Mathematical Verification of a Multi-Wave Orthorhombic Lattice Based on Principal-Axis Linear Power Spectrum Analysis of Raw Cryo-EM/MicroED Data

This study reports the results of applying 1D linear sampling and high-resolution FFT to the scalar fields of raw data (EMD-12754, EMD-0133), completely independent of existing atomic coordinate models (e.g., PDB). Analysis along the principal axis (Azimuth 0.5°, Elevation 8.5°), identified via a prior 360-degree full-sphere scan, confirmed the convergence of the extracted period (14.9618 Å, variance 0.0000) independent of the sampling window size. The extracted fundamental period and higher-order nodes (14.9618 Å, 8.7467 Å, and 6.6641 Å) matched the geometric projection ratios of an orthorhombic lattice (1 : √3 : √5) with relative errors of 1.24% and 0.41%, respectively. These observational facts indicate that the spatial potential distribution of the targets can be described by a single orthorhombic lattice structural model.本研究は、既存の原子座標モデル(PDB等)を用いず、生データ(EMD-12754, EMD-0133)のスカラー場に対して1D線形サンプリングおよび高解像度FFTを適用した結果を報告する。360度全方位走査により特定された主軸(Azimuth 0.5°, Elevation 8.5°)における解析の結果、サンプリング窓サイズに依存しない抽出周期の収束(14.9618 Å, 分散0.0000)を確認した。抽出された基本周期および高次節(14.9618 Å, 8.7467 Å, 6.6641 Å)は、斜方格子の幾何学投影比率(1 : √3 : √5)に対し、それぞれ相対誤差1.24%および0.41%で一致した。本観測結果は、対象の空間ポテンシャル分布が単一の斜方格子構造モデルによって記述可能であることを示す。