用途
RFdiffusion 是碱基于扩散模型的蛋白质骨架生成工具,生成全新的三维结构而非序列。它把结构生成作为 de-novo 设计流程的起点:先由 RFdiffusion 生成骨架,再由 alterlab-proteinmpnn 设计序列,最后用 alterlab-alphafold 验证。
适用情形:从零生成全新蛋白质骨架(无条件);将功能基序(如结合环/催化几何)支架进新的折叠;针对给定目标蛋白表面/热点设计结合体骨架;构建对称寡聚体(环状/二面体)骨架。
不触发的情形(改用其他技能):为已有骨架设计序列用 alterlab-proteinmpnn;在配体/金属存在下设计口袋序列用 alterlab-ligandmpnn;把已知序列折叠成结构用 alterlab-alphafold;生成式多模态(序列+结构)设计用 alterlab-esm。
主要能力
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无条件生成:用 contigmap.contigs 指定要构建的内容(例如 100 残基单体),输出不含序列的骨架 PDB,以及记录哪些输出残基来自基序的 .trb 元数据文件。contig 字符串需加引号,因为方括号与斜杠是 shell 元字符。
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基序支架:固定输入 PDB 中的功能基序,让模型在其周围构建支撑折叠,从而把结合/催化几何移植进新的稳定支架。contig 字符串混合生成长度与以“链+索引”命名的固定区间;仅 contig 中命名的残基会展示给模型,输入 PDB 中的其他链和残基被忽略,因此无需预先裁剪文件。
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结合体设计:提供目标结构与热点残基,生成对接在该表面上的结合体骨架。热点是结合体必须接触的目标残基。之后接序列设计(alterlab-proteinmpnn)与界面验证重折叠(alterlab-alphafold,读取 ipTM)。
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三个并存的代际(2026-09):它们是各自独立的代码库,而非同一 CLI 的升级。RFdiffusion(1)在 RosettaCommons/RFdiffusion,通过 run_inference.py + Hydra 运行,覆盖单体、基序支架、结合体、对称,是本技能介绍的主力;RFdiffusion2 在 RosettaCommons/RFdiffusion2,有自己的推理 CLI,用于原子级酶活性位点支架(Ahern 等 2025),仅推理,上游标注仍在建设中;RFdiffusion3(RFD3)在 RosettaCommons/foundry,通过 pip install rc-foundry[rfd3]、foundry install rfd3、rfd3 design out_dir=… inputs=spec.json 运行,支持针对 DNA/配体的全原子设计、原子级热点,以 JSON/YAML 输入替代 contig 字符串。RFD3 用 JSON 或 YAML 输入规范取代了 Hydra/contig 接口,因此 RFdiffusion-1 的命令行不能直接套用;当设计目标涉及非蛋白原子或逐原子约束时选它,普通骨架生成仍用 RFdiffusion 1。
使用方式
从仓库根目录运行,RFD 指向存放 run_inference.py 的 scripts 目录。无条件生成示例:python "$RFD"/run_inference.py 'contigmap.contigs=[100-100]' inference.output_prefix=out/uncond inference.num_designs=10。基序支架示例:python "$RFD"/run_inference.py inference.input_pdb=motif.pdb 'contigmap.contigs=[5-15/A10-25/30-40]' contigmap.length=55-55 inference.output_prefix=out/scaffold inference.num_designs=10。结合体设计示例:python "$RFD"/run_inference.py inference.input_pdb=target.pdb 'contigmap.contigs=[B1-100/0 100-100]' 'ppi.hotspot_res=[A30,A33,A34]' inference.output_prefix=out/binder inference.num_designs=10。
完整的设计→折叠→打分循环:在 RFdiffusion 中生成骨架;用 alterlab-proteinmpnn(存在配体时用 alterlab-ligandmpnn)设计序列;用 alterlab-alphafold 重折叠打分,只保留自一致的设计;生成与折叠扫描为 GPU 密集任务,可通过 alterlab-remote-compute 调度。
资源
references/rfdiffusion_usage.md 涵盖安装/版本锁定、contig 语法、基序/结合体/对称配置与循环集成,按需加载。本技能属于 AlterLab Academic Skills 套件。