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AF3 make_template_features函数解读

news 来源：原创 2025/5/10 15:46:11

make_template_features 函数的主要作用是基于输入序列 (input_sequence) 和模板匹配结果 (hits，Sequence[TemplateHit]格式)，通过模板特征化器 (template_featurizer，通常是 CustomHitFeaturizer)，生成用于 AlphaFold3 预测的模板特征。

源代码：

def make_template_features(
        input_sequence: str,
        hits: Sequence[Any],
        template_featurizer: Any,
) -> FeatureDict:
    hits_cat = sum(hits.values(), [])
    if template_featurizer is None or (
            len(hits_cat) == 0 and not isinstance(template_featurizer, CustomHitFeaturizer)
    ):
        template_features = empty_template_feats(len(input_sequence))
    else:
        templates_result = template_featurizer.get_templates(
            query_sequence=input_sequence,
            hits=hits_cat,
        )
        template_features = templates_result.features

    return template_features

函数参数

def make_template_features(
        input_sequence: str,
        hits: Sequence[Any],
        template_featurizer: Any,
) -> FeatureDict:

input_sequence：输入的蛋白质序列（氨基酸字符串）。
hits：模板比对结果，是来自 HMM 或 HHsearch 的比对命中。
template_featurizer：模板特征生成器，通常是 CustomHitFeaturizer，负责从比对结果中生成结构模板特征。

核心逻辑解析

1. 合并 `hits`：

hits_cat = sum(hits.values(), [])

hits 是一个字典，键是键为比对文件名，值是Sequence[TemplateHit]。
通过 sum 将所有方法的比对结果合并为单个列表 hits_cat。

假设 hits 为：

hits = {
    "example.hhr": [hit1, hit2],
    "hmm_output.sto": [hit3, hit4]
}

执行 sum(hits.values(), []) 后，hits_cat 结果为：

hits_cat = [hit1, hit2, hit3, hit4]

注：AlphaFold3中 hit 为TemplateHit数据类型。

2. 无模板特征化器时，生成空模板特征：

if template_featurizer is None or (
        len(hits_cat) == 0 and not isinstance(template_featurizer, CustomHitFeaturizer)
):
    template_features = empty_template_feats(len(input_sequence))

情况 1：template_featurizer 为 None，说明不使用模板特征。
情况 2：hits_cat 为空且特征化器不是自定义的 CustomHitFeaturizer。
此时调用 empty_template_feats 生成空模板特征，保持维度一致但无有效信息。

3. 使用模板特征化器生成特征：

else:
    templates_result = template_featurizer.get_templates(
        query_sequence=input_sequence,
        hits=hits_cat,
    )
    template_features = templates_result.features

如果存在比对结果和模板特征化器，则调用 get_templates 方法。
template_featurizer 会根据输入序列和比对结果，从 mmCIF 或 PDB 文件中提取模板特征。
提取的模板特征保存在 templates_result.features 中，包含比对分数、序列比对情况、结构信息等。

4. 返回模板特征：

return template_features

最终返回的 template_features 是一个特征字典FeatureDict，包含以下关键特征：

template_aatype：模板氨基酸类型，形状为 [num_templates, num_residues, 22]。
template_all_atom_positions：模板原子坐标，形状为 [num_templates, num_residues, 37, 3]。
template_all_atom_mask：原子存在掩码，标识哪些位置有原子，形状为 [num_templates, num_residues, 37]。
template_sum_probs：比对置信度，形状为 [num_templates,]。