Refactor/implement by Claude

.claude/skills/new-subcmd/SKILL.md

@@ -0,0 +1,69 @@
+---
+name: new-subcmd
+description: mdtbxに新しいargparseサブコマンドを追加する
+---
+
+# new-subcmd スキル
+
+mdtbxに新しいargparseサブコマンドを追加するスキル。
+
+## ワークフロー
+
+### ステップ1: ユーザーへの確認
+
+以下をユーザーに確認する:
+1. **サブコマンド名** (例: `calc_rmsd`, `gen_topology`) — CLIで `mdtbx <名前>` として呼ぶ
+2. **配置場所**: 機能に応じて選択
+   - `src/build/` — 系構築 (addace, amb2gro, gen_posres等と同種)
+   - `src/trajectory/` — 軌跡処理 (fit, trjcat等と同種)
+   - `src/analysis/` — 解析 (extract_str等と同種)
+   - `src/cv/` — Collective Variable計算
+   - `src/utils/` — 汎用ユーティリティ (mod_mdp, convert等と同種)
+3. **引数**: 必須引数・オプション引数の名前と型
+4. **処理内容**: 何をするコマンドか
+
+### ステップ2: サブコマンドファイルの作成
+
+`${SKILL_ROOT}/template.py` を参考に新ファイルを作成する。
+
+必須パターン:
+- `add_subcmd(subparsers)` の末尾に必ず `parser.set_defaults(func=run)` を置く
+- `run(args)` が実装本体
+- ロガーは `from ..logger import generate_logger` / `LOGGER = generate_logger(__name__)`
+- `argparse.ArgumentDefaultsHelpFormatter` を使う
+- `src/utils/` のパーサーを使う場合は `from ..utils.atom_selection_parser import AtomSelector` のように参照する
+
+### ステップ3: cli.py への登録
+
+`src/cli.py` に2箇所追加:
+
+1. **importブロック** (対応するカテゴリのブロックに追加):
+   ```python
+   from .build import <name>       # build の場合
+   from .trajectory import <name>  # trajectory の場合
+   from .analysis import <name>    # analysis の場合
+   from .cv import <name>          # cv の場合
+   from .utils import <name>       # utils の場合
+   ```
+
+2. **add_subcmdの呼び出し** (同カテゴリのブロックに追加):
+   ```python
+   <name>.add_subcmd(subparsers)
+   ```
+
+### ステップ4: テストファイルの作成
+
+`tests/test_<category>/test_<name>.py` にユニットテストを追加する:
+- 外部ツール不要な純粋計算関数は直接テスト
+- ファイルI/Oは `tmp_path` fixture を使用
+- 軌跡が必要な場合は `conftest.py` の `trajectory_files` fixture を使用
+- PyMOL/subprocess 依存は `unittest.mock.patch` でモック
+
+### ステップ5: Lintチェック・テスト実行
+
+```bash
+pixi run r     # ruff format + lint
+pixi run test  # 全テスト
+```
+
+エラーがあれば修正する。

.claude/skills/new-subcmd/template.py

@@ -0,0 +1,24 @@
+import argparse
+
+from ..logger import generate_logger
+
+LOGGER = generate_logger(__name__)
+
+
+def add_subcmd(subparsers):
+    parser = subparsers.add_parser(
+        "SUBCMD_NAME",
+        help="HELP_TEXT",
+        formatter_class=argparse.ArgumentDefaultsHelpFormatter,
+    )
+    # 必須引数
+    parser.add_argument("input", type=str, help="Input file")
+    # オプション引数
+    parser.add_argument("--output", type=str, default="output.dat", help="Output file")
+
+    parser.set_defaults(func=run)
+
+
+def run(args):
+    LOGGER.info(f"input: {args.input}")
+    # TODO: 実装

