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INFOBOX — PPB-Affinity 一屏速览
维度 内容 本质 面向 AI 蛋白质药物发现的蛋白-蛋白结合亲和力数据集(结构+突变+链信息+亲和力标注,非新采集晶体实验) 团队 清华大学珠三角研究院 AI 创新中心 / Cyagen Biosciences / 深圳南山医院;共同一作 Huaqing Liu、Peiyi Chen;通讯 Lanqing Han、Guoxin Fan 论文 Nature Scientific Data 2024;11:1316(doi:10.1038/s41597-024-03997-4;PMID 39627219;PMCID PMC11615212) 规模 12062 条唯一样本,覆盖 3032 个唯一 PDB 条目 来源 SKEMPI v2.0 6700(55.55%)|PDBbind v2020 3600(29.85%)|SAbDab 1055(8.75%)|ATLAS 545(4.52%)|Affinity Benchmark v5.5 162(1.34%) 标注目标 pKD 7.54±2.14(max 15.70 / min 1.32);ΔG(kcal/mol);KD(M) 结构方法 X-RAY 11722(97.18%)|NMR 300(2.48%)|EM 30(0.24%);分辨率 2.40±0.65 Å 表结构 17 列(PDB/来源/模型/突变/受体链/配体链/名称/KD/ΔG/方法/温度/分辨率/溯源 ID 等) 基线模型 不变点注意力(IPA)模型:Pearson 0.701、Spearman 0.691 AF 子集 PPB-Affinity-AF:95 条 AlphaFold3 预测结构样本 增强版 arXiv 2505.20036(Proteinea):≤30% 序列同一性切分,Spearman 最高提升约 12%,许可 cc-by-nc-sa-4.0 许可 本体 CC-BY-4.0|衍生增强版 cc-by-nc-sa-4.0(非商业) 获取 Zenodo(v5)+ Scientific Data 论文 + GitHub + HF 模型仓 ChenPy00/PPB-Affinity库内互链 PDB(rid 43)、PDBbind(rid 134)、AlphaFold(rid 40/573)、Human Protein Atlas(rid 404)、PolyPdb(rid 779)
PPB-Affinity 是一份「把散落在五个数据库里的蛋白-蛋白结合亲和力,收进一张带结构上下文、带突变、带受体配体链的统一表」的数据集工程。它不产生新的晶体结构或新的结合实验,而是把 SKEMPI v2.0、PDBbind v2020、SAbDab、ATLAS 与 Affinity Benchmark v5.5 五处公开来源的亲和力测量值,逐条回溯到 PDB 结构、标注好哪条链是受体、哪条链是配体、带了什么突变,最终合成 12062 条可训练的样本——这正是蛋白质药物发现里「亲和力预测」这一 AI 任务最缺的那块底座。
导语读法三则:
- 只想下数据:直奔 §6 获取与许可——注意本体 CC-BY-4.0 与增强版 cc-by-nc-sa-4.0 是两套许可,且 Zenodo 早期 record 已重定向到 v5,引用别踩坑。
- 关心建模与指标:直奔 §5 与 §7——IPA 基线(Pearson 0.701/Spearman 0.691)、≤30% 序列同一性切分、四类架构与 PLM 组合、最高约 12% Spearman 提升,连读。
- 做多来源数据工程:直奔 §4 数据构成与 §10 避坑清单——五来源占比、结构方法偏斜、1024 条差额溯源,是复刻同类数据集的关键。
§0 导读:这个数据集解决什么问题
蛋白-蛋白相互作用(Protein-Protein Interaction, PPI)是细胞内几乎一切生命过程的执行层:信号传导、免疫识别、病毒入侵、转录调控都靠蛋白与蛋白之间的结合来完成。而当我们要用 AI 去设计或筛选能增强、削弱某个 PPB 相互作用的分子(抗体、多肽、小分子抑制剂)时,模型必须能回答一个定量问题——这个复合体结合得有多紧? 这个「有多紧」就是结合亲和力,通常用解离常数 KD 或它的负对数 pKD 表示。
问题在于,亲和力数据天然是碎片化的。SKEMPI 专注于突变对结合的影响、PDBbind 专注于蛋白-配体、SAbDab 专注于抗体、ATLAS 与 Affinity Benchmark 又各自覆盖特定子集。研究者要训练一个通用 PPB 亲和力预测模型,就得自己在五六个数据库之间做「结构对齐—链识别—突变映射—单位换算—去重」的脏活,每个团队做一遍,口径还不一致。PPB-Affinity 的价值就在于把这个脏活标准化并公开:它给出 12062 条已经清洗、已标连接好、已附溯源 ID 的样本,让下游模型可以直接站在统一底表上比较。
本条目按照「数据集+基线模型+衍生生态」三合一的方式组织:§1-§4 讲清它是什么、由什么构成;§5-§7 讲清它怎么标注、怎么被用于建模与评测;§8-§11 讲清它在生态中的位置、方法学启示、与库内其他条目的关系,以及使用时的避坑要点。
§0 读法三则:
- 这个数据集是**聚合型(aggregated)**而非采集型:所有结构与实验数据都来自已有公开库,PPB-Affinity 贡献的是整合、清洗、统一标注,以及一套配套的基线模型与评测协议——判断其价值要落在「整合质量」而非「新颖实验」上。
- 全文硬数字以 Nature Scientific Data 原文(11:1316)与 Zenodo v5 元数据为准;本体 12062 与增强版 raw 配置 12048 之间的差额,属双口径,已在本条目坑点与附录中存照。
- 检索时务必区分三个名字:数据集本体
PPB-Affinity、AlphaFold3 子集PPB-Affinity-AF、Proteinea 增强版proteinea/ppb_affinity——三者许可、样本量、发布渠道都不同(§7、坑 5)。
§1 数据集速览:十问十答
Q1:PPB-Affinity 到底是什么?一句话说清。
它是一份蛋白-蛋白结合亲和力数据集:把五个公开来源里的 PPB 结合测量值整合成 12062 条样本,每条样本都绑定 PDB 结构、受体/配体链、突变信息与亲和力数值(pKD/ΔG/KD),供 AI 做亲和力预测训练与评测。
Q2:「12062 条样本 / 3032 个 PDB 条目」这两个数字怎么理解?
样本(sample)是「一次亲和力测量」的粒度:同一个 PDB 结构如果做过突变扫描,会产生很多条样本;而 PDB 条目(PDB code)是结构单位。因此 3032 个唯一 PDB 条目对应 12062 条唯一测量样本,平均每个结构承载约 4 条亲和力记录——这种「一对多」正是突变数据集(尤其 SKEMPI)的典型形态。
Q3:五个来源各占多少?谁主导?
SKEMPI v2.0 6700 条(55.55%)、PDBbind v2020 3600 条(29.85%)、SAbDab 1055 条(8.75%)、ATLAS 545 条(4.52%)、Affinity Benchmark v5.5 162 条(1.34%)。SKEMPI 与 PDBbind 合计 85.4%,构成绝对主体;剩下三个来源合计不足 15%,是补充性的多样性来源。
Q4:亲和力目标量是什么形式?
三列互补:KD(M) 是原始解离常数(摩尔浓度);pKD = −log10 KD 是其负对数,值越大结合越紧;ΔG(kcal/mol) 是结合自由能,由 KD 经热力学关系换算。数据集同时提供三者,方便不同建模范式取用。
Q5:pKD 分布长什么样?
总体 7.54 ± 2.14,最大值 15.70、最小值 1.32。按实验方法分层,SPR(表面等离子共振)子集均值 6.92 ± 2.05,略低于总体。这一分布提示:数据偏向中高亲和力(pKD 7-8 附近密集),两端极值样本稀少。
Q6:结构信息是怎么带的?
每条样本的复合体结构以 PDB 格式提供(Zenodo 的 PDB.zip,约 3.1 GB),并显式区分受体链(Receptor Chains)与配体链(Ligand Chains)——这是 PPB 任务的关键:模型必须知道「谁结合谁」,才能正确构造界面。此外还提供 AlphaFold3 预测结构的 95 条子集(PPB-Affinity-AF)。
Q7:突变信息为什么重要?
因为亲和力数据的一大价值在于「同结构、不同突变、亲和力变化」的对照。数据集用 Mutations 列记录每条样本相对野生型的突变,使得「突变→ΔΔG」这类蛋白质工程任务可以直接从表里取数,而不必再做序列比对。
Q8:它配套什么模型?
论文内提供一套基于**不变点注意力(IPA, Invariant Point Attention)**的基线模型,在数据上达到 Pearson 相关系数 0.701、Spearman 0.691。注意这不是本数据集的核心产出,而是「证明数据可用」的参照实现;模型权重发布在 HuggingFace ChenPy00/PPB-Affinity。
Q9:许可怎么算?
数据本体 CC-BY-4.0(Zenodo 元数据确认),署名即可自由使用/修改/再分发;论文开放获取。但衍生增强版(Proteinea,arXiv 2505.20036)用的是 cc-by-nc-sa-4.0,属非商业许可,与本体不同——这是本数据集最容易踩的许可坑(坑 5)。
Q10:和 PDBbind / SKEMPI 有什么本质区别?
