---

name: foldseek description: > 使用Foldseek进行结构相似性搜索。在以下情况下使用此技能： (1) 在PDB/AFDB数据库中查找相似结构， (2) 结构同源性搜索， (3) 通过3D结构进行数据库查询， (4) 查找序列无法检测到的远缘同源物， (5) 按相似性对结构进行聚类。

对于序列相似性，请使用uniprot BLAST。 对于结构预测，请使用chai或boltz。 license: MIT category: utilities tags: [search, structure, database, similarity]

Foldseek 结构搜索

先决条件

要求	最低	推荐
Python	3.8+	3.10
内存	8GB	16GB
磁盘	10GB	50GB (用于本地数据库)

如何运行

注意：Foldseek可以在本地或通过Web服务器运行。不需要GPU。

选项1：Web服务器 (快速；有速率限制，请谨慎使用)

# 将结构上传到Web服务器
curl -X POST "https://search.foldseek.com/api/ticket" \
  -F "q=@query.pdb" \
  -F "database[]=afdb50" \
  -F "database[]=pdb100"

选项2：本地安装

# 安装Foldseek
conda install -c conda-forge -c bioconda foldseek

# 搜索PDB
foldseek easy-search query.pdb /path/to/pdb100 results.m8 tmp/

# 搜索AlphaFold数据库
foldseek easy-search query.pdb /path/to/afdb50 results.m8 tmp/

选项3：Python API

import subprocess
import pandas as pd

def foldseek_search(query_pdb, database, output="results.m8"):
    """运行Foldseek搜索。"""
    subprocess.run([
        "foldseek", "easy-search",
        query_pdb, database, output, "tmp/",
        "--format-output", "query,target,pident,alnlen,evalue,bits"
    ])
    return pd.read_csv(output, sep="\t",
                       names=["query", "target", "pident", "alnlen", "evalue", "bits"])

关键参数

参数	默认值	描述
--min-seq-id	0.0	最小序列一致性
-e	0.001	E值阈值
--alignment-type	2	0=3Di, 1=TM, 2=3Di+AA
--max-seqs	300	通过预过滤的最大命中数；减少此值会影响灵敏度

数据库

数据库	描述	大小
pdb100	在100%水平聚类的PDB	~200K个结构
afdb50	在50%水平聚类的AlphaFold数据库	~67M个结构
swissprot	SwissProt结构	~500K个结构
cath50	CATH结构域	~50K个结构域

输出格式

# results.m8 (表格格式)
query   target          pident  alnlen  evalue  bits
query   1abc_A          85.2    120     1e-45   180.5
query   2def_B          72.1    115     1e-32   145.2

示例输出

成功运行

$ foldseek easy-search query.pdb pdb100 results.m8 tmp/
[INFO] 加载数据库: pdb100 (194,527 个条目)
[INFO] 正在搜索...
[INFO] 找到 127 个命中结果

前5个命中结果:
1. 1abc_A - 85.2% 一致性, E=1e-45
2. 2def_B - 72.1% 一致性, E=1e-32
3. 3ghi_C - 68.5% 一致性, E=1e-28
4. 4jkl_A - 55.3% 一致性, E=1e-18
5. 5mno_B - 42.1% 一致性, E=1e-10

决策树

我应该使用Foldseek吗？
│
├─ 你要搜索什么？
│  ├─ 通过3D结构 → Foldseek ✓
│  ├─ 通过序列 → 使用BLAST (uniprot技能)
│  └─ 两者都要 → 两者都运行，比较结果
│
└─ 你需要什么？
   ├─ 查找结构同源物 → Foldseek ✓
   ├─ 远缘同源物检测 → Foldseek ✓
   ├─ 结构聚类 → Foldseek ✓
   └─ 功能注释 → 与UniProt交叉引用

常见用例

查找相似设计

# 将你的设计与PDB进行比较
foldseek easy-search design.pdb pdb100 similar_natural.m8 tmp/

新颖性检查

# 确保设计是新颖的 (与已知结构相似性低)
foldseek easy-search design.pdb afdb50 novelty.m8 tmp/

# 新颖性标准：最高命中结果一致性 < 30%

支架搜索

# 为基序移植查找支架
foldseek easy-search motif.pdb pdb100 scaffolds.m8 tmp/ \
  --min-seq-id 0.0 -e 10

---

验证

wc -l results.m8  # 命中结果数量

---

故障排除

无命中结果：降低e值阈值，尝试更大的数据库 命中结果过多：提高最小序列一致性阈值 搜索缓慢：使用较小的数据库

错误解释

错误	原因	修复方法
Database not found	路径错误	检查数据库位置
Invalid PDB	结构格式错误	验证PDB格式
Out of memory	数据库过大	使用更多内存或Web服务器

---

下一步：使用 pdb 技能下载命中结果 → 用于支架设计。