Estrutura de Cryo-EM e refinamento de B-fatores com representação de conjunto

Experimentos de Cryo-EM produzem imagens de assembléias macromoleculares que são combinadas para produzir mapas de densidade tridimensionais. Tipicamente, modelos atômicos das moléculas constituintes são ajustados a esses mapas, seguidos por um refinamento guiado pela densidade. Apresentamos o TEMPy-ReFF, um método para refinamento de estrutura atômica em mapas de densidade de cryo-EM. Nosso método representa as posições atômicas como componentes de um modelo de mistura gaussiana, utilizando suas variâncias como B-fatores, que são usados para derivar uma descrição em conjunto. Extensivamente testado em um conjunto substancial de 229 mapas de cryo-EM do EMDB com resolução variando de 2.1-4.9 Å e com modelos atômicos correspondentes do PDB e CERES, nossos resultados demonstram que os conjuntos do TEMPy-ReFF fornecem uma representação superior dos mapas de cryo-EM. Em uma base de modelo único, ele apresenta desempenho semelhante ao protocolo de re-refinamento do CERES, embora existam casos em que oferece um ajuste melhor ao mapa. Além disso, nosso método possibilita a criação de mapas compostos livre de artefatos de borda. O TEMPy-ReFF é útil para uma melhor interpretação de estruturas flexíveis, como aquelas envolvendo RNA, DNA ou ligantes.