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AlphaFold蛋白结构预测架构与关键算法

共计 30 章节
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01
蛋白质结构预测概述
AlphaFold的背景 · 意义与发展简史
蛋白质结构预测概…AlphaFold
02
蛋白质三级结构基础
氨基酸 · 肽键 · 二级结构
蛋白质三级结构基…氨基酸
03
蛋白质结构数据库
PDB · UniProt · 序列与结构数据的获取与格式
蛋白质结构数据库PDB
04
多序列比对原理
MSA的构建方法 · 进化信息与保守性分析
多序列比对原理MSA
05
共进化分析
互信息 · 直接耦合分析在结构预测中的应用
共进化分析互信息
06
深度学习基础回顾
神经网络 · 损失函数 · 反向传播
深度学习基础回顾神经网络
07
注意力机制
自注意力 · 多头注意力 · 位置编码的核心思想
注意力机制自注意力
08
Transformer架构
编码器-解码器结构 · 层归一化 · 残差连接
Transformer架构
09
AlphaFold整体架构鸟瞰
输入 · 特征提取 · Evoformer
AlphaFold整体架构鸟瞰
10
特征表示
序列特征（One-hot · ESM嵌入）与结构特征（距离 · 角度）
特征表示One-hot
11
Pair Representation与MSA Representation
二维表示与一维表示的交叉更新
PairRepresentati…
12
Evoformer模块
行/列门控自注意力 · 三角乘法 · 三角注意力原理
Evoformer模块
13
三角乘法更新
outer product · softmax归一化 · 残差连接
三角乘法更新outer
14
三角注意力更新
pair attention · 行/列注意力机制
三角注意力更新pair
15
结构模块
IPA（Invariant Poin…
结构模块IPA
16
坐标不变性
旋转平移等变 · SE(3)等变在蛋白质结构中的应用
坐标不变性旋转平移等变
17
循环结构优化
多轮迭代推理 · recycling机制与梯度截断
循环结构优化多轮迭代推理
18
损失函数详解
FAPE损失 · distogram损失 · Masked损失
损失函数详解FAPE
19
评估指标
TM-score · lDDT · RMSD
评估指标TM-score
20
训练数据构建
PDB筛选 · 数据增强 · 噪声注入策略
训练数据构建PDB
21
模型推理流程
从输入序列到结构输出的完整Pipel…
模型推理流程Pipel
22
置信度预测
pLDDT · PAE（预测对齐误差）的解读与可视化
置信度预测pLDDT
23
使用ColabFold或本地运行AlphaFold
环境配置 · 命令示例
ColabFoldAlphaFold
24
结果解读与可视化工具
PyMOL · ChimeraX · 可视化脚本
结果解读可视化工具
25
AlphaFold2与AlphaFold3的主要差异
架构 · 输入 · 性能变化
AlphaFold2AlphaFold3
26
基于AlphaFold的应用案例
药物靶点发现 · 蛋白质设计 · 突变预测
AlphaFold基于
27
AlphaFold的局限性
多构象 · 柔性区域 · 非天然结构
AlphaFold的局限性
28
与其它方法对比
RoseTTAFold · ESMFold · OmegaFold的异同
其它方法对比RoseTTAFold
29
AlphaFold开源社区与资源
GitHub · HuggingFace · 相关论文
AlphaFold开源社区
30
未来展望
结合大语言模型 · 生成式AI · 动态结构预测的趋势
未来展望结合大语言模型