TL;DR

  • Bio Tools는 브라우저나 API에서 단백질 설계·신약 개발 도구를 실행하고, 로컬 환경에서는 GUI 프로그램인 Molchanica 또는 CLI 애플리케이션·라이브러리를 이용하는 서비스임
  • 도구 범주는 항체 설계, 백본 설계, 결합체 설계, 화학정보학, 물성 예측, 단백질 설계, 서열 분석·예측, 구조 예측으로 구성됨
  • 현재 목록에는 분자 분석 도구 RDKit과 생체분자 구조·결합 친화도 예측 도구 Boltz-2, Chai-1, OpenDDE 등이 포함됨
  • 단백질 서열·안정성 예측 및 설계 도구로 ProteinMPNN, LigandMPNN, RFdiffusion3, ThermoMPNN, CatPred 등이 제시됨
  • 항체 설계, 면역 반응, 약물동태·물성 예측을 포함한 다수의 도구는 Work in Progress 상태임

Bio Tools 실행 방식과 범주

  • 단백질 설계 및 신약 개발 도구를 브라우저 또는 API에서 실행할 수 있음
  • 로컬 GUI 환경에서는 Molchanica, CLI 또는 코드 환경에서는 Bio Tools CLI 애플리케이션이나 라이브러리를 이용할 수 있음
  • 제공 범주는 항체 설계, 백본 설계, 결합체 설계, 화학정보학, 물성 예측, 단백질 설계, 서열 분석, 서열 예측, 구조 예측임
  • 검색 결과가 없을 때는 “검색과 일치하는 도구가 없음”으로 표시됨

제공 도구

  • RDKit: 분자 물성 계산, 표준화, 부분구조 검색, 원자 매핑 반응으로부터 명시적 결합 편집 수행
  • OpenDDE: 단백질, DNA/RNA, 리간드, 이온의 구조 예측 및 공동 접힘 지원
  • Boltz-2: 모든 원자를 다루는 생체분자 구조 및 결합 친화도 예측
  • Chai-1: 단백질을 포함한 분자 구조 예측 도구로, AlphaFold3와 유사함
  • Protenix-v2: 단백질, DNA/RNA, 리간드, 이온의 구조 예측 및 공동 접힘 지원
  • ESMFold 2: 생체분자 복합체의 빠른 모든 원자 구조 예측
  • ESMC: 단백질 언어 모델 임베딩, 아미노산 확률, 치환 점수 제공
  • IgBLAST: 항체와 T세포 수용체 서열을 생식세포 계열 V, D, J 유전자 기준으로 주석 처리
  • ProteinMPNN: 백본 좌표에 부합하는 단백질 서열 예측을 수행하며 외부 분자는 고려하지 않음. 단백질 설계 파이프라인에서 RFDiffusion 다음 단계이자 구조 예측으로 검증하기 전 단계에 유용함
  • LigandMPNN: 백본 좌표에 부합하는 단백질 서열 예측을 수행하며 외부 분자를 고려함. 어느 정도 ProteinMPNN의 상위 집합이지만 다른 모델임. 단백질 설계 파이프라인에서 RFDiffusion 다음 단계이자 구조 예측으로 검증하기 전 단계에 유용함
  • ProteinMPNN-ddG: 단일 점 돌연변이에 따른 단백질 안정성 변화 추정
  • RFdiffusion3: 단백질, 소분자, 핵산, 금속 주변의 단백질 백본 좌표 생성. 기하학적 제약과 기타 제약을 바탕으로 백본 기하 구조 지정. 단백질 설계 파이프라인의 유용한 첫 단계이며 문서화가 매우 잘 되어 있음
  • ThermoMPNN: 전이 학습으로 훈련한 그래프 신경망(GNN)으로 단백질 단일 점 돌연변이에 따른 안정성 변화 예측
  • CatPred: 효소와 기질의 kcat, Km 또는 Ki를 불확실성 추정치와 함께 예측

개발 중인 도구

  • AlphaFold 3: 개발 진행 중. 단백질, DNA/RNA, 리간드, 이온, 변형 잔기의 구조 예측 및 공동 접힘 지원
  • ImmuneBuilder: 개발 진행 중. 면역 단백질 구조 예측을 위한 딥러닝 모델
  • HighFold: 개발 진행 중. 고리형 펩타이드 또는 고리형 펩타이드 복합체의 구조 예측
  • BoltzGen: 개발 진행 중. 다양한 생체분자 표적에 결합하는 단백질과 펩타이드 설계
  • BindCraft: 개발 진행 중. 표적 구조에 결합하는 새로운 단백질 또는 펩타이드 결합체 설계
  • BioPhi: 개발 진행 중. 항체 서열 인간화 또는 인간 유사도 추정
  • AntiFold: 개발 진행 중. 역접힘을 이용한 구조 기반 항체 설계
  • AbMPNN: 개발 진행 중. 백본 구조를 바탕으로 항체 서열 설계
  • RFantibody: 개발 진행 중. 표적 구조에 결합하는 항체 또는 나노바디 결합체 설계
  • Germinal: 개발 진행 중. 에피토프 표적 신규 항체의 효율적 생성
  • mBER: 개발 진행 중. 항체 결합체 설계를 위한 단백질 설계 프레임워크
  • IgDesign: 개발 진행 중. 역접힘을 이용해 표적 항원에 대한 항체 CDR 설계
  • Boltz ADME: 개발 진행 중. SMILES로 표현한 소분자 배치의 1단계 ADME 요약 물성인 친유성, 투과성, 용해도 예측
  • Genie 3: 개발 진행 중. 모든 원자 SE(3)-등변성을 활용한 빠른 단백질 설계
  • DeepSP: 개발 진행 중. 서열만으로 항체의 공간적 개발 가능성 지표 30개 예측
  • DeepImmuno: 개발 진행 중. 펩타이드-MHC 클래스 I 쌍이 CD8 T세포 반응을 유발할 가능성 점수화
  • TLimmuno2: 개발 진행 중. 펩타이드-MHC 클래스 II 쌍이 CD4 T세포 반응을 유발할 가능성 점수화
  • NetSolP: 개발 진행 중. 단백질이 대장균에서 발현될 때 용해성이 있고 사용 가능한지 예측
  • DeepSTABp: 개발 진행 중. 서열로부터 단백질의 녹는점 예측
  • DLKcat: 개발 진행 중. 서열과 기질 구조로부터 효소 전환 수 예측
  • Antibody Annotator: 개발 진행 중. 항체 또는 TCR 서열 번호 지정 및 영역·취약점 보고
  • PLACER: 개발 진행 중. 단백질 포켓과 리간드가 주어졌을 때 단백질-리간드 포즈와 곁사슬 형태의 앙상블 생성, 리간드와 곁사슬의 배열 추정