PDBbind 主要覆盖蛋白-小分子(也有 PP 子集),SKEMPI 专注突变对 PP 结合的影响但没有统一的结构-链-方法整合视图。PPB-Affinity 把两者与 SAbDab/ATLAS/Affinity Benchmark 统一到「受体链-配体链-突变-亲和力-方法-溯源」的同一张表上,是跨来源的统一视图,而非单一来源的再发布。
§2 数据构成与规格
2.1 规模与单元
数据集的两个核心规模数字是 3032 个唯一 PDB 条目 与 12062 条唯一样本。理解这对数字的关键是单元定义:样本单元是「一条亲和力测量记录」,它由「哪个结构(PDB)+ 哪条受体链 + 哪条配体链 + 什么突变 + 哪个文献来源的亲和力值」共同确定。同一个 PDB 结构在突变扫描中可能贡献数十条样本,这就是条均样本数约 3.98 的来源。
样本 ID 采用复合键公式:f"{pdb}:{chains}:{mutations}:PMID={affinity_PMID}"。这个设计的好处是幂等去重——即使两个来源对同一测量给出相同数值,只要 PDB/链/突变/文献四要素相同就会被识别为同一条;反之,只要任一要素不同,就会被保留为独立样本。这解释了为什么跨来源整合后仍能保持 12062 这样的规模而不至于因简单按 PDB 去重而崩塌。
2.2 来源构成与占比
| 来源数据集 | 样本数 | 占比 | 特点 |
|---|---|---|---|
| SKEMPI v2.0 | 6700 | 55.55% | 突变扫描的 PP 亲和力变化,本数据集主体 |
| PDBbind v2020 | 3600 | 29.85% | 结构-结合数据综合库,PP 子集 |
| SAbDab | 1055 | 8.75% | 抗体-抗原结构-亲和力,抗体工程价值高 |
| ATLAS | 545 | 4.52% | 蛋白-蛋白相互作用热力学/动力学子集 |
| Affinity Benchmark v5.5 | 162 | 1.34% | 经典 PP 亲和力评测基准 |
| 合计 | 12062 | 100.00%(四舍五入) | — |
占比合计为 100.01%,属四舍五入尾差,不影响结论。需要留意的是分布失衡:SKEMPI 与 PDBbind 合计逾 85%,意味着数据集的整体统计特性(如 pKD 分布、突变密度)由这两者主导;SAbDab 的抗体样本虽比例不高,却为下游抗体设计任务提供了稀缺上下文。
2.3 亲和力目标的分布
pKD 是数据集的第一目标量。总体分布为 7.54 ± 2.14,极端值跨度为 1.32 至 15.70。这一跨度相当于 KD 从约 10⁻¹·³ M(毫摩尔级的弱结合)一直到约 10⁻¹⁵·⁷ M(飞摩尔级的超强结合),横跨十余个数量级,对回归模型而言是宽动态范围挑战。
按实验方法分层时,SPR(表面等离子共振) 子集的均值为 6.92 ± 2.05。SPR 是 PPB 亲和力测定的主流方法之一,其子集均值低于总体,提示不同测定方法之间可能存在系统性偏置——这一点在跨方法混用时需要存照(见坑 4)。
2.4 结构解析方法构成
| 结构解析方法 | 样本数 | 占比 |
|---|---|---|
| X-RAY(X 射线晶体学) | 11722 | 97.18% |
| NMR(核磁共振) | 300 | 2.48% |
| EM(冷冻电镜) | 30 | 0.24% |
X 射线晶体学以 97.18% 占据压倒性主导,NMR 与 EM 合计不足 3%,其中冷冻电镜仅 30 条(0.24%)。这一偏斜直接决定了数据集的结构分辨率特性:总体分辨率均值为 2.40 ± 0.65 Å,属于典型 X 射线晶体结构的高分辨率区间。若下游任务需要不同结构方法带来的构象柔性差异(例如 NMR 的溶液态构象、EM 的近生理态大复合体),本数据集能提供的样本极少。
2.5 表结构与 17 列字段
主表共 17 列,可分为五组:
| 组别 | 字段 |
|---|---|
| 结构标识 | PDB、Model |
| 来源溯源 | Source dataset、PDB PubMed ID、PDB Release Date、Affinity PubMed ID |
| 复合体构成 | Mutations、Ligand Chains、Receptor Chains、Ligand Name、Receptor Name |
| 亲和力目标 | KD(M)、∆G(kcal/mol) |
| 实验条件 | Affinity Method、Structure Method、Temperature(K)、Resolution(Å) |
2.6 发布产物与文件清单
Zenodo(v5,record 14271435)发布四个文件,均附 md5 校验值:
| 文件 | 体量 | md5 |
|---|---|---|
PDB.zip |
3.1 GB | 88ba34c314b2820435afa7ccb8005b1a |
PPB-Affinity-AF.zip |
3.2 MB | 9d9fee20ba63f71117772a996e635d7e |
PPB-Affinity.xlsx |
1.2 MB | 032a5ce1f24212aef5cdedf8117ef084 |
samples_deleted.zip |
2.1 MB | 43872a607961598860b5a45f66afc35a |
其中 PDB.zip 是复合体结构的批量打包(3.1 GB,需预留磁盘与内存);PPB-Affinity-AF.zip 是 95 条 AlphaFold3 预测结构样本;PPB-Affinity.xlsx 是主表(17 列全量);samples_deleted.zip 是被删除样本的审计清单——这个文件的存在体现了数据集的可审计性设计:被剔除的样本不是悄悄消失,而是留档可查。
§3 注释流水线:从五源到统一表
3.1 为什么需要流水线
PPB-Affinity 的核心工作量不在采集,而在「把异构来源磨成同一种形状」。五个来源各有各的组织逻辑:SKEMPI v2.0 以突变对为单位、PDBbind v2020 以结构-配体复合体为单位、SAbDab 以抗体-抗原对为单位、ATLAS 以相互作用热力学记录为单位、Affinity Benchmark v5.5 以评测基准列表为单位。它们对「结合」的描述粒度不同、单位不同、链命名不同、文献引用方式也不同。要把它们合进一张表,必须有一条定义清晰的流水线。
3.2 流水线四阶段
阶段一:来源解析与字段抽取。 对每个来源分别解析其原始格式,抽取出 PDB 编号、复合体、受体/配体链、突变、亲和力原始值(KD 或 ΔG)、测定方法、文献 ID 等字段。此阶段的关键是保留原始单位与原始文献引用,不做提前换算,以便后续审计。
阶段二:链的角色判定。 这是 PPB 任务特有的、也最容易出错的一步——哪条链是受体、哪条链是配体。PPB 中「受体/配体」并非绝对概念,而是相对角色:通常是较大的、提供结合口袋的一方记作受体,较小的一方记作配体,但具体到不同来源约定不一。流水线需要依据来源语义与结构上下文给出统一判定,并显式写入 Receptor Chains 与 Ligand Chains 两列,使得下游构造界面时方向明确。
阶段三:单位统一与目标量换算。 把各来源的亲和力值统一到三个互补目标量:KD(M) 保留原始(换算到摩尔浓度)、pKD = −log10 KD、ΔG(kcal/mol)(由 KD 经 ΔG = RT·ln(KD) 关系换算,温度取样本记录值)。这一步使不同来源的值可跨库比较。
阶段四:去重与溯源绑定。 用复合样本 ID 公式 f"{pdb}:{chains}:{mutations}:PMID={affinity_PMID}" 做幂等去重,并绑定 PDB PubMed ID、PDB Release Date、Affinity PubMed ID 三个溯源字段。被剔除的样本写入 samples_deleted.zip 留档。
3.3 溯源设计的三层绑定
数据集对每条样本做了三层溯源绑定,这是它区别于普通整合表的关键:
- 结构溯源:PDB PubMed ID 指向该结构的原始发表文献;PDB Release Date 记录其在 PDB 的发布时间,可用于按时间切分训练/测试集(时间外推评测)。
- 亲和力溯源:Affinity PubMed ID 指向该条亲和力测量的原始文献——注意它可能与结构文献不是同一篇(很多亲和力数据来自结构发布之后的后续测量)。
- 来源溯源:Source dataset 列明确标注该样本来自五个来源中的哪一个,使得任何统计都可以按来源分层回溯。
这种设计的价值在数据治理层面:当某条样本的数值存疑时,可以沿结构→亲和力→来源三条线索一路回查到原始文献,而不必信任整合层的黑箱。
3.4 缺失处理与审计留档
聚合数据集不可避免要处理缺失与异常:缺失的亲和力值、不完整的链信息、无法对齐的突变、单位不明的记录。PPB-Affinity 的处理策略是「删除可删除的、留档所有删除的」——被剔除的样本进入 samples_deleted.zip,保留其标识与删除原因线索。这一点对可信 AI 数据尤为重要:删除操作可审计,意味着下游研究者可以评估「删除是否引入了选择偏差」,而不是被动接受一个不透明的清洗结果。
§4 比较发现:PPB-Affinity 在 PPB 数据版图中的位置
4.1 与 SKEMPI v2.0 的关系
SKEMPI v2.0 是 PPB-Affinity 最大的单一来源(6700 条,55.55%),也是同类数据集里突变信息最丰富的。SKEMPI 的强项是「同一复合体、多种突变、多种亲和力对照」,但它本身不提供统一的结构打包与链角色判定。PPB-Affinity 对 SKEMPI 的价值是补全上下文:把 SKEMPI 的突变-亲和力记录,绑定到 PDB 结构与受体/配体链上,使其可直接用于基于结构的建模。
4.2 与 PDBbind v2020 的关系
PDBbind v2020 提供 3600 条(29.85%),其强项是结构-结合数据的规模与规范。但 PDBbind 的主战场是蛋白-小分子,其 PP(蛋白-蛋白)子集相对有限。PPB-Affinity 取用其 PP 相关部分,与 SKEMPI/SAbDab 等在统一口径下合并,弥补了单一库在 PP 专项上的覆盖不足。
4.3 与 SAbDab / ATLAS / Affinity Benchmark 的关系
- SAbDab(1055 条,8.75%):抗体-抗原方向,为抗体设计与抗体亲和力成熟任务提供稀缺上下文。比例虽不高,但在「治疗性抗体」这一 AI 制药最热的方向上,是数据集中最有产业相关性的部分之一。
- ATLAS(545 条,4.52%):蛋白-蛋白相互作用的热力学与动力学特性子集,提供了亲和力之外的部分物理刻画线索。
- Affinity Benchmark v5.5(162 条,1.34%):经典的 PP 亲和力评测基准,体量最小但「基准」属性使其成为外部对比的锚点。
4.4 与库内 PDBbind(rid 134)条目的对照
与库内 PDBbind 条目相比,PPB-Affinity 的定位差异清晰:
| 维度 | PDBbind(rid 134) | PPB-Affinity(本条目) |
|---|---|---|
| 对象 | 蛋白-小分子(含 PP 子集) | 专注蛋白-蛋白(PP) |
| 来源 | 单一库 | 五来源整合 |
| 突变 | 非核心 | 显式 Mutations 列,突变扫描为主体 |
| 链角色 | 部分场景无需求 | 显式 Receptor/Ligand Chains |
| 配套模型 | 无统一基线 | IPA 基线(Pearson 0.701) |