.gitignore

@@ -196,3 +196,6 @@ cython_debug/
 .pixi
 
 !/sample/build
+!/src/build
+
+TODO.md

CLAUDE.md

@@ -0,0 +1,122 @@
+# CLAUDE.md
+
+This file provides guidance to Claude Code (claude.ai/code) when working with code in this repository.
+
+## Overview
+
+`mdtbx` はMDシミュレーション用のツールボックス。系の構築・シミュレーション実行・軌跡解析・自由エネルギー計算をサポートするCLIツール。
+
+依存ツール: AMBER, PyMOL, OpenBabel, Gromacs, Gaussian16
+力場: ff14SB, TIP3P, GAFF2, Lipid21, GLYCAM06-j
+
+## 開発コマンド
+
+```bash
+# 環境構築
+pixi install
+
+# CLIの実行
+pixi run mdtbx <subcommand>
+pixi run gmx ...           # mdtbx cmd gmx ... の短縮形
+
+# テスト
+pixi run test              # 全テスト実行
+pixi run test-fast         # 最初の失敗で停止 (-x)
+
+# コードフォーマット・Lint
+pixi run r                 # ruff format + ruff check を一括実行
+pixi run ruff-format       # フォーマットのみ
+pixi run ruff-lint         # Lintのみ
+
+# 更新
+pixi run update            # git pull && pixi install
+
+# PyMOL設定
+pixi run pymolrc           # ~/.pymolrcを生成
+
+# JupyterLab (リモート)
+pixi run jupyter_remote
+```
+
+## アーキテクチャ
+
+```
+src/
+  __main__.py    # エントリポイント: main() -> cli()
+  cli.py         # argparseサブコマンドの登録・ディスパッチ
+  config.py      # グローバル定数(水密度、Gaussian設定、MAXWARN等)
+  logger.py      # ロガー生成ユーティリティ
+  utils/         # 汎用ユーティリティ(mod_mdp, convert, rmfile, cmd, shell_hook, show_mdtraj, show_npy, partial_tempering)
+               # ※ atom_selection_parser.py, parse_top.py はサブコマンドでなくライブラリユーティリティ
+  build/         # 系構築サブコマンド(addace, addnme, add_ndx, mv_crds_mol2, calc_ion_conc, centering_gro,
+               #   find_bond, gen_am1bcc, gen_resp, gen_modres_am1bcc, gen_modres_resp, gen_posres,
+               #   gen_distres, modeling_cf, amb2gro, build_solution, gen_temperatures)
+               # ※ addh.py, mutate.py, place_solvent.py は未登録(cli.pyへの追加が必要)
+  trajectory/    # 軌跡処理サブコマンド(fit, trjcat, pacs_trjcat, print_perf)
+               # ※ opt_perf.py は未登録
+  analysis/      # 解析サブコマンド(extract_str, extract_ave_str)
+               # ※ contactmap.py, distmat.py は未登録
+  cv/            # Collective Variable計算(comdist, comvec, densmap, mindist, rmsd, rmsf, xyz, pca)
+
+tests/
+  conftest.py    # 共有fixture・PyMOLモック設定
+  fixtures/      # テストデータ(sample.mdp, sample.top, sample.pdb)
+  test_utils/    # src/utils/ のテスト
+  test_build/    # src/build/ のテスト
+  test_trajectory/ # src/trajectory/ のテスト
+  test_analysis/ # src/analysis/ のテスト
+  test_cv/       # src/cv/ のテスト
+  test_cli.py    # 全サブコマンドのCLI登録確認
+
+pymol-plugins/
+  pymol_plugins/ # PyMOLプラグイン(builder, visualizer, selector等)
+
+example/         # 用途別のサンプルノートブック・スクリプト
+install_scripts/ # Gromacs/PLUMED等の手動インストールスクリプト
+```
+
+### サブコマンドの追加パターン
+
+各モジュール(`src/build/*.py`, `src/trajectory/*.py`, `src/analysis/*.py`, `src/cv/*.py`, `src/utils/*.py`)は以下の2関数を実装する:
+
+```python
+def add_subcmd(subparsers):
+    # argparse サブコマンドの引数定義
+
+def run(args):
+    # 実装本体
+```
+
+`cli.py` に以下の2箇所を追加して登録する:
+
+```python
+# 1. importブロック (カテゴリに応じて選択)
+from .build import <name>       # 系構築
+from .trajectory import <name>  # 軌跡処理
+from .analysis import <name>    # 解析
+from .cv import <name>          # CV計算
+from .utils import <name>       # 汎用
+
+# 2. add_subcmdの呼び出し
+<name>.add_subcmd(subparsers)
+```
+
+モジュール内で `src/utils/` のパーサーを使う場合は `..utils.` で参照する:
+```python
+from ..utils.atom_selection_parser import AtomSelector
+from ..utils.parse_top import GromacsTopologyParser
+```
+
+### 設定 (`src/config.py`)
+
+- `MAXWARN`: grompp の最大警告数
+- `GAUSSIAN_CMD`, `STRUCTURE_OPTIMIZATION`, `SINGLE_POINT_CALCULATION`: Gaussian設定
+- 各水モデル(TIP3P/TIP4P/TIP5P/OPC)の密度・体積定数
+- 起動時に `.pixi/envs/default/bin` をPATHに追加する
+
+## 環境管理
+
+- パッケージ管理: `pixi`(conda + pip の混在)
+- Python: 3.10固定
+- `pixi.lock` で再現性を保証
+- Docker対応: `Dockerfile` でコンテナビルドも可能

TODO.md

@@ -0,0 +1,2 @@
+# TODO
+

example/build/all_atom/protein.sh

@@ -1,4 +1,30 @@
 #!/bin/bash
 set -e
 
+input_structure="input.pdb"
 
+mdtbx addh -s ${input_structure} -o input_h
+
+mdtbx addace -s input_h.pdb -o ace
+
+mdtbx addnme -s ace.pdb -o ace_nme
+
+mdtbx find_bond -s ace_nme.pdb -o bonds.txt -op cym.pdb
+
+# SS-bond有無で入力PDBとpostcmdを切り替え
+if [ -s bonds.txt ]; then
+    input_pdb="cym.pdb"
+    mdtbx build_vacuum \
+        -i ${input_pdb} \
+        -o ./ \
+        --addpostcmd "$(cat bonds.txt)"
+else
+    input_pdb="ace_nme.pdb"
+    mdtbx build_vacuum \
+        -i ${input_pdb} \
+        -o ./
+fi
+
+rm -f input_h.pdb ace.pdb ace_nme.pdb cym.pdb bonds.txt
+
+echo done

example/build/all_atom/protein_water.sh

@@ -1,4 +1,58 @@
 #!/bin/bash
 set -e
 
+input_structure="input.pdb"
+out_dir="${PWD}/gmx"
 
