用語集

ドキュメントに出てくる略語・手法名・単位を、分野ごとに 1 行で引くページです。オプション、出力の欄、ステータスの値は、各コマンドのページと JSON 出力の一覧 にあります。

ML/MM・ONIOM

用語	正式名称	説明
ML/MM	Machine Learning / Molecular Mechanics	機械学習ポテンシャルと分子力学を組み合わせたマルチスケール手法。mlmm-toolkit の中核概念。
ONIOM	Our own N-layered Integrated molecular Orbital and molecular Mechanics	異なる計算レベルを多層的に組み合わせる手法。mlmm-toolkit は ONIOM 的な引き算方式を使用: E_total = E_REAL_low + E_MODEL_high - E_MODEL_low。
QM/MM	Quantum Mechanics / Molecular Mechanics	量子化学と分子力学の結合手法。ML/MM は QM 部分を機械学習ポテンシャルで置き換えた変種。
real system	—	ONIOM 分解における全系（3 層すべて）。parm7 トポロジーで記述され、MM バックエンドで MM エネルギーを計算。
model system	—	ONIOM 分解における ML 領域（Layer 1）。MLIP バックエンド（デフォルト: UMA）と MM の両方で評価。
リンク水素	Link Hydrogen	ML/MM 境界を横切る parm7 の結合ごとに置く水素原子。その結合に沿って配置し、力はヤコビアンで再分配。extract --add-linkh が付ける水素はポケット確認用のキャップで、境界の定義には使わない。
リンク原子	Link atom	リンク水素 を参照。mlmm-toolkit では、切断した ML/MM 境界に置くリンク原子は水素。
hessian_ff	—	mlmm-toolkit に同梱される C++ ネイティブ拡張の Amber 力場計算エンジン。解析 Hessian をサポート。
3 層システム	3-layer system	mlmm-toolkit の B-factor による層分割方式: ML（B=0.0）、可動 MM（B=10.0）、固定 MM（B=20.0）。
B-factor エンコーディング	B-factor encoding	PDB の B-factor（温度因子）列に層の所属を格納する方式: 0.0 = ML、10.0 = 可動 MM、20.0 = 固定 MM。Hessian 対象 MM 原子はカットオフ/明示的インデックスで制御。MM の層 を参照。

力場・Amber

用語	正式名称	説明
parm7（prmtop）	Amber Parameter/Topology file	Amber のトポロジーファイル。原子タイプ、結合、角度、二面角、VDW パラメータ、部分電荷を含む。
rst7（inpcrd）	Amber Restart / Initial Coordinates	Amber の座標ファイル。原子の 3D 座標を格納。
AmberTools	—	Amber のオープンソースツール群。tleap（トポロジー構築）、antechamber（リガンドパラメータ化）、parmchk2（不足パラメータ補完）を含む。mlmm mm-parm に必要。
tleap	—	AmberTools のトポロジー構築プログラム。PDB から parm7/rst7 を生成。
antechamber	—	AmberTools のプログラム。小分子に GAFF2 原子型と AM1-BCC 部分電荷を割り当てる。
parmchk2	—	AmberTools のプログラム。GAFF2 型付けで不足する力場パラメータをチェック・補完する。
GAFF2	General Amber Force Field 2	有機小分子向けの汎用 Amber 力場。リガンド（基質、補因子）のパラメータ化に使用。
ff19SB	—	タンパク質向け Amber 力場（2019 年版）。mlmm のデフォルト。
ff14SB	—	タンパク質向け Amber 力場（2014 年版）。--ff-set ff14SB で選択可能。
AM1-BCC	AM1 Bond Charge Corrections	半経験的 AM1 法に基づく部分電荷割り当て方法。antechamber で使用。HF/6-31G* RESP 電荷を近似。