两者是互补而非替代:做小分子亲和力找 PDBbind,做 PP/抗体亲和力找 PPB-Affinity。
4.5 与库内 PDB(rid 43)条目、AlphaFold(rid 40/573)条目的关系
- PDB(rid 43):PPB-Affinity 的每条样本都以 PDB 编号为锚,PDB 条目提供结构本体与元数据背景,二者是「底图」与「标注层」的关系。
- AlphaFold(rid 40/573):PPB-Affinity-AF 子集(95 条)正是用 AlphaFold3 预测结构替代实验结构的样本,把「预测结构能否用于亲和力任务」这一问题具体化。库内 AlphaFold 存在 rid 40 与 573 两个条目(重复),互链时需注意指向。
4.6 版本谱系:从 v1 到 v5 与增强版
PPB-Affinity 数据集本体在 Zenodo 上经历 v1 至 v5 的迭代(早期 record 11070823 已重定向至 v5 的 14271435)。此外,Proteinea 团队在 arXiv 2505.20036 中发布了增强版(HuggingFace proteinea/ppb_affinity),引入了 ≤30% 序列同一性切分、四类模型架构与多种蛋白质语言模型(PLM)组合,并报告了最高约 12% 的 Spearman 提升(详见 §7)。
这一谱系意味着「PPB-Affinity」这个名字下至少有三个可区分对象:本体 v5、AF 子集、增强版。它们样本量、划分、许可都不同,混用是使用中最容易出错的地方(坑 2、坑 5)。
§5 衍生基准:从数据到可复现的评测协议
5.1 为什么需要一个评测协议
聚合数据集最大的风险是评测不可比:如果每个研究团队都用自己的一套划分、自己的去重规则、自己的指标口径,那么「A 模型比 B 模型好」这句话就没有意义。PPB-Affinity 本体提供数据与一个参照基线,而增强版(Proteinea)进一步提供了一套带同源泄漏控制的评测协议,使不同模型的分数可以横向比较。
5.2 序列同一性切分:≤30% 的泄漏控制
蛋白亲和力任务有一个特有的评测陷阱:同源泄漏(homology leakage)。如果训练集和测试集里存在高度相似的蛋白序列(甚至同一家族的不同突变体),模型可能只是「记住了这个家族」,测试分数虚高,泛化能力被高估。
增强版采用 ≤30% 序列同一性(sequence identity) 的切分策略:保证训练集与测试集之间任意两条序列的同一性不超过 30%,从源头压制同源泄漏。这是蛋白领域评测的金标准做法之一,代价是划分后每个子集的样本量下降、任务更难——但也更接近真实泛化场景。
5.3 四种划分配置
增强版提供四种划分配置,供不同研究目的取用:
| 配置 | train | val | test | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| filtered | 6485 | 965 | 757 | ≤30% 序列同一性切分,防泄漏主配置 |
| filtered_random | 6565 | 820 | 822 | 过滤后随机划分,对照用 |
| raw | 12048 | — | — | 未过滤(含同源),最大规模 |
| raw_rec | 12048 | — | — | 未过滤的另一重组口径 |
其中 filtered 是推荐主配置,filtered_random 用于对比「切分方式本身」带来的影响,raw/raw_rec 保留全量规模供需要最大数据量的场景使用。注意 raw 配置的 12048 与本体 12062 之间存在 14 条差额,这一差额的归因(去重边界、格式解析差异或其他)尚未在公开材料中完全说明,属双口径待核项(坑 3)。
5.4 四类模型架构
增强版围绕四类架构进行评测:
- EC:基于序列/结构的编码器类架构;
- SC:基于结构上下文(structure context)的架构;
- HP:基于相互作用/配对(hetero-pair)思路的架构;
- PAD:另一种组合建模架构。
四类架构代表了对「如何表征 PP 界面」的不同假设,横向对比有助于社区判断「哪种归纳偏置最适合 PPB 亲和力任务」。配合五种蛋白质语言模型(PLM)——ProtT5、ESM2、Ankh、Ankh2、ESM3——构成「架构 × 表征」的评测矩阵。
5.5 基线性能与增益
- 本体论文 IPA 基线:不变点注意力(Invariant Point Attention)模型,Pearson 相关系数 0.701,Spearman 0.691。这是「数据可用」的证明性基线。
- 增强版增益:相比基线,Spearman 最高提升约 12%。这一提升来自更好的切分(减少泄漏导致的假高分被剔除)、更丰富的 PLM 表征与架构改进的综合作用。
需要提醒:这两组数字口径不同——0.701/0.691 是本体论文的 IPA 模型在原始口径下的结果,而 12% 提升是增强版在 ≤30% 序列同一性口径下的相对增益。不可把两者当作同一实验直接比较(坑 3)。
5.6 复现要点
要复现增强版结果,需要:(1) 从 HuggingFace proteinea/ppb_affinity 获取数据与划分;(2) 注意其许可为 cc-by-nc-sa-4.0(非商业);(3) 选用对应的 PLM 权重(ProtT5/ESM2/Ankh/Ankh2/ESM3);(4) 明确报告所用配置(filtered/filtered_random/raw)。缺少任一项,分数都不可直接对标。
§6 获取与许可
6.1 四个获取渠道
| 渠道 | 内容 | 形态 |
|---|---|---|
| Zenodo(record 11070823 → 14271435 / v5) | 数据集本体四文件 | ZIP + XLSX |
| Nature Scientific Data 论文 | 方法、字段定义、基线结果 | 开放获取 HTML/PDF |
| GitHub 官方仓库 | 数据处理与模型代码 | 源码 |
HuggingFace ChenPy00/PPB-Affinity |
模型权重(checkpoint.pt)、结果表(results.csv) | 模型仓 |
6.2 Zenodo 文件与校验
本体四文件及其 md5 见 §2.6。下载 PDB.zip(3.1 GB)前请预留磁盘空间;PPB-Affinity.xlsx(1.2 MB)是纯表格,适合快速取数;samples_deleted.zip(2.1 MB)是审计清单,做数据治理研究时值得一并下载。
6.3 许可分层与商用注意
本数据的许可不是单一值,而是分层的:
- 数据本体:CC-BY-4.0(Zenodo 元数据确认)。署名即可自由使用、修改、再分发,含商用。
- 论文本体:Nature Scientific Data 开放获取,可自由阅读与引用。
- 衍生增强版:cc-by-nc-sa-4.0(HuggingFace
proteinea/ppb_affinity)。非商业、且要求相同方式共享——与本体许可不同。 - 上游来源:SKEMPI v2.0、PDBbind v2020、SAbDab、ATLAS、Affinity Benchmark v5.5 各自的原始许可仍然适用,商用前应逐层核对。
结论:用本体(CC-BY-4.0)做商业管线理论可行;一旦用了增强版数据或其划分,就落入非商业约束。这是本条目最重要的一条合规提醒(坑 5)。
6.4 引用规范与版本注意
- 引用数据集应引 Nature Scientific Data 原文(DOI 10.1038/s41597-024-03997-4)。
- 引用下载版本时应写明 Zenodo v5(record 14271435),避免引用已重定向的早期 record 11070823。
- 若使用增强版,须另引 arXiv 2505.20036 并遵守其非商业许可。
- CC-BY-4.0 要求署名,衍生物需注明来源。
§7 生态与影响
7.1 上游:五源生态
PPB-Affinity 站在五个成熟公开库之上:SKEMPI v2.0(突变亲和力)、PDBbind v2020(结构-结合综合库)、SAbDab(抗体-抗原)、ATLAS(PP 相互作用热力学/动力学)、Affinity Benchmark v5.5(经典 PP 基准)。它的贡献是把这些上游整合为可训练的统一下游产物,因此任何上游库的更新都会成为 PPB-Affinity 迭代的输入。
7.2 下游:模型与工具生态
- IPA 基线模型:论文自带,权重在 HuggingFace
ChenPy00/PPB-Affinity,提供 PyTorch checkpoint 与结果表,可直接加载评测或微调。 - 增强版数据集与协议:Proteinea 的
proteinea/ppb_affinity(arXiv 2505.20036),提供过滤后划分与四类架构的评测口径。 - AF 子集:PPB-Affinity-AF(95 条 AlphaFold3 预测结构),把「预测结构 vs 实验结构」的对比具体化为可实验的子集。
7.3 为什么它对 AI 制药重要
AI 制药的核心命题之一是从结构预测结合强度。PPB-Affinity 提供的正是这个任务所需的监督信号:结构 + 链角色 + 突变 + 亲和力。它的意义有三层:
- 训练底座:12062 条带结构的 PPB 亲和力样本,规模足以支撑中等规模的深度模型训练。
- 评测锚点:配套的 IPA 基线与增强版协议,使新模型的进步可量化、可对标。
- 方法学示范:它展示了如何把异构来源整合为带溯源、可审计、许可清晰的 AI-Ready 数据集——这对整个「AI 就绪数据」领域都有借鉴价值。
7.4 生态位置与库内互链
PPB-Affinity 处在「结构资源(PDB/AlphaFold)× 结合数据(PDBbind/SKEMPI)」的交汇处,在库内可与以下条目构成检索面:
| 库内条目 | rid | 关系 |
|---|---|---|
| PDB | 43 | 底图:结构本体 |
| PDBbind | 134 | 兄弟库:小分子结合数据 |
| AlphaFold | 40 / 573 | AF 子集上游(注意重复条目) |
| Human Protein Atlas | 404 | 弱互链:蛋白相关资源 |
| PolyPdb | 779 | 弱互链:蛋白/多肽结构资源 |
库内缺失的潜在相关数据集(无独立条目):SKEMPI、SAbDab、ATLAS、AB-Bind。这些上游目前只能通过 PPB-Affinity 条目间接触达。
§8 方法学启示
8.1 「聚合」本身就是一种贡献
PPB-Affinity 最有方法学价值的启示是:在数据科学里,高质量的聚合不是「搬运」,而是一种独立贡献。五个来源单独看都不新,但把它们统一到同一条流水线、同一套字段、同一个复合键下,需要解决链角色判定、单位换算、突变对齐、幂等去重、审计留档等一系列工程问题——这些问题的解法本身就是可复用的方法。
8.2 溯源是可信 AI 数据的骨架
数据集对每条样本做三层溯源绑定(结构文献/亲和力文献/来源库),并提供 samples_deleted.zip 记录被删除样本。这一设计的方法学启示是:数据的可信度不只来自数据本身,还来自「能不能查证」。在 AI 训练数据越来越被质疑「来路不明」的今天,这种「每条样本都可回溯、每次删除都留档」的做法,是构建可信数据集的范本。
8.3 同源泄漏是蛋白任务评测的头号敌人
增强版的 ≤30% 序列同一性切分,直指蛋白机器学习评测的核心陷阱。方法学启示在于:在序列空间存在强相关性的任务上,随机切分几乎必然高估泛化能力。凡是报告 PPB 亲和力模型性能的工作,都应公开其切分口径(是否控制序列同一性、阈值多少),否则分数不可比。
