用語集

このページでは、pdb2reaction ドキュメント内で使われる略語・専門用語を簡潔に説明します。

日本語表記の統一（canonical）

pdb2reaction の日本語ドキュメントでは以下の表記を正規形として採用します。翻訳の揺れが見つかった場合は、この表に合わせて修正してください。

概念	正規表記	備考
Hessian（二階微分行列）	ヘシアン	「ヘッシアン」は使わない。
Highest-Energy Image (HEI)	最高エネルギー画像	「最高エネルギーイメージ」は使わない。略語は HEI のまま。
Kink	ねじれ	「キンク」「屈曲」は使わない。初出で (kink) を併記可。
Trust region	信頼領域	最適化が信頼する領域そのものを指す。
Trust radius	信頼半径	trust_radius / trust_min / trust_max の値を指す場合はこちらを使う。

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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。
IRC	Intrinsic Reaction Coordinate（固有反応座標）	古典的には 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として定義され、TS が意図した端点を接続することの検証に使用します。pdb2reaction の EulerPC 積分は質量重みなしのデカルト座標で動作します（irc.md: --step-size は質量重みなしデカルトの Bohr）。geom.coord_type は cart に強制されます。
GSM	Growing String Method	端点からストリング（イメージ列）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。pdb2reaction では --mep-mode dmf で選択します。
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われます。
イメージ（Image）	—	経路上の 1 つの構造（1 ノード）。chain-of-states 法で離散化された各点。
セグメント	—	2 つの隣接する端点を結ぶ MEP 区間（例: R → I1, I1 → I2, …）。
反応セグメント	Reactive Segment	端点間で共有結合の変化が検出されるセグメント。反応セグメントのみが TS 最適化に進みます。
ブリッジセグメント	Bridge Segment	非隣接の中間体を結び、未解決の結合変化を含むセグメント。path-search がすべての反応領域を分離するまで再帰的に分割します。
ねじれ	Kink	MEP 上で共有結合の変化は検出されないが幾何的な歪みが残る領域。path-search は線形補間ノードを挿入し、完全なストリング計算の代わりに個別に最適化します。
PES	Potential Energy Surface（ポテンシャルエネルギー面）	原子配置に対するエネルギーの超曲面。MEP は PES 上の最低エネルギー経路。

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最適化アルゴリズム

用語	正式名称	説明
BFGS	Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno	準ニュートン型のヘシアン更新スキーム（hessian_update: bfgs）。
L-BFGS	Limited-memory BFGS	勾配履歴からヘシアンを近似する準ニュートン法。opt --opt-mode grad で使用。
RFO	Rational Function Optimization	明示的なヘシアン情報を使用する信頼領域最適化法。opt --opt-mode hess で使用。
RS-I-RFO	Restricted-Step Image-RFO	ヘシアン行列の 1 つの負固有値方向に沿って一次鞍点を探索する RFO 変種。tsopt --opt-mode hess のデフォルト。
Dimer	Dimer Method	完全なヘシアンを計算せずに最低曲率モードを推定する TS 最適化法。tsopt --opt-mode grad で使用。pdb2reaction は Hessian Guided Dimer 変種を使い、活性部分空間の正確ヘシアンを周期的に評価してダイマー方向を更新します。
Bofill	Bofill Update	SR1（対称ランク 1）と PSB（Powell-symmetric-Broyden）を混合したヘシアン更新スキーム。鞍点探索に適します。hessian_update: bofill で選択され、RS-I-RFO と Dimer のフラット化ループで使用されます。
SR1	Symmetric Rank-One	ランク 1 のヘシアン更新スキーム。Bofill の 2 要素のうち 1 つ。
PSB	Powell-Symmetric-Broyden	対称ヘシアン更新スキーム。Bofill の 2 要素のうちもう 1 つ。
EulerPC	Euler Predictor-Corrector	IRC 計算の積分スキーム。勾配方向への予測ステップと経路を修正する補正ステップの 2 段階で構成されます。
PHVA	Partial Hessian Vibrational Analysis（部分ヘシアン振動解析）	凍結されていない活性自由度のみで振動解析を行う手法。freeze_atoms 設定時に自動適用されます。
Active DOF	Active Degrees of Freedom（活性自由度）	freeze_atoms に列挙されていない原子が持つ 3N 個のデカルト座標。PHVA、部分ヘシアン TS 最適化、解析的ヘシアン経路はすべてこの活性部分空間のみで動作し、凍結原子は縮約ヘシアンの行・列を寄与しません。
DLC	Delocalized Internal Coordinates（非局在化内部座標）	原子間距離・角度・二面角から構成される冗長内部座標系。coord_type: dlc で利用可能（デフォルトは cart = デカルト座標）。

