16강 / 20강

RMSD 그림 읽는 법 — 이 논문은 평평해지지 않았다

Fig. 8a · 「the deviation … continues to increase for the full simulation length」

MD 논문의 첫 그림은 거의 항상 RMSD 곡선입니다. 시작 구조와 지금 구조가 얼마나 다른지를 시간에 대해 그린 것이죠.

이 그림에서 봐야 할 것은 딱 하나입니다 —

평평해졌는가 (plateau)

평평해졌다는 것은 계가 평형에 이르렀다는 뜻입니다. 그 뒤 구간의 통계만 의미가 있어요. 평평해지기 전 구간은 아직 자리를 잡는 중이라 분석에서 뺍니다.

파란 선은 20 ns 쯤 평평해집니다. 주황 선은 끝까지 올라갑니다 — 논문이 기술한 모습이에요.

Python 브라우저에서 실행

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

rng = np.random.default_rng(97)
t = np.linspace(0, 200, 2000)

# (a) 평형에 이른 궤적
a = 0.35 + 0.28*(1 - np.exp(-t/12)) + rng.normal(0, 0.02, t.size).cumsum()*0.01
a = np.clip(a, 0.2, None)

# (b) 논문이 기술한 궤적 — 끝까지 올라간다 (70~118 ns, 174 ns 뒤 잠시 멈춤)
b = 0.3 + t*0.0085 + rng.normal(0, 0.015, t.size).cumsum()*0.012
m = (t > 70) & (t < 118)
b[m] = b[m] - (t[m]-70)*0.0080
b[t > 174] = b[t > 174] - (t[t > 174]-174)*0.0070

fig, ax = plt.subplots(figsize=(7.4, 3.4))
ax.plot(t, a, lw=1.0, color="#3d5a80", label="equilibrated (plateau)")
ax.plot(t, b, lw=1.0, color="#e07a5f", label="as described in the paper")
ax.axvspan(70, 118, alpha=0.10, color="#8a9a5b")
ax.axvspan(174, 200, alpha=0.10, color="#8a9a5b")
ax.set_xlabel("time (ns)"); ax.set_ylabel("backbone RMSD (nm)")
ax.legend(fontsize=8, frameon=False)
ax.set_title("Fig. 8a — did it plateau?")
plt.tight_layout()
plt.show()

"평평한가" 를 눈이 아니라 숫자로 확인하는 법. 뒷부분 기울기를 재면 됩니다.

Python 브라우저에서 실행

import numpy as np

rng = np.random.default_rng(97)
t = np.linspace(0, 200, 2000)
b = 0.3 + t*0.0085 + rng.normal(0, 0.015, t.size).cumsum()*0.012

# 평형 여부를 숫자로 검사하는 법: 뒷부분 절반의 기울기.
half = t > 100
slope = np.polyfit(t[half], b[half], 1)[0]
print("뒷부분 100 ns 의 RMSD 기울기 :", round(slope, 5), "nm/ns")
print()
if abs(slope) < 0.0002:
    print("평형에 이르렀다고 볼 수 있습니다.")
else:
    print("아직 평형이 아닙니다 — 100 ns 동안", round(slope*100, 3), "nm 더 올라갑니다.")
print()
print("간단한 규칙: 마지막 20% 구간에서 기울기가 거의 0 이어야 합니다.")
print("논문은 이 검사를 하지 않았고, 그림만 보고 '안정' 이라 적었습니다.")

RMSD 가 올라가는 세 가지 이유

1. 정말로 구조가 변하고 있다 — 접힘이 풀리거나 큰 도메인이 움직인다. 생물학적으로 흥미로울 수 있습니다.

2. 시작 구조가 나빴다 — 예측 구조라 실제 안정 구조와 멀어서 계속 그쪽으로 흘러간다. 이 논문이 여기일 가능성이 큽니다.

3. 유연한 부분이 RMSD 를 끌고 간다 — 말단이나 긴 고리가 펄럭이면 전체 RMSD 가 커집니다. 실제로는 핵심부가 안정적일 수 있어요.

셋을 가르는 방법 —
· 핵심부만 정렬해 RMSD 를 다시 잰다 (3번을 배제)
· 2차 구조 유지율을 본다 (1번을 확인)
· 시작 구조를 바꿔 다시 돌린다 (2번을 확인)

논문은 셋 다 하지 않았습니다.

🤔 확인 문제

MD 의 RMSD 곡선에서 가장 먼저 봐야 할 것은?

🤔 확인 문제

논문이 "RMSD 가 끝까지 올라갔다" 고 적고 나서 "구조는 안정적이었다" 고 쓴 것은?