jpskill.com
🛠️ 開発・MCP コミュニティ

packmol

This skill should be used when the user asks to "create a packmol input", "pack molecules with packmol", "solvate a protein", "build an initial configuration", "setup molecular dynamics", or discusses molecular packing, solvation, or building simulation starting structures.

⚡ おすすめ: コマンド1行でインストール(60秒)

下記のコマンドをコピーしてターミナル(Mac/Linux)または PowerShell(Windows)に貼り付けてください。 ダウンロード → 解凍 → 配置まで全自動。

🍎 Mac / 🐧 Linux
mkdir -p ~/.claude/skills && cd ~/.claude/skills && curl -L -o packmol.zip https://jpskill.com/download/17827.zip && unzip -o packmol.zip && rm packmol.zip
🪟 Windows (PowerShell)
$d = "$env:USERPROFILE\.claude\skills"; ni -Force -ItemType Directory $d | Out-Null; iwr https://jpskill.com/download/17827.zip -OutFile "$d\packmol.zip"; Expand-Archive "$d\packmol.zip" -DestinationPath $d -Force; ri "$d\packmol.zip"

完了後、Claude Code を再起動 → 普通に「動画プロンプト作って」のように話しかけるだけで自動発動します。

💾 手動でダウンロードしたい(コマンドが難しい人向け)
  1. 1. 下の青いボタンを押して packmol.zip をダウンロード
  2. 2. ZIPファイルをダブルクリックで解凍 → packmol フォルダができる
  3. 3. そのフォルダを C:\Users\あなたの名前\.claude\skills\(Win)または ~/.claude/skills/(Mac)へ移動
  4. 4. Claude Code を再起動

⚠️ ダウンロード・利用は自己責任でお願いします。当サイトは内容・動作・安全性について責任を負いません。

🎯 このSkillでできること

下記の説明文を読むと、このSkillがあなたに何をしてくれるかが分かります。Claudeにこの分野の依頼をすると、自動で発動します。

📦 インストール方法 (3ステップ)

  1. 1. 上の「ダウンロード」ボタンを押して .skill ファイルを取得
  2. 2. ファイル名の拡張子を .skill から .zip に変えて展開(macは自動展開可)
  3. 3. 展開してできたフォルダを、ホームフォルダの .claude/skills/ に置く
    • · macOS / Linux: ~/.claude/skills/
    • · Windows: %USERPROFILE%\.claude\skills\

Claude Code を再起動すれば完了。「このSkillを使って…」と話しかけなくても、関連する依頼で自動的に呼び出されます。

詳しい使い方ガイドを見る →
最終更新
2026-05-18
取得日時
2026-05-18
同梱ファイル
11

📖 Skill本文(日本語訳)

※ 原文(英語/中国語)を Gemini で日本語化したものです。Claude 自身は原文を読みます。誤訳がある場合は原文をご確認ください。

Packmol Skill

Packmol を使用して、分子動力学シミュレーションの初期配置を構築します。

Packmol とは?

Packmol は、空間的な制約に従って分子を配置することで、MD シミュレーションの初期配置を作成します。分子をボックス内、タンパク質の周囲、界面、または複雑な形状(球、円柱、楕円体)内に配置し、分子同士が重ならないようにします。

インストール

Packmol は pip を使用してインストールします。

pip install packmol

インストールを確認します。

packmol -h

その他のインストールオプションについては、Packmol website を参照してください。

クイックスタート

基本的なボックスパッキング

水分子の単純なボックスを作成します。

# water_box.inp
tolerance 2.0
filetype pdb
output water_box.pdb

structure water.pdb
  number 1000
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
end structure

Packmol を実行します。

packmol < water_box.inp

タンパク質の溶媒和

タンパク質を水とイオンで溶媒和します。

# solvation.inp
tolerance 2.0
filetype pdb
output solvated.pdb

structure protein.pdb
  number 1
  fixed 0. 0. 0. 0. 0. 0.
  center
end structure

structure water.pdb
  number 5000
  inside box -10. -10. -10. 50. 50. 50.
end structure

structure SOD.pdb
  number 10
  inside box -10. -10. -10. 50. 50. 50.
end structure

structure CLA.pdb
  number 10
  inside box -10. -10. -10. 50. 50. 50.
end structure