8.4 许可分层是可组合数据的现实
本数据集的许可不是单一值,而是「本体 CC-BY-4.0 + 增强版 cc-by-nc-sa-4.0 + 上游各自许可」的分层结构。这反映了一个现实:当数据由多层衍生构成时,许可也是多层的,下游使用者必须逐层核对,不能只看最外层。方法学上,这提示数据集发布者应当显式声明每一层的许可,而不是笼统给一个 license 字段。
§9 与库内条目的关系
9.1 强互链条目
- PDB(rid 43):PPB-Affinity 的每条样本都以 PDB 编号锚定结构,二者是「结构底图—亲和力标注层」的关系。阅读顺序:先 PDB 了解结构资源背景,再本条目了解 PPB 亲和力的整合层。
- PDBbind(rid 134):同为「结构-结合」数据集,PDBbind 偏小分子、PPB-Affinity 专 PP。二者构成结合亲和力数据的两个互补面。
- AlphaFold(rid 40/573):PPB-Affinity-AF 子集(95 条)用 AF3 预测结构替代实验结构,直接关联。
9.2 弱互链条目与家族定位
- Human Protein Atlas(rid 404)、PolyPdb(rid 779):同属蛋白相关资源,可在「蛋白结构与功能」主题检索面内弱互链。
- 家族定位:PPB-Affinity 连接「结构资源族(PDB/AlphaFold)」与「结合数据族(PDBbind)」,是蛋白药物发现检索路径中的关键节点。
9.3 库内缺口提示
SKEMPI、SAbDab、ATLAS、AB-Bind 在库内无独立条目。这意味着:想检索这些上游,目前只能通过本条目间接触达。若未来补入这些条目,应在本条目的库内互链中增补。
§10 避坑清单
坑 1:把「12062 样本」与「3032 PDB」当成同一维度。
样本是测量粒度、PDB 是结构粒度,两者是一对多关系(条均约 3.98 条/结构)。用 3032 去估「有多少结合数据」会严重低估;用 12062 去估「有多少结构」会严重高估。引用时必须区分单元。
坑 2:忽略版本重定向,引用了已失效的 Zenodo record。
早期 Zenodo record 11070823 已重定向至 14271435(v5)。引用时若写死旧 record 号,读者可能无法定位到当前版本。请以 v5 为准,并注明查询时点。
坑 3:双口径混用——本体 12062 vs 增强版 raw 12048,且基线指标口径不同。
本体是 12062 条,增强版 raw 配置是 12048 条,差额 14 条的归因未完全公开。此外,本体 IPA 基线(Pearson 0.701/Spearman 0.691)与增强版「提升约 12%」是不同实验口径,不可直接比较。报告数字时必须写明口径。
坑 4:跨测定方法混用,忽略系统性偏置。
总体 pKD 均值 7.54±2.14,而 SPR 子集为 6.92±2.05,二者存在差异,提示不同亲和力测定方法(SPR、ITC、等温滴定量热等)之间存在系统性偏置。若在同一个回归任务里混用不同方法的样本而无方法分层或校正,模型可能学到的是「方法差异」而非「结合强度」。
坑 5:把增强版的非商业许可当成本体许可。
本体是 CC-BY-4.0(含商用),但衍生增强版 proteinea/ppb_affinity 是 cc-by-nc-sa-4.0(非商业、相同方式共享)。两者许可不同,一旦使用增强版数据或其划分,即受非商业约束。商用管线务必逐层核对许可。
坑 6:结构方法高度偏斜(X-RAY 97.18%),别当成「通用结构数据集」。
NMR 仅 2.48%、EM 仅 0.24%。若任务依赖溶液态构象(NMR)或近生理大复合体(EM),本数据集能提供的样本极少,不能替代专门的结构集。
坑 7:直接用 PDB 编号去重,会误删合法的多测量样本。
同一 PDB 结构可能对应多条不同链组合/不同突变的亲和力测量。若按 PDB 简单去重,会丢失大量合法样本。正确做法是用复合键 f"{pdb}:{chains}:{mutations}:PMID={affinity_PMID}" 去重。
坑 8:忽略作者中文姓名是音译,误当官方中文名引用。
FACTS 中标注的作者中文姓名(如「刘华清」)均为依拼音音译、未获本人确认。正式引用请使用英文原名(Huaqing Liu、Peiyi Chen 等),避免以音译名当作官方中文署名。
坑 9:忽略 pKD 动态范围,用普通回归损失直接训练。
pKD 跨度 1.32–15.70,横跨十余个数量级(对应 KD 从毫摩尔到飞摩尔)。若不做目标标准化或加权,模型会偏向中高亲和力密集区,两端极值样本(尤其弱结合)拟合极差。
坑 10:把 AF 子集(95 条)当成本体规模使用。
PPB-Affinity-AF 只有 95 条,是「预测结构可用性」的实验性子集,不是主训练集。把它当作本体规模去做统计或训练,会得出错误结论。
§11 总结
11.1 三句话概括
- PPB-Affinity 是五源整合的蛋白-蛋白结合亲和力数据集:12062 条样本、3032 个 PDB 条目,每条带结构、链角色、突变与 pKD/ΔG 标注。
- 它配套模型与协议:IPA 基线(Pearson 0.701/Spearman 0.691)+ 增强版 ≤30% 序列同一性切分与四类架构评测(最高约 12% Spearman 提升)。
- 它是 AI 制药的关键底座:为「从结构预测结合强度」这一核心任务提供带溯源、可审计、许可清晰的公开数据。
11.2 适用与不适用
| 场景 | 适用性 |
|---|---|
| PP/抗体结合亲和力预测建模 | ✅ 强适用 |
| 突变对结合影响的蛋白质工程 | ✅ 适用(突变列丰富) |
| 结构 vs 预测结构对比研究 | ✅ 适用(AF 子集) |
| 蛋白-小分子亲和力任务 | ❌ 不适用(用 PDBbind) |
| 依赖 NMR/EM 构象的任务 | ⚠️ 样本极少 |
| 商业用途 | ⚠️ 本体可、增强版不可 |
11.3 三十秒决策卡
- 要数据本体 → Zenodo v5(record 14271435),CC-BY-4.0,下
PPB-Affinity.xlsx+PDB.zip。 - 要模型权重 → HuggingFace
ChenPy00/PPB-Affinity(checkpoint.pt)。 - 要防泄漏评测 → 增强版
proteinea/ppb_affinity,但注意 cc-by-nc-sa-4.0。 - 要引文 → Nature Scientific Data 2024;11:1316,DOI 10.1038/s41597-024-03997-4。
- 要查证 → 三层溯源字段(PDB PubMed ID / Affinity PubMed ID / Source dataset)+
samples_deleted.zip。
11.4 一句话记住
PPB-Affinity 把散落在五个库里的蛋白-蛋白结合亲和力,收进了一张带结构、带链、带突变、带溯源的表——这正是 AI 蛋白质药物发现在「亲和力预测」上最缺的那块标准化底座。
FAQ 常见问题
A. 身份与定位
Q1:PPB-Affinity 是英文数据集,为什么收进中文医数集?
它是 AI 制药的基础数据资源,服务于药物发现场景;本条目以中文梳理其结构、许可与用法,便于中文研究者检索与合规使用。
Q2:它是患者数据吗?
不是。它由蛋白复合体的结构数据与体外结合实验测量构成,不含患者信息,patient_count 记为「不适用」。
Q3:为什么叫「PPB」?
PPB = Protein-Protein Binding(蛋白-蛋白结合)。PPB-Affinity 即「蛋白-蛋白结合亲和力」。
Q4:它和 AlphaFold 是什么关系?
互补。AlphaFold 预测结构,PPB-Affinity 提供结合亲和力标注。它的 AF 子集(95 条)正是把 AF3 预测结构放进亲和力任务里检验。
B. 数据规模与构成
Q5:12062 条样本是怎么数出来的?
去重后保留的唯一亲和力测量记录,复合键为 f"{pdb}:{chains}:{mutations}:PMID={affinity_PMID}"。
Q6:为什么 PDB 条目只有 3032 个?
因为一个结构常对应多次测量(尤其突变扫描),结构数少于样本数是 PPB 数据集的常态。
Q7:五大来源能分别单独获取吗?
可以。SKEMPI v2.0、PDBbind v2020、SAbDab、ATLAS、Affinity Benchmark v5.5 都是独立公开资源,PPB-Affinity 是它们的整合产物。
Q8:pKD 和 ΔG 我怎么选?
做深度学习回归常用 pKD(线性、数值稳定);做热力学分析或物理建模常用 ΔG(kcal/mol)。两者可互算。
Q9:温度、分辨率这些列有什么用?
用于过滤与分层:可按分辨率筛高质量结构样本,按温度统一热力学换算,按方法做分层统计。
C. 许可与合规
Q10:本体可以商用吗?
可以。本体是 CC-BY-4.0,署名即可商用。
Q11:增强版可以商用吗?
不可以。增强版是 cc-by-nc-sa-4.0,非商业且要求相同方式共享。
Q12:上游数据的许可也要管吗?
要。SKEMPI/PDBbind/SAbDab/ATLAS/Affinity Benchmark 各自的原始许可仍适用,商用前逐层核对。
Q13:怎么署名?
学术使用引 Nature Scientific Data 原文;下载版本注明 Zenodo v5(record 14271435)。
D. 建模与评测
Q14:基线模型性能是多少?
IPA 基线 Pearson 0.701、Spearman 0.691。
Q15:增强版提升了多少?
相比基线 Spearman 最高提升约 12%(口径与本体基线不同,不可直接比较)。
Q16:什么是 ≤30% 序列同一性切分?
保证训练/测试集间任意序列同一性不超过 30%,以压制同源泄漏导致的虚高分。
Q17:为什么必须控制同源泄漏?
因为蛋白序列高度相关的样本若跨训练/测试分布,模型会「记住家族」而非「学会规律」,泛化被高估。
Q18:用了哪些蛋白质语言模型?
ProtT5、ESM2、Ankh、Ankh2、ESM3。
Q19:四类架构指什么?
EC、SC、HP、PAD,代表对「如何表征 PP 界面」的不同假设。
Q20:IPA 是什么?
Invariant Point Attention,不变点注意力,一种对三维结构等变友好的注意力机制。
E. 获取与使用
Q21:去哪下数据?
Zenodo record 14271435(v5)。
Q22:怎么下模型权重?
HuggingFace ChenPy00/PPB-Affinity(含 checkpoint.pt、results.csv)。
Q23:沙箱里 HuggingFace 下不了怎么办?
走镜像 hf-mirror.com。
Q24:PDB.zip 多大?
约 3.1 GB,下载前留足空间。
Q25:samples_deleted.zip 有什么用?
被删除样本的审计清单,做数据治理/偏差分析时用。
F. 边界与误区
Q26:它能替代 PDBbind 吗?
不能。PDBbind 偏蛋白-小分子,本数据集专 PP,二者互补。
Q27:AF 子集能当主训练集吗?
不能,只有 95 条,是实验性子集。
Q28:NMR/EM 样本多吗?
很少。NMR 300 条、EM 30 条,X-RAY 占 97.18%。
Q29:可以直接按 PDB 去重吗?
不行,会误删合法多测量样本,须用复合键。
Q30:作者中文名能直接引用吗?
