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protein-binder-design

protein-binder-design

github.com/nvidia-bionemo其他50286 次安装2 天前更新
代码仓库

关于 protein-binder-design

protein-binder-design 是用于编排从头蛋白质结合剂设计活动的工作流技能,面向开展相关研究的用户。它串联多个 BioNeMo NIM,并提供筛选、验证和运行清单以支持可复现分析。

主要功能

  1. 01编排骨架、序列与共折叠步骤
  2. 02可选生成靶标 MSA
  3. 03计算自洽性 RMSD
  4. 04按阈值筛选并排序候选
  5. 05生成清单与候选 CSV
  6. 06支持对照验证与成功率报告

适用场景

  1. 01运行从头结合剂设计活动
  2. 02比较并筛选候选结合剂
  3. 03记录可复现的设计运行
  4. 04通过阴性和阳性对照评估流程

安装

复制下面的命令,在终端中运行。

$npx skills add https://github.com/nvidia-bionemo/bionemo-agent-toolkit --skill protein-binder-design

安装后在 Claude Code 中输入/protein-binder-design确认已加载。

包含的文件

除 SKILL.md 外,安装时一起下载的参考资料和脚本。

LICENSE
README.md
assets/
targets.json
evals/
evals.json
trigger_evals.json
references/
local-nim-setup.md
manifest.md
pipeline.md
validation.md
scripts/
controls.py
manifest.py
metrics.py
pdb_utils.py
registry.py

详细介绍

蛋白质结合体设计(工作流)

通过组合原子级 NIM 技能,开展从头结合体设计项目。此技能负责编排、交接约定、筛选、验证和运行清单。它不会重复介绍各 NIM 的 API 细节——这些内容请参阅各原子级技能的 SKILL.md。

组合技能

步骤技能负责内容
骨架rfdiffusion-nim结合体骨架 PDB(contig + 热点)
序列proteinmpnn-nim每个骨架对应的序列
共折叠 / 评分boltz2-nim 或 openfold3-nim结合体–靶标复合物 + 置信度 / ipTM
MSA(可选)msa-search-nim用于提升折叠质量的靶标 A3M

建议搭配使用这些原子级 NIM 技能(每个 NIM 各一个,来自 BioNeMo NIM 技能集)。但它们并非必需:references/pipeline.md 包含每次 NIM 调用的具体请求格式,因此具备 NIM 访问权限的 Agent 可以独立遵循此技能。有关端点 / 身份验证,请参阅下方的配置。

流水线

  1. 靶标准备 — 获取靶标 PDB 和表位;将表位 / 热点的作者残基编号映射为 RFdiffusion 的 hotspot_res 字符串;也可选择使用 msa-search-nim 构建靶标 MSA。
  2. 骨架(rfdiffusion-nim)— 结合体 contig + hotspot_res;生成 N 个骨架。
  3. 序列(proteinmpnn-nim)— 每个骨架生成 k 条序列;从 mfasta 中移除天然 / WT 行。
  4. 共折叠 + 评分(boltz2-nim / openfold3-nim)— 对结合体和靶标进行共折叠;收集界面置信度(ipTM)和结合体 pLDDT。
  5. 自洽性 — 计算 RFdiffusion 骨架与预测结合体之间的 CA-RMSD(scripts/metrics.py)。
  6. 筛选 + 排序 — 应用阈值;为通过筛选的候选项排序;写入清单 + CSV。

完整的交接约定、分支流程和成本漏斗:references/pipeline.md。

交接约定(脆弱的衔接环节)

  • RFdiffusion output_pdb → ProteinMPNN input_pdb(内嵌 PDB 文本)。
  • ProteinMPNN mfasta → Boltz2 结合体聚合物的 sequence(排除天然 / WT 行;仅将评分与设计序列配对)。
  • 表位作者残基编号 → 1-based 序列索引:使用 scripts/pdb_utils.py:remap_to_seq_index 重新映射。RFdiffusion 的 hotspot_res 使用类似 "A50" 的链 + 作者编号字符串;Boltz2 的口袋 / 接触点使用 1-based 索引。
  • Boltz2 复合物 .cif → 结合体链 → 与骨架对比,计算自洽性 RMSD。

运行清单(可复现性基础)

每个项目都会通过 scripts/manifest.py 在运行目录下写入 manifest.json(以及 candidates.csv)。它记录谱系、参数、评分、产物、筛选状态和控制项,便于排序、恢复运行、验证和生成最终报告。架构和用法:references/manifest.md。

筛选条件(默认值)

  • ipTM ≥ 0.8,结合体 pLDDT ≥ 80,自洽性 RMSD ≤ 2.0 Å。
  • 可按项目覆盖默认值,并在清单 filters 中记录覆盖项。

验证

始终运行对照并报告成功率,不能只报告最高评分。通过 scripts/controls.py 运行阴性对照(打乱序列);阳性对照为通过同一流水线重新评分的已发表结合体。基准靶标位于 assets/targets.json(scripts/registry.py)。方法和指标定义:references/validation.md。

人机协作 + 成本

  • 在生成骨架前,先与用户确认靶标、表位 / 热点、结合体长度范围,以及使用托管服务还是本地运行(AskUserQuestion)。
  • 共折叠是成本较高的阶段:先对数量受限的候选列表进行共折叠并审核,然后再扩大范围。明确说明使用托管服务还是本地运行,并在所有 NIM 调用中保持一致。

负责任地使用

从头设计结合体具有双重用途。对于旨在增强病原体适应性、毒素效力或生物武器功能的请求,应予以拒绝;设计应限于正当的研究和治疗用途。

配置(NIM 访问)

每个组合式 NIM 都通过 HTTP 访问;选择托管或本地模式后,每次调用都使用同一种模式:

  • 托管(由服务管理):根据每个 NIM 在 build.nvidia.com 上提供的基础 URL https://health.api.nvidia.com/v1/... 访问;设置 NVIDIA_API_KEY(以 Authorization: Bearer 形式发送)。从环境中读取密钥,切勿将其硬编码。
  • 本地(自托管 NGC 容器):将每个 NIM 指向其本地 URL (例如 http://localhost:8000/...);本地 NIM 不需要身份验证标头。若要自行启动这些 NIM(每个 NIM 对应的 docker run、持久化缓存、健康检查,以及 GPU 配置文件选择注意事项——某些 NIM(例如 Boltz2)在没有捆绑配置文件的 GPU 上需要固定 NIM_MODEL_PROFILE,而其他 NIM(RFdiffusion/ProteinMPNN)会根据计算能力自动选择配置文件):请参阅 references/local-nim-setup.md。

每个 NIM 的路径、请求/响应架构,以及可直接运行的 curl/Python 示例位于 references/pipeline.md。

脚本

  • scripts/manifest.py — 活动清单(创建 / 加载 / 评分 / 筛选 / 排名 / CSV)。
  • scripts/pdb_utils.py — PDB 解析、链提取、序列、残基重映射、CA 坐标。
  • scripts/metrics.py — 用于自洽性检查的 Kabsch CA-RMSD。
  • scripts/controls.py — 打乱序列的负对照。
  • scripts/registry.py + assets/targets.json — 示例基准目标注册表 (用于说明的表位——实际开展活动前,请对照引用的结构进行核验)。请替换为你自己的目标。

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