反応経路・最適化

用語	正式名称	説明
MEP	Minimum Energy Path	反応物から生成物へ至る最小エネルギー経路（ポテンシャルエネルギー面上の最も低い経路）。
TS	Transition State	ポテンシャルエネルギー面上の一次鞍点（first-order saddle point）。反応座標方向にのみ負の曲率（虚振動数）を 1 つ持つ停留点。
n_imag	Number of imaginary modes（虚振動の数）	虚振動の分類基準（デフォルトでは ν < −5.00 cm⁻¹）より下の振動モードの数。TS では n_imag = 1 で、result.json には tsopt では n_imaginary_modes、freq では n_imaginary として記録。
IRC	Intrinsic Reaction Coordinate	TS から反応物側・生成物側へ向かう、質量重み付き最急降下経路。TS の接続検証によく使用。
GSM	Growing String Method	端点からストリング（イメージの列）を伸長・最適化して MEP を近似する手法。
DMF	Direct Max Flux	反応座標方向のフラックスを最大化することで MEP を最適化する chain-of-states 手法。--mep-mode dmf で選択。
HEI	Highest-Energy Image	MEP 上でエネルギーが最大のイメージ。TS の初期推定としてよく使用。
イメージ（Image）	—	経路上の 1 つの構造（1 ノード）。
セグメント	—	2 つの隣接する端点を結ぶ MEP（例: R → I1, I1 → I2, …）。
配座変化の区間（kink）	Kink	配座だけが変わる経路の区間（セグメント）。path-search が HEI の両側で最適化した 2 つの構造（End1 と End2。path-search の処理の仕組み の 2）の間で、共有結合が変わらない区間を指します。path-search は新しい GSM・DMF の経路の代わりに、線形補間のノードを数個（search.kink_max_nodes、デフォルト 3）入れて 1 つずつ最適化します。

最適化アルゴリズム

用語	正式名称	説明
L-BFGS	Limited-memory BFGS	勾配履歴から Hessian を近似する準ニュートン法。opt の --opt-mode grad で使用。
RFO	Rational Function Optimization	明示的な Hessian 情報を使用する信頼領域最適化法。--opt-mode hess で使用。
RS-I-RFO	Restricted-Step Image-RFO	1 つの負固有値方向に沿う、鞍点（TS）最適化用の RFO 変種。
Dimer	Dimer Method	低曲率方向を追跡する TS 最適化法。mlmm-toolkit の Hessian-guided Dimer は初期および定期的な活性部分空間 Hessian を使うため、活性自由度が多い系ではランダムな初期方向より頑健です。--opt-mode grad の TSOPT で使用。
PHVA	Partial Hessian Vibrational Analysis	アクティブ（非固定）原子の Hessian ブロックのみを使用した振動解析。freq のデフォルト。

機械学習・計算機

用語	正式名称	説明
MLIP	Machine Learning Interatomic Potential	量子化学データから学習し、構造からエネルギー・力を予測する原子間ポテンシャル。
UMA	Universal Models for Atoms	Meta が公開している事前学習 MLIP 群。mlmm のデフォルト MLIP バックエンド。--backend uma で選択（デフォルト）。
ORB	ORB Models	Orbital Materials が提供する MLIP バックエンド。--backend orb で選択。pip install "mlmm-toolkit[orb]" で追加インストール。
MACE	MACE (Message-passing Atomic Cluster Expansion)	等変メッセージパッシングに基づく MLIP バックエンド。--backend mace で選択。専用の conda 環境で pip uninstall fairchem-core（UMA の pin が e3nn で衝突するため）を実行してから pip install mace-torch でインストールします。
AIMNet2	Atoms In Molecules Network 2	ニューラルネットワークベースの MLIP バックエンド。--backend aimnet2 で選択。pip install "mlmm-toolkit[aimnet]" で追加インストール。
解析 Hessian	Analytical Hessian	バックエンドの微分可能な、またはネイティブの Hessian 計算で二階微分を求める方法。計算時間とメモリはバックエンドと系によって変わる。UMA、ORB、MACE、AIMNet2 で使用可能。
有限差分	Finite Difference	変位させた構造の力から二階微分を近似する方法。計算時間とメモリはバックエンドと系によって変わり、すべての MLIP バックエンドで使用可能。

量子化学

用語	正式名称	説明
QM	Quantum Mechanics	DFT、HF、post-HF などの第一原理電子状態計算。
DFT	Density Functional Theory	電子密度汎関数に基づく電子状態計算法。
Hessian	—	エネルギーの二階微分行列。振動解析や TS 最適化で使用。
SP	Single Point	固定構造での計算（最適化なし）。高精度エネルギー補正によく使用。
スピン多重度	Spin Multiplicity	2S+1（S は全スピン）。一重項 = 1、二重項 = 2、三重項 = 3 など。

