
影响因子：
3
作者：
Tama, F;Miyashita, O;Brooks, CL
通讯作者：
Brooks, CL
埃瓦尔德球校正单粒子分析的形式唯一性
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
作者：
P. Kurlberg;Gustav Zickert
通讯作者：
Gustav Zickert
未知视角断层扫描的可行性
DOI：
10.1109/icip.1998.723308
发表时间：
1998
期刊：
Proceedings 1998 International Conference on Image Processing. ICIP98 (Cat. No.98CB36269)
影响因子：
--
作者：
S. Basu;Y. Bresler
通讯作者：
Y. Bresler