液液界面

水/クロロホルム界面を構築します。

# interface.inp
tolerance 2.0
filetype pdb
output interface.pdb
pbc -20. -20. -30. 20. 20. 30.

structure water.pdb
  number 1000
  below plane 0. 0. 1. 0.
end structure

structure chloroform.pdb
  number 200
  above plane 0. 0. 1. 0.
end structure

コアコンセプト

入力ファイル構造

すべての Packmol 入力ファイルには以下が必要です。

  1. tolerance: 原子間の最小距離 (Å)
  2. output: 出力ファイル名
  3. filetype: フォーマット (pdb, xyz, tinker)
  4. structure blocks: 配置する分子を定義

Structure Block の構文

structure molecule.pdb
  number <N>                          # 分子の数
  inside|outside <constraint>         # 空間的な制約
  [optional parameters]
end structure

一般的な制約の種類

  • box: inside box xmin ymin zmin xmax ymax zmax
  • sphere: inside sphere xcenter ycenter zcenter radius
  • cylinder: inside cylinder x1 y1 z1 dx dy dz radius length
  • plane: above plane a b c d または below plane a b c d
  • ellipsoid: inside ellipsoid xc yc zc xa yb zc scale

制約に関する完全なドキュメントについては、references/constraints.md を参照してください。

ワークフロー

1. 基本的な分子パッキング

複数の種類の分子を含むボックスを構築します。

: 水/エタノール混合物

tolerance 2.0
output mixture.pdb
filetype pdb

structure water.pdb
  number 800
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
end structure

structure ethanol.pdb
  number 200
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
end structure

2. タンパク質の溶媒和

中和のために、生体分子を水とイオンで溶媒和します。

重要なパラメータ:

  • タンパク質には fixedcenter を使用します
  • 中性と濃度を保つために Na+/Cl- イオンを追加します
  • タンパク質 + 溶媒シェルのサイズに基づいてボックスサイズを計算します

自動溶媒和ヘルパー:

python scripts/solvate_helper.py protein.pdb --shell 15.0 --charge +4

3. 界面システム

平面制約を使用して、液液または液気界面を構築します。

: 水/ヘキサン界面

tolerance 2.0
output interface.pdb
pbc -20. -20. -30. 20. 20. 30.

structure water.pdb
  number 1000
  below plane 0. 0. 1. 0.
end structure

structure hexane.pdb
  number 200
  above plane 0. 0. 1. 0.
end structure

4. 高度な制約

複雑な形状には、球形、円筒形、または楕円形の制約を使用します。

: 球状ベシクル

structure lipid.pdb
  number 2000
  inside sphere 0. 0. 0. 40.
  atoms 1 2 3 4
    outside sphere 0. 0. 0. 35.
  end atoms
end structure

structure water.pdb
  number 2000
  inside sphere 0. 0. 0. 35.
end structure

structure water.pdb
  number 5000
  outside sphere 0. 0. 0. 45.
end structure

入力パラメータ

必須パラメータ

  • tolerance <distance>: 分子間の最小距離 (Å)。デフォルト: 全原子に対して 2.0
  • output <filename>: 出力ファイル名
  • filetype <format>: pdb, xyz, または tinker

オプションパラメータ

  • pbc <dimensions>: 周期境界条件 (例: pbc 30. 30. 60.)
  • seed <integer>: 再現性のための乱数シード
  • discale <factor>: 最適化のための距離スケーリング (デフォルト: 1.0)
  • maxit <N>: 最大反復回数 (デフォルト: 20)
  • precision <value>: 収束精度 (デフォルト: 0.01)

パラメータに関する完全なリファレンスについては、references/parameters.md を参照してください。

Structure Block のオプション

位置決めオプション

  • number: 分子数
  • inside/outside: 空間的な制約
  • fixed: 位置と回転を固定 (6 つのパラメータ: x, y, z, α, β, γ)
  • center: 位置決めに重心を使用

回転制約

constrain_rotation x 180. 20.  # x 軸周りの回転を制約
constrain_rotation y 180. 20.  # y 軸周りの回転を制約
constrain_rotation z 180. 20.  # z 軸周りの回転を制約

