all

pdb2reaction all は一連の処理を まとめて実行する最上位コマンド です。-c を指定した場合だけ活性部位モデル（バインディングポケット）を抽出し、省略時は入力構造全体を使います。入力に応じて段階的スキャンまたは MEP 探索（デフォルトは単一パス path-opt、--refine-path で再帰的 path-search）を行い、必要に応じて TS 最適化・IRC・振動解析・DFT 一点計算まで連結します。MLIP バックエンドはデフォルトで UMA を使用しますが、-b/--backend で ORB・MACE・AIMNet2 も選択できます。

all は与える入力に応じて次の 3 つのモードのいずれかで動作します。

  • 複数構造 MEP — 反応順に並べた 2 構造以上（PDB/mmCIF/GJF/XYZ）を与える場合。-c があれば活性部位モデルを抽出し、省略時は入力全体を使って GSM/DMF MEP 探索を行います。

  • 単一構造 + スキャン定義 — 1 つの構造に -s/--scan-lists を与える場合。1 リテラルが 1 ステージを定義し、同一リテラル内の複数タプルは協奏的に駆動します。複数リテラルは多段階scanとして順次実行し、その端点をMEPの入力列として用います。

  • TSOPT のみ — 1 つの入力構造に --scan-lists を省略して --tsopt を指定し、MEP/マージをスキップして TS 最適化 + IRC（必要に応じて freq / DFT）だけ実行する場合。高エネルギー側の IRC 端点を反応物として提示します。

Note

TSOPT のみモードの反応物/生成物ラベルはエネルギー順に基づく表示上の慣例であり、化学的に確定した反応方向ではありません。高エネルギー側の IRC 端点を反応物として提示します（エネルギーが厳密に等しい場合は左側の端点を反応物とする決定的な規則）。R/P ラベル、reactant_irc/product_irc のファイル名、障壁・ΔE はこの慣例のもとで計算されます。機械可読サマリーの endpoint_assignment（policy = "higher_energy_endpoint_as_reactant"、chemical_direction_known = false）にこの方針が明示されるので、ラベルだけから化学的方向を読み取らず、このフィールドを参照してください。中立的な端点名への変更は将来のメジャースキーマに委ねます。

Important

--tsopt なしの all ワークフローは TS 候補（MEP 探索の最高エネルギー画像 / HEI）を出力します。--tsopt を追加すると最適化と終端 exact PHVA を実行し、数値的な optimizer 収束と鞍点次数を別々に記録します。all が IRC へ進むのは、数値最適化が収束し、終端 PHVA が完了し、負の反応方向を選べる場合です。n_imag > 1 の収束済み高次停留点は警告付きの診断的 IRCへ進むことがありますが、一次鞍点として認定されません。実際のoptimizer非収束、虚振動0本、PHVA失敗/未実施、または有効な負rootを選べない場合は、TS構造・振動数・modeを保持したままIRC前で停止します。機構解釈の前に虚振動modeとIRC端点接続を必ず確認してください。

実行例

examples/ ディレクトリに GPP C6-メチル基転移酵素 BezA（Tsutsumi et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202111217）の完全な all ワークフロースクリプト（MEP およびスキャンパイプライン）があります。

コマンド形式:

pdb2reaction all -i INPUT1 [INPUT2 ...] [-c SUBSTRATE] [-b/--backend uma|orb|mace|aimnet2] [options]

TS 最適化・IRC・熱化学・DFT まで一括実行する複数構造 MEP:

# TS 最適化・IRC・熱化学・DFT まで一括実行する複数構造 MEP
pdb2reaction all -i 1.R.pdb 3.P.pdb -c "SAM,GPP,MG" -l "SAM:1,GPP:-3" \
 --tsopt --thermo --dft --out-dir ./result_mep

単一構造 + 段階的スキャン（2 ステージ）:

# 単一構造 + 段階的スキャン（2 ステージ）
pdb2reaction all -i 1.R.pdb -c "SAM,GPP,MG" -l "SAM:1,GPP:-3" \
 -s '[("CS1 SAM 320","GPP 321 C7",1.60)]' '[("GPP 321 H11","GLU 186 OE2",0.90)]' \
 --tsopt --thermo --out-dir ./result_scan

