Drkcore

明日はPIEDAをアツく語ります（予定）

1437696511

15092012 chemoinformatics q-chem

pygamessの便利なところ

懇親会でpygamessじゃなくてもFacioで良かろうと言われたのだけど、対話環境よりも、スクリプトでやれたほうがいい場面が多いので書いておく。ちなみに僕はAvogadroユーザーです。

適当なsdfが手元になかったので

C
CC
CCC

というSMILESのリストを

babel -ismi carbons.smi -osdf carbons.sdf

とやってsdfにしたものを使いました。

sdfの分子群に対して計算したい場合、対話環境だとチマチマと作業しないといけないが、スクリプトだとforループを回せばよいし、結果がmoleculeオブジェクトで返ってくるので、そのあとのケモインフォマティクス的な取り回しが楽です。Gamessのアウトプット睨みながらコピペとか苦行だし、アウトプットの処理用のパーサー書くならinputから全てスクリプトで処理したほうがいいんじゃないかなと。

>>> import pybel
>>> from pygamess import Gamess
>>> g = Gamess()
>>> mols = pybel.readfile('sdf', 'carbons.sdf')
>>> for mol in mols:
...   nmol = g.run(mol)
...   print nmol, nmol.energy
... 
C   
 -39.7265813363
CC  
 -78.3052918313
CCC 
 -116.885136991

ケミストのように化合物を個別のものとして一つ一つ丁寧に対応していくのか、情報論的にまとめて取り扱いたいのかとかそういうあたりで使い分ければいいのだと思う。オービタル見たい場合にはGUI必須だけど、エネルギーみたいな数字だけに関心があるのであればGUIは要らないかな。

31032012 q-chem Python openbabel

pygamess 0.3.0

バグフィックスしたり基底関数まわりを追加してバージョンをちょっとあげた。

pygamess

一番大きな変更はデフォルトでrungmsを使わないようにしたことで直接ddikickを叩くことにしたことか。それでgamessのパスをどうしようかなぁと。

とりあえずコンストラクタで直接指定してない場合は

環境変数GAMESS_PATHを調べる
PATHの中からddikick.xのあるディレクトリを探して、それを選択する

それとは別にrungmsのpathを探したりもしている(僕の場合はrungmsを/usr/local/binに置いている)のでちょっとくどいやり方になってしまった。

それから、コンストラクタにオプションを渡せるようにしたんだけど、これだと、gamessのインプットいじるのと変わらないので、もう少しスマートな指定方法も用意したほうがいいかなぁと思った。

水分子を基底関数を変えながらエネルギーを計算する例。このくらいだったら対話環境でサクッとうごく。

>>> import pybel
>>> from pygamess import Gamess
>>> g = Gamess()
>>> mol = pybel.readstring('smi', 'O')
>>> mol.make3D()
>>> g.run(mol).energy
-74.96450135
>>> g.run_type('optimize')
>>> g.run(mol).energy
-74.9659012146
>>> g.basis_set('3-21G')
>>> g.run(mol).energy
-75.585959758
>>> g.basis_set('6-31G')
>>> g.run(mol).energy
-75.9853591564
>>> g.basis_set('6-311G')
>>> g.run(mol).energy
-76.0109546389
>>> g.basis_set('6-31G*')
>>> g.run(mol).energy
-76.0107465155
>>> g.basis_set('6-31G**')
>>> g.run(mol).energy
-76.0236150193

最近ちょっと困っているのが、構造最適化で収束しないのをどうやって収束させるかという。6-31G*くらいでmopacみたいなノリで計算できるようにしたい。

22032012 q-chem Python pygamess

python版rungms

pygamessがrungmsを設定してない場合でもマトモなエラーを吐かないとレスポンスを貰ったので、きちんと例外投げるように変更しておいた。ついでにドキュメントを追加してバーションを上げておいた。

pygamessはもともと、gamessのインプット作るのめんどくさいっていうのがモジュール作成のモチベーションだったので、gamess実行環境(rungms)が既にあるという前提だったが、最近pybelに対応したことにより、分子設計的な側面が強くなってしまったので、gamess実行環境もまとめて面倒みたほうがいいかなぁと。

rungmsは単なるシェルスクリプトなんだけど、ファイルを直接編集しないといけないので、動くようにするのがめんどくさい（色々なOSに対応するようにしているのでごちゃごちゃしている）。普通に動かせる最小のスクリプトはどんな感じかなぁと1000行超えのスクリプトを削って行ったら200行くらいになったが、残ったコードのほとんどがsetenvだった。どんだけ環境変数好きやねん？と。

