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1. 듀얼 엔진 가이드: Nebula vs CosmicDistiller 선택 기준

HanjariFold는 단백질 3차원 구조의 정제 목적과 초기 데이터의 특성에 맞춰 선택할 수 있도록 두 가지 상이한 연산 엔진을 제공합니다. 각 엔진은 구동 원리와 최적화 대상이 다르므로 연구 목적에 맞는 엔진을 선택하는 것이 중요합니다.

• HanjariNebula (OpenMM / AMBER14SB 기반)

  • 핵심 메커니즘: 물리화학적 힘장(Molecular Mechanics Force Field) 기반의 에너지 최소화(L-BFGS 알고리즘)를 수행합니다.

  • 주요 특징: 원자 간 정전기적 상호작용과 반데르발스 힘을 계산하여 국소적인 원자 간 입체 충돌(Steric Clash)을 빠르게 해소하고 전체 구조의 위치 에너지를 낮춥니다. 표면 수화 껍질을 연속적으로 형성하는 작업에 적합합니다.

  • 추천 상황: AlphaFold 등 단백질 구조 예측 AI 모델의 산출물에서 흔히 발생하는 국소 충돌 완화, 분자동역학(MD) 시뮬레이션 직전의 구조 평형화 단계.

• CosmicDistiller (Phenix / CCTBX 기하 구속 기반)

  • 핵심 메커니즘: X-선 결정학에서 검증된 화학적 결합 길이, 결합 각도, 비틀림 각도(Dihedral Restraints)의 기하학적 통계 분포를 기반으로 구조를 조율합니다.

  • 주요 특징: 주쇄의 라마찬드란 비틀림 각도 이상치(Outliers)를 교정하고 곁사슬의 로타머(Rotamer) 형태를 결정학적으로 타당한 영역으로 정돈하는 데 특화되어 있습니다.

  • 추천 상황: 라마찬드란 이상 영역이 다수 포함된 구조의 기하학적 정돈, 결정학 표준 지표(MolProbity) 기준의 고품질 모델 확보.

• 권장 파이프라인 (교차 활용)

  가장 균형 잡힌 구조 품질을 확보하기 위해서는 1차로 HanjariNebula를 적용하여 물리적 충돌과 수소 결합망을 이완한 후, 2차로 CosmicDistiller를 거쳐 주쇄 2면각을 결정학적 표준 분포로 고정하는 교차 정제 방식을 권장합니다.

2. Clean Dry vs Preserve: 최적의 수화(Solvation) 전략

단백질-리간드 결합 분석이나 구조 정제 시 물 분자(HOH)의 처리 방식은 계산 결과의 신뢰도에 직접적인 영향을 미칩니다. HanjariFold는 업로드된 파일 내 기존 용매 분자를 어떻게 다룰 것인지 선택할 수 있는 두 가지 옵션을 제공합니다.

• Clean Dry (기존 잡음 물 제거 후 재수화 – 권장)

  • 동작 원리: 원본 PDB/mmCIF 파일에 기록된 모든 물 분자(HOH, WAT 등) 라인을 전처리 단계에서 완전히 제거한 후, 단백질 본체 표면을 기준으로 유효한 수소결합 영역에 물 분자를 새로 배치합니다.

  • 적용 대상:

    • AI 구조 예측 모델 기반 데이터 (예측 좌표에 물이 포함되어 있지 않거나 불완전하게 생성된 경우).

    • 저해상도 결정 구조 또는 용매 모델링이 정밀하지 않아 원자 간 겹침(Clash)을 유발할 가능성이 높은 PDB 데이터.

  • 효과: 불완전한 기존 용매 좌표로 인한 계산 수렴 실패를 방지하고 표면 수화망을 일관성 있게 재구성합니다.

• Preserve (기존 결정수 보존 및 확장)

  • 동작 원리: 원본 좌표 내의 물 분자를 그대로 보존하며, 추가로 수화가 필요한 빈 공간에 한해 새로운 물 분자를 연계 배치합니다.

  • 적용 대상:

    • 고해상도(약 1.5Å 이하) X-선 결정학 데이터.

