蛋白质结构设计

蛋白质结构设计是创建具有期望功能的新型蛋白质结构的过程。结合蛋白质序列设计，它是以下应用的强大工具：

• 模体支架设计：给定特定的结合、催化、免疫原性模体，设计带有这些模体的新颖蛋白质。
• 蛋白界面设计：重新设计蛋白质-蛋白质界面，以改善两种蛋白质之间的相互作用。
• 结合蛋白从头设计：从零开始设计针对特定目标蛋白质的结合蛋白（binder）。

功能亮点

• 经验证的算法：RFDiffusion 算法已在 Nature 杂志发表，经多个设计实验验证，并被广泛用于蛋白质结构设计。

• 灵活的设计选项：完全自定义您的设计区域。对于每个位点，您可以精确指定是否设计序列、结构。

• 云端批量设计：该算法部署在我们的云平台上，支持大规模运行。

输入

要提交蛋白质结构设计任务，请打开项目编辑器，并点击左侧边栏中的"New Job（新建任务）"按钮，然后选择"Protein Design（蛋白设计）"任务组中的"Protein Structure Design（蛋白质结构设计）"。任务提交表单将在新标签页中打开。

任务提交表单：蛋白质结构设计

• 初始结构（Initial Structure）：作为设计起点的模板结构,以 PDB/mmCIF 格式表示。结构可以从本地机器上传，从云数据库导入（参见向项目添加文件获取说明），或通过另一个 GeoBiologics 任务生成。

  初始结构的要求

  初始结构中不能出现插入码或UNK 残基。

• 设计片段（Design Contigs）：描述待设计结构的字符串。待设计结构中不同的链由"/0 "分隔，每条链由多个固定或设计片段组成，片段之间以"/"分隔。

  • 固定片段（Fixed contig）：从初始结构文件的指定片段复制序列和结构。表示为 {链ID}:{起始残基ID}-{结束残基ID} 或简写为 {链ID}:{残基ID}。
  • 设计片段（Designed contig）：从头设计指定长度的蛋白质片段的序列和结构。表示为 {最小长度}-{最大长度} 或简写为 {长度}。

• 标注：您可以向设计片段添加标注，为模型设计蛋白提供指示。

  • 隐藏序列（Seq-masked sites）：在固定片段中固定结构的同时隐去这些位点的序列。表示为 {链ID}:{起始残基ID}-{结束残基ID}，或简写为 {链ID}:{残基ID}。
  • 隐藏结构（Struct-masked sites）：在固定片段中固定序列的同时隐藏这些位点的结构，要求模型重新生成。受体上的配体结合位点附近常常使用此标注，因为我们往往需要固定受体的序列，但其结构往往因与配体结合发生变化。格式与上一个参数相同。
  • 界面（Interface）：将某个位于"受体链"（完全由固定片段组成的链）上的氨基酸标记为界面氨基酸。格式与前相同。

  

  设计片段和注释的图例

• 任务名称：任务的名称。请注意，任务名称必须在项目内唯一。

模型 & 参数

我们推荐您使用RFDiffusion 模型进行蛋白质结构设计。这个模型有以下参数可供配置：

• 设计分子数（# designs）：要生成的设计数量。默认为 10。对于实际的蛋白设计项目，我们建议您至少生成 100 个设计，用于后续的序列设计和虚拟筛选。

• 噪声尺度（Noise scale）：控制生成设计的多样性。可以从 0 到 1 变化，默认为 1。较高的噪声会增加多样性，但可能降低设计的质量。

• 扩散比例（Diffuse ratio%）： 当设计与初始结构对齐时，您可以使用部分（低于100%）扩散，使设计更接近初始结构。默认值为 100%，表示完全扩散。

结果

在文件与任务管理器面板中点击任务名称，查看任务结果。

摘要表格简单地包含设计结构的列表。

每个设计都可以直接在界面中以 3D 方式可视化，结构可以以 PDB 格式下载，用于进一步分析或实验验证。

任务结果：蛋白质结构设计