蛋白质设计新高度，RFdiffusion 实现从零设计高亲和力蛋白质

你可以将 RFdiffusion 理解为「蛋白质宇宙的建构者」。它由蛋白质设计领域的核心团队——David Baker 实验室于 2022 年提出，该框架以 RoseTTAFold 为骨架，引入扩散生成模型，将结构预测与生成设计融合，首次实现了从头构建功能明确、构型复杂的蛋白质。RFdiffusion 能够根据已有的功能核心自动补全蛋白质结构，生成高度可控的空间构型，并在多个蛋白质设计任务中展现出强大的通用性与创造性。

其功能覆盖六个关键方向：可根据指定基序构建骨架、从零生成全新蛋白质、设计具有对称性要求的结构、生成多样化的功能变体、精确设计结合界面，甚至可在具备对称约束的前提下完成复杂结构的补全。无论是基础研究、酶设计，还是分子对接与药物开发，RFdiffusion 都提供了一个强有力的生成式解决方案。

教程链接：https://go.openbayes.com/gljKD

http://openbayes.com/console/signup?r=sony_0m6v

首先点击「公共教程」，在公共教程中找到「RFdiffusion：扩散式蛋白设计模型」，单击打开。

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数据和代码都已经同步完成了。容器状态显示为「运行中」后，点击「打开工作空间」。

2.运行 RFdiffusion 以生成 backbone

参数说明：

name：设计名称前缀，用于标识生成的输出文件。

contigs：指定要生成的蛋白质长度（残基数）。

pdb：输入参考的 PDB 文件路径（可选），如果提供，将基于该结构进行设计。

iterations：扩散过程的迭代次数。值越大生成质量可能越高，但计算时间越长。

hotspot：指定关键残基位置（热点残基），用于约束特定位置的氨基酸类型。

num_designs：要生成的设计数量，生成多个设计时可进行筛选。

visual：结果可视化方式。

none：不生成可视化。

image：生成静态图片。

interactive：生成交互式 3D 可视化。

symmetry：对称性类型。

none：无对称性。

auto：自动检测对称性（使用 AnAnaS 算法）。

cyclic：循环对称。

dihedral：二面体对称。

order：对称阶数（亚基数量）。

chains：指定 PDB 文件中使用的链。

add_potential：是否添加额外势能防止链间碰撞。参数说明：

visual：结果可视化方式。

none：不生成可视化。

image：生成静态图片。

symmetry：对称性类型。

none：无对称性。

cyclic：循环对称。

dihedral：二面体对称。

order：对称阶数（亚基数量）。

add_potential：是否添加额外势能防止链间碰撞。

基本语法

使用 contigs 定义连续链。

使用 : 来分隔多个连续链（contig），使用 / 在一个连续链内定义多个片段（segment）。

示例说明

无条件设计（Unconditional）

contigs='100' - 扩散一个长度为 100 的单体（monomer）。

contigs='50:100' - 扩散一个长度为 50 和 100 的异源寡聚体（hetero-oligomer）。

contigs='50' 且设置 symmetry='cyclic' 和 order=2 - 将定义的连续链复制两份，并添加对称性约束，用于同源寡聚体（homo-oligomeric）扩散。

结合蛋白设计（Binder Design）

contigs='A:50' 且设置 pdb='4N5T' - 扩散一个长度为 50 的结合蛋白（binder），靶向指定 PDB 文件中的链 A。

contigs='E6-155:70-100' 且设置 pdb='5KQV' 和 hotspot='E64,E88,E96' - 扩散一个长度在 70 到 100 之间（随机采样）的结合蛋白，靶向链 E，并指定热点残基（hotspots）。

基序支架（Motif Scaffolding）

contigs='40/A163-181/40' 且设置 pdb='5TPN' - 在指定 PDB 片段（A163-181）的两端各扩散 40 个残基。

contigs='A3-30/36/A33-68' 且设置 pdb='6MRR' - 在两个指定的 PDB 片段（A3-30和A33-68）之间扩散一段长度为 36 的环（loop）。

部分扩散（Partial Diffusion）

contigs='' 且设置 pdb='6MRR' - 对PDB中所有坐标添加噪声（即整个结构都参与扩散）。

contigs='A1-10' 且设置 pdb='6MRR' - 固定前 10 个残基，其余部分添加噪声（即只对指定范围外的部分扩散）。

contigs='A' 且设置 pdb='1SSC' - 固定链 A，对其它链添加噪声（即只对非指定链扩散）。

提示与技巧（Hints and Tips）

pdb='' 留空，程序会提示上传 PDB 文件。

contigs='50-100' 使用连字符指定一个长度范围，程序会从中随机采样一个长度。

参数说明：

animate：控制蛋白质结构的动态展示方式。

none：静态显示最终结构（无动画）。

movie：生成蛋白质折叠过程的动态电影。

interactive：创建可交互的动画（可前后播放）。

color：决定蛋白质结构的着色方式。

rainbow：彩虹色渐变（从 N 端到 C 端）。

chain：按蛋白质链着色（每条链不同颜色）。

plddt：根据预测置信度着色（蓝色 = 高置信度，红色 = 低置信度）。

denoise：轨迹选择。

True：使用去噪轨迹（最终优化结构）。

False：使用含噪声的轨迹（中间过程）。

参数说明：

num_seqs：指定为每个蛋白质骨架生成多少条候选序列

initial_guess：是否使用 RFdiffusion 生成的骨架作为 AlphaFold 的初始结构

num_recycles：控制 AlphaFold 的结构优化迭代次数

use_multimer：是否使用 AlphaFold-Multimer 模型

rm_aa：指定不在设计中使用的氨基酸类型

mpnn_sampling_temp：控制 ProteinMPNN 序列生成的多样性/保守性