構造生物学・ポケット抽出

用語	正式名称	説明
PDB	Protein Data Bank	タンパク質などの三次元構造を表す標準フォーマット（およびデータベース）。
XYZ	—	元素記号と直交座標を並べたシンプルなテキスト形式。計算のコマンドは、XYZ を --ref-pdb と一緒に受け付ける。
GJF	Gaussian Job File	Gaussian の入力形式。oniom-export が g16 モードで書き出し、oniom-import と bond-summary が読み込む。
ポケット	Active-site Pocket	extract サブコマンドで基質周辺から切り出した部分構造。ML/MM ワークフローでは ML 領域と周辺 MM 環境を定義する。
抽出用リンク水素	Extractor-only Link Hydrogen	extract --add-linkh がポケット確認用に付けるキャップ水素。ML/MM 計算では使わず、リンク水素を置く結合は ML/MM 境界にある parm7 の結合から決まる。
主鎖	Backbone	タンパク質の主骨格（N–Cα–C–O 原子）。--exclude-backbone で除外可能。
B-factor	Temperature Factor	PDB の温度因子列。mlmm では 3 層への割り当てをエンコードするために使用（0.0, 10.0, 20.0）。

熱化学

用語	正式名称	説明
ZPE	Zero-Point Energy（零点エネルギー）	0 K での振動エネルギー。電子エネルギーへの量子補正。
ギブズ自由エネルギー	Gibbs Free Energy (G)	G = H - TS。熱・エントロピー寄与を含む。
エンタルピー	(H)	H = E + PV。定圧での全熱含量。
エントロピー	(S)	無秩序さの尺度。ギブズ自由エネルギーに −TS として寄与。
QRRHO	Quasi-Rigid-Rotor Harmonic Oscillator	Grimme の低振動数補正を含む熱化学近似。freq で自動適用。

単位・定数

用語	説明
Hartree	原子単位系のエネルギー。1 Hartree ≈ 627.5 kcal/mol ≈ 27.21 eV。
kcal/mol	反応エネルギー表現でよく使われる単位。
kJ/mol	キロジュール/モル。1 kcal/mol ≈ 4.184 kJ/mol。
eV	電子ボルト。1 eV ≈ 23.06 kcal/mol。
Bohr	原子単位系の長さ。1 Bohr ≈ 0.529 Å。
Å（オングストローム）	10⁻¹⁰ m。原子間距離の標準単位。
cm⁻¹	波数（逆センチメートル）。振動数の標準単位。虚振動数は負の値で表される。
虚振動数	Hessian 行列の負の固有値に対応する振動数。TS では 1 本のみ存在（一次鞍点）。負の cm⁻¹ 値で報告。

虚振動の分類基準と QRRHO のローター閾値

虚振動の分類基準と QRRHO のローター閾値は用途が異なります。

閾値	役割	定義場所
ν < −5.00 cm⁻¹	デフォルトの虚振動分類基準。	設定で変えられます（freq.zero_cutoff_cm）
100 cm⁻¹	QRRHO のローター閾値（Grimme）。freq の熱化学計算では、これ未満の 正の 低振動モードのエントロピーを、調和振動子の値から自由回転子の値へ滑らかに切り替えます。変わるのはエントロピーとギブズ自由エネルギーだけです	固定（mlmm-toolkit の設定では変えられません）

CLI 規則

ブール値オプション、残基セレクタ、原子セレクタの書き方は 共通オプションと残基・原子の指定 にまとめています。

使用上の注意点

• 虚振動と負の符号: n_imag に数えるのは、虚振動の分類基準より下のモードだけです。振動数はすべて符号付きで出力され、負の値の総数（result.json の n_negative_modes）は収束の判定を変えない別の診断値です。

関連ドキュメント

• はじめに — 最短の実行と次に読むページ

• インストール — セットアップと依存関係

• all — ポケット抽出、MEP 探索、後処理の全体像

• トラブルシューティング — よくあるエラーと対処法

• YAML 設定の一覧 — 設定ファイルの仕様

• MLIP バックエンド — MLIP バックエンドの詳細

• ML/MM 計算機 — ONIOM の結合、リンク原子、MM Hessian