不建议,均为音译未确认,请用英文原名。
事实清单(硬事实 38 条)
- PPB-Affinity 是面向 AI 蛋白质药物发现的蛋白-蛋白结合亲和力数据集。
- 论文发表于 Nature Scientific Data 2024;11:1316。
- DOI 为 10.1038/s41597-024-03997-4。
- PMID 为 39627219,PMCID 为 PMC11615212。
- 投稿 Received 2024-05-24,Accepted 2024-10-11。
- Published online 2024-11-04,正式卷期 2024-12-04。
- 共同一作 Huaqing Liu、Peiyi Chen。
- 其他作者 Xiaochen Zhai、Ku-Geng Huo、Shuxian Zhou、Lanqing Han、Guoxin Fan。
- 通讯作者 Lanqing Han(hanlance@tsinghua-gd.org)与 Guoxin Fan(fanguoxin@email.szu.edu.cn)。
- 主要机构含清华大学珠三角研究院人工智能创新中心、Cyagen Biosciences、Cyagen Biomodels、深圳市南山区人民医院。
- 数据集含 12062 条唯一样本。
- 覆盖 3032 个唯一 PDB 条目。
- pKD 总体分布 7.54 ± 2.14。
- pKD 最大值 15.70,最小值 1.32。
- SPR 子集 pKD 均值 6.92 ± 2.05。
- 来源 SKEMPI v2.0 有 6700 条(55.55%)。
- 来源 PDBbind v2020 有 3600 条(29.85%)。
- 来源 SAbDab 有 1055 条(8.75%)。
- 来源 ATLAS 有 545 条(4.52%)。
- 来源 Affinity Benchmark v5.5 有 162 条(1.34%)。
- 结构方法 X-RAY 11722 条(97.18%)。
- 结构方法 NMR 300 条(2.48%)。
- 结构方法 EM 30 条(0.24%)。
- 总体分辨率 2.40 ± 0.65 Å。
- PPB-Affinity-AF 子集 95 条 AlphaFold3 预测结构样本。
- 主表共 17 列。
- 样本 ID 公式为 f"{pdb}:{chains}:{mutations}:PMID={affinity_PMID}"。
- 17 列含 PDB、Source dataset、Model、Mutations、Ligand Chains、Receptor Chains、Ligand Name、Receptor Name、KD(M)、∆G(kcal/mol)、Affinity Method、Structure Method、Temperature(K)、Resolution(Å)、PDB PubMed ID、PDB Release Date、Affinity PubMed ID。
- Zenodo v5 发布 PDB.zip(3.1 GB,md5 88ba34c314b2820435afa7ccb8005b1a)。
- Zenodo v5 发布 PPB-Affinity-AF.zip(3.2 MB,md5 9d9fee20ba63f71117772a996e635d7e)。
- Zenodo v5 发布 PPB-Affinity.xlsx(1.2 MB,md5 032a5ce1f24212aef5cdedf8117ef084)。
- Zenodo v5 发布 samples_deleted.zip(2.1 MB,md5 43872a607961598860b5a45f66afc35a)。
- 本体许可为 CC-BY-4.0。
- Zenodo 早期 record 11070823 已重定向至 14271435(v5)。
- IPA 基线模型 Pearson 0.701、Spearman 0.691。
- 增强版(arXiv 2505.20036)采用 ≤30% 序列同一性切分。
- 增强版 filtered 划分 train 6485 / val 965 / test 757;filtered_random 6565 / 820 / 822;raw/raw_rec 12048。
- 增强版许可 cc-by-nc-sa-4.0,HF 仓 proteinea/ppb_affinity;PLM 含 ProtT5/ESM2/Ankh/Ankh2/ESM3;四架构 EC/SC/HP/PAD;Spearman 最高提升约 12%。
术语表(30 条)
| 术语 | 释义 |
|---|---|
| PPB | Protein-Protein Binding,蛋白-蛋白结合 |
| 结合亲和力 | 两分子结合的强度度量,常用 KD/pKD/ΔG 表示 |
| KD | 解离常数(M),值越小结合越紧 |
| pKD | pKD = −log10 KD,值越大结合越紧 |
| ΔG | 结合自由能(kcal/mol),负值越大结合越有利 |
| SPR | 表面等离子共振,测定结合动力学/亲和力的主流方法 |
| ITC | 等温滴定量热,直接测结合焓的方法 |
| PDB | Protein Data Bank,蛋白结构数据库 |
| PDB code | PDB 条目四字符编号(如 1abc) |
| 复合体(complex) | 多个蛋白链结合形成的组装体 |
| 受体链 | 复合体中承担主要结合口袋的链(相对角色) |
| 配体链 | 复合体中作为结合方较小的链(相对角色) |
| 突变(mutation) | 序列上特定残基的改变 |
| 突变扫描 | 系统性引入突变并测量其对结合的影响 |
| SKEMPI | 突变对 PP 结合影响的数据集 |
| PDBbind | 结构-结合数据综合库 |
| SAbDab | 抗体-抗原结构数据库 |
| ATLAS | PP 相互作用热力学/动力学数据集 |
| Affinity Benchmark | 经典 PP 亲和力评测基准集合 |
| IPA | Invariant Point Attention,不变点注意力 |
| PLM | Protein Language Model,蛋白质语言模型 |
| ProtT5 | 蛋白质序列语言模型之一 |
| ESM2 | Meta 蛋白质语言模型系列之一 |
| Ankh / Ankh2 | 蛋白质语言模型系列 |
| ESM3 | Meta 新一代蛋白质语言模型 |
| 同源泄漏 | 训练/测试集含高度相似序列导致泛化高估 |
| 序列同一性 | 两条序列相同残基的比例(%) |
| 切分(split) | 数据集划分为 train/val/test |
| 溯源(provenance) | 数据来源可回溯的记录 |
| CC-BY-4.0 | 署名即可自由使用/商用/再分发的许可 |
附录
附录 A:条目信息速查卡
| 项 | 值 |
|---|---|
| 条目名 | PPB-Affinity |
| url_name | ppb-affinity |
| 类型 | 聚合型公开科研数据集(Data Descriptor) |
| 论文 | Nature Scientific Data 2024;11:1316 |
| 团队 | 清华珠三角研究院 AI 创新中心等 |
| 规模 | 12062 样本 / 3032 PDB 条目 |
| 许可 | 本体 CC-BY-4.0 / 增强版 cc-by-nc-sa-4.0 |
| 获取 | Zenodo v5(record 14271435) |
| 抓取时点 | 2026-10-03 |
| 库内互链 | pdb(43)/pdbbind(134)/alphafold(40,573)/human-protein-atlas(404)/polypdb(779) |
附录 B:DAIMS 评估全表
| 维度 | 评分(1-10) | 依据 |
|---|---|---|
| D 可发现性 | 8 | Nature Scientific Data 开放获取+Zenodo+GitHub+HF 多渠道可索引;名称清晰无别名混淆 |
| A 可获取性 | 9 | 本体 CC-BY-4.0 直链下载,四文件全部公开;扣分在 PDB.zip 体量大(3.1 GB)与 HF 主站部分环境受限 |
| I 可互操作 | 8 | 标准 PDB 结构格式+XLSX 主表+CSV 结果表;字段命名规范;无官方 BioPython/PyG 转换脚本略降 |
| M 元数据质量 | 8 | 17 列完备+三层溯源+审计清单;扣分在 IPA 超参未完整披露、增强版对齐细节待核 |
| S 可持续性 | 8 | Zenodo(CERN 长期托管)+GitHub+HF 多平台冗余;上游库持续维护 |
| 综合评级 | 8.2/10(优) | 可发现性、可获取性、互操作与可持性均高于均值;许可分层是本数据集唯一的合规复杂度 |
附录 C:逐项证据链自证
| 关键数字 | 来源 | 位置 |
|---|---|---|
| 12062 样本 / 3032 PDB | 论文正文与数据描述 | Nature PDF 抽取 |
| pKD 7.54±2.14(max 15.70 / min 1.32) | 论文明细表 | Nature PDF 抽取 |
| SPR 6.92±2.05 | 论文分层统计 | Nature PDF 抽取 |
| 五来源占比 6700/3600/1055/545/162 | 论文来源构成表 | Nature PDF 抽取 |
| X-RAY 11722 / NMR 300 / EM 30 | 论文结构方法表 | Nature PDF 抽取 |
| 分辨率 2.40±0.65 Å | 论文统计 | Nature PDF 抽取 |
| 17 列字段 | 论文表结构 | Nature PDF 抽取 |
| 样本 ID 公式 | 论文方法节 | Nature PDF 抽取 |
| CC-BY-4.0 / record 重定向 | Zenodo 元数据 API | Zenodo API 2026-10-03 |
| IPA Pearson 0.701 / Spearman 0.691 | 论文结果节 | Nature PDF 抽取 |
| 增强版划分与 12% 提升 | arXiv 2505.20036 | arXiv 摘要/页面 |
| HF 模型仓 ChenPy00/PPB-Affinity | HuggingFace | hf-mirror 核验 |
附录 D:数据获取决策树
需求是什么?
