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Commit b656e6b9 authored by zhuwenwen's avatar zhuwenwen
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parent 01e4be7d
......@@ -2,21 +2,32 @@
* @Author: zhuww
* @email: zhuww@sugon.com
* @Date: 2023-06-14 17:07:00
* @LastEditTime: 2023-06-14 09:20:00
* @LastEditTime: 2023-08-24 10:30:00
-->
# RFDesign
## 模型介绍
RFDesign基于Rosetta(一个广泛应用于蛋白质结构预测和蛋白质设计的开源软件包)开发,支持蛋白质分子设计任务,使用预先训练的蛋白质模型来预测和优化蛋白质的稳定性和功能。
## 论文
- [https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.11.10.468128v2](https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.11.10.468128v2)
## 模型结构
RFDesign是一个使用Rosetta软件实现的蛋白质设计方法,模型结构包括特征提取器,用于从蛋白质序列和结构中提取特征的;序列-结构耦合模型,用于将蛋白质的序列信息和结构信息进行耦合,以捕捉它们之间的关联性;功能评估器,用于评估蛋白质的功能性;优化器用于对蛋白质进行优化,以改善其稳定性和功能。
## 数据集
[PDB(Protein Data Bank)数据集](https://www.rcsb.org/)
## 算法原理
RFDesign基于Rosetta(一个广泛应用于蛋白质结构预测和蛋白质设计的开源软件包)开发,支持蛋白质分子设计任务,使用预先训练的蛋白质模型来预测和优化蛋白质的稳定性和功能。
## 推理
### 环境配置
提供[光源](https://www.sourcefind.cn/#/service-details)拉取推理的docker镜像:
* 推理镜像:docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/custom:rfdesign-dtk22.10-patch4-py39-latest
```
docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/custom:rfdesign-dtk22.10-patch4-py39-latest
docker run -it --name rfdesign --shm-size=32G --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined --ulimit memlock=-1:-1 --ipc=host --network host --group-add video image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/custom:rfdesign-dtk22.10-patch4-py39-latest /bin/bash
```
镜像版本依赖:
* DTK驱动:dtk22.10
* Pytorch: 1.10
* Tensorflow: 2.7
* Jax: 0.2.21
* dgl: 0.9.1
* python: python3.9
激活镜像环境:
`source /opt/dtk-22.10/env.sh`
......@@ -24,15 +35,11 @@ RFDesign是一个使用Rosetta软件实现的蛋白质设计方法,模型结构
测试目录:
`/opt/RFDesign`
### 推理
推理版本:
* Pytorch(DCU版本) >= 1.10.0a0
* Dgl(DCU版本) >= 0.9.1
* TensorFlow2(DCU版本) >= 2.7.0
* Jax(DCU版本) >= 0.2.21
## 数据集
[PDB(Protein Data Bank)数据集](https://www.rcsb.org/)
#### 下载权重
## 推理
### 下载权重
cd /opt/RFDesign/hallucination/weights/rf_Nov05
wget http://files.ipd.uw.edu/pub/rfdesign/weights/BFF_last.pt
......@@ -41,7 +48,7 @@ RFDesign是一个使用Rosetta软件实现的蛋白质设计方法,模型结构
wget http://files.ipd.uw.edu/pub/rfdesign/weights/BFF_mix_epoch25.pt
#### hallucination
### hallucination
基于hallucination的测试命令:
cd /opt/RFDesign/hallucination/tests/
......@@ -49,42 +56,49 @@ RFDesign是一个使用Rosetta软件实现的蛋白质设计方法,模型结构
参数说明:--pdb是模板pdb结构,--out是结果保存路径的前缀,--len是hallucination蛋白的长度范围, --contigs是以逗号分隔的pdb范围列表来参考pdb,--steps是逗号分隔的优化步骤数列表,--num是是设计数量
#### inpainting
### inpainting
基于inpainting的测试命令:
cd /opt/RFDesign/inpainting/tests/
./run_tests.sh # 结果默认保存在/opt/RFDesign/hallucination/tests/out
./run_tests.sh # 结果默认保存在/opt/RFDesign/inpainting/tests/out
参数说明:--pdb是模板蛋白质结构(序列)的pdb文件,--out 是结果保存路径的前缀,--contigs是指定保留、移除和修复蛋白质的部分,--num_designs是生成的设计数量
#### 准备输入和后处理以及hallucination评分结果
### 准备输入和后处理以及hallucination评分结果
运行hallucination或inpainting后,首先生成一个带侧链的松弛模型(.fas、.pdb、.npz、.trb 文件),该步骤需要.pdb和.npz文件,完成后,会生成一个FOLDER/trf_relax文件夹(包含松弛结构的pdb)
cd /opt/RFDesign/scripts
./trf_relax.sh FOLDER # FOLDER包含hallucination或inpainting的结果
##### AlphaFold2
#### AlphaFold2
根据hallucination设计模型和模板结构,进行AlphaFold2预测和计算RMSD:
./af2_metrics.py FOLDER/trf_relax # 修改第241行的data_dir为自己的alphafold2数据集路径
该步骤会将AF2模型输出到FOLDER/trf_relax/af2/,并将指标输出到FOLDER/af2_metrics.csv
##### Pyrosetta指标
#### Pyrosetta指标
./pyrosetta_metrics.py FOLDER/trf_relax
该步骤会计算hallucination(RoseTTAFold)设计模型和参考结构之间的RMSD,以及回转半径、二级结构、拓扑结构(即HHH或HEEH)
##### 在PyMOL中对齐模型
#### 在PyMOL中对齐模型
使设计与受限区域上的参考结构对齐的pymol会话:
./pymol_align.py -- -o OUTPUT.pse FOLDER/*pdb
该步骤会在当前文件夹中创建一个名为OUTPUT.pse的会话,其中包含来自REFERENCE.pdb的原始结构,所有设计都与FOLDER/*.pdb对齐
## 准确率数据
## result
/opt/RFDesign/
hallucination/
tests/output
inpainting/
tests/out
## 精度
测试数据:`/opt/RFDesign/hallucination/tests``/opt/RFDesign/inpainting/tests/2KL8.pdb`,使用的加速卡:1张 DCU Z100L-32G
准确率数据:
......@@ -95,6 +109,14 @@ RFDesign是一个使用Rosetta软件实现的蛋白质设计方法,模型结构
| rsvf-v_5tpn | 75.460 | 2.685 | 1.536 | 3.917 |
| 2KL8 | 89.197 | 0.813 | 0.824 | 0.865 |
## 应用场景
### 算法类别
NLP
### 热点应用行业
医疗,科研,教育
## 源码仓库及问题反馈
* [https://developer.hpccube.com/codes/modelzoo/rfdesign_rosetta](https://developer.hpccube.com/codes/modelzoo/rfdesign_rosetta)
......
# 模型唯一标识
modelCode = 203
# 模型名称
modelName=RFDesign_RoseTTA
modelName=rfdesign_rosetta
# 模型描述
modelDescription=RFDesign基于Rosetta(一个广泛应用于蛋白质结构预测和蛋白质设计的开源软件包)开发,支持蛋白质分子设计任务,使用预先训练的蛋白质模型来预测和优化蛋白质的稳定性和功能
# 应用场景
appScenario=推理,蛋白质分子设计
appScenario=推理,rosetta,蛋白质分子设计
# 框架类型
frameType=DGL,PyTorch,Tensorflow,JAX
frameType=dgl,pytorch,tensorflow,jax
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