Alphafold MCP Server

🚀 AlphaFold MCP Server

このサーバーは、AlphaFoldのタンパク質構造予測データベースにアクセスするための包括的なModel Context Protocol (MCP) サーバーです。タンパク質構造予測分析に必要なさまざまなツールとリソースを提供します。

🚀 クイックスタート

AlphaFold MCP Serverは、AlphaFoldの膨大なタンパク質構造予測データにシームレスにアクセスできるようにするMCPサーバーです。構造検索、信頼度分析、バッチ処理、可視化準備などのツールを提供し、予測されたタンパク質構造を扱う研究者、バイオインフォマティシャン、構造生物学者に最適です。

✨ 主な機能

🧬 コア構造ツール

• 構造検索: UniProt IDによるAlphaFold予測の取得
• 複数フォーマットのダウンロード: PDB、CIF、BCIF、JSONフォーマットのサポート
• 可用性チェック: 特定のタンパク質の予測が存在するかどうかを確認

🔍 検索と発見

• 構造検索: タンパク質名、遺伝子、または生物種によるタンパク質の検索
• 生物種別の閲覧: 特定の生物種に利用可能なすべての構造のリスト表示
• カバレッジ統計: 生物種レベルの包括的な統計情報の取得

📊 信頼度と品質分析

• 残基ごとの信頼度: 各アミノ酸の詳細な信頼度スコア
• 領域分析: 高/低信頼度の構造領域の特定
• 品質検証: 予測の全体的な信頼性の評価

⚡ バッチ処理

• 一括検索: 複数のタンパク質を同時に処理
• バッチダウンロード: 効率的な複数構造のダウンロード
• 並列分析: タンパク質セットの信頼度分析

🔬 比較分析

• 構造比較: 複数のタンパク質の並列分析
• 類似性検索: 構造的に関連するタンパク質の検索
• カバレッジ比較: 予測の完全性の分析

🎨 可視化統合

• PyMOLスクリプト: すぐに使える可視化スクリプト
• ChimeraX統合: 信頼度で色分けされた構造の表示
• カスタムエクスポートフォーマット: 柔軟なデータエクスポートオプション

📦 インストール

# サーバーディレクトリをクローンまたは作成
npm install

# サーバーをビルド
npm run build

💻 使用例

基本的な使用法

MCPサーバーとしての使用

MCP設定に追加します。

{
  "mcpServers": {
    "alphafold-server": {
      "command": "node",
      "args": ["/path/to/alphafold-server/build/index.js"]
    }
  }
}

直接使用

# サーバーを起動
npm start

# または直接実行
node build/index.js

高度な使用法

基本的な構造分析

// 1. 構造が利用可能かどうかを確認
await use_mcp_tool("alphafold-server", "check_availability", {
  uniprotId: "P04637",
});

// 2. 構造のメタデータを取得
await use_mcp_tool("alphafold-server", "get_prediction_metadata", {
  uniprotId: "P04637",
});

// 3. 信頼度スコアを分析
await use_mcp_tool("alphafold-server", "get_confidence_scores", {
  uniprotId: "P04637",
  threshold: 70,
});

比較研究

// 複数の関連するタンパク質を比較
await use_mcp_tool("alphafold-server", "compare_structures", {
  uniprotIds: ["P04637", "P53350", "P63151"],
});

// バッチ信頼度分析
await use_mcp_tool("alphafold-server", "batch_confidence_analysis", {
  uniprotIds: ["P04637", "P53350", "P63151"],
});

可視化の準備

// 信頼度で色分けされたPyMOL用にエクスポート
await use_mcp_tool("alphafold-server", "export_for_pymol", {
  uniprotId: "P04637",
  includeConfidence: true,
});

// ChimeraX用にエクスポート
await use_mcp_tool("alphafold-server", "export_for_chimerax", {
  uniprotId: "P04637",
  includeConfidence: true,
});

生物種全体の分析

// ヒトのタンパク質統計を取得
await use_mcp_tool("alphafold-server", "get_organism_stats", {
  organism: "Homo sapiens",
});

// 利用可能な構造のリストを表示
await use_mcp_tool("alphafold-server", "list_by_organism", {
  organism: "Homo sapiens",
  size: 100,
});

📚 ドキュメント

利用可能なツール

コア構造ツール

get_structure

特定のUniProt IDのAlphaFold構造予測を取得します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション (例: "P21359", "Q8N726")
• format (オプション): 出力フォーマット - "pdb", "cif", "bcif", または "json" (デフォルト: "json")

例:

{
  "uniprotId": "P04637",
  "format": "json"
}

download_structure

指定されたフォーマットでAlphaFold構造ファイルをダウンロードします。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション
• format (オプション): ファイルフォーマット - "pdb", "cif", または "bcif" (デフォルト: "pdb")

check_availability

UniProt IDに対するAlphaFold構造予測が利用可能かどうかを確認します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): 確認するUniProtアクセッション

検索と発見ツール

search_structures

タンパク質名または遺伝子によって利用可能なAlphaFold構造を検索します。 パラメータ:

• query (必須): 検索用語 (タンパク質名、遺伝子名など)
• organism (オプション): 生物種でフィルタリング
• size (オプション): 結果の数 (1 - 100、デフォルト: 25)

list_by_organism

特定の生物種に利用可能なすべての構造をリスト表示します。 パラメータ:

• organism (必須): 生物種名 (例: "Homo sapiens", "Escherichia coli")
• size (オプション): 結果の数 (1 - 100、デフォルト: 50)

get_organism_stats

生物種に対するAlphaFoldのカバレッジに関する統計情報を取得します。 パラメータ:

