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编号	617
名称	Binder Design (PXDesign)
封面
描述	基于PXDesign，通过扩散生成、幻觉优化及多模型联合过滤，实现蛋白质Binder的从头设计。
标签	Biologics Protein Design
作者	ByteDance
发布时间	2026-01-30 11:59:35
参考文献	PXDesign: Fast, Modular, and Accurate De Novo Design of Protein Binders

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简介
参数说明
Mode
Structure
Chains
Include
Hotspot
Binder Length
Number of Designs
结果说明
参考文献

Binder Design (PXDesign)

简介

进行蛋白Binder的从头设计。模块基于PXDesign，是一套用于从头设计蛋白结合体（protein binder）的模型体系。由扩散生成/幻觉优化模型（PXDesign-d/h）与多模型联合过滤器组成。

其Binder hit rate达到了当前蛋白binder设计领域的SOTA水平。在多个真实蛋白靶点的湿实验验证中，PXDesign报告的成功率整体处于已公开方法的最高区间，其中最高 hit rate 达到 82%。在同一成功判据下，这一结果与 AlphaProteo、RFdiffusion、BindCraft、Chai 系列以及 Latent-X 等代表性方法形成了直接对照。

参数说明

Mode

设计模式，有两种选择：

preview：快速任务评估，仅做“小批量”扩散采样（默认100），结构置信度仅适用AF2，估算设计任务难度，可尝试不同的参数设置，观察效果并相应调整。
extended：完整流程，大批量采样，全面评估结构置信度（AF2 + Protenix）。

Structure

已有的蛋白结构，支持.pdb、.cif、.pdb.gz、.cif.gz格式输入。

Chains

指定从蛋白质结构中提取的链，支持多条链，如：A,B，如不指定，表示选择结构中的所有链。

Include

从 Chains 参数指定的链中，进一步指定需要提取的残基范围。使用“链名 + 残基位置（从 1 开始的顺序编号）”进行指定，如 A10-20,A25,B1-36,B40 表示：从 A 链提取编号 10 至 20、25 的残基，从 B 链提取编号 1 至 36、40 的残基。
如不设置该参数，表示提取 Chains 参数中指定的完整链。

Hotspot

指定上述参数提取的结构中，参与结合的残基。指定方式同Include参数，使用“链名 + 残基位置",如 A12,B15-18。

Binder Length

指定要设计的蛋白Binder长度，为大于0的整数，如：60。

Number of Designs

指定设计的结构数量，为大于0的整数，如：50，默认为100，最大为10000。

结果说明

PXDesign 有两条相互独立的结构质量验证流程：AF2-IG 和 Protenix。共四个结构质量筛选标准，如下表：

筛选器名称	置信度阈值（评分质量）	结构阈值（几何）
AF2-IG-easy	ipAE < 10.85，ipTM > 0.5，pLDDT > 0.8	binder 结合态/非结合态 RMSD < 3.5 Å
AF2-IG	ipAE < 7.0，pLDDT > 0.9	binder RMSD < 1.5 Å
Protenix-basic	binder ipTM > 0.8，binder pTM > 0.8	复合物 RMSD < 2.5 Å
Protenix	binder ipTM > 0.85，binder pTM > 0.88	复合物 RMSD < 2.5 Å

preview 模式，输出设计后的结构打包文件pxdesign_result.tar.gz，包含如下文件：

目录名	说明
`designed`	所有设计的结构存放目录；按排序命名的结构文件（如 `rank_1.cif`, `rank_2.cif` 等）。
`passing-AF2`	通过 AF2-IG（AlphaFold2 interface-guided）筛选标准的结构目录；若没有任何设计通过 AF2-IG 评估，则不存在该目录。

extended 模式，输出设计后的结构打包文件pxdesign_result.tar.gz，包含如下文件：

文件名	说明
`designed`	所有设计的结构存放目录；按排序命名的结构文件（如 `rank_1.cif`, `rank_2.cif` 等）。
`passing-AF2`	通过 AF2-IG（AlphaFold2 interface-guided）筛选标准的结构目录；若没有任何设计通过 AF2-IG 评估，则不存在该目录。
`passing-Protenix`	通过 Protenix 筛选标准的结构目录；若没有任何设计通过 Protenix 评估，则不存在该目录。

