关于 alphafold
alphafold 是运行 AlphaFold2、AlphaFold-Multimer 或 ESMFold2 结构预测的技能指南,面向处理蛋白质序列和复合物的研究人员,说明配置、参数、结果指标及故障排查。
主要功能
- 01Modal 与本地运行说明
- 02单体和多聚体参数
- 03PDB 结果与置信度指标
- 04常见运行错误排查
适用场景
- 01根据 FASTA 预测蛋白质结构
- 02建模蛋白质-蛋白质复合物
- 03检查预测置信度和运行故障
安装
复制下面的命令,在终端中运行。
$
npx skills add https:/ / github.com/ adaptyvbio/ protein-design-skills --skill alphafold安装后在 Claude Code 中输入/alphafold确认已加载。
附带文件references/multimer.md
详细介绍
AlphaFold2 结构验证
前提条件
| 要求 | 最低配置 | 推荐配置 |
|---|---|---|
| Python | 3.8+ | 3.10 |
| CUDA | 11.0+ | 12.0+ |
| GPU 显存 | 32GB | 40GB(A100) |
| RAM | 32GB | 64GB |
| 磁盘空间 | 100GB | 500GB(用于数据库) |
运行方法
第一次使用? 请参阅入门指南,设置 Modal 和 biomodals。
选项 1:Modal(AlphaFold-Multimer)
cd biomodals
modal run modal_alphafold.py \
--input-fasta sequences.fasta \
--out-dir output/
GPU:A100(40GB) | 超时:默认 3600s
选项 2:本地安装
git clone https://github.com/google-deepmind/alphafold.git
cd alphafold
python run_alphafold.py \
--fasta_paths=query.fasta \
--output_dir=output/ \
--model_preset=monomer \
--max_template_date=2026-01-01
选项 3:ESMFold2(快速单序列预测)
printf '>protein|A\nMKTAYIAKQRQISFVK...\n' > seq.faa
uv run --with modal modal run modal_esmfold2.py --input-faa seq.faa
关键参数
| 参数 | 默认值 | 选项 | 描述 |
|---|---|---|---|
--model_preset | monomer | monomer/multimer | 模型类型 |
--num_recycle | 3 | 1-20 | 循环迭代次数 |
--max_template_date | - | YYYY-MM-DD | 模板截止日期 |
--use_templates | True | True/False | 使用模板搜索 |
输出格式
output/
├── ranked_0.pdb # Best model
├── ranked_1.pdb # Second best
├── ranking_debug.json # Confidence scores
├── result_model_1.pkl # Full results
├── msas/ # MSA files
└── features.pkl # Input features
提取指标
import pickle
with open('result_model_1.pkl', 'rb') as f:
result = pickle.load(f)
plddt = result['plddt']
ptm = result['ptm']
iptm = result.get('iptm', None) # Multimer only
pae = result['predicted_aligned_error']
输出示例
成功运行
$ python run_alphafold.py --fasta_paths complex.fasta --model_preset multimer
[INFO] Running MSA search...
[INFO] Running model 1/5...
[INFO] Running model 5/5...
[INFO] Relaxing structures...
Results:
ranked_0.pdb:
pLDDT: 87.3 (mean)
pTM: 0.78
ipTM: 0.62
PAE (interface): 8.5
Saved to output/
良好输出的特征:
- pLDDT:> 85(平均值,范围为 0-100)或 > 0.85(归一化值)
- pTM:> 0.70
- ipTM:对于复合物,> 0.50
- PAE_interface:< 10
决策树
Should I use AlphaFold?
│
├─ What are you predicting?
│ ├─ Single protein → ESMFold (faster)
│ ├─ Protein-protein complex → AlphaFold/ColabFold ✓
│ ├─ Protein + ligand → Chai or Boltz
│ └─ Batch of sequences → ColabFold ✓
│
├─ What do you need?
│ ├─ Highest accuracy → AlphaFold/ColabFold ✓
│ ├─ Fast screening → ESMFold
│ └─ MSA-free prediction → Chai or ESMFold
│
└─ Which AF2 option?
├─ Local installation → Full control, slow setup
├─ ColabFold → Easier, MSA server
└─ Modal → Recommended for batch
典型性能
| 项目规模 | 用时(A100) | 成本(Modal) | 备注 |
|---|---|---|---|
| 100 个复合物 | 1-2h | ~$8 | 使用 MSA 服务 |
| 500 个复合物 | 5-10h | ~$40 | 标准项目 |
| 1000 个复合物 | 10-20h | ~$80 | 大型项目 |
每个复合物:使用 MSA 服务时约需 30-60s。
验证
find output -name "ranked_0.pdb" | wc -l # Should match input count
故障排除
pLDDT 区域值较低:可能表示存在无序区域或设计不佳
ipTM 较低:界面可信度不足,请检查热点
PAE 非对角线值较高:链之间可能没有相互作用
OOM 错误:改用带有 MSA 服务的 ColabFold
错误解读
| 错误 | 原因 | 修复方法 |
|---|---|---|
RuntimeError: CUDA out of memory | 序列过长 | 使用 A100 或拆分预测 |
KeyError: 'iptm' | 对复合物运行了单体模型 | 使用 multimer 预设 |
FileNotFoundError: database | 缺少 MSA 数据库 | 使用 ColabFold MSA 服务 |
TimeoutError | MSA 搜索速度较慢 | 减少 num_recycles |
下一步:使用 protein-qc 进行筛选和排序。
评论
支持 Markdown