+mdtbx addh -s ${input_structure} -o input_h
+
+mdtbx addace -s input_h.pdb -o ace
+
+mdtbx addnme -s ace.pdb -o ace_nme
+
+mdtbx find_bond -s ace_nme.pdb -o bonds.txt -op cym.pdb
+
+# SS-bond有無で入力PDBとpostcmdを切り替え
+if [ -s bonds.txt ]; then
+    input_pdb="cym.pdb"
+    mdtbx build_solution \
+        -i ${input_pdb} \
+        -o ./ \
+        --ion_conc 0.15 \
+        --cation Na+ \
+        --anion Cl- \
+        --boxsize 100 100 100 \
+        --addpostcmd "$(cat bonds.txt)"
+else
+    input_pdb="ace_nme.pdb"
+    mdtbx build_solution \
+        -i ${input_pdb} \
+        -o ./ \
+        --ion_conc 0.15 \
+        --cation Na+ \
+        --anion Cl- \
+        --boxsize 100 100 100
+fi
+
+mdtbx amb2gro -p leap.parm7 -x leap.rst7 --type parmed
+
+mdtbx add_ndx -g gmx.gro
+
+mdtbx centering_gro -f gmx.gro -p gmx.top -c Protein
+
+mdtbx gen_posres -p gmx.top -s "protein and backbone" -o posres
+
+mdtbx rmfile
+
+mkdir ${out_dir}
+mv gmx.gro ${out_dir}/
+mv gmx.top ${out_dir}/
+mv *itp ${out_dir}/
+mv *.ndx ${out_dir}/
+cp mdps/*.mdp ${out_dir}/
+cp mdrun_slurm.sh ${out_dir}/
+
+rm -f leap.parm7 leap.rst7 leap.pdb gmx.pdb
+rm -f input_h.pdb ace.pdb ace_nme.pdb cym.pdb bonds.txt
+
+echo done

example/build/all_atom/protein_water_ligand_membrane_glycan.sh

@@ -1,4 +1,66 @@
 #!/bin/bash
 set -e
 
+# グリカンがタンパク質と同一PDBに含まれている前提
+input_structure="prot_lig.pdb"
+out_dir="${PWD}/gmx"
+lig_frcmod="./LIG.frcmod"
+lig_lib="./LIG.lib"
 
+mdtbx addh -s ${input_structure} -o input_h
+
+mdtbx addace -s input_h.pdb -o ace
+
+mdtbx addnme -s ace.pdb -o ace_nme
+
+mdtbx find_bond -s ace_nme.pdb -o bonds.txt -op cym.pdb
+
+# SS-bond有無で入力PDBを切り替え
+if [ -s bonds.txt ]; then
+    input_pdb="cym.pdb"
+else
+    input_pdb="ace_nme.pdb"
+fi
+
+# --keepligs でグリカン座標を保持、--gaff2 は使わずGLYCAM06-jをtleapでロード
+mdtbx cmd packmol-memgen \
+    --pdb ${input_pdb} \
+    --lipids POPC:CHL1 \
+    --ratio 4:1 \
+    --salt \
+    --salt_c Na+ \
+    --salt_a Cl- \
+    --saltcon 0.15 \
+    --keepligs \
+    --notprotonate \
+    --dims 120 120 200 \
+    --ffwat tip3p \
+    --ffprot ff14SB \
+    --fflip lipid21 \
+    --ligand_param ${lig_frcmod}:${lig_lib} \
+    --leapline "source leaprc.GLYCAM_06j-1"
+
+mdtbx amb2gro -p bilayer_${input_pdb%.pdb}_lipid.top -x bilayer_${input_pdb%.pdb}_lipid.crd --type parmed
+
+mdtbx add_ndx -g gmx.gro
+
+mdtbx centering_gro -f gmx.gro -p gmx.top -c Protein
+
+mdtbx gen_posres -p gmx.top -s "protein and backbone" -o posres
+
+mdtbx rmfile
+
+mkdir ${out_dir}
+mv gmx.gro ${out_dir}/
+mv gmx.top ${out_dir}/
+mv *itp ${out_dir}/
+mv *.ndx ${out_dir}/
+cp mdps/*.mdp ${out_dir}/
+cp mdrun_slurm.sh ${out_dir}/
+
+rm -f input_h.pdb ace.pdb ace_nme.pdb cym.pdb bonds.txt \
+    bilayer_*.pdb bilayer_*.pdb_FORCED bilayer_*.crd bilayer_*.top \
+    *in_EMBED.pdb *in_memembed.log \
+    leap_.log packmol-memgen.log packmol.inp packmol.log gmx.pdb
+
+echo done