• organism (必須): 生物種名

信頼度と品質ツール

get_confidence_scores

構造予測の残基ごとの信頼度スコアを取得します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション
• threshold (オプション): 信頼度閾値 (0 - 100)

analyze_confidence_regions

信頼度スコアの分布を分析し、高/低信頼度の領域を特定します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション

get_prediction_metadata

予測のバージョン、日付、品質メトリックなどのメタデータを取得します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション

バッチ処理ツール

batch_structure_info

複数のタンパク質の構造情報を同時に取得します。 パラメータ:

• uniprotIds (必須): UniProtアクセッションの配列 (最大50)
• format (オプション): 出力フォーマット - "json" または "summary" (デフォルト: "json")

batch_download

複数の構造ファイルをダウンロードします。 パラメータ:

• uniprotIds (必須): UniProtアクセッションの配列 (最大20)
• format (オプション): ファイルフォーマット - "pdb" または "cif" (デフォルト: "pdb")

batch_confidence_analysis

複数のタンパク質の信頼度スコアを分析します。 パラメータ:

• uniprotIds (必須): UniProtアクセッションの配列 (最大30)

比較分析ツール

compare_structures

複数のAlphaFold構造を比較分析します。 パラメータ:

• uniprotIds (必須): 比較するUniProtアクセッションの配列 (2 - 10)

find_similar_structures

与えられたタンパク質に類似するAlphaFold構造を検索します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): 参照用のUniProtアクセッション
• organism (オプション): 生物種でフィルタリング

カバレッジと完全性ツール

get_coverage_info

AlphaFold予測における配列カバレッジに関する情報を取得します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション

validate_structure_quality

AlphaFold予測の全体的な品質を検証および評価します。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション

エクスポートと統合ツール

export_for_pymol

PyMOL可視化用にフォーマットされた構造データをエクスポートします。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション
• includeConfidence (オプション): 信頼度スコアの色分けを含める (デフォルト: true)

export_for_chimerax

ChimeraX可視化用にフォーマットされた構造データをエクスポートします。 パラメータ:

• uniprotId (必須): UniProtアクセッション
• includeConfidence (オプション): 信頼度スコアの色分けを含める (デフォルト: true)

get_api_status

AlphaFold APIの状態とデータベースの統計情報を確認します。 パラメータ: なし

利用可能なリソース

リソーステンプレート

alphafold://structure/{uniprotId}

MIMEタイプ: application/json 説明: UniProt IDに対する完全なAlphaFold構造予測

alphafold://pdb/{uniprotId}

MIMEタイプ: chemical/x-pdb 説明: UniProt IDに対するPDBフォーマットの構造ファイル

alphafold://confidence/{uniprotId}

MIMEタイプ: application/json 説明: 構造予測の残基ごとの信頼度スコア

alphafold://summary/{organism}

MIMEタイプ: application/json 説明: 生物種に対するすべての利用可能な構造の概要

APIリファレンス

サーバーは https://alphafold.ebi.ac.uk/api/ のAlphaFold APIに接続し、以下のデータに構造化されたアクセスを提供します。

• 構造予測: 完全なタンパク質構造データ
• 信頼度スコア: 残基ごとの信頼性メトリック
• メタデータ: 予測のバージョン、日付、品質情報
• 相互参照: 他のデータベースやリソースへのリンク

エラーハンドリング

サーバーには、以下のエラーに対する包括的なエラーハンドリングが含まれています。

• 無効なUniProt ID
• 欠落した構造予測
• API接続問題
• レート制限とタイムアウト
• 不正なリクエスト

レート制限

APIの使用には注意してください。

• バッチ操作は適切なサイズに制限されています。
• 大きなリクエストは自動的に分割されます。
• 組み込みの遅延により、APIの過負荷が防止されます。

コントリビューション

コントリビューションは大歓迎です！以下の点を確認してください。

• TypeScriptの型安全性
• 包括的なエラーハンドリング
• 新機能のドキュメント化
• 実際のAlphaFoldデータを使用したテスト

概要

このプロジェクトは Augmented Nature によって開発されています - augmentednature.ai

Augmented Natureは、科学研究やデータ分析のためのAIパワードのツールとインフラストラクチャの作成に特化しています。

🔧 技術詳細

エラーハンドリング

サーバーには、無効なUniProt ID、欠落した構造予測、API接続問題、レート制限とタイムアウト、不正なリクエストなど、さまざまなエラーに対する包括的なエラーハンドリングが含まれています。

レート制限

APIの使用には注意が必要です。バッチ操作は適切なサイズに制限され、大きなリクエストは自動的に分割され、組み込みの遅延によりAPIの過負荷が防止されます。

📄 ライセンス

MITライセンス - 詳細はLICENSEファイルを参照してください。

引用

このMCPサーバーを研究で使用する場合は、以下を引用してください。

• AlphaFold Database: https://alphafold.ebi.ac.uk/
• Model Context Protocol: https://modelcontextprotocol.io/

サポート

問題や質問については、以下を確認してください。

• AlphaFold APIのドキュメントを確認する
• デバッグヒントのためにエラーメッセージを確認する
• UniProt IDが有効で最新であることを確認する

⚠️ 重要提示

このサーバーはAlphaFoldデータへの便利なインターフェースを提供しますが、構造データを保存またはキャッシュすることはありません。すべてのデータは公式のAlphaFold APIから直接取得されます。

引用

このプロジェクトを研究や出版物で使用する場合は、以下のように引用してください。

@misc{alphafoldmcp2025, 
author = {Moudather Chelbi},
title = {AlphaFold MCP Server},
year = {2025},
howpublished = {https://github.com/Augmented-Nature/AlphaFold-MCP-Server},
note = {Accessed: 2025-06-29}