AlphaFold

AlphaFold und AlphaFold2 sind tiefe neuronale Netze aus Transformern, welche eine Proteinstruktur basierend auf der Aminosäuresequenz des Proteins vorhersagen.

Beispiel der Faltung und Struktur des Proteins 1EFN. Eingabe für AlphaFold wäre die Aminosäuresequenz (Primärstruktur), während die Ausgabe die entsprechende dreidimensionale Sekundär- und Tertiärstruktur wäre.

Das Programm wurde vom in London ansässigen Unternehmen Deepmind entwickelt und erreichte beim Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction (CASP) Wettbewerb 2018 und 2020 Bestwerte. In der medizinischen Fachwelt wurde dies als Durchbruch der Proteinstrukturvorhersage aufgenommen. Seit dem 15. Juli 2021 unterliegt die Software einer Open-Source-Lizenz – auch für kommerzielle Unternehmen. Zudem wurde die Funktionsweise im Fachjournal Nature veröffentlicht. Jeder kann jetzt Proteine falten oder in Datenbanken (wie der AlphaFold Protein Structure Database) mit automatisch generierten Modellen nachschauen.

Meta hat 2022 mit ESMFold (Evolutionary Scale Modeling Fold) ein weiteres Large-Language Model zur Proteinstrukturvorhersage vorgestellt.