原子選択

分子内の特定の原子に制約を適用します。

structure molecule.pdb
  number 100
  inside box 0. 0. 0. 30. 30. 30.
  atoms 1 2 3
    inside box 0. 0. 25. 30. 30. 30.
  end atoms
end structure

Packmol の実行

基本的な実行

packmol < input.inp

出力解釈

成功メッセージ:

------------------------------
Success!
Final objective function value: .22503E-01
Maximum violation of target distance: 0.000000
Maximum violation of the constraints: .78985E-02
------------------------------

有効な解を得るには、両方の違反が < 0.01 であることを確認してください。

バリデーション

オーバーラップの確認

python scripts/che
📜 原文 SKILL.md(Claudeが読む英語/中国語)を展開

Packmol Skill

Build initial configurations for molecular dynamics simulations using Packmol.

What is Packmol?

Packmol creates initial configurations for MD simulations by packing molecules according to spatial constraints. It places molecules in boxes, around proteins, at interfaces, or within complex geometries (spheres, cylinders, ellipsoids) while ensuring no overlaps.

Installation

Install Packmol via pip:

pip install packmol

Verify installation:

packmol -h

For more installation options, see the Packmol website.

Quick Start

Basic Box Packing

Create a simple box of water molecules:

# water_box.inp
tolerance 2.0
filetype pdb
output water_box.pdb

structure water.pdb
  number 1000
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
end structure

Run Packmol:

packmol < water_box.inp

Solvate a Protein

Solvate a protein with water and ions:

# solvation.inp
tolerance 2.0
filetype pdb
output solvated.pdb

structure protein.pdb
  number 1
  fixed 0. 0. 0. 0. 0. 0.
  center
end structure

structure water.pdb
  number 5000
  inside box -10. -10. -10. 50. 50. 50.
end structure

structure SOD.pdb
  number 10
  inside box -10. -10. -10. 50. 50. 50.
end structure

structure CLA.pdb
  number 10
  inside box -10. -10. -10. 50. 50. 50.
end structure

Liquid-Liquid Interface

Build a water/chloroform interface:

# interface.inp
tolerance 2.0
filetype pdb
output interface.pdb
pbc -20. -20. -30. 20. 20. 30.

structure water.pdb
  number 1000
  below plane 0. 0. 1. 0.
end structure

structure chloroform.pdb
  number 200
  above plane 0. 0. 1. 0.
end structure

Core Concepts

Input File Structure

Every Packmol input file requires:

  1. tolerance: Minimum distance between atoms (Å)
  2. output: Output filename
  3. filetype: Format (pdb, xyz, tinker)
  4. structure blocks: Define molecules to place

Structure Block Syntax

structure molecule.pdb
  number <N>                          # Number of molecules
  inside|outside <constraint>         # Spatial constraint
  [optional parameters]
end structure

Common Constraint Types

  • box: inside box xmin ymin zmin xmax ymax zmax
  • sphere: inside sphere xcenter ycenter zcenter radius
  • cylinder: inside cylinder x1 y1 z1 dx dy dz radius length
  • plane: above plane a b c d or below plane a b c d
  • ellipsoid: inside ellipsoid xc yc zc xa yb zc scale

See references/constraints.md for complete constraint documentation.

Workflows

1. Basic Molecular Packing

Build boxes with multiple molecule types.

Example: Water/ethanol mixture

tolerance 2.0
output mixture.pdb
filetype pdb

structure water.pdb
  number 800
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
end structure

structure ethanol.pdb
  number 200
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
end structure

2. Protein Solvation

Solvate biomolecules with water and ions for neutralization.

Key parameters:

  • Use fixed with center for the protein
  • Add Na+/Cl- ions for neutrality and concentration
  • Calculate box size based on protein + solvent shell

Automatic solvation helper:

python scripts/solvate_helper.py protein.pdb --shell 15.0 --charge +4

3. Interface Systems

Build liquid-liquid or liquid-vapor interfaces using plane constraints.