これをpythonで書きなおしたら60行くらい。

import os
import sys
import socket
from shutil import copyfile, rmtree
from tempfile import mkstemp, mkdtemp

scr = mkdtemp()
job = sys.argv[1]
gamess_path = "/usr/local/gamess"
ddikick = os.path.join(gamess_path, "ddikick.x")
gamess = os.path.join(gamess_path, "gamess.Jan122009R1.x")
hostname = socket.gethostname()

setenv_data = [
    (" MAKEFP", "efp"), ("GAMMA", "gamma"), ("TRAJECT", "trj"),
    ("RESTART", "rst"), ("  PUNCH", "dat"), ("  INPUT", "F05"),
    (" AOINTS", "F08"), (" MOINTS", "F09"), ("DICTNRY", "F10"),
    ("DRTFILE", "F11"), ("CIVECTR", "F12"), ("CASINTS", "F13"),
    (" CIINTS", "F14"), (" WORK15", "F15"), (" WORK16", "F16"),
    ("CSFSAVE", "F17"), ("FOCKDER", "F18"), (" WORK19", "F19"),
    (" DASORT", "F20"), ("DFTINTS", "F21"), ("DFTGRID", "F22"),
    (" JKFILE", "F23"), (" ORDINT", "F24"), (" EFPIND", "F25"),
    ("SVPWRK1", "F26"), ("SVPWRK2", "F27"), ("  MLTPL", "F28"),
    (" MLTPLT", "F29"), (" DAFL30", "F30"), (" SOINTX", "F31"),
    (" SOINTY", "F32"), (" SOINTZ", "F33"), (" SORESC", "F34"),
    ("GCILIST", "F37"), ("HESSIAN", "F38"), ("QMMMTEI", "F39"),
    ("SOCCDAT", "F40"), (" AABB41", "F41"), (" BBAA42", "F42"),
    (" BBBB43", "F43"), (" MCQD50", "F50"), (" MCQD51", "F51"),
    (" MCQD52", "F52"), (" MCQD53", "F53"), (" MCQD54", "F54"),
    (" MCQD55", "F55"), (" MCQD56", "F56"), (" MCQD57", "F57"),
    (" MCQD58", "F58"), (" MCQD59", "F59"), (" MCQD60", "F60"),
    ("NMRINT1", "F61"), ("NMRINT2", "F62"), ("NMRINT3", "F63"),
    ("NMRINT4", "F64"), ("NMRINT5", "F65"), ("NMRINT6", "F66"),
    ("ELNUINT", "F67"), ("NUNUINT", "F68"), (" NUMOIN", "F69"),
    (" GMCREF", "F70"), (" GMCO2R", "F71"), (" GMCROC", "F72"),
    (" GMCOOC", "F73"), (" GMCCC0", "F74"), (" GMCHMA", "F75"),
    (" GMCEI1", "F76"), (" GMCEI2", "F77"), (" GMCEOB", "F78"),
    (" GMCEDT", "F79"), (" GMCERF", "F80"), (" GMCHCR", "F81"),
    (" GMCGJK", "F82"), (" GMCGAI", "F83"), (" GMCGEO", "F84"),
    (" GMCTE1", "F85"), (" GMCTE2", "F86"), (" GMCHEF", "F87"),
    (" GMCMOL", "F88"), (" GMCMOS", "F89"), (" GMCWGT", "F90"),
    (" GMCRM2", "F91"), (" GMCRM1", "F92"), (" GMCR00", "F93"),
    (" GMCRP1", "F94"), (" GMCRP2", "F95"), (" GMCVEF", "F96"),
    (" GMCDIN", "F97"), (" GMC2SZ", "F98"), (" GMCCCS", "F99")
    ]

for e in setenv_data:
    os.environ[e[0].strip()] = "%s/%s.%s" %(scr, job, e[1])

os.environ["ERICFMT"] = os.path.join(gamess_path, "ericfmt.dat")
os.environ["MCPPATH"] = os.path.join(gamess_path, "mcpdata")
os.environ["EXTBAS"]  = "/dev/null"
os.environ["NUCBAS"]  = "/dev/null"

src = job + ".inp"
dest = os.path.join(scr,job) + ".F05"
copyfile(src,dest)
exec_string = "%s %s %s -ddi 1 1 %s -scr %s > t.out" % (ddikick, gamess, job, hostname, scr)
os.system(exec_string)

rmtree(scr)

結局ユーザーが指定しないといけない変数ってGamessのpathくらいだった。

17032012 chemoinformatics q-chem Python

昨日は製薬業界の集まりがあって、他社のヒトと少し話す機会があって、LBDDどういう感じですかねと言われて、量子化学計算に真面目に取り組んでますよーっていう話から、ケミストは電子吸引基とか供与基とか言う割に計算して確かめようとしないんですよねー（そうですよねー）っていう流れになったので、そちらのケミストは計算するんですかねー？って聞いたら、するヒトはするし、しないヒトはしないっていう答えが返ってきた。想定通り。