TSOPT のみワークフロー（経路探索なし）:

# TSOPT のみワークフロー（経路探索なし）
pdb2reaction all -i TS_candidate.pdb -c 'SAM,GPP,MG' \
 -l 'SAM:1,GPP:-3' --tsopt --thermo --dft

テンプレートがある場合の XYZ/TRJ → PDB/CIF/GJF 変換（付随ファイルの生成）は、全ステージ共通の --convert-files/--no-convert-files（デフォルト: True）で制御できます。mmCIF／oversized-PDB入力では、内部連携用PDBに加えて元IDを復元したCIFを生成します。

ヘルプ出力は pdb2reaction all --help で主要オプションを、pdb2reaction all --help-advanced で全オプションを確認できます。

処理の流れ

全系入力 (PDB/mmCIF/XYZ/GJF)
 │
 ├─ (任意) 活性部位モデル抽出 extract ← --center/-c は PDB/mmCIF
 │ ↓
 │ 活性部位モデル/クラスターモデル (PDB)
 │ │
 │ ├─ (任意) 段階的スキャン scan ← 単一構造ワークフロー
 │ │ ↓
 │ │ 順序付けられた中間体
 │ │ ↓
 │ └─ MEP 探索 path-opt または path-search
 │ ↓
 │ MEP 経路 (mep_trj.xyz) + エネルギーダイアグラム
 │ ↓
 └─ (任意) TS 最適化 + IRC tsopt → irc
 └─ (任意) 熱化学 freq
 └─ (任意) DFT 一点計算 dft

all は次のステージを順に実行します。名前の付いた計算ステージはサブコマンドとして単独でも実行できますが、静的全系テンプレートへの確認用座標マージなど all 内部だけの処理もあります。

  1. 構造ブリッジと事前チェック（自動）

  • mmCIF、PDB固定幅を超える構造、altLocを含むPDBは、安全に再採番した内部PDBへ一度だけ正規化します。altLocは全geometry workflow共通の入力ブリッジが残基単位で一貫して選択するため、通常は事前のfix-altlocは不要です。通常PDBの元素欄（列77–78）が空の場合だけallがadd-elem-infoを実行します。別途cleaned PDBが必要な場合に限りstandalone fix-altlocを使用してください。

  1. 活性部位モデル抽出（-c/--center が指定された場合）

  • 基質は PDB/mmCIF パス、残基ID/名、A:SAM、または A:SAM:123 で指定可能

  • 抽出オプション: --radius、--radius-het2het、--include-h2o、--exclude-backbone、--add-linkh、--selected-resn、--verbose

  • 入力ごとの内部PDBは _work/models/ に保存し、mmCIF/oversized-PDB入力では元IDを復元したCIFも生成

  • 最初の活性部位モデルの総電荷がスキャン/MEP/TSOPT に伝播

  1. オプションの段階的スキャン（単一入力のみ）

  • 各 --scan-lists 引数は MLIP スキャンステージを記述する (i,j,target_Å) タプルの Python ライクなリスト。原子インデックスは元の入力順序を参照し、デフォルトでは 1 始まりです（--no-scan-one-based を指定すると 0 始まりとして読みます）。いずれの場合も活性部位モデル順序に自動変換されます。3-field selector（例: 'TYR,285,CA'）はtoken順を問いません。残基名や番号が重複するときは、位置固定のCHAIN:RESNAME:RESSEQ[ICODE]:ATOM（例: A:SAM:320:C1）でchainを明示します。

  • 単一リテラルは 1 ステージスキャンを実行し、複数リテラルは順次実行されるため、ステージ 2 はステージ 1 の結果から開始されます。複数リテラルは 1 つの -s/--scan-lists に並べて指定します（例: -s '[(…)]' '[(…)]'）。

  • ステージエンドポイント（stage_XX/result.pdb）が、後続 MEP ステップへ渡される順序付き中間体となる

  1. 活性部位モデルでの MEP 探索（デフォルトで単一パス path-opt、--refine-path で再帰的 path-search）

  • デフォルトでは、単一パス path-opt（GSM/DMF）を実行します。エンジン生出力は <out-dir>/_work/path_opt/ に書かれ、連結済み成果物（mep.pdb、mep_trj.xyz、energy_diagram_MEP.png）はルート直下へ配置します。