├── 想做 PP 亲和力预测建模
│ ├── 1) Zenodo v5 下 PPB-Affinity.xlsx + PDB.zip(CC-BY-4.0)
│ ├── 2) 用复合键去重,勿按 PDB 简单去重
│ └── 3) 载入 HF ChenPy00/PPB-Affinity 的 IPA 基线作参照
├── 想复现防泄漏评测
│ └── HF proteinea/ppb_affinity(≤30% 序列同一性切分)——注意 cc-by-nc-sa-4.0
├── 想研究「预测结构可用性」
│ └── 取 PPB-Affinity-AF.zip(95 条 AlphaFold3 结构)
├── 想做数据治理/偏差分析
│ └── 一并下 samples_deleted.zip 审计清单
└── 只想引用亲和力数据
└── 引 doi:10.1038/s41597-024-03997-4,注明 Zenodo v5
附录 E:五来源构成表
| 来源 | 样本数 | 占比 | 领域 |
|---|---|---|---|
| SKEMPI v2.0 | 6700 | 55.55% | 突变亲和力 |
| PDBbind v2020 | 3600 | 29.85% | 结构-结合综合 |
| SAbDab | 1055 | 8.75% | 抗体-抗原 |
| ATLAS | 545 | 4.52% | PP 热力学/动力学 |
| Affinity Benchmark v5.5 | 162 | 1.34% | 经典 PP 基准 |
| 合计 | 12062 | 100.00% | — |
附录 F:17 列字段数据字典
| # | 字段 | 语义 |
|---|---|---|
| 1 | PDB | PDB 条目编号 |
| 2 | Source dataset | 来源数据集名 |
| 3 | Model | 复合体/模型标识 |
| 4 | Mutations | 突变描述 |
| 5 | Ligand Chains | 配体链 |
| 6 | Receptor Chains | 受体链 |
| 7 | Ligand Name | 配体名称 |
| 8 | Receptor Name | 受体名称 |
| 9 | KD(M) | 解离常数(摩尔) |
| 10 | ∆G(kcal/mol) | 结合自由能 |
| 11 | Affinity Method | 亲和力测定方法 |
| 12 | Structure Method | 结构解析方法 |
| 13 | Temperature(K) | 实验温度 |
| 14 | Resolution(Å) | 结构分辨率 |
| 15 | PDB PubMed ID | 结构文献 ID |
| 16 | PDB Release Date | 结构发布日期 |
| 17 | Affinity PubMed ID | 亲和力文献 ID |
附录 G:pKD 数据加载与清洗骨架(代码)
import pandas as pd
import numpy as np
def load_ppb_affinity(xlsx_path):
"""加载 PPB-Affinity 主表并做基础清洗(口径示例)。"""
df = pd.read_excel(xlsx_path)
# 复合键:与数据集定义一致,勿改用单列去重
df["sample_id"] = (
df["PDB"].astype(str) + ":" + df["Receptor Chains"].astype(str)
+ ":" + df["Ligand Chains"].astype(str) + ":"
+ df["Mutations"].astype(str) + ":PMID=" + df["Affinity PubMed ID"].astype(str)
)
df = df.drop_duplicates("sample_id")
# 目标量:优先用 pKD;缺则从 KD 换算
if "pKD" not in df.columns and "KD(M)" in df.columns:
df["pKD"] = -np.log10(df["KD(M)"].astype(float))
return df
附录 H:方法分层统计骨架(代码)
def stratify_by_method(df):
"""按亲和力测定方法分层统计 pKD,暴露方法间系统性偏置。"""
out = {}
for m, sub in df.groupby("Affinity Method"):
out[m] = {"n": len(sub), "pKD_mean": sub["pKD"].mean(),
"pKD_std": sub["pKD"].std()}
return out # 注意 SPD 子集均值 6.92±2.05 低于总体 7.54±2.14
附录 I:五来源许可核对清单
| 来源 | 许可(需自行核验) | 商用注意 |
|---|---|---|
| SKEMPI v2.0 | 见其官方页 | 逐层核对 |
| PDBbind v2020 | 见其官方页 | 逐层核对 |
| SAbDab | 见其官方页 | 逐层核对 |
| ATLAS | 见其官方页 | 逐层核对 |
| Affinity Benchmark v5.5 | 见其官方页 | 逐层核对 |
| PPB-Affinity 本体 | CC-BY-4.0 | 可商用(署名) |
| 增强版 proteinea/ppb_affinity | cc-by-nc-sa-4.0 | 不可商用 |
附录 J:结构方法分布表
| 方法 | 样本数 | 占比 |
|---|---|---|
| X-RAY | 11722 | 97.18% |
| NMR | 300 | 2.48% |
| EM | 30 | 0.24% |
| 合计 | 12052 | 99.90%(其余为未列方法) |
附录 K:基线 vs 增强版口径对照
| 项 | 本体(IPA 基线) | 增强版(Proteinea) |
|---|---|---|
| 样本 | 12062 | raw 12048 |
| 切分 | 论文口径 | ≤30% 序列同一性 |
| 指标 | Pearson 0.701 / Spearman 0.691 | Spearman 相对提升约 12% |
| 许可 | CC-BY-4.0 | cc-by-nc-sa-4.0 |
| 可比性 | — | 与本体重接不可直接比较 |
附录 L:与库内 PDBbind(rid 134)对照
| 维度 | PDBbind(rid 134) | PPB-Affinity |
|---|---|---|
| 侧重 | 蛋白-小分子(含 PP 子集) | 专蛋白-蛋白 |
| 来源 | 单一库 | 五来源整合 |
| 突变 | 非核心 | 显式列 |
| 链角色 | 部分无需求 | 显式标注 |
| 基线 | 无统一基线 | IPA 基线 |
附录 M:与库内 PDB(rid 43)关系声明
| 维度 | PDB(rid 43) | PPB-Affinity |
|---|---|---|
| 对象 | 结构本体 | 结构上的亲和力标注层 |
| 粒度 | 结构条目 | 测量样本 |
| 关系 | 底图 | 标注/整合 |
附录 N:版本谱系表
| 版本 | 标识 | 说明 |
|---|---|---|
| 本体 v1-v5 | Zenodo 11070823 → 14271435 | 迭代发布,引用 v5 |
| AF 子集 | PPB-Affinity-AF | 95 条 AF3 预测结构 |
| 增强版 | arXiv 2505.20036 / HF proteinea/ppb_affinity | ≤30% 切分,非商业许可 |
附录 O:许可条款细读
- 本体 CC-BY-4.0:署名、含商用、含修改与再分发。
- 增强版 cc-by-nc-sa-4.0:署名 + 非商业 + 相同方式共享。
- 论文:Nature Scientific Data 开放获取,可读可引。
- 上游各库:沿用其原始许可,逐层核对。
- 引用优先级:用数据引数据许可,引观点引论文。
附录 P:检索路径示范
| 目标 | 推荐查询式 | 预期命中 |
|---|---|---|
| 本体论文 | “PPB-Affinity” AND (“binding affinity” OR “protein-protein”) | Sci Data 11:1316 |
| 数据本体 | site:zenodo.org PPB-Affinity | record 14271435 |
| 模型权重 | site:huggingface.co ChenPy00/PPB-Affinity | 模型仓 |
| 增强版 | “ppb_affinity” OR arXiv:2505.20036 | Proteinea 仓/论文 |
| 上游来源 | SKEMPI v2.0 / PDBbind v2020 / SAbDab / ATLAS | 各自官网 |
附录 Q:坑点档案(与 §10 对照)
| 坑 | 一句话档案 | 触发场景 |
|---|---|---|
| 坑 1 | 样本粒度 vs 结构粒度混淆 | 规模引用 |
| 坑 2 | Zenodo record 重定向 | 引用/下载 |
| 坑 3 | 12062 vs 12048 双口径+指标口径不同 | 数字抽取 |
| 坑 4 | 方法间 pKD 系统偏置 | 跨方法建模 |
| 坑 5 | 本体/增强版许可不同 | 商用/再分发 |
| 坑 6 | 结构方法高度偏斜 | 结构选择 |
| 坑 7 | 按 PDB 去重误删样本 | 数据清洗 |
| 坑 8 | 作者中文名音译 | 引用署名 |
| 坑 9 | pKD 宽动态范围 | 损失设计 |
| 坑 10 | AF 子集规模误用 | 统计/训练 |
附录 R:检索决策树
你想找什么?
├── PPB-Affinity 本体论文
│ └── doi:10.1038/s41597-024-03997-4(Sci Data 11:1316)
├── 数据本体
│ └── Zenodo record 14271435(v5,CC-BY-4.0)
├── 模型权重
│ └── HF ChenPy00/PPB-Affinity
├── 防泄漏评测集
│ └── HF proteinea/ppb_affinity(注意非商业许可)
├── 上游来源
│ └── SKEMPI v2.0 / PDBbind v2020 / SAbDab / ATLAS / Affinity Benchmark v5.5
└── 库内相关条目
└── PDB(43) / PDBbind(134) / AlphaFold(40,573)
附录 S:双口径登记表
| # | 项 | 口径 A | 口径 B | 处理 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 样本量 | 本体 12062 | 增强版 raw 12048 | 双记,注明版本 |
| 2 | 基线指标 | 本体 Pearson 0.701/Spearman 0.691 | 增强版相对 +12% Spearman | 双记,不可直接比 |
| 3 | Zenodo record | 11070823(v1 起) | 14271435(v5) | 引用 v5 |
| 4 | 作者中文名 | 拼音音译(未确认) | 英文原名(官方) | 引用用英文名 |
| 5 | 许可 | 本体 CC-BY-4.0 | 增强版 cc-by-nc-sa-4.0 | 逐层核对 |
尾注
本条目为 AI-Ready Wikipedia 数据集条目,生产于 2026-10-03,抓取与核验时点见附录 A。事实陈述以 Nature Scientific Data 2024;11:1316(DOI 10.1038/s41597-024-03997-4)、Zenodo v5(record 14271435)元数据、官方 GitHub 与 HuggingFace 模型仓为源;样本量双口径(12062/12048)、基线指标口径差异、作者中文名音译、增强版非商业许可等原始材料特征已在坑点与附录 S 存照。条目与库内 PDB(rid 43)、PDBbind(rid 134)、AlphaFold(rid 40/573)、Human Protein Atlas(rid 404)、PolyPdb(rid 779)等条目互链,构成蛋白结构与结合亲和力数据的检索面。
附录 T:维护计划与触发点
| 触发点 | 条件 | 动作 | 优先级 |
|---|---|---|---|
| Zenodo 新版本 | 本体发布 v6+ | 更新规模、md5 与获取段 | 1 |
| 增强版更新 | Proteinea 发布新数据/论文 | §7 与附录 K/N 追记 | 2 |
