Alphafold3一些置信指标的再解读

关于Alphafold模型,之前整理的一些博客:

AlphaFold实用指南—官网教程1

Alphafold实用指南—官网教程2

Alphafold实用指南—官网教程3

使用Alphafold预测三维结构+Pymol可视化

在这里插入图片描述

AlphaFold3预测结果所涉及到的一些置信指标:

pLDDT、PAE、pTM、ipTM

详细的指标解读原文,可以参考我前面列出的几个教程url。

一些示例

1,如何解读指标

简单拿数据库中的真实结构来进行验证,看对齐之后RMSD之类

2,如何利用指标信息:哪些可靠,哪些不可靠,顺序?

pLDDT是基础,pLDDT准确的,表明结构至少是大体准确的,如果结构都不准确,我们就不用往下看什么互作、相对位置了,没有意义。

我一般粗略的查看逻辑如下,仅供参考(个人意见)

  1. 评估pLDDT值
    首先关注pLDDT(局部高置信度得分),它反映蛋白/核酸等局部结构的置信水平。
  2. 筛选pLDDT高置信区域
    对pLDDT得分进行过滤,保留得分高(通常pLDDT>70或>90,一般70就可以了)的区域。
  3. 查看这些高置信区域间的PAE图
    针对筛选出的pLDDT高置信区域,分析它们之间的PAE(预期位置误差)图,判断蛋白-蛋白、蛋白-RNA或RNA-RNA之间的互作是否高置信(PAE值越低,互作置信度越高)。
  4. 结合pTM进一步分析(若pLDDT筛选无足够区域)
    若pLDDT高置信区域较少,需结合**pTM(整体结构置信度)**进一步判断。
  5. 判断pTM是否高
    pTM反映整体结构的置信水平,若pTM高,可按其划分的结构单元分析ipTM(蛋白-核酸互作置信度);若pTM低,仍回到“查看PAE图”的步骤,基于pLDDT筛选的区域判断互作。
  6. 最终明确各区域结构的置信度及分子间互作的置信水平,完成分析。

在这里插入图片描述

3,有效利用置信度

一者是看pLDDT,二者是看PAE

总结

我们先问两个问题:

  • 1,你能够本地部署Alphafold3吗,最起码的随时访问、随时推理的需求你能够做到吗?(部署要求可以查看github官网)
  • 2,你hold住Alphafold3的预测结果吗?你的任务能够用它解决,或者非它不可吗,尽管实践/理论/试错表明你的任务用Alphafold3来建模,各种置信指标都很低,你能够从这些垃圾/无意义的东西中找到有意义的解读以及数据吗?

Q1是基础,是生产资料,如果你只能每天网页端白嫖次数机会,那就不用接着往下看了(除非你算力足、钱够烧,或者能够从ColabFold等轻量化平替中找到一种中庸之道,参考我前面博客对于ColabFold等部署难度低的预测功能的描述,或者你的任务只需要挖已有的结构数据就够了——》取决于你的目的,你的需求是满足于既有的鱼,尽管有很多,还是有无穷无尽可以依据任何目的建模更改的渔)。

Q2是核心,无论如何,走到这一步,至少说明你已经烧了钱了,问题就是如何判断你的结果有没有价值(用前面说的各种置信度指标)、至少你要有能够从垃圾堆中挖掘出有意义数据的能力(注意,置信指标可以是铁原则,问题在于你挖掘的手段也得是置信、统计意义上,你觉得在无意义的前提下挖掘到的数据也得是有统计意义的,如何解决这个问题——要么你计算、数学能力很强,要么你的问题视角和独特)

### AlphaFold3 预测结果示例及文件格式解释 AlphaFold3 的预测结果通常以一组文件的形式提供,这些文件包含了蛋白质结构的各种细节信息。以下是关于 AlphaFold3 输出结果的详细说明: #### 1. **主要输出文件** AlphaFold3 的核心输出文件主要包括以下几种类型[^2]: - **PDB 文件**: Protein Data Bank (PDB) 格式的文件用于存储预测得到的三维蛋白结构。这种格式广泛应用于生物领域,便于可视化工具读取和分析。 - **MMCIF (.cif)**: 这是一种更详细的晶体学数据交换格式,相比 PDB 提供了更多的元数据支持。MMCIF 文件同样可用于表示蛋白质的空间坐标。 - **JSON 文件**: JSON 文件记录了一些高级参数配置以及评分指标的信息,比如置信度分数(pLDDT 和 PAE)。它帮助研究者评估模型的质量并理解其内部逻辑。 #### 2. **具体字段含义** - **Model Numbering**: 在多个预测模型中,“model_0”, “model_1” 等编号代表不同的预测尝试。一般而言,较低序号可能对应较高的初始信任等级,但这并非绝对标准,需结合实际验证情况决定最佳模型[^4]。 - **Per-residue confidence scores (pLDDT)**: 每个残基都有一个对应的局部距离差异测试得分(pLDDT),范围从0到100,数值越大表明该位置预测越可靠。 ```python import matplotlib.pyplot as plt # 假设我们有一个 pLDDT 列表 plddt_scores = [85, 90, 76, ... ] # 替换省略部分为真实数据 residues = range(1, len(plddt_scores)+1) plt.figure(figsize=(10, 5)) plt.plot(residues, plddt_scores, marker='o') plt.title('Per Residue Confidence Scores (pLDDT)') plt.xlabel('Residue Index') plt.ylabel('Confidence Score (%)') plt.grid(True) plt.show() ``` - **Predicted Aligned Error (PAE)**: 此矩阵显示两两氨基酸之间的相对误差估计值,有助于判断整体折叠的一致性和稳定性。 #### 3. **辅助信息与解读指南** 除了上述基本组件外,还有其他补充材料可以帮助深入剖析预测成果: - **Log Files**: 日志文档追踪整个计算流程中的重要事件和技术参数调整过程。 - **Visualization Tools Recommendations**: 推荐使用 PyMOL 或 ChimeraX 来加载 CIF/PDB 文件以便直观观察分子形态特征[^3]. 综上所述,通过综合考量各个维度的数据表现形式及其背后蕴含的意义,科研人员能够更加精准地把握目标蛋白的真实空间架构特性[^1]. ---
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