智能体使用经验 BioEmu Agent 教学贴 | AI 秒出万张蛋白结构!

mzc2113391 · 2025年08月16日 · 54 次阅读

1.引子|蛋白质不只是“静态雕塑”

你可能听说过 AlphaFold——那个能精准预测蛋白质三维结构的“AI 神技”。它让我们仿佛拥有了看清生命零件的“上帝视角”。

但你知道吗?蛋白质从来不是一动不动的“雕塑”。它们更像是会呼吸、会跳舞的“分子精灵”。

一个蛋白质,可以伸展、蜷缩、打开、闭合,甚至局部“融化”再重组——这些动态变化,才是它发挥功能的关键。比如,一个酶要催化反应,必须从“关”切换到“开”;一个信号蛋白要传递信息,需要“变身”换形态。

问题来了:我们如何捕捉这些千变万化的“舞蹈动作”?传统方法,比如分子动力学(MD)模拟,虽然精准,但慢得像“蜗牛”——模拟一次蛋白质折叠,动辄需要数月甚至数年的超级计算机算力。

有没有一种方法,能像 AlphaFold 预测静态结构一样,又快又准地“看到”蛋白质的所有可能形态?

Science 重磅发表来自微软研究院的全新工作BioEmu给出了答案,一个能模拟蛋白质热力学平衡结构全集的生成模型,将蛋白“如何动”的难题首次以大规模可计算的方式打开。

BioEmu(图源:BioEmu)

BioEmu 的表现,堪称“降维打击”:

✅ 预测功能大变身,成功率高达 90% 它能准确预测蛋白质的“大动作”,比如两个结构域像钳子一样开合(腺苷酸激酶),或是形成隐藏的“口袋”来结合药物(别称“隐匿口袋”)。在测试中,它成功“复现”已知功能结构的比例,最高达到 90%!

✅ 媲美 MD 模拟,速度提升上万倍 与需要数万 GPU 小时的 MD 模拟相比,BioEmu 生成同等质量的结构集合,速度快了 4 到 5 个数量级!也就是说,原本需要“超级计算机跑一年”的任务,现在一块显卡“几小时”就能搞定。

✅ 预测蛋白稳定性,误差小于 1 千卡 它不仅能生成结构,还能直接告诉你“这个蛋白稳不稳定”、“某个突变会让它变强还是变弱”。预测结果与真实实验数据的误差小于 1 kcal/mol,相关性超过0.6,达到了与传统计算方法相当的精度。

更酷的是,它能解释“为什么”。比如,一个突变导致蛋白不稳定,BioEmu 生成的结构集合会清晰地显示:这个突变破坏了关键的螺旋,或者让核心变得松散。这不再是“黑箱”预测,而是提供了可解释的分子机制。

我们在平台上部署了 BioEmu 智能体,助你轻松完成蛋白的结构采样

2.简介|使用 BioEmu Agent 前的准备

  • 平台介绍:BioEmu Agent 是星使智算旗下 GaliLeo 平台上的一款蛋白结构设计智能体。
  • 注册地址GaliLeo
  • 所需信息:蛋白质序列文件 (.fasta) 或结构文件 (.pdb)。
  • 使用方式:通过自然语言交互

3.示例|使用 BioEmu 完成蛋白结构采样

BioEmu 的使用非常简单,直接提供它蛋白的序列信息,就可以直接帮你完成采样过程。

  • step1|输入任务描述: 直接问他:"请对序列 NVLSQFATGSGTCNSNDIN 执行结构采样,采样 10 个结构" (你也可以上传 fasta 或 pdb 文件) alt text Agent 将为你执行数据处理和 MSA 搜索 (可能需要一定时间,请耐心等待),然后帮你完成结构采样。

  • step2|结果展示:你可以在文件中预览或下载结构 alt text

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左上角可以切换不同的构象

完整对话链接

8.总结

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