  • --refine-path を指定すると、再帰的 path-search に切り替わり、結合変化に基づく多段階反応の候補セグメントを構築します。この分割だけで素反応が確定するわけではなく、TS／虚振動／IRC の検証が必要です。粗い MEP から得た HEI で TSOPT が失敗する場合の精密化に有効です。一方、悪い／ノイズの多い path を不要な複数 segment へ分割して計算時間を大幅に増やすことがあるため、意図せぬ cost 増大を避けてデフォルト OFF です（エンジン生出力は <out-dir>/_work/path_search/）。

  • PDB/mmCIF入力で -c/--center --refine-path --write-ref-merge を指定すると、元の入力構造を確認用座標compositeのテンプレートとして使います。

  1. 確認用の全系座標compositeを生成（オプション）

  • PDB/mmCIF入力で -c/--center --refine-path --write-ref-merge を指定すると、確認用の mep_w_ref.pdb を生成します。

  1. オプションのセグメントごとの後処理（反応セグメントのみ — 結合変化のあるセグメント。ブリッジセグメントはスキップ）

  • --tsopt: 各 HEI 活性部位モデルで TS 最適化を実行し、optimization_status と saddle_validation を別々に記録します。数値非収束、虚振動0本、終端PHVAの失敗/未実施、または負rootを選べない場合は、TS構造とresult fieldを登録した後にIRC前で停止します。frequency/modeは終端PHVA成功時だけ記録します。数値収束済み高次停留点は保持され、警告付きの診断的IRCへ進むことがありますが、一次TS認定ではありません。Hessian TS optimizerにはMEP energy-upwinding Cartesian接線候補をCPU/file cache経由で渡し、反応rootのidentityを追跡します（energyを読めない旧trajectoryでは正規化secantを使用）。Dimerは--ref-modeを消費しないためhandoff/cacheは適用外です。--no-tsopt-from-mep-tanではcacheを作成・利用せず、初期構造Hessianの振動modeからrootを選びます。続行可能な結果はEulerPC IRCで追跡し、IRC端点を--thresh-post（デフォルトbaker）で再最適化します。エンドポイント最適化の作業ディレクトリは--dump時に保持し、それ以外は完了後に削除します。エンドポイントRFOの上り坂拒否はデフォルトで無効で、--reject-uphillにより端点再最適化についてのみ有効化できます。

  • --thermo: (R, TS, P) で freq を呼び出し、振動/熱化学データと MLIP Gibbs ダイアグラムを取得

  • --dft: (R, TS, P) で DFT 一点計算を実行し、DFT ダイアグラムを構築。--thermo と組み合わせると DFT//MLIP Gibbs ダイアグラムも生成

  • 共有の上書きオプション: --opt-mode、--opt-mode-post（TSOPT/IRC 後最適化のプリセット上書き）、--flatten/--no-flatten、--hessian-calc-mode、--tsopt-max-cycles、--tsopt-out-dir、--freq-*、--dft-*、--dft-engine（GPU 優先）など。Cartesian PHVA の剛体モードは、凍結anchorを尊重する constrained 処理に固定されています。

  • Hessian 評価モードの詳細は Hessian 評価モード を参照してください。

  1. TSOPT のみモード（単一入力、--tsopt、--scan-lists なし）

  • MEP/マージステージをスキップし、活性部位モデル（または抽出がスキップされた場合は全入力構造）で tsopt → EulerPC IRC を実行し、高エネルギー側の IRC 終端を反応物 (R) として識別したうえで、エネルギーダイアグラム一式とオプションの freq/DFT 出力を生成します。

