生物大分子高分辨率模型的小角X射线散射(SAXS)谱计算新方法及AUSAXS软件开发

研究人员开发了新型小角X射线散射(SAXS)谱计算方法，通过开源软件AUSAXS实现。该研究创新性地结合德拜方程高效算法、精确排除体积模型及基于显式虚拟原子的水合层模型，提出两种新型排除体积建模方案，有效降低过度拟合风险。相比传统高斯球体法，新方法展现出显著优势，为结构生物学研究提供了更可靠的SAXS分析工具。

　　

这项研究开创性地提出生物大分子高分辨率结构的小角X射线散射(SAXS)谱计算新范式。通过开源软件AUSAXS平台，科研团队实现了德拜方程(Debye equation)的高效运算，创新性地整合了精确的排除体积模型与基于显式虚拟原子的水合壳层模型。

研究亮点在于推出两种突破性排除体积建模策略：其一是简化的异质等效原子模型，其二是创新的网格化建模方案。这两种方法通过消除拟合参数或引入更安全的体积缩放技术，显著降低了传统SAXS分析中的过度拟合风险。与主流高斯球体法对比实验揭示，传统方法存在先前未被充分认识的系统性缺陷，凸显了AUSAXS这类经过严格验证的开源基准工具的重要性。

技术突破体现在三个方面：首先实现了原子级精度的SAXS谱计算，其次建立了更可靠的水合效应表征体系，最后开发了可避免人工假象的体积校正算法。这些进展为解析蛋白质、核酸等生物大分子的溶液态构象提供了全新工具，对结构生物学和药物设计领域具有重要方法论意义。

该软件已在GitHub开源发布，为学界提供了透明、可重复的SAXS分析解决方案。