两种模式，都输出pxdesign_summary.csv，包含信息如下：

列名	说明
`Rank`	设计结果的排名序号（通常按综合打分/筛选优先级排序，1 为最佳）。
`Sequence`	设计得到的 binder 氨基酸序列（单字母代码）。
`AF2-IG-easy-success`	AF2-IG 宽松阈值筛选是否通过（True/False）；用于快速初筛。`True`表示通过
`AF2-IG-success`	AF2-IG 严格阈值筛选是否通过（True/False）；`True`表示通过。
`Protenix-basic-success`	extened模式下输出，Protenix 基础筛选是否通过（True/False），`True`表示通过
`Protenix-success`	extened模式下输出，Protenix 严格阈值筛选是否通过（True/False），`True`表示通过
`AF2 pLDDT`	AF2 对复合物预测结构的平均置信度分数（pLDDT，越高越可信）。
`AF2 pTM`	AF2 对整体拓扑/全局结构的置信度（pTM，越高越好）。
`AF2 ipTM`	AF2 对界面/相互作用置信度（ipTM，越高越好，反映复合物界面可靠性）。
`AF2 pAE`	AF2 预测的平均对齐误差（pAE/PAE 相关指标，越低越好；反映结构不确定性）。
`AF2 ipAE`	AF2 在界面区域的对齐误差指标（ipAE，越低越好；界面越稳定越低）。
`AF2 Monomer pLDDT`	AF2 对binder 单体结构预测的平均 pLDDT（越高表示 binder 本身折叠更可靠）。
`AF2 Monomer pTM`	AF2 对binder 单体全局拓扑置信度（pTM，越高越好）。
`AF2 Monomer pAE`	AF2 对binder 单体的对齐误差指标（越低越好）。
`AF2 Bound-Unbound RMSD`	AF2 验证中，“结合态 vs 非结合态”之间的结构偏移（RMSD，越低越好；表示结合不引起大幅变形或构象更一致）。
`AF2 Binder-Pred Design RMSD`	AF2 验证中， binder 结构与“设计 vs 预测”之间的 RMSD（越低越好；一致性越强）。
`AF2 Complex-Pred Design RMSD`	AF2 验证中，复合物结构与“设计 vs 预测”之间的 RMSD（越低越好；整体一致性）。
`Protenix pLDDT`	extened模式下输出，Protenix 对预测结构的平均置信度分数（pLDDT，越高越可信）。
`Protenix pTM Binder`	extened模式下输出，Protenix 对 binder 部分全局结构置信度（pTM，越高越好）。
`Protenix pTM Target`	extened模式下输出，Protenix 对 target 部分全局结构置信度（pTM，越高越好）。
`Protenix ipTM`	extened模式下输出，Protenix 的复合物相互作用界面置信度（ipTM，越高越好；界面越可信）。
`Protenix pTM`	extened模式下输出，Protenix 对复合物整体拓扑/全局结构的置信度（pTM，越高越好）。
`Protenix ipTM Binder`	extened模式下输出，Protenix 侧重 binder-界面相关的 ipTM 变体/子指标（越高越好；用于更细粒度评估 binder 参与的界面质量）。
`Protenix Pred-Design RMSD`	extened模式下输出，Protenix 预测结构与设计结构之间的 RMSD（越低越好；预测与生成的一致性）。
`α-helix content`	二级结构中 α-螺旋所占比例。
`β-sheet content`	二级结构中 β-折叠所占比例。
`Loop content`	二级结构中 loop/coil（环区/无规则卷曲）所占比例。
`Radius of Gyration`	回转半径（Rg），反映结构整体紧凑程度（通常越小越紧凑，但也与长度/构型相关）。
`Chosen Structure Type`	最终选用的结构来源类型（例如 `orig`/`AF2`/`PTX` 等；表示该条目后续采用哪种结构作为代表输出）。

输出设计排名前5的结构rank1-5.cif。

参考文献

PXDesign: Fast, Modular, and Accurate De Novo Design of Protein Binders