| 上游库更新 | SKEMPI/PDBbind 等发新版 | §4/附录 E 来源占比变动说明 | 3 |
| 第三方评测 | 新论文用 PPB-Affinity 报告指标 | §5.5 增补对照 | 4 |
| 许可变更 | 本体或增强版许可调整 | §6/附录 I 合规提示更新 | 5 |
附录 U:上游五源速查
| 来源 | 全称 | 侧重 | 库内条目 |
|---|---|---|---|
| SKEMPI v2.0 | Structural Kinetic and Energetic database of Mutant Protein Interactions | 突变对 PP 结合影响 | 无 |
| PDBbind v2020 | PDBbind database | 结构-结合综合 | rid 134 |
| SAbDab | Structural Antibody Database | 抗体-抗原 | 无 |
| ATLAS | — | PP 相互作用热力学/动力学 | 无 |
| Affinity Benchmark v5.5 | — | 经典 PP 亲和力基准 | 无 |
附录 V:结构解析方法全表
| 方法 | 样本数 | 占比 | 典型分辨率 |
|---|---|---|---|
| X-RAY | 11722 | 97.18% | 约 2.4 Å(总体均值) |
| NMR | 300 | 2.48% | 不适用(溶液态) |
| EM | 30 | 0.24% | 依样本 |
| 总体 | 12062 | 100.00% | 2.40 ± 0.65 Å |
附录 W:pKD 分层统计总表
| 分层 | 均值 | 标准差 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 总体 | 7.54 | 2.14 | 全样本 |
| SPR 子集 | 6.92 | 2.05 | 表面等离子共振 |
| 极值 | max 15.70 / min 1.32 | — | 跨度十余数量级 |
附录 X:AI-Ready/FAIR 检查单
| 检查项 | 状态 | 说明 |
|---|---|---|
| F1 全局唯一标识 | ✅ | DOI + Zenodo record |
| F2 富元数据 | ✅ | 17 列 + 三层溯源 |
| A1 可访问协议 | ✅ | CC-BY-4.0 直链 |
| A2 元数据可访问 | ✅ | Zenodo API 开放 |
| I1 互操作格式 | ✅ | PDB/XLSX/CSV |
| I2 词汇表引用 | ✅ | PDB/SKEMPI 标准术语 |
| R1 来源溯源 | ✅ | 三层绑定 |
| R3 可复现流程 | ✅ | GitHub 代码 + HF 权重 |
| AI-Ready 综合 | 优 | 直链覆盖训练与评测 |
附录 Y:缩写速查
| 缩写 | 全称 |
|---|---|
| PPB | Protein-Protein Binding |
| PP | Protein-Protein |
| PPI | Protein-Protein Interaction |
| KD | Dissociation Constant |
| pKD | −log10 KD |
| ΔG | Binding Free Energy |
| SPR | Surface Plasmon Resonance |
| ITC | Isothermal Titration Calorimetry |
| PDB | Protein Data Bank |
| PLM | Protein Language Model |
| IPA | Invariant Point Attention |
| AF | AlphaFold |
| DAIMS | Discoverability/Accessibility/Interoperability/Metadata/Sustainability |
| HF | HuggingFace |
附录 Z:基于本数据集的研究检查清单(12 项)
- 许可核对:你的用途落在哪一层(本体/增强版/上游)?商用只能用本体层。
- 版本声明:下载引用注明 Zenodo v5(record 14271435)。
- 粒度声明:样本粒度(12062)与结构粒度(3032)分开报。
- 去重规则:用复合键去重,勿按 PDB 单列去重。
- 切分口径:报告模型分数必写是否控制序列同一性及阈值。
- 方法分层:跨测定方法建模时分层或校正系统偏置。
- 结构偏斜:承认 X-RAY 主导,NMR/EM 任务慎用。
- 目标范围:pKD 跨度大,做目标标准化或加权。
- AF 子集边界:95 条只作实验子集,不作主训练。
- 溯源利用:善用三层溯源做数据审计。
- 引用完整:本体引 Sci Data 论文,增强版另引 arXiv 2505.20036。
- 时点存照:许可与版本随发布滚动,注明抓取日期。
附录 AA:引文规范
@article{liu2024ppbaffinity,
title = {PPB-Affinity: Protein-Protein Binding Affinity Dataset for
AI-Based Protein Drug Discovery},
author = {Liu, Huaqing and Chen, Peiyi and Zhai, Xiaochen and Huo, Ku-Geng
and Zhou, Shuxian and Han, Lanqing and Fan, Guoxin},
journal = {Scientific Data},
volume = {11},
pages = {1316},
year = {2024},
doi = {10.1038/s41597-024-03997-4}
}
增强版请另引 arXiv:2505.20036(Proteinea),并注明其 cc-by-nc-sa-4.0 许可。
附录 AB:主表抽样自检建议
- 行数(去重后)应等于 12062;若明显偏少,检查是否误按单列去重。
- Source dataset 列的五个取值应覆盖 SKEMPI v2.0/PDBbind v2020/SAbDab/ATLAS/Affinity Benchmark v5.5。
- Structure Method 列应主要为 X-RAY;若 X-RAY 占比远低于 97%,检查是否混入了其他来源。
- pKD 列均值应接近 7.54;显著偏离说明单位换算或筛选口径有误。
- KD(M) 与 pKD 应满足 pKD ≈ −log10 KD;ΔG 与 KD 应满足热力学换算关系。
附录 AC:常见复现错误排查
| 现象 | 可能原因 | 排查 |
|---|---|---|
| 样本数远少于 12062 | 按 PDB 单列去重 | 改用复合键 |
| 模型分数异常高 | 同源泄漏未控制 | 用 ≤30% 序列同一性切分 |
| pKD 分布异常 | 单位或换算错误 | 核对 KD→pKD 换算 |
| 两端样本拟合差 | 未做目标标准化 | 标准化/加权 |
| 商用被拦 | 用了增强版数据 | 核对许可层 |
附录 AD:条目生产档案
- 生产通道:任务派发正选候选 ppb-affinity(三源互证为真实数据集,无改道)
- 事实研究:WebSearch/WebFetch + Nature PDF 抽取(/tmp/ppb_nature.txt,580 行)+ Zenodo API + HuggingFace 镜像核验
- FACTS.md:writing/ppb-affinity/FACTS.md 九节
- 成稿方式:五块直写拼接(part1-5),显式列出文件名拼接,禁用裸 glob
- 坑点:§10 十则(坑 1-10「坑 N:」编号制)
- DAIMS:附录 B 全表 + 综合评级
- 互链计划:新篇正文内链 PDB/PDBbind/AlphaFold/Human Protein Atlas/PolyPdb
附录 AE:术语中英对照补充
| 中文 | 英文 |
|---|---|
| 蛋白-蛋白结合 | protein-protein binding |
| 结合亲和力 | binding affinity |
| 解离常数 | dissociation constant |
| 结合自由能 | binding free energy |
| 突变扫描 | mutational scanning |
| 链角色 | chain role |
| 受体链 | receptor chain |
| 配体链 | ligand chain |
| 同源泄漏 | homology leakage |
| 序列同一性 | sequence identity |
| 结构解析方法 | structure determination method |
| 亲和力测定方法 | affinity measurement method |
| 评估基准 | benchmark |
| 数据划分 | data split |
| 溯源 | provenance |
| 幂等去重 | idempotent deduplication |
附录 AF:与同类数据集对比总表
| 数据集 | 对象 | 来源数 | PP 专项 | 突变标注 | 库内条目 |
|---|---|---|---|---|---|
| PPB-Affinity | PP | 5 | ✅ | ✅ 显式 | 本条目 |
| PDBbind | 小分子(含 PP) | 1 | 子集 | 否 | rid 134 |
| SKEMPI v2.0 | PP 突变 | 1 | ✅ | ✅ | 无 |
| SAbDab | 抗体-抗原 | 1 | 抗体方向 | 部分 | 无 |
| PDB | 结构本体 | 1 | 无亲和力 | 否 | rid 43 |
附录 AG:数据集规模速记卡
| 项 | 值 |
|---|---|
| 唯一样本 | 12062 |
| 唯一 PDB 条目 | 3032 |
| 条均样本 | 约 3.98 |
| 主表列数 | 17 |
| 来源数 | 5 |
| 最大来源占比 | SKEMPI 55.55% |
| 最大结构方法占比 | X-RAY 97.18% |
| AF 子集 | 95 |
| 发布文件数 | 4 |
附录 AH:引用与致谢建议
本条目综合参考 Nature Scientific Data 原文、Zenodo 元数据、官方 GitHub 仓库与 HuggingFace 模型仓。数据使用请遵循 CC-BY-4.0 署名要求;使用增强版请遵循其 cc-by-nc-sa-4.0 非商业许可。条目内容以核验时点为准,后续版本变动见附录 T。
附录 AI:数据集价值的多维拆解
从「AI-Ready 数据」的视角看,PPB-Affinity 的价值可以拆成五个维度,每一维度都对应下游的一种用法:
维度一:监督信号密度。 12062 条带亲和力数值的样本,是训练回归模型所需的「标签密度」。相比只能提供结构、需要另找标签的纯结构库,它把「结构—标签」一步到位地绑定,省去下游自行配对的成本。
维度二:上下文丰富度。 每条样本带受体/配体链、突变、实验条件、结构方法,构成一个多维上下文。这使数据集不仅能做「结构→亲和力」的回归,还能做「突变→ΔΔG」「方法→偏置」「结构质量→预测可靠性」等副任务。
维度三:可审计性。 三层溯源与删除留档,使数据治理研究可以在此基础上开展:例如评估「被删样本是否集中在某来源」「某来源的样本是否系统性偏低亲和力」。
维度四:可对标性。 IPA 基线与增强版协议提供了现成的参照点,新模型可与既有分数横向比较,降低「各说各话」的评测噪声。
维度五:可组合性。 作为聚合产物,它可以与 PDB、AlphaFold、PDBbind 等库按 PDB 编号自由连接,形成更大的分析图景。
附录 AJ:典型研究用例
用例一:PP 亲和力回归模型训练。 用 PPB-Affinity.xlsx 的 12062 条样本做监督训练,输入为复合体结构/序列,输出为 pKD。评测时采用 ≤30% 序列同一性切分以防泄漏。
用例二:突变效应预测(ΔΔG)。 取同一 PDB 下的多条突变样本,构造「野生型→突变型亲和力变化」的对照对,训练突变效应预测模型。
用例三:抗体亲和力成熟。 用 SAbDab 子集(1055 条)训练抗体-抗原亲和力模型,服务抗体工程。
用例四:预测结构可用性评估。 用 AF 子集(95 条)对比「实验结构 vs AlphaFold3 预测结构」在亲和力任务上的表现差异。
用例五:数据治理与偏差分析。 用三层溯源与 samples_deleted.zip 分析来源偏斜、方法偏置与删除偏差。
用例六:跨库迁移学习。 在本数据集预训练,迁移到 PDBbind 的小分子亲和力任务,研究结构与结合表征的跨任务迁移性。
附录 AK:数据质量风险分级
| 风险项 | 等级 | 说明 | 缓解 |
|---|---|---|---|
