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AlphaFold 蛋白质结构数据库由 Google DeepMind 与 EMBL-EBI 合作开发,利用 AI 系统 AlphaFold 从氨基酸序列预测蛋白质三维结构,并提供免费开放的预测数据集。该数据库最新版本包含超过 2 亿条条目,广泛覆盖 UniProt 蛋白质序列,支持学术与商业用途(CC-BY-4.0 许可)。AlphaFold 在 CASP14 中被评为顶尖方法,预测精度常可与实验媲美。数据库按人类蛋白质组、47 个关键生物体蛋白质组以及 Swiss-Prot 人工审编子集提供下载,并集成来自科学文献的 AI 衍生残基注释,帮助用户在生物背景下解读预测结构。

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工具介绍

AlphaFold 蛋白质结构数据库(AlphaFold Protein Structure Database)是由 Google DeepMind 与 EMBL 欧洲生物信息研究所(EMBL-EBI)合作开发的资源,旨在向科学界免费提供蛋白质三维结构预测。AlphaFold 是一种由 Google DeepMind 开发的 AI 系统,能够从氨基酸序列预测蛋白质的三维结构,通常可达到与实验方法相竞争的精度。

用途方面,该数据库提供来自人类及动物病毒的蛋白质结构预测,这些病毒具有大流行潜力,可用于支持病毒机制、疫苗和抗病毒药物开发研究;提供与抗菌素耐药性相关的细菌蛋白质预测,支持耐药机制及新抗菌策略研究;提供引起被忽视热带病的生物体的蛋白质结构预测,助力病原体生物学及药物或疫苗靶点发现;还包含 WHO 30 个优先全球健康蛋白质组的预测,支持对全球公共卫生重要病原体的研究。

主要能力上,最新数据库版本包含超过 2 亿条条目,广泛覆盖 UniProt(蛋白质序列和注释的标准库)。数据库提供人类蛋白质组、其他 47 个研究及全球健康关键生物体的蛋白质组,以及 UniProt 人工审编子集(Swiss-Prot)的单独下载。AlphaFold 在 CASP14 中被评为排名第一的蛋白质结构预测方法,优势显著,预测精度高。系统仍存在一些限制,但 CASP 结果表明 AlphaFold 具有帮助理解蛋白质结构并推进生物学研究的直接潜力。

使用方式上,用户可通过网站访问数据库,查看预测结构及元数据,支持按蛋白质或生物体检索。数据库提供下载选项,便于本地分析。若使用案例不在数据库覆盖范围内,用户可使用开源代码生成自己的 AlphaFold 预测,该代码还支持多聚体预测。此外,数据库集成了来自科学文献的 AI 衍生残基水平注释,基于 Transformer 的命名实体识别(NER)模型识别结构生物学出版物中的蛋白质残基和点突变,并通过 SIFTS 框架将实验支持的注释从 PDB 结构转移到 AlphaFold 模型,使用户能够从预测中的残基直接导航到描述其功能、相互作用和实验观察突变的出版物。

适用场景包括结构生物学、药物发现、疫苗开发、抗病毒和抗菌研究、病原体生物学研究等。数据库还计划持续更新新发现蛋白质序列的结构,并根据用户反馈改进功能。

限制方面,AlphaFold 系统仍存在一些限制,但资料未具体说明。数据库的准确性可能因蛋白质而异。使用数据需遵守 CC-BY-4.0 许可,学术和商业用途均可,但 EMBL-EBI 期望按照良好科学实践进行署名。若使用 AlphaMissense 数据,需引用相应论文。AlphaFold 数据由 GDM 提供,版权归 DeepMind Technologies Limited(2022);第三方数据提供商的数据有单独版权声明。

引用要求:使用该资源需引用 Bertoni D. et al. AlphaFold Protein Structure Database 2025: a redesigned interface and updated structural coverage, Nucleic Acids Research, (2025)。若使用 AlphaMissense 数据,需引用 Cheng, J et al. Accurate proteome-wide missense variant effect prediction with AlphaMissense. Science (2023)。

联系与培训:如有问题或未在 FAQ 中解答,可发送邮件至 alphafold@deepmind.com。EMBL-EBI 提供培训资源,包括录制网络研讨会“Accessing and interpreting predicted protein structures from AlphaFold database”和在线教程。