出力

ツリーは 3 つのゾーンで構成されます: ルート直下の成果物、segments/seg_NN/ 配下のセグメント別成果物、_work/ 配下のパイプライン作業領域（必要な結果を取り出したあとは rm -rf で削除して構いません）。

out_dir/ (デフォルト:./result_all/)
├─ summary.log                  # 結果要約（ルート直下に生成）
├─ summary.json                 # JSON 結果
├─ mep.pdb                      # 連結済み MEP 経路（エンジンから配置）
├─ mep.cif                      # mmCIF/oversized-PDB入力時。元IDを復元
├─ mep_w_ref.pdb               # 確認用の全系座標composite（--write-ref-merge）
├─ mep_w_ref.cif               # 確認用bridge-template companion（--write-ref-merge）
├─ mep_trj.xyz                 # MEP 全体軌道
├─ energy_diagram_MEP.png      # 全セグメントの MEP 障壁
├─ energy_diagram_*.png        # 集約後処理ダイアグラム（MLIP / Gibbs / DFT、--tsopt 等で生成）
├─ segments/                    # 反応セグメント別の成果物（ブリッジセグメントはスキップ）
│  └─ seg_NN/                   # 2 桁インデックス、例: seg_01, seg_02
│     ├─ reactant.{pdb,cif,xyz,gjf} # 正規R/TS/P。bridge入力はPDB+CIF
│     ├─ ts.{pdb,cif,xyz,gjf}
│     ├─ product.{pdb,cif,xyz,gjf}
│     ├─ ts/                    # TS 最適化出力と振動解析（--tsopt）
│     ├─ irc/                   # IRC 軌道とプロット（--tsopt）
│     ├─ freq/{R,TS,P}/         # frequencies_cm-1.txt + thermoanalysis.yaml（--thermo）
│     └─ dft/                   # DFT 一点計算結果（--dft）
└─ _work/                       # パイプライン作業領域（削除可）
   ├─ models/                   # 抽出実行時の活性部位モデル PDB（model_<input_stem>.pdb）
   ├─ scan/                     # 段階的スキャン結果（--scan-lists 提供時）
   ├─ add_elem_info/            # 前処理: 元素記号補完
   └─ path_opt/                 # MEP エンジン生出力（--refine-path 時は path_search/）

TSOPT のみモード（単一入力 + --tsopt、--scan-lists なし）では MEP ステージが無く、最適化済み R/TS/P と ts/・irc/・freq/・dft/ は segments/seg_01/ 直下に生成され、MEP 作業ディレクトリ（_work/path_opt/）は存在しません。

Note

正規構造は segments/seg_NN/reactant.*・ts.*・product.* です — 機構を報告する際はこれらを引用してください。同じ seg_NN/ 内の ts/・irc/・freq/・dft/ サブディレクトリは各ステージの作業ファイル（例: ts/vib/imag_*_trj.xyz、irc/*_trj.xyz）を保持し、特定ステージのデバッグに使います。_work/path_opt/ 配下の MEP エンジン生出力は作業領域であり、必要な成果物（mep.pdb、bridge入力時のmep.cif、mep_trj.xyz、energy_diagram_MEP.png）は既にルートへ配置済みです。

-v 2 では活性部位モデルの電荷解決結果、スキャンステージ、MEP （GSM/DMF）の進行状況、各ステージの所要時間が出力されます。resolved configurationは-v 3で表示します。詳細は ログ詳細度 (verbosity) を参照してください。

プロットファイルの命名規則

エネルギーダイアグラムファイルは手法とスコープに基づいて命名されます:

