🧩 ソフトウェア・エコシステム & ツール一覧

ProteinDF プロジェクトは、コアとなる超並列全電子DFT計算エンジンを中心に、SCF収束の自動化、解析・可視化Pythonツール、他ソフトウェアとの連携ブリッジなど、モジュール化された複数のリポジトリで構成されています。

graph TD
    A[構造入力 / PDBファイル] --> B[QCLObot]
    B -->|QCLO初期局在化軌道を自動生成| C[ProteinDF コア計算エンジン]
    C -->|波動関数・密度行列データ| D[ProteinDF_pytools]
    C <-->|相互連携| E[ProteinDF_bridge]
    D --> F[分子軌道解析・電子状態の可視化]

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⚛️ ProteinDF

コア超並列全電子密度汎関数法（DFT）計算プログラム

ProteinDF は、タンパク質・核酸・酵素活性中心などの巨大生体高分子を対象に、厳密な全電子Kohn-Sham DFT計算を実行するための主計算エンジンです。

• 主な特徴・機能:
• 全電子正準分子軌道（Canonical Molecular Orbitals）の厳密計算
• 分散行列アルゴリズムによる高度なMPI/OpenMPハイブリッド並列処理
• 高速・高精度な電子反発積分（ERI）計算アルゴリズム
• 関連リンク:
• GitHub リポジトリ
• ユーザーマニュアル (日本語)
• User Manual (English)

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🤖 QCLObot

QCLO法に基づくSCF収束プロセスの自動化・支援ツール

巨大生体分子のDFT計算では、通常の初期推測ではSCF計算が収束しにくいという課題があります。QCLObot は、準正準局在化軌道（QCLO）法に基づく初期軌道の分割計算と合成を自動化し、ProteinDF の確実かつ高速なSCF収束を実現します。

• 主な特徴・機能:
• 生体分子構造の自動フラグメント分割と局在化軌道生成
• ProteinDF 入力データの自動作成・パイプライン連携
• 関連リンク:
• GitHub リポジトリ
• QCLObot ユーザーマニュアル

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🐍 ProteinDF_pytools

データ解析・可視化用 Python ユーティリティ群

ProteinDF の出力ファイルを解析し、静電ポテンシャルの計算、分子軌道エネルギー準位の分析（状態密度/DOS解析）、3Dグラフィックスツール連携を行うためのPythonライブラリです。

• 主な特徴・機能:
• 正準軌道エネルギーおよび状態密度（DOS）の解析
• 静電ポテンシャル（ESP）マッピング
• バッチジョブおよびポストプロセスの自動化
• 関連リンク:
• GitHub リポジトリ

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🌉 ProteinDF_bridge

外部ソフトウェア・モデリング環境との連携インターフェース

ProteinDF と他の量子化学計算パッケージや分子モデリングツールとの間で、分子座標・基底関数・波動関数データを相互に変換・連携するためのインターフェースモジュールです。

• 主な特徴・機能:
• ファイルフォーマット変換および前処理
• 外部ワークフローへのProteinDFの組み込み
• 関連リンク:
• GitHub リポジトリ