ImmuneBuilder

1 简介

ImmuneBuilder包括ABodyBuilder2、NanoBodyBuilder2、TCRBuilder2，专门用于预测免疫蛋白的结构（如抗体、纳米抗体和T细胞受体），采用了AlphaFold-Multimer的结构模块，并进行了特定于免疫蛋白的修改，以提高预测准确性。ImmuneBuilder能够快速生成与实验数据相近的免疫蛋白结构，速度远超AlphaFold2，且无需大型序列数据库或多序列比对。该工具的特点包括高准确性、快速预测和开源可访问性，适用于大规模序列数据集的结构分析，特别是在下一代测序数据的免疫蛋白结构研究中。ImmuneBuilder还提供了误差估计，帮助过滤错误模型，增强了其在生物治疗和免疫学研究中的应用价值。图1是AbBuilder2的架构图，NanoBodyBuilder2与TCRBuilder2也采用一样的架构。

图1. AbBuilder的整体架构

预测抗体结构的均方根偏差，单位是Angstroms (Å):

Method	CDR-H1	CDR-H2	CDR-H3	Fw-H	CDR-L1	CDR-L2	CDR-L3	Fw-L
ABodyBuilder (ABB)	1.53	1.09	3.46	0.65	0.71	0.55	1.18	0.59
ABlooper (ABL)	1.18	0.96	3.34	0.63	0.78	0.63	1.08	0.61
IgFold (IgF)	0.86	0.77	3.28	0.58	0.55	0.43	1.12	0.60
EquiFold (EqF)	0.86	0.80	3.29	0.56	0.47	0.41	0.93	0.54
AlphaFold-M (AFM)	0.86	0.68	2.90	0.55	0.47	0.40	0.83	0.54
ABodyBuilder2 (AB2)	0.85	0.78	2.81	0.54	0.46	0.44	0.87	0.57

预测纳米抗体结构的均方根偏差，单位是Angstroms (Å)：

Method	CDR1	CDR2	CDR3	Fw
ABodyBuilder	2.96	2.08	5.08	1.09
MOE	2.67	1.99	4.90	1.19
AlphaFold2	2.08	1.35	3.44	0.82
NanoBodyBuilder2	1.98	1.37	2.89	0.79

预测TCR结构的均方根偏差，单位是Angstroms (Å)：

Method	CDR-α1	CDR-α2	CDR-α3	Fw-α	CDR-β1	CDR-β2	CDR-β3	Fw-β
TCRBuilder	1.60	1.31	2.89	0.87	0.99	0.90	3.12	0.81
RepertoireBuilder	1.35	1.00	2.64	0.75	0.86	1.59	2.77	1.05
AlphaFold-M	1.25	0.96	1.84	0.69	0.75	0.65	1.94	0.82
ABodyBuilder2	3.49	6.57	3.14	2.89	3.27	3.77	3.48	3.65
TCRBuilder2	1.34	0.93	1.85	0.90	0.74	0.63	1.93	0.67

2 参数说明

• mode:选择预测对象
• H:代表抗体重链V区
• L:代表抗体轻链V区
• scheme:抗体编号系统

3 结果说明

算法预测出来的抗体三维结构

4 参考文献

[1] Abanades, B., Wong, W.K., Boyles, F. et al. ImmuneBuilder: Deep-Learning models for predicting the structures of immune proteins. Commun Biol 6, 575 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-023-04927-7.