International Union of Crystallography (IUCr)

Coot là một ứng dụng đồ họa phân tử chuyên dùng cho việc xây dựng và thẩm định mô hình phân tử sinh học vĩ mô. Chương trình hiển thị các bản đồ mật độ điện tử và các mô hình nguyên tử, đồng thời cho phép thực hiện các thao tác mô hình như chuẩn hóa, tinh chỉnh không gian thực, xoay/chuyển tay chân, hiệu chỉnh khối cố định, tìm kiếm phối tử, hydrat hóa, đột biến, phối hợp và chuẩn hóa Ramachandran. Hơn nữa, các công cụ cũng được cung cấp để thẩm định mô hình cũng như giao diện với các chương trình bên ngoài để tinh chỉnh, thẩm định và đồ họa. Phần mềm được thiết kế để dễ dàng học hỏi cho người dùng mới, nhờ vào việc đảm bảo rằng các công cụ cho những tác vụ thông thường có thể được phát hiện thông qua các thành phần giao diện người dùng quen thuộc (menu và thanh công cụ) hoặc bởi hành vi trực quan (điều khiển bằng chuột). Những phát triển gần đây đã tập trung vào việc cung cấp các công cụ cho người dùng chuyên nghiệp, với các phím tắt có thể tùy chỉnh, mở rộng và một giao diện kịch bản phong phú. Phần mềm đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng, nhưng đã đã đạt được sự phổ biến rộng rãi trong cộng đồng tinh thể học. Tình trạng hiện tại của phần mềm được trình bày, cùng với mô tả các tiện ích có sẵn và một số phương pháp cơ bản được sử dụng.

Kỹ thuật tinh thể học X-quang đại phân tử thường được áp dụng để hiểu các quá trình sinh học ở cấp độ phân tử. Tuy nhiên, vẫn cần thời gian và nỗ lực đáng kể để giải quyết và hoàn thiện nhiều cấu trúc này do yêu cầu giải thích thủ công các dữ liệu số phức tạp thông qua nhiều gói phần mềm khác nhau và việc sử dụng lặp đi lặp lại đồ họa ba chiều tương tác.PHENIXđã được phát triển nhằm cung cấp một hệ thống toàn diện cho việc giải quyết cấu trúc tinh thể học đại phân tử với trọng tâm là tự động hóa tất cả các quy trình. Hệ thống này dựa trên việc phát triển các thuật toán có thể giảm thiểu hoặc loại bỏ các đầu vào chủ quan, phát triển các thuật toán tự động hóa các quy trình mà truyền thống thực hiện bằng tay và, cuối cùng, phát triển một khuôn khổ cho phép tích hợp chặt chẽ giữa các thuật toán.

Việc sử dụng và kiểm soát các sửa đổi gần đây của gói chương trình XDS cho việc xử lý hình ảnh quay được mô tả trong bối cảnh của các phiên bản trước. Các tính năng mới bao gồm xác định tự động kích thước điểm và khoảng phản xạ, cũng như nhận dạng và phân loại đối xứng tinh thể. Hơn nữa, các giới hạn của các phiên bản gói trước về số lượng yếu tố sửa đổi/tỉ lệ và việc biểu diễn nội dung pixel đã được loại bỏ. Các phần lớn của chương trình đã được cấu trúc lại để xử lý song song, do đó, chất lượng và độ đầy đủ của dữ liệu thu thập có thể được đánh giá ngay sau khi đo đạc.

MolProbity là một dịch vụ web xác thực cấu trúc cung cấp đánh giá chất lượng mô hình dựa trên nhiều tiêu chí chắc chắn ở cả cấp độ toàn cục và cục bộ cho cả protein và axit nucleic. Nó phụ thuộc nhiều vào sức mạnh và độ nhạy được cung cấp bởi việc đặt hydro tối ưu và phân tích tiếp xúc toàn nguyên tử, bổ sung bởi các phiên bản cập nhật của hình học cộng hóa trị và tiêu chí góc xoay. Một số sửa chữa cục bộ có thể được thực hiện tự động trong MolProbity và tất cả các chẩn đoán đều được trình bày dưới dạng biểu đồ và đồ họa giúp hướng dẫn việc xây dựng lại thủ công. Kỹ thuật tinh thể X-quang cung cấp một lượng lớn dữ liệu phân tử quan trọng sinh học dưới dạng cấu trúc ba chiều nguyên tử của protein, axit nucleic và các phức hợp ngày càng lớn ở nhiều hình thức và trạng thái khác nhau. Những tiến bộ trong tự động hóa, từ tinh thể hóa đến thu thập dữ liệu, từ phân pha đến xây dựng mô hình và tinh chỉnh, đã làm cho việc giải cấu trúc bằng cách sử dụng tinh thể học trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, mặc dù có những cải tiến này, các lỗi cục bộ có thể ảnh hưởng đến việc giải thích sinh học vẫn phổ biến ở độ phân giải thấp và thậm chí các cấu trúc độ phân giải cao hầu như đều chứa ít nhất một vài lỗi cục bộ như các điểm ngoại lệ Ramachandran, các chuỗi bên protein nhánh bị đảo ngược và các cấu trúc đường không chính xác. Việc có những phương pháp dễ dàng và đáng tin cậy để chẩn đoán và sửa chữa các loại lỗi này trong cấu trúc là rất quan trọng cho cả nhà tinh thể học và người sử dụng cuối. MolProbity là sự đóng góp của các tác giả nhằm giúp giải quyết vấn đề này, và bài báo này đánh giá khả năng chung của nó, báo cáo về các cải tiến và cách sử dụng gần đây, và đưa ra bằng chứng rằng các cải tiến thu được hiện đang ảnh hưởng tích cực đến cơ sở dữ liệu toàn cầu.