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

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 направлениях, 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 осуществляться в неявном виде использованием в работе синтезов Фурье электронной плотности, взвешенных показателями достоверности имеющихся значений фаз.