AlphaFold3(AF3)使用指南

AlphaFold3(AF3)既可以通过在线平台使用,也可在本地部署运行。在线平台开箱即用,每个账号每天最多提交20个预测任务。AF3 最大的亮点在于它可以预测由蛋白质、核酸、小分子、离子以及修饰残基等多种分子组成的复合物结构。

一、准备工作

1. 在线平台

AlphaFold3 的官方网站为:https://alphafoldserver.com/welcome

目前支持两种输入方式:

① 手动填写每个任务的参数;

② 上传 .json 格式的批量任务配置,更适合批量预测。

2. 登录

使用 Google 账号登录,点击左上角的 Server 进入任务页面。

登录谷歌账号
点击左上角Server


二、示例演示:RNA-蛋白-离子复合物预测

我们将以一个带有离子的蛋白质-结合RNA复合物为例,检验 AlphaFold3 的预测准确性。

我们从冷冻电镜(Cryo-EM)结构数据库中选取一个已解析的复合物:Trypanosoma brucei ADAT2/3 脱氨酶与 tRNA 的复合物结构。

可以从 RCSB PDB(https://www.rcsb.org)下载该复合物的 FASTA 文件,作为测试数据使用。

当然,也可以使用自己的数据。

1. 数据准备

下载目标复合物的 FASTA 文件;

将文件保存备用。

测试数据从RCSB PDB下载,也可使用自己的数据。
下载FASTA文件
把数据保存


三、任务配置与提交

1. 添加分子组分

在任务配置界面中,逐一添加 RNA、蛋白质、离子等组分。每添加一个分子,填写对应的序列或结构信息。

2. 启动预测

填写完毕后,点击 启动结构预测任务。

依次选择,并填入数据
开始分析


四、查看预测结果

1. 可视化图像

预测完成后,系统会提供结构可视化图像。结构中不同区域的颜色代表预测置信度:

颜色越蓝:表示预测置信度越高;

颜色越橙:表示预测置信度越低。

颜色越蓝表示预测的置信度越高,越橙则越低。

2. 置信度指标解释

AlphaFold3 提供多个衡量结构预测准确性的指标,主要包括:

① pLDDT(per-residue Local Distance Difference Test)

是每个原子的置信度评分,范围 0–100,数值越高表示置信度越高。

pLDDT 是基于修改后的 LDDT 评分,仅考虑原子与聚合物之间的距离。

对于蛋白质,相当于原子级别的 lDDT-Cα,但具有更高分辨率;

对于小分子配体,仅计算配体原子与聚合物之间的误差;

对于 DNA/RNA,修改后的 LDDT 采用 30 Å 的参考半径(AlphaFold2 为 15 Å)。


② pLDDT 的可视化采用与 AlphaFold Protein Structure Database (AFDB) 相同的配色方案。

PAE(Predicted Aligned Error)

估计结构中两个“标记”(token)之间相对位置和朝向的预测误差。

分数越高,表示误差越大、置信度越低。

对蛋白质和核酸,误差是相对于主链框架计算;

对小分子和翻译后修饰,则为每个原子根据其在参考构象中的最近邻原子构建局部框架。


③ pTM 与 ipTM 分数

均基于模板建模得分(TM-score),用于衡量整体结构与真实结构的接近程度。

pTM(predicted TM-score):衡量复合物整体的构象准确性;

大于 0.5 表示整体结构可能接近真实结构;

少于 20 个标记(token)时,pTM 评分会小于 0.05;

ipTM(interface predicted TM-score):衡量复合物中不同亚基之间相对排布的准确性;

大于 0.8:高可信度;

小于 0.6:预测可能失败;

介于 0.6–0.8:预测准确性不确定。

注意:在结构较小或链较短的情况下,pTM 分数较严格,此时更推荐参考 PAE 或 pLDDT 指标。


五、结果下载与可视化

预测完成后,可下载 .cif 格式的结构文件;

使用 PyMOL、ChimeraX 等结构可视化软件打开,进行后续分析与展示。

注意:如果你关注某一特定链或分子间相互作用,下载的输出文件中包含每条链或链对的局部置信度指标,而不仅是整体复合物的总分。详细信息可参考 .json 文件内容。



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