もう少し知りたいのは、ちゃんと計算するケミストは、結局ただの計算マニアで結局普通のヒトなのか、それとも論理的で優秀な傾向が強いのか？ということかな。

さて、pygamessをpybelに対応させたので、より簡潔に書けるようになった。

>>> from pygamess import Gamess
>>> import pybel
>>> g = Gamess()
>>> g.run_type('optimize')
>>> mol = pybel.readstring('smi','C')
>>> mol.make3D()
>>> optimized_mol = g.run(mol)
>>> optimized_mol.energy
-37.0895866208

やっぱコンストラクタに引数をわたせるようにするべきだよなぁ。

初めてのPython 第3版
Mark Lutz
オライリージャパン / 4830円 ( 2009-02-26 )

量子化学計算したいならこれかな。

すぐできる量子化学計算ビギナーズマニュアル (KS化学専門書)

講談社 / 3360円 ( 2006-04-29 )

07032012 chemoinformatics q-chem Python

pygamessをアップデートした

Gamessのpythonラッパーであるpygamessを0.2.0にアップデートした。

主な変更点

pybelに対応した
テストをpyvowsに移行した

pybelも使えるようになったので、よりpythonicにコードを書けるようになっていい感じ。構造さえ用意すれば、こんなに簡単に量子化学計算ができて、量子化学計算にありがちなごちゃごちゃしたインプットファイルの作成から解放される。

>>> import pybel, pygamess
>>> g = pygamess.Gamess()
>>> mol = pybel.readfile("mol", "examples/ethane.mol").next()
>>> nmol = g.run(mol)
>>> nmol.energy
-78.30530748

それから、テストをpyvowsに変えてから快適です。自分にはBDDはあっているなぁ。

TODO

ドキュメントをきちんと書く

30112011 q-chem

Amazon EC2でFMOはよさげな予感

EC2でFMO計算できたら、超速で楽しいんだろうなと、ずっと思っていたが、この前の勉強会でイメージが湧いたのでAmazon EC2の価格表見ていたら超やばい。

The Fragment Molecular Orbital Method: Practical Applications to Large Molecular Systems

CRC Press / 10656円 ( 2009-05-18 )

物理的なハードウェアがなくても、安く早く計算できそうですよ。ハイメモリクアドラプルエクストララージインスタンスを4つくらい使えば大抵のタンパク質は数時間で計算終わりそうな気がするなぁ。

というわけでFMO計算とSBDDとEC2というノウハウを組み合わせればニッチな受託モデルができそうな気が。

でも、量子化学計算を活用したStructure Based Drug Designってニーズあんのかなぁ？ウェットのケミストの理解を得られない気もするが。

13072011 chemoinformatics q-chem Python

pygamessに半経験的分子軌道法を取り込む

AM1とかちょっと使いたかったので使えるようにしたけど、そうするとエネルギーが取り込めなくて困る。

kzfm/pygamess

あとイオン化ポテンシャルも取り込みたいのでそこら辺も対応する予定。

ハモンド仮説

論文読んでたらハモンド仮説ってのがあって、あれってなんだったかなとググッたら自分の持ってる本が出てきたので、家に帰ってから読んでみたら、かなり面白かったのでこの本はオススメ。

基礎量子化学―軌道概念で化学を考える
友田修司
東京大学出版会 / 4410円 ( 2007-02 )

メカニズムベースで創薬研究(特に合成)やろうと思ったら量子化学の基本的なところは外せないと思うんだよね。KKDってのはそれを超えたところにあるわけであって、宝くじ買って当てようとすることをセレンディピティとは言わないでしょう。

25062011 q-chem Python GAMESS

PyPIデビューした

去年からダラダラと作っていたPythonのGAMESSラッパーをPyPIにあげてみたけど、初めてなので、なんかおかしい部分があったら指摘してもらえるとありがたいです。

pygamess 0.1

登録は以下のサイトを参考にした

実際にやってみて分かりづらかったところはやっぱライセンスかなぁ。逆にclassifierのところはlist見ながら該当する部分をコピペしてけばいいだけだったので思っていたよりは楽だったな。

エキスパートPythonプログラミング
Tarek Ziade
アスキー・メディアワークス / 3780円 ( 2010-05-28 )

18062011 q-chem GAMESS

CH3ラジカルのGAMESSインプット

ROHFで。

!   File created by the GAMESS Input Deck Generator Plugin for Avogadro
 $BASIS GBASIS=STO NGAUSS=3 $END
 $CONTRL SCFTYP=ROHF RUNTYP=OPTIMIZE MULT=2 $END
 $STATPT OPTTOL=0.0001 NSTEP=20 $END

 $DATA 
Title
C1
C     6.0    -1.60293    -0.39674    -0.00000
H     1.0    -0.53293    -0.39674    -0.00000
H     1.0    -1.97337    -0.92091     0.85611
H     1.0    -1.95466    -0.89443    -0.87948
 $END

平面になった。

methyl radical

TODO: pythonのGAMESSラッパーをPyPIに登録する

もう5年目(wishlistありマス♡)
最近はPythonとDeepLearning
日本酒自粛中
ドラムンベースからミニマルまで
ポケモンGOゆるめ