ファイル名

生成タイミング

内容

energy_diagram_MEP.png

path-opt/path-search 完了時

全セグメント MEP 障壁（生の GSM/DMF 値）

energy_diagram_MLIP.png

セグメントごとの tsopt+IRC 完了時

R→TS→P（MLIP エネルギー）

energy_diagram_G_MLIP.png

セグメントごとの thermo 完了時

R→TS→P（MLIP ギブズ自由エネルギー）

energy_diagram_DFT.png

セグメントごとの DFT 完了時

R→TS→P（DFT エネルギー）

energy_diagram_G_DFT_plus_MLIP.png

セグメントごとの DFT+thermo 完了時

R→TS→P（DFT エネルギー + MLIP 熱補正）

energy_diagram_MLIP_all.png

全セグメント集約時

全セグメント統合（MLIP）

energy_diagram_G_MLIP_all.png

全セグメント + thermo

全セグメント統合（MLIP ギブズ）

energy_diagram_DFT_all.png

全セグメント + DFT

全セグメント統合（DFT）

energy_diagram_G_DFT_plus_MLIP_all.png

全セグメント + DFT + thermo

全セグメント統合（DFT//MLIP ギブズ）

irc_plot.png（segments/seg_NN/irc/ 配下）

セグメント IRC 完了

セグメントごとの IRC プロファイル（MLIP エネルギー）

irc_plot_all.png

全セグメント集約

全セグメントの IRC プロファイル連結

summary.log の読み方

ヘッダーでは all の入口を MEP、Scan、TS-only のいずれかで示し、 ルート出力ディレクトリを絶対パスで表示します。MEP / Scan では内部 path module ディレクトリも絶対パスで表示し、TS-only では - とします。 path-opt / path-search などの内部 engine 名は machine-readable metadata に保持し、ユーザー向け pipeline mode には使用しません。

ログは番号付きセクションで構成されます:

  • [1] グローバル MEP 概要 – イメージ/セグメント数、MEP 軌跡プロットのパス、MEP 全体のエネルギーダイアグラム。

  • [2] セグメント別 MEP サマリー（MLIP パス） – セグメントごとの障壁（ΔE‡）、反応エネルギー（ΔE）、結合変化サマリー。

  • [3] セグメント別後処理（TSOPT / Thermo / DFT） – TS 虚振動数チェック、IRC 出力、MLIP/熱化学/DFT のエネルギーテーブル。

  • [4] エネルギーダイアグラム（概要） – MEP/MLIP/Gibbs/DFT 系の図表と、任意の横断サマリー表。

  • [5] 出力ディレクトリ構造 – 生成ファイルを注釈付きでまとめたツリー。

summary.json の読み方

JSON 結果の代表的なトップレベルキーは以下のとおりです。

  • out_dir, n_images, n_segments – 実行メタデータと総数。

  • segments – index, tag, kind, barrier_kcal, delta_kcal, bond_changes を含むセグメント配列。

  • energy_diagrams（任意） – labels, energies_kcal, energies_au, ylabel, image などを含む図表データ。

summary.json には summary.log にある整形テーブルやファイルツリーは含まれません。

CLI オプション

入力の要件:

  • 抽出有効（-c/--center）: PDB/mmCIF を使用可能。

  • 抽出なし: PDB/mmCIF/XYZ/GJF を使用可能。

  • 複数構造実行は 2 つ以上の構造が必要。完全な入力ファイル要件（水素、元素列、原子順序の一致）は CLI 規約 を参照してください。

電荷の解決順序の詳細は CLI 規約: 電荷の指定 を参照してください。all コマンドでは、活性部位モデル抽出（-c 指定時）による電荷導出が追加の優先度レイヤーとして機能します。スピンの解決順序は --multiplicity（CLI）→ .gjf テンプレート → デフォルト（1）。非標準の基質には --ligand-charge/-l を必ず指定し、scan/MEP/TSOPT/DFT へ正しい総電荷を伝播させてください。

入出力オプション

オプション

説明

デフォルト

-i, --input PATH...

反応順序の 2 つ以上の完全構造（--scan-lists または --tsopt のみ単一入力可）

必須

--ref-pdb FILE

XYZ/GJF入力用の参照 PDB/mmCIF topology

None

-o, --out-dir PATH

トップレベル出力ディレクトリ

./result_all/

--convert-files/--no-convert-files

XYZ/TRJ → 対応する PDB/CIF/GJF companion の全体切替

True

--dump/--no-dump

MEP（GSM/DMF）軌跡を出力。親で明示したトグルは path-search/path-opt と scan/tsopt に転送され、省略時は各子コマンドの YAML/デフォルトを使用。--thermo 使用時は内部入力の thermoanalysis.yaml を常に保持し、--no-dump でもこの channel は抑止しません

False

--config FILE

先に適用するベース YAML

None

--show-config/--no-show-config

実行前に解決済み設定を表示

False

--dry-run/--no-dry-run

設定を検証して計画を表示。--center 指定時は一時ディレクトリで extract を実行し、導出電荷と電子数 parity を検証する。scan/MEP/TSOPT/freq/DFT は実行せず、永続出力も作らない

False

電荷・スピンオプション

オプション

説明

デフォルト

-l, --ligand-charge TEXT

総電荷または残基別マッピング（-q 省略時に使用、推奨）。PDB/mmCIF 入力（または --ref-pdb 付き XYZ/GJF）で extract と同じ全系電荷導出を起動します