Example: Water/hexane interface

tolerance 2.0
output interface.pdb
pbc -20. -20. -30. 20. 20. 30.

structure water.pdb
  number 1000
  below plane 0. 0. 1. 0.
end structure

structure hexane.pdb
  number 200
  above plane 0. 0. 1. 0.
end structure

4. Advanced Constraints

Use spherical, cylindrical, or ellipsoidal constraints for complex geometries.

Example: Spherical vesicle

structure lipid.pdb
  number 2000
  inside sphere 0. 0. 0. 40.
  atoms 1 2 3 4
    outside sphere 0. 0. 0. 35.
  end atoms
end structure

structure water.pdb
  number 2000
  inside sphere 0. 0. 0. 35.
end structure

structure water.pdb
  number 5000
  outside sphere 0. 0. 0. 45.
end structure

Input Parameters

Required Parameters

  • tolerance <distance>: Minimum intermolecular distance (Å). Default: 2.0 for all-atom
  • output <filename>: Output file name
  • filetype <format>: pdb, xyz, or tinker

Optional Parameters

  • pbc <dimensions>: Periodic boundary conditions (e.g., pbc 30. 30. 60.)
  • seed <integer>: Random seed for reproducibility
  • discale <factor>: Distance scaling for optimization (default: 1.0)
  • maxit <N>: Maximum iterations (default: 20)
  • precision <value>: Convergence precision (default: 0.01)

See references/parameters.md for complete parameter reference.

Structure Block Options

Positioning Options

  • number: Molecule count
  • inside/outside: Spatial constraint
  • fixed: Fix position and rotation (6 parameters: x, y, z, α, β, γ)
  • center: Use center of mass for positioning

Rotation Constraints

constrain_rotation x 180. 20.  # Constrain rotation around x-axis
constrain_rotation y 180. 20.  # Constrain rotation around y-axis
constrain_rotation z 180. 20.  # Constrain rotation around z-axis

Atom Selection

Apply constraints to specific atoms within molecules:

structure molecule.pdb
  number 100
  inside box 0. 0. 0. 30. 30. 30.
  atoms 1 2 3
    inside box 0. 0. 25. 30. 30. 30.
  end atoms
end structure

Running Packmol

Basic Execution

packmol < input.inp

Output Interpretation

Success message:

------------------------------
Success!
Final objective function value: .22503E-01
Maximum violation of target distance: 0.000000
Maximum violation of the constraints: .78985E-02
------------------------------

Check that both violations are < 0.01 for a valid solution.

Validation

Check Overlaps

python scripts/check_overlaps.py output.pdb --tolerance 2.0

Verify Success

python scripts/verify_success.py input.inp output.pdb

Analyze Density

python scripts/analyze_density.py output.pdb

Validate Input

python scripts/validate_input.py input.inp

Troubleshooting

Common Issues

  1. "Killed" error: System too large

  2. No convergence:

    • Try discale 1.5 to scale distances
    • Reduce molecule count
    • Simplify constraints
    • Increase maxit
  3. Strange geometries:

    • Add check keyword to validate constraints without packing
    • Verify constraint syntax
    • Check for conflicting constraints
  4. Incorrect atom count:

    • Verify structure files are readable
    • Check for duplicate atoms in input files
    • Validate with scripts/validate_input.py

See references/troubleshooting.md for detailed solutions.

Examples

Explore example input files in the examples/ directory:

Templates

Use templates in templates/ as starting points:

Helper Scripts

Use Python scripts in scripts/ for automation:

  • generate_input.py: Generate inputs programmatically
  • validate_input.py: Validate input syntax before running
  • check_overlaps.py: Detect atomic overlaps in output
  • analyze_density.py: Calculate system density
  • solvate_helper.py: Automatic protein solvation setup
  • verify_success.py: Verify Packmol completed successfully

Advanced Topics

Periodic Boundary Conditions

Use pbc for periodic systems:

pbc 30. 30. 60.  # or pbc xmin ymin zmin xmax ymax zmax

Restart Files

Build large systems incrementally:

structure water.pdb
  number 1000
  inside box 0. 0. 0. 40. 40. 40.
  restart_to water1.pack
end structure

Then restart:

structure water.pdb
  number 1000
  restