Kanazawa Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriHS-AFM görüntüləmə məlumatlarından atomistik biomolekulyar dinamikanı çıxarmaq üçün BioAFMviewer çevik fitinqinin sxemi. Kredit: ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c10073

Yüksək sürətli atom qüvvəsi mikroskopiyası (HS-AFM) zülalları dinamik hərəkətdə birbaşa izləmək üçün yeganə eksperimental texnikadır. Bununla belə, məhdud məkan qətnaməsi olan bir səth skan etmə üsulu olaraq, HS-AFM qaçılmaz olaraq biomolekulyar funksiyanın ətraflı atomistik anlaşılması üçün kifayət qədər məlumat verəcəkdir. Hesablama modelləşdirməsində bu cür məhdudiyyətləri aradan qaldırmağa çalışan əvvəlki səylərə baxmayaraq, ölçmələrdən atomistik səviyyəli məlumatları əldə etmək üçün uğurlu tətbiqlər praktiki olaraq yoxdur.

Holger Flechsig (WPI-NanoLSI, Kanazawa Universiteti) və Florens Tamanın (WPI-ITbM, Naqoya Universitetində Elmlər Məktəbi və R-CCS) rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu AFM topoqrafiyasından dinamik zülal konformasiyalarının 3D atomistik modellərini çıxarmağa imkan verən hesablama çərçivəsini və onun proqram təminatını təqdim edir.

Elm adamları Tama qrupu tərəfindən hazırlanmış, eksperimental AFM şəkillərinə ən yaxşı uyğun gələn atomistik modelləri müəyyən etmək üçün məlum statik zülal strukturunun konformasiya dinamikasını modelləşdirən yeni hesablama baxımından səmərəli çevik uyğunlaşdırma metodundan istifadə edirlər.

Onlar əvvəlcə bu metodu AFM görüntüləmə məlumatlarını ölçmək üçün tətbiqlər üçün birbaşa iş axını təmin etmək üçün Flechsig qrupu tərəfindən saxlanılan yaxşı qurulmuş BioAFMviewer proqram platformasında tətbiq etdilər. Tədqiqat ACS Nano jurnalında dərc olunub .

Eksperimental əməkdaşlar tərəfindən əldə edilən müxtəlif zülallar üçün HS-AFM məlumatlarının təhlili sübut edir ki, çevik uyğunlaşma, qətnamə məhdud ölçmələrdən funksional konformasiya dinamikasının başa düşülməsini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq üçün böyük amplituda hərəkətlər də daxil olmaqla atomistik modelləri çıxara bilər.

Müəlliflər təxminən 280.000 atomdan ibarət 4 meqadalton aktin filamentinin timsalında göstərdiyi kimi, BioAFMviewer daxilində çevik fitinqin hesablama səmərəliliyi hətta böyük zülal birləşmələri üçün tətbiqlərə imkan verir. Əlamətdar nailiyyət HS-AFM topoqrafik film məlumatlarından rekonstruksiya edilmiş funksional konformasiya keçidlərini əhatə edən zülal dinamikasının atomistik molekulyar filminin nümayişidir.

Hesablama baxımından səmərəli çevik uyğunlaşdırmanın unikal proqram təminatının tətbiqi, mövcud struktur məlumatları və molekulyar modelləşdirməni eksperimentlərlə birləşdirərək, nanomiqyasda bioloji prosesləri daha yaxşı başa düşmək üçün tək molekullu görüntüləmə məlumatlarının geniş miqyaslı təhlili ilə HS-AFM-nin izahedici gücündən tam istifadə etmək üçün geniş tətbiqetmələr üçün fürsət açır.

Flexible fitting, statik zülal strukturunun konformasiya hərəkətlərini dinamik olaraq eksperimental məlumatları ən yaxşı şəkildə təmsil edən konformasiyalara yönləndirmək üçün modelləşdirən hesablama üsuludur. Bu yaxınlarda Tama qrupu tərəfindən hazırlanmış normal rejimdə çevik uyğunlaşma AFM (NMFF-AFM) metodu , ölçülən AFM topoqrafik şəkillərini ən yaxşı şəkildə təmsil edən dinamik atomistik modelləri müəyyən etməyə imkan verən böyük amplitudalı konformasiya dəyişikliklərini modelləşdirmək üçün hesablama effektiv iterativ normal rejim analizindən istifadə edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761289079&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-flexible-method-high-atomic-microscopy.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMDkiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTA5Il0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMDkiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761289079837&bpp=1&bdt=378&idt=79&shv=r20251022&mjsv=m202510200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760613754%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760613754%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1760613754%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8585878438741&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2852&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095105%2C31095144%2C31095376%2C31095409%2C95373974%2C95374289%2C95374627%2C95375702%2C95370792%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=4901150307233788&tmod=782522728&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=481x656_l%7C481x656_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=88

BioAFMviewer proqramı

BioAFMviewer layihəsi 2020-ci ildə Holger Flechsig tərəfindən, proqramlaşdırma alimi kimi Romain Amyot tərəfindən, qətnamə ilə məhdud AFM ölçmələrinin təhlili üçün çoxlu yüksək rezolyusiyaya malik biomolekulyar struktur və modelləşdirmə məlumatlarını birləşdirən unikal proqram platformasını təmin etmək üçün başlamışdır.

Biomolekulyar vizuallaşdırma üçün inteqrasiya olunmuş molekulyar görüntüləyici, müvafiq AFM simulyasiyası və bir neçə analiz alət qutuları eksperimental AFM məlumatlarının rahat təhlili üçün istifadəçi dostu interaktiv proqram interfeysini təmin edir. İnteqrasiya edilmiş NMFF-AFM çevik uyğunlaşdırma metodunun performansı qrafik kartlarda yerinə yetirilən paralelləşdirilmiş hesablamalarla əhəmiyyətli dərəcədə artırılır.

BioAFMviewer proqramı layihənin www.bioafmviewer.com saytından pulsuz yükləmək üçün mövcuddur .

Daha çox məlumat: Romain Amyot və digərləri, Yüksək Sürətli Atom Qüvvələri Mikroskopiya Görüntüsündən Biomolekullarda Böyük Amplituda Konformasiya Dinamikasının Atomistik Dəqiq Modellərini İncələmək üçün Çevik Fitinq, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c10073

Jurnal məlumatı: ACS Nano 

Kanazawa Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir 

Daha çox araşdırın

AFM təsvirinin arxasında atomistik strukturların aşkarlanm