None

-q, --charge INT

明示した総電荷を最優先。不一致時は警告して-qを使用し、省略時は抽出／workflowの自動導出を使用

None

-m, --multiplicity INT

全下流ステップへ転送されるスピン多重度

1

活性部位モデル抽出オプション

オプション

説明

デフォルト

-c, --center TEXT

PDB/mmCIFパス、残基ID/名、CHAIN:RESNAME、CHAIN:RESNAME:RESSEQ

抽出に必須

-r, --radius FLOAT

活性部位モデル包含カットオフ（Å）。0 では半径による拡張を無効化し、-c と --selected-resn の選択だけを残す

2.6

--radius-het2het FLOAT

ヘテロ–ヘテロカットオフ（Å）。0 を渡すと空の選択を避けるため内部で 0.001 Å に自動補正されます（単体の extract と同じ挙動）

0.0

--include-h2o/--no-include-h2o

水分子を含める（HOH/WAT/TIP3/SOL）

True

--exclude-backbone/--no-exclude-backbone

非基質アミノ酸の主鎖原子を除去

False

--add-linkh/--no-add-linkh

切断結合にキャップ水素を付加

True

--selected-resn TEXT

--center と同じID/名前/chain付きselectorで残基を強制包含

""

--modified-residue TEXT

アミノ酸として扱う残基名をカンマ区切りで指定。NAME:charge はこの抽出中の公称電荷を追加または上書きし、電荷を省略した NAME は 0 になります

""

--freeze-links/--no-freeze-links

活性部位モデル PDB でキャップ H の親を凍結

True

--freeze-atoms TEXT

全ステージで凍結する1-based原子番号（カンマ区切り）。抽出時は元のfull input基準で指定し、活性部位モデルへ自動変換される。抽出しない場合は現在の入力構造基準。--freeze-links とYAML geom.freeze_atoms にマージされる

None

組み込みのアミノ酸名は、力場で正規化された Amber/CHARMM の命名を前提とします。 raw PDB CCD との名前衝突は自動判別しないため、--modified-residue NAME:charge で意図する公称電荷を明示してください。

MEP 探索オプション

Note

all --max-cycles-gsm / --max-cycles-dmf は MEP 専用です。後処理は --tsopt-max-cycles と YAML irc.max_cycles、単独コマンドは各自の --max-cycles を使います。

オプション

説明

デフォルト

--mep-mode [gsm|dmf]

MEP 探索アルゴリズム: GSM（Growing String Method）または DMF（Direct Max Flux）

gsm

--max-nodes INT

GSM/DMF segment ごとの可動内部イメージ数。両エンジンとも端点2つを保持するため、総イメージ数は max_nodes + 2

20

--gsm-param [equi|energy]

完全成長後のGSMノード配置。energy は高エネルギー領域へノード密度を寄せる。等間隔経路がHEI近傍の反応座標領域を飛び越える場合の試行用であり、TSを同定する機能ではない

equi

--max-cycles-gsm INT

GSM string optimizer の最大サイクル数

300

--max-cycles-dmf INT

DMF の最大 IPOPT 反復数

300

--climb/--no-climb

標準 GSM セグメントでクライミングイメージを有効化（ブリッジセグメントは常に無効）

True

--opt-mode [grad|hess]

ワークフロープリセット（grad → L-BFGS/Dimer、hess → RFO/RSPRFO）。コマンド個別実行では opt --opt-mode grad|hess、tsopt --opt-mode grad|hess を推奨。トークンのマッピングはスコープ依存で、all の pre-opt デフォルト（grad）と tsopt のデフォルト（hess）は一致しません。詳細は --opt-mode（サブコマンド依存） を参照してください

grad

--thresh TEXT

単一構造最適化と scan 緩和の収束プリセット（gau_loose, gau, gau_tight, gau_vtight, baker, never）

gau

--thresh-gsm TEXT

MEP 段の GSM ストリング最適化の収束プリセット（--thresh と同じプリセット群）

gau_loose

--thresh-dmf TEXT

DMF MEP 段の IPOPT dual-infeasibility 許容値。tight(0.04)、middle(0.10)、loose(0.20) または正の float。Gaussian プリセットではない

tight

--preopt/--no-preopt

MEP 前に活性部位モデル端点を事前最適化。単体の scan、scan2d、scan3d では --preopt のデフォルトは False（--preopt を渡すと有効化）