| 同源泄漏 | 高 | 不切分则泛化高估 | ≤30% 序列同一性切分 |
| 来源分布失衡 | 中 | 两来源主导统计特性 | 按来源分层报告 |
| 结构方法偏斜 | 中 | X-RAY 97.18% | 按方法分层或限定 |
| 方法间偏置 | 中 | SPR 均值低于总体 | 方法分层/校正 |
| 目标范围宽 | 中 | pKD 1.32–15.70 | 标准化/加权 |
| 许可分层 | 中 | 本体/增强版不同 | 逐层核对 |
| 版本重定向 | 低 | 旧 record 失效 | 引用 v5 |
| 音译名 | 低 | 中文名未确认 | 用英文原名 |
附录 AL:快速上手五步
第一步 下载
└── Zenodo record 14271435:PPB-Affinity.xlsx + PDB.zip(CC-BY-4.0)
第二步 加载与去重
└── 用复合键 f"{pdb}:{chains}:{mutations}:PMID={affinity_PMID}" 去重
第三步 目标与清洗
└── 取 pKD 为主目标;按需标准化;分层检查方法/结构偏斜
第四步 切分
└── 首选 ≤30% 序列同一性切分(可参考增强版 filtered 配置)
第五步 建模与对标
└── 起手用 HF ChenPy00/PPB-Affinity 的 IPA 基线作参照
附录 AM:与库内 AlphaFold 条目关系声明
PPB-Affinity-AF 子集(95 条)使用 AlphaFold3 预测结构,与库内 AlphaFold 条目(rid 40 与 573)直接相关。需注意库内 AlphaFold 存在两个条目(重复),互链时应明确指向;若未来合并,本条目的互链需同步更新。AF 子集的意义在于它把「预测结构能否用于亲和力任务」变成一个可实验的小规模子问题,是连接结构预测与亲和力预测两端的桥梁。
附录 AN:术语深解——什么是「结合亲和力」
结合亲和力的物理含义是:两个分子(此处为两条蛋白链)在溶液里自发结合成复合体的倾向。热力学上,结合越有利,结合自由能 ΔG 越负;动力学上,结合越紧,解离越慢、KD 越小。三个量之间的关系是:
ΔG = RT · ln(KD) (R 为气体常数,T 为绝对温度)
pKD = −log10(KD) (KD 单位为 M)
因此 KD 越小 ↔ pKD 越大 ↔ ΔG 越负 ↔ 结合越紧。PPB-Affinity 同时提供三者,是为了让不同背景的研究者都能找到自己习惯的量纲。理解这三个量的等价关系,是正确使用本数据集的前提——常见错误是把 KD 与 pKD 的单调方向记反,导致模型优化方向出错。
附录 AO:术语深解——什么是「不变点注意力」
不变点注意力(IPA, Invariant Point Attention)最早出自 AlphaFold2 的结构模块,其核心思想是:在三维空间中,蛋白结构的表示应当对刚体变换(旋转与平移)保持不变或等变——即无论复合体在坐标系里怎么摆放,模型对它的理解应一致。IPA 通过在局部坐标系中定义「点」的相对位置来计算注意力权重,从而实现这种几何等变性。PPB-Affinity 用 IPA 作为基线,正是因为它天然适合「结构→亲和力」这类几何敏感的任务。理解 IPA 的等变性思想,有助于判断哪些架构更适合 PPB 亲和力预测。
附录 AP:术语深解——什么是「同源泄漏」
同源泄漏(homology leakage)指训练集与测试集中存在序列或结构高度相似的样本。蛋白数据集尤其容易踩这个坑:同一蛋白家族的不同突变体、同一蛋白的不同物种同源物,序列同一性可能超过 90%。若它们被随机分到训练与测试两侧,模型只要「认出这个家族、记住这个家族的典型亲和力」就能在测试集上拿高分,但这种能力无法泛化到真正的新家族。控制手段就是按序列同一性阈值(本数据集增强版用 30%)做切分,确保跨集样本足够「陌生」。这是蛋白机器学习评测中最容易被忽视、也最影响分数可信度的因素。
附录 AQ:本条目与「AI-Ready」理念的对应
| AI-Ready 要素 | PPB-Affinity 的对应实现 |
|---|---|
| 机器可读格式 | PDB 结构 + XLSX/CSV 表格 |
| 标准化字段 | 17 列固定 schema + 复合键 |
| 明确许可 | CC-BY-4.0(本体,机器可解析) |
| 可溯源 | 三层 PubMed/来源绑定 |
| 可复现 | GitHub 代码 + HF 权重 + 固定 md5 |
| 可评测 | IPA 基线 + 增强版协议 |
| 可审计 | samples_deleted.zip 留档 |
这一对应表说明:PPB-Affinity 在「AI-Ready」的七个要素上均有明确实现,是结构化科学数据集工程化的良好范例。
附录 AR:条目信息更新日志
| 日期 | 版本 | 变更 |
|---|---|---|
| 2026-10-03 | v1.0 | 首版成稿:三源互证 + 九节 FACTS + 五块拼接正文 + DAIMS 评估 |
附录 AS:五来源整合的字段映射示例
PPB-Affinity 的整合工作核心是「把不同来源的不同字段名,映射到统一的 17 列」。下表给出示意性的映射思路(具体以论文与代码仓库为准):
| 统一字段 | SKEMPI v2.0 | PDBbind v2020 | SAbDab | ATLAS | Affinity Benchmark |
|---|---|---|---|---|---|
| PDB | PDB code | PDB code | PDB code | PDB code | PDB code |
| 受体链 | 结构链信息 | 受体链 | 抗原链 | 相互作用链 | 复合体链 |
| 配体链 | 结构链信息 | 配体链 | 抗体链 | 相互作用链 | 复合体链 |
| Mutations | 突变标注 | 部分 | 部分 | 部分 | 无 |
| KD(M) | 亲和力值 | 结合数据 | 亲和力 | 热力学数据 | 基准值 |
| Affinity Method | 实验方法 | 实验方法 | 实验方法 | 方法 | 方法 |
这张映射表的意义在于:跨来源整合的难点不在数值本身,而在语义对齐——同一个「链」在不同来源里叫法不同(抗原链/抗体链/受体链/配体链),同一「亲和力」可能以 KD、ΔG、或 IC50 等形式记录,必须逐一统一。
附录 AT:为什么「受体/配体」在 PPB 里是个微妙问题
在蛋白-小分子任务里,受体与配体的界限很清楚:大的是受体(蛋白),小的是配体(小分子)。但在蛋白-蛋白任务里,两者都是蛋白,谁是受体谁是配体往往是约定俗成而非物理必然。常见判定依据包括:
- 尺寸:较大的链通常记作受体,较小者记作配体;
- 功能角色:提供结合口袋的一方记作受体;
- 来源约定:不同来源库可能沿用各自的默认约定。
PPB-Affinity 显式设置 Receptor Chains 与 Ligand Chains 两列,正是为了消除这种歧义——下游构造界面时若不清楚方向,可能把「谁结合谁」搞反,导致模型学到错误的界面表示。这也是本数据集相比「直接把结构丢给你」的裸结构库的一个重要增值。
附录 AU:突变信息的三种用法
数据集中的 Mutations 列可以支撑三类下游任务:
- 单点突变效应预测:取「野生型样本 + 单点突变样本」,计算亲和力差(ΔΔG),训练突变效应预测器。
- 多位点组合突变:同一结构下的多点突变样本,用于研究突变的加和/协同效应。
- 突变致界面重塑分析:结合结构,分析突变残基是否位于界面、是否影响关键相互作用。
三种用法都依赖「同结构、多突变」的对照关系——这正是 SKEMPI 贡献的 6700 条样本(占比 55.55%)的核心价值所在。
附录 AV:AI 制药中本数据集的上下游位置
[基础结构层] PDB / AlphaFold ── 提供蛋白三维结构
│
▼
[结合数据层] SKEMPI / PDBbind / SAbDab / ATLAS / Affinity Benchmark
│
▼ ← PPB-Affinity 在此整合
[统一亲和力层] PPB-Affinity(12062 样本 + 链角色 + 突变 + 溯源)
│
▼
[模型层] IPA 基线 / 增强版四架构 / 第三方 PP 亲和力模型
│
▼
[应用层] 抗体亲和力成熟 / 多肽药物设计 / 突变工程 / 虚拟筛选
这张链路图说明:PPB-Affinity 处在「原始结合数据」与「下游模型」之间的关键整合层,向上承接结构资源,向下服务药物设计应用。
附录 AW:许可选择速判
你要做什么?
├── 学术研究(非商业)
│ ├── 用本体 → CC-BY-4.0,署名即可
│ └── 用增强版 → cc-by-nc-sa-4.0,署名+非商业+相同方式共享
├── 商业用途
│ ├── 只用本体 → 可以(CC-BY-4.0),需署名
│ └── 想用增强版 → 不可以(NC 限制)
└── 再分发/发布衍生
├── 衍生自本体 → 需署名
└── 衍生自增强版 → 需署名+非商业+相同方式共享(SA 传染)
「SA(相同方式共享)」的传染性是易被忽视的一点:一旦基于增强版创建衍生数据集,衍生物也必须以 cc-by-nc-sa 兼容许可发布,不能自行改成更宽松的许可。
附录 AX:本条目使用的核心来源清单
| 来源 | 用途 | 抓取方式 |
|---|---|---|
| Nature Scientific Data 11:1316 | 论文与硬数字 | PDF 抽取(580 行) |
| Zenodo record 14271435 元数据 | 许可、发布时间、文件 md5 | Zenodo API |
| GitHub 官方仓库 | 代码与处理流程 | 网页/API |
| HuggingFace ChenPy00/PPB-Affinity | 模型权重 | hf-mirror 镜像 |
| HuggingFace proteinea/ppb_affinity | 增强版数据 | hf-mirror 镜像 |
| arXiv 2505.20036 | 增强版划分与指标 | arXiv 页 |
附录 AY:数据集条目完整性自评
| 评估项 | 结论 |
|---|---|
| 存在性 | ✅ 三源互证(论文+Zenodo+代码/模型仓) |
| 规模可查证 | ✅ 12062/3032 及分布均有论文来源 |
| 许可明确 | ✅ 本体 CC-BY-4.0,增强版 cc-by-nc-sa-4.0 |
| 获取可操作 | ✅ Zenodo 四文件直链 + HF 权重 |
| 硬数字落源 | ✅ 见附录 C 证据链 |
| 坑点完备 | ✅ §10 十则 + 附录 Q 档案 |
| DAIMS 表 | ✅ 附录 B 全表 + 综合评级 |
| 库内互链 | ✅ 附录 A + §9 |
附录 AZ:三种读者的一句话导航
- 数据工程师:Zenodo v5 下
PPB-Affinity.xlsx,用复合键去重,注意许可分层(§2.6、坑 5)。 - 模型研究者:本体基线 Pearson 0.701/Spearman 0.691,增强版用 ≤30% 序列同一性切分,别混口径(§5、坑 3)。
- AI 制药从业者:本体可商用、增强版不可,抗体方向看 SAbDab 子集,结构偏 X-RAY(§6、坑 5/6)。
相关数据集导航
以下为站内 AI-Ready 数据集百科中与本词条共享多个主题标签的相关数据集,按相关度降序排列:
- interactbind — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 分子对接 / 虚拟筛选 / 评测基准
- csar — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 分子对接 / 虚拟筛选 / 评测基准
- bindingdb — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 分子对接 / 虚拟筛选
- dud-e — 共享标签:药物发现与化学 / 分子对接 / 虚拟筛选
- openbind — 共享标签:药物发现与化学 / 分子对接 / 评测基准
- kiba — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 分子对接 / 评测基准
- drugcomb — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 虚拟筛选
- plumber — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 虚拟筛选 / 评测基准
- tcmbank — 共享标签:药物发现与化学 / 药物-靶点相互作用 / 分子对接 / 虚拟筛选
- pdb — 共享标签:药物发现与化学 / 蛋白质组学 / 分子对接
导航说明:本章节由全站统一标签体系自动计算生成(标签重合度算法),双向可达;点击链接可跳转至对应数据集词条。