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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（多くはニューラルネットの）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。pdb2reaction のデフォルト計算バックエンドです。
ORB	ORB Models	Orbital Materials の MLIP バックエンド。-b orb で選択。
MACE	MACE	Equivariant message-passing MLIP。-b mace で選択。
AIMNet2	AIMNet2	Atoms-In-Molecules Network v2。-b aimnet2 で選択。
xTB	Extended Tight Binding	半経験的量子化学手法。pdb2reaction では --solvent による暗黙溶媒補正に使用。
fairchem	—	Meta がオープンソースで公開している基盤モデルツールキット。UMA 系のチェックポイントを提供します。pdb2reaction は UMA 予測器のロードに fairchem-core へ依存します。
task_name	—	UMA の推論バッチに記録されるタスクタグ（YAML: calc.task_name、デフォルト omol）。チェックポイントが学習したタスク/プリセットを選択します。
解析ヘシアン	Analytical Hessian	エネルギーの正確な二階微分を計算。高速だが VRAM を多く消費。--hessian-calc-mode Analytical で選択。
有限差分	Finite Difference	微小変位による微分近似。低速だがメモリ効率が良い。--hessian-calc-mode FiniteDifference（デフォルト）で選択。

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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。
DFT//MLIP	—	複合計算法の表記: MLIP で最適化した構造の上で DFT による単点エネルギーを評価する手法。MLIP の構造最適化・分子動力学と DFT のエネルギー精密化を組み合わせます。// 区切りは量子化学の標準慣習「エネルギー計算レベル // 構造最適化レベル」に従います。
Hessian（ヘシアン行列）	—	エネルギーの二階微分行列。固有値から振動数を、固有ベクトルから振動モード（変位ベクトル）を得ます。振動解析や TS 最適化に使用します。
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 は全スピン量子数）。一重項（singlet）= 1、二重項（doublet）= 2、三重項（triplet）= 3 など。-m/--multiplicity で指定（デフォルト: 1）。
ALPB	Analytical Linearized Poisson-Boltzmann	xTB で利用可能な暗黙溶媒モデル（--solvent-model alpb、デフォルト）。
CPCMX	Conductor-like PCM (XC 拡張)	xTB で利用可能な暗黙溶媒モデル（--solvent-model cpcmx）。
cyipopt	—	IPOPT 内点法ソルバの Python バインディング。DMF（--mep-mode dmf）経路精密化パイプラインが依存します。

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構造生物学・活性部位モデル抽出

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。
GJF	Gaussian Job File	Gaussian の入力形式。pdb2reaction は電荷/多重度と座標の読み取りに利用します。
活性部位モデル	Active Site Model（バインディングポケット）	-c/--center と -r/--radius で定義される基質周辺の抽出範囲。pdb2reaction ドキュメントでは「活性部位モデル」と「クラスターモデル」を下流の計算入力の意味でほぼ同義に使います。厳密には「活性部位モデル」は幾何学的な選択領域、「クラスターモデル」はそれをリンク水素でキャップして QM/MLIP 計算入力として完成させた段階を指します。
クラスターモデル	Cluster Model	抽出した活性部位モデルの切断された共有結合をリンク水素でキャップし、QM/MLIP 計算入力として整えた部分系。実質的には「活性部位モデル」（キャップ前の幾何選択）と「クラスターモデル」（キャップ後、計算実行可能）は同じ対象の 2 段階です。
リンク水素	Link Hydrogen	活性部位モデル抽出時に切断された結合をキャップするために付加する水素原子。
主鎖	Backbone	タンパク質の主骨格（N–Cα–C–O 原子）。活性部位モデル抽出時に --exclude-backbone で除外可能。

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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自由エネルギー。
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。

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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ます。
虚振動数	ヘシアン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 値で報告されます。pdb2reaction で用いられる2つの閾値の違いについては 虚振動数の閾値: 5 cm⁻¹ と 100 cm⁻¹ を参照。

虚振動数の閾値: 5 cm⁻¹ と 100 cm⁻¹

pdb2reaction では虚振動数に関して 異なる2つの cm⁻¹ 閾値が使われ、混同しやすいため整理します:

閾値	役割	定義場所	性質
5 cm⁻¹	内部検出カットオフ — 絶対値がこれ未満の振動は 虚振動と見なされません（剛体運動または数値ノイズとして扱われる）。	pdb2reaction/defaults.py の hessian_dimer.neg_freq_thresh_cm = 5.0	ハードコードされたデフォルト値。YAML の hessian_dimer.neg_freq_thresh_cm で調整可能。
100 cm⁻¹	TS 品質ゲート — ユーザ向けの経験則: 物理的に意味のある TS 虚モードは反応座標上で |ν| ≥ 100 cm⁻¹ であるべき。これ未満の「虚」モードは緩い揺動や回転人工物であり、真の反応座標ではない可能性が高い。	recipes-common-errors.md、troubleshooting.md の TS 品質チェック	コード上の閾値ではなく、読者向けヒューリスティック。

この2つは 異なる問い に答えます: 5 cm⁻¹ は「虚振動と数えるか」、100 cm⁻¹ は「この虚モードが真の TS らしいか」。混同しないでください — 例えば 35 cm⁻¹ のモードは内部では虚振動としてカウントされる（5 cm⁻¹ フィルタ通過）が、TS 品質ゲート（100 cm⁻¹）は通らない、という状態になります。

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CLI 規則

用語	説明
ブール値オプション	切替形式（--flag / --no-flag）または値形式（True/False、yes/no、1/0）を受け付ける CLI フラグ。例: --tsopt。
残基セレクタ	'SAM,GPP'（名前）や 'A:123,B:456'（チェーン:ID）のような指定方法。
原子セレクタ	'TYR,285,CA' のように残基名・番号・原子名で特定の原子を指定する方法。

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関連ページ

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• はじめに — クイックスタートと初回実行

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