Русская версия English version   
Том 12   Выпуск 2   Год 2017
Использование связных масок в задаче восстановления изображения изолированной частицы по данным рентгеновского рассеяния. III. Стратегии отбора решений по результатам максимизации правдоподобия

Лунина Н.Л., Петрова Т.Е., Уржумцев А.Г., Лунин В.Ю.

Институт математических проблем биологии РАН - филиал Института Прикладной Математики им. М.В.Келдыша РАН, Пущино, Московская область, 142290, Россия
Институт генетики и молекулярной и клеточной биологии, Илькирш, 67404, Франция
Лорренский университет, Вандевр-ле-Нанси, 54506, Франция

 
Аннотация. Основное экспериментальное ограничение биологической кристаллографии связано с необходимостью приготовления исследуемого объекта в виде монокристалла. Ввод в эксплуатацию новых мощных источников рентгеновского излучения - рентгеновских лазеров на свободных электронах - позволяет ставить вопрос о практическом определении структуры изолированных биологических макромолекул и их комплексов. Дополнительным преимуществом работы с изолированными частицами является возможность получения информации о рассеянии во всех направлениях, а не только направлений, ограниченных условиями дифракции Лауэ-Брэгга. Это существенно облегчает решение фазовой проблемы рентгеноструктурного анализа – определения значений фаз структурных факторов, недоступных для измерения в эксперименте. Данная работа посвящена двум направлениям развития предложенного ранее авторами метода решения фазовой проблемы, основанного на случайном сканировании конфигурационного пространства потенциальных решений фазовой проблемы. В работе предложен новый тип критерия отбора в процессе сканирования "кандидатов" на решение фазовой проблемы, включающий максимизацию статистического правдоподобия, и показана (в тестовых расчетах) его эффективность. Второе направление связано с выбором оптимальной стратегии сканирования. Показано, что в данном подходе постепенное расширение используемого в работе набора экспериментальных данных позволяет получать решения более высокого качества, нежели при одновременном включении в работу всех имеющихся данных. Такое расширение может осуществлять в неявном виде использованием в работе синтезов Фурье электронной плотности, взвешенных показателями достоверности имеющихся значений фаз.
 
Ключевые слова: рентгеновская кристаллография, фазовая проблема, XFEL, рассеяние изолированной частицей.
Содержание Оригинальная статья
Лунина Н.Л., Петрова Т.Е., Уржумцев А.Г., Лунин В.Ю. Использование связных масок в задаче восстановления изображения изолированной частицы по данным рентгеновского рассеяния. III. Стратегии отбора решений по результатам максимизации правдоподобия. Математическая биология и биоинформатика. 2017;12(2):521-535. doi: 10.17537/2017.12.521
(опубликована на рус. яз.)

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы Перевод на англ. яз.

Lunina N.L., Petrova T.E., Urzhumtsev A.G., Lunin V.Y. The Use of Connected Masks for Reconstructing the Single Particle Image from X-Ray Diffraction Data. III. Maximum-Likelihood Based Strategies to Select Solution of the Phase Problem. Маthematical biology and bioinformatics. 2018;13(Suppl.):t70-t83. doi: 10.17537/2018.13.t70

Полный текст (англ., pdf)

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2026