灵活的拟合方法将高速原子力显微镜图像转化为精确的蛋白质运动模型

高速原子力显微镜 (HS-AFM) 是唯一直接观察蛋白质动态作用的实验技术。然而,作为一种空间分辨率有限的表面扫描技术,HS-AFM 不可避免地无法为生物分子功能的详细原子理解提供足够的信息。尽管之前在计算建模方面的努力试图克服这些限制,但从测量中检索原子级信息的成功应用实际上并不存在。

来源:英国物理学家网首页
BioAFMviewer 灵活拟合示意图,可根据 HS-AFM 成像数据推断原子生物分子动力学。图片来源:ACS Nano (2025)。 DOI:10.1021/acsnano.5c10073
ACS 纳米

高速原子力显微镜 (HS-AFM) 是唯一直接观察蛋白质动态作用的实验技术。然而,作为一种空间分辨率有限的表面扫描技术,HS-AFM 不可避免地无法为生物分子功能的详细原子理解提供足够的信息。尽管之前在计算建模方面的努力试图克服这些限制,但从测量中检索原子级信息的成功应用实际上并不存在。

由 Holger Flechsig(WPI-NanoLSI,金泽大学)和 Florence Tama(WPI-ITbM,名古屋大学科学研究生院和 R-CCS)领导的研究小组提出了一个计算框架及其软件实现,允许从 AFM 形貌成像推断动态蛋白质构象的 3D 原子模型。

科学家们使用 Tama 团队开发的一种新的计算高效的灵活拟合方法,该方法对已知静态蛋白质结构的构象动力学进行建模,以识别最适合实验 AFM 图像的原子模型。

他们首先将这种方法应用到 Flechsig 团队维护的完善的 BioAFMviewer 软件平台中,为测量 AFM 成像数据的应用程序提供直接的工作流程。该研究发表在《ACS Nano》杂志上。

已发布

实验合作者获得的不同蛋白质的 HS-AFM 数据分析证明,灵活拟合可以推断包括大振幅运动的原子模型,从而显着提高对分辨率有限测量中功能构象动力学的理解。

最近开发的

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BioAFMviewer 软件可从项目网站 www.bioafmviewer.com 免费下载。

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