True

--refine-path / --no-refine-path

再帰的 path-search を有効化 / デフォルトの単一パス path-opt を使用

無効

--write-ref-merge

確認用の mep_w_ref* / hei_w_ref* 座標compositeを生成。--refine-path、-c/--center、PDB/mmCIF入力が必要

無効

MLIP 計算機オプション

オプション

説明

デフォルト

--workers, --workers-per-node

UMA 予測器の並列度。workers > 1 と明示的な解析 Hessian は併用できないため、workers = 1 または有限差分を使用。診断上の注意は workers > 1 と解析 Hessian は併用できない（UMA バックエンド） を参照

1, 1

--hessian-calc-mode [Analytical|FiniteDifference]

共有 MLIP Hessian エンジン

FiniteDifference

-b, --backend {uma,orb,mace,aimnet2}

MLIP バックエンド

uma

後処理オプション

オプション

説明

デフォルト

--tsopt/--no-tsopt

セグメントごとの TS 最適化+ IRC を実行

False

--tsopt-from-mep-tan/--no-tsopt-from-mep-tan

Hessian TS optimizerでCPU/file cacheしたHEI接線候補から反応root identityを追跡。OFFではcache作成・利用を止め、初期Hessian modeから選択。Dimerには適用外

True

--thermo/--no-thermo

R/TS/P で振動解析を実行（--tsopt が必要）

False

--dft/--no-dft

R/TS/P で DFT 一点計算を実行（--tsopt が必要）

False

--opt-mode-post [grad|hess]

TSOPT/IRC 後最適化のプリセット上書き（grad → Dimer/L-BFGS、hess → RSPRFO/RFO）

hess

--thresh-post TEXT

IRC 後エンドポイント最適化の収束プリセット（gau_loose, gau, gau_tight, gau_vtight, baker, never）

baker

--flatten/--no-flatten

余分な虚振動モードのフラット化

False

--reject-uphill/--no-reject-uphill

IRC 後のエンドポイント再最適化のみで RFO の上り坂ステップ拒否を明示的に有効化（許容値 1e-4 Hartree、低エネルギー形状へロールバックして trust radius を縮小）。TS 最適化では拒否を常に無効化し、経路探索には影響しない。emergency floor 到達時は、保持したエンドポイントを通常の収束条件で最終確認

False

--irc-step-size FLOAT

IRC のEulerPC最大step（Bohr）を上書き。数frameですぐ止まる場合は0.05など小さい値で再試行

IRC デフォルト0.10

--irc-never-stop/--no-irc-never-stop

IRCのgradient・energy停止条件を無視し、各branchを最大cycleまで追跡。数値／integration失敗や外部中断では停止

False

Warning

--dft のcost/memoryはbasis-function数、元素、functional、grid、engine、 hardwareに依存し、atom countだけではcutoffを決められません。代表stateをpilot実行し、 peak memoryを測定してresourceを選択してください。

TSOPT の最適化モードは、--opt-mode-post（指定時）→ --opt-mode（明示指定時のみ）→ TSOPT のデフォルト（hess → rsprfo）の順で決まります。

例: --opt-mode grad --opt-mode-post hess は、経路最適化に L-BFGS、TS 精密化に RS-P-RFO を使用します。

TSOPT 上書き

オプション

説明

デフォルト

--tsopt-max-cycles INT

tsopt --max-cycles 上書き

100000

--tsopt-out-dir PATH

tsopt 出力サブディレクトリ

None

Freq 上書き

オプション

説明

デフォルト

--freq-out-dir PATH

freq 出力ディレクトリ上書き

None

--freq-max-write INT

最大モード出力数

10

--freq-amplitude-ang FLOAT

モード軌跡の振幅（Å）

0.8

--freq-n-frames INT

モード軌跡のフレーム数

20

--freq-sort [value|abs]

モードソート方法

value

--freq-temperature FLOAT

熱化学温度（K）

298.15

--freq-pressure FLOAT

熱化学圧力（atm）

1.0

DFT 上書き

オプション

説明

デフォルト

--dft-engine [gpu|cpu]

DFT バックエンド: gpu (GPU4PySCF) または cpu (PySCF)。all ラッパーではプレフィックス付きで --dft-engine と名付けられていますが、単体の dft サブコマンドでは同じオプションが --engine という名前になります

gpu

--dft-out-dir PATH

DFT 出力ディレクトリ上書き

None

--dft-func-basis TEXT

汎関数/基底関数ペア

wb97m-v/def2-tzvpd

--dft-max-cycle INT

最大 SCF サイクル

100

--dft-conv-tol FLOAT

SCF 収束閾値

1e-9

--dft-grid-level INT

PySCF グリッドレベル

3

スキャンオプション（単一入力）

オプション

説明

デフォルト

-s, --scan-lists TEXT...

段階的スキャン: (i,j,target_Å) タプル

None

--scan-out-dir PATH

scan 出力ディレクトリ上書き

None

--scan-one-based/--no-scan-one-based

--scan-lists の原子インデックスの読み方: True = 1 始まり、False = 0 始まり

None（1 始まり）

--scan-max-step-size FLOAT

最大ステップサイズ（Å）

0.20

--scan-bias-k FLOAT

調和バイアス強度（eV·Å⁻²）

300

--scan-relax-max-cycles INT

緩和サイクル上限

100000

--scan-preopt/--no-scan-preopt

scan の事前最適化トグルを上書き

None

--scan-endopt/--no-scan-endopt

scan のステージ終端最適化トグルを上書き

None

YAML 設定

all は YAML の多層指定をサポートします:

  • --config FILE: ベース設定。

適用順序:

defaults < config < CLI

解決後の YAML は呼び出されるすべてのサブコマンドに転送されます。各ツールが読み取るセクションは以下のとおりです:

サブコマンド

YAML セクション

path-opt

geom, calc, gs, dmf, stopt, opt, lbfgs, rfo

path-search

geom, calc, gs, dmf, stopt, opt, lbfgs, rfo, bond, search

scan

geom, calc, opt, lbfgs, rfo, bias, bond

tsopt

geom, calc, opt, hessian_dimer, rsirfo

freq

geom, calc, freq, thermo

dft

dft

irc

geom, calc, irc

最小例:

calc:
 model: uma-s-1p2 # uma-s-1p2 | uma-m-1p1
 hessian_calc_mode: FiniteDifference # デフォルト。Analytical は対象環境で検証して選択
gs:
 max_nodes: 12
 climb: true
dft:
 grid_level: 6

すべての YAML オプションの完全なリファレンスについては、YAML 設定リファレンス を参照してください。

注記

独立に準備した全系構造どうしでは、反応座標以外の構造差が得られる障壁に影響することがあります。構造を確認し、モデル化した系に対して選択した path workflow を検証してください。

  • 症状起点で切り分ける場合は 典型エラー別レシピ を先に参照し、詳細は トラブルシューティング を確認してください。

  • 形式電荷を推定できない場合は --ligand-charge（数値または残基別マッピング）を必ず指定し、scan/MEP/TSOPT/DFT へ正しい総電荷を伝播させてください。

  • --write-ref-merge 指定時は、確認用の mep_w_ref* に使う静的テンプレートを最初の元入力から取得します。path-search --ref-full-pdb は内部で処理します。

  • 収束プリセット: --thresh のデフォルトは gau、--thresh-post のデフォルトは baker、MEP 段は --thresh-gsm（デフォルト gau_loose）と --thresh-dmf（デフォルト tight）が担当。

  • 抽出半径: -r 0（または --radius 0）では半径による拡張を無効化し、-c と --selected-resn で選んだ残基からモデルを構築します。構造上必要なジスルフィド結合partnerや隣接主鎖contextが安全策として追加される場合があります。空の幾何検索を避けるため、zero radiusは内部で 0.001 Å にクランプされます。

  • エネルギーダイアグラムは反応物（最初の状態）基準の kcal/mol で表示されます。

  • -c/--center を省略すると抽出をスキップし、全構造をそのまま MEP/tsopt/freq/DFT に渡します。ただし単一構造実行では --scan-lists か --tsopt が必要です。

関連項目