    • 활성 부위(Active Site)나 도메인 경계면에 깊숙이 박혀 단백질 접힘과 리간드 결합에 직접 기여하는 구조수(Structural Waters)가 실험적으로 확인된 좌표.

  • 주의사항: 기존 물 분자의 좌표가 왜곡되어 있을 경우 전체 Clashscore가 다소 상승할 수 있으므로, 초기 실험 데이터의 품질을 사전에 확인한 후 선택하는 것이 좋습니다.

3. MolProbity 지표 해석법: 주요 수치의 의미와 기준

HanjariFold는 정제 전후의 객관적인 품질 평가를 위해 Phenix의 검증 도구인 MolProbity 실측 지표를 대시보드에 표시합니다. 각 수치는 다음과 같은 물리적·화학적 의미를 갖습니다.

• MolProbity Score

  • 정의: Clashscore, 라마찬드란 이상치 비율, 로타머 이상치 비율을 통계적으로 종합하여 단일 점수로 환산한 값입니다 (낮을수록 우수).

  • 판독 기준: 통상 고해상도 X-선 결정 구조 수준에서 1.00 이하를 매우 우수한 상태로 평가하며, 1.50 이하는 신뢰할 수 있는 모델링 수준으로 간주합니다.

• All-Atom Clashscore

  • 정의: 중수소를 포함한 전체 원자 중에서 반데르발스 반경이 $0.4Å 이상 비정상적으로 겹치는 입체 장애(Steric Overlap)의 밀도를 1,000개 원자당 개수로 나타낸 수치입니다 (낮을수록 우수).

  • 판독 기준: 2.00 미만으로 떨어질 때 원자 간 입체 충돌이 실질적으로 해소된 것으로 판단하며, 도킹(Docking) 및 분자동역학(MD) 시뮬레이션의 안정성을 확보하는 데 중요한 지표입니다.

• Ramachandran Favored / Outliers

  • 정의: 단백질 백본의 2면각(φ, ψ)이 에너지적으로 선호되는 정상 구역(Favored)과 입체 장애로 인해 비정상적인 구역(Outliers)에 속하는 비율을 백분율로 계산한 값입니다.

  • 판독 기준: Favored 비율은 98.0% 이상, Outliers 비율은 0.2% 미만(이상적으로는 0.00%)을 목표로 정제하며, 백본의 뒤틀림이 교정되었는지를 검증하는 핵심 기준이 됩니다.

4. 지원 형식 및 시스템 운영 가이드 (FAQ)

원활한 플랫폼 이용을 위한 기술 사양과 파일 규격 안내입니다.

• 지원되는 입력 파일 형식

  • PDB (.pdb): 표준 4열 좌표 형식으로 호환성이 높으나, 99,999개 이상의 원자나 복합 체인을 표현하는 데 한계가 있습니다.

  • mmCIF (.cif – 권장): 최신 대형 단백질 복합체 및 PDBx/mmCIF 표준을 완벽히 지원하며, 원자 식별자와 대용량 구조 분석에 가장 안정적입니다.

• 3D Mol* 뷰어 활용 팁

  • 마우스 좌클릭 드래그로 회전, 우클릭 드래그로 이동, 휠 조작으로 확대/축소가 가능합니다.

  • 하단 제어 바의 Cartoon, Sidechains, Hydration Water (HOH) 버튼을 통해 특정 원자층만 선택적으로 활성화하여 관찰할 수 있습니다.

• 연산 시간 및 처리 가이드

  • 단백질 크기(잔기 수 및 원자 수)에 따라 연산 시간은 약 30초에서 2분 내외가 소요됩니다.

  • 복잡한 대형 올리고머의 경우 국소 기하 구속 수렴 단계에서 시간이 다소 길어질 수 있으므로 브라우저 창을 닫지 않고 완료 화면으로 전환될 때까지 대기해 주시기 바랍니다.

  • 정제가 완료된 파일은 우측 하단의 정제 아카이브 (.ZIP) 다운로드 버튼을 통해 최종 PDB/CIF 좌표 및 검증 리포트를 일괄 내려받을 수 있습니다.