ARCIMBOLDO, a supercomputing method for crystallographic ab initio protein structure solution below atomic resolution
- Autores: Dayté Dayana Rodríguez Martínez
- Directores de la Tesis: Xevi Biarnés Fontal (dir. tes.), Isabel Usón Finkenzeller (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2013
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francesc Xavier Gomis-Rüth (presid.), Antonio Planas Sauter (secret.), Ehmke Pohl (voc.), Ignacio Fita Rodríguez (voc.), Lourdes Campos López (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Els actuals mètodes ab initio per a la resolució d'estructures macromoleculars estan generalment limitats a casos de proteïnes petites que difracten a resolució atòmica (1.2Å màxim) llevat que continguin àtoms pesats. ARCIMBOLDO1 és un mètode general per a la resolució d'estructures amb dades de difracció de fins 2Å que s'executa en un entorn de multiso lució. Està basat en l'ús del programa Phaser2, per a la localització de petits fragments model com ?-hèlixs (la seva presència es pot predir per endavant) combinat amb els algoritmes de modificació de la densitat implementats en el programa SHELXE. ARCIMBOLDO va ser especialment dissenyat per funcionar en un supercomputador o en un grid d'ordinadors coordinat per Condor3. A part d'explotar la presència d'?-hèlixs com informació de partida, a l'ARCIMBOLDO es poden incorporar també altres fonts d'informació, per exemple, es poden proposar com a models de recerca fragments més complexos que la ubiqua cadena principal de l'?-hèlix mitjançant el modelatge de cadenes laterals sobre la cadena principal. També es poden utilitzar estructures macromoleculars amb baixa homologia per extreure petits fragments de recerca, perquè tot i que les estructures en general no siguin prou semblants com per fer un ús convencional del mètode de reemplaçament molecular, les similituds locals es poden explotar amb èxit. Per a aquests casos el programa executa en paral•lel una bateria de prova amb models alternatius i selecciona el més prometedor d'acord amb una determinada figura de mèrit. Una altra font d'informació de partida pot ser la informació experimental, la mateixa pot incorporar-se al mètode de les dues maneres següents: • Localització d'un fragment anòmal explotant les diferències anòmales o dades de l'experiment de MAD5. • Localització d'un fragment model quan una subestructura anòmala ha estat previament determinada per un altre programa. Les dues fonts d'informació poden combinar-se en el procés d'expansió, però en qualsevol dels casos anteriors, la clau de l'èxit consisteix en el control del flux de treball per maximitzar les probabilitats d'èxit, mentre s'evita la creació d'un nombre intractable de processos paral•lels. Referències: 1 DD Rodrguez, C Grosse, S Himmel, C Gonzalez, IM de Ilarduya, S Becker, GM Sheldrick, and I Uson. Crystallographic ab initio protein structure solution below atomic resolution. Nature methods, 6(9):651{653, 2009. 2 AJ McCoy, RW Grosse-Kunstleve, PD Adams, MD Winn, LC Storoni, and RJ Read. Phaser crystallographic software. Journal of applied crystallography, 40(4):658{674, 2007. 3 GM Sheldrick. Experimental phasing with SHELXC/D/E: combining chain tracing with density modification. Acta Crystallographica Section D, 66(4): 479{485, 2010. 4 D Thain, T Tannenbaum, and M Livny. Distributed computing in practice: The condor experience. Concurrency and Computation: Practice and Experience, 17(2-4):323{356, 2005. 5 WA Hendrickson and CM Ogata. Phase determination from multiwavelengthanomalous diffraction measurements. Methods in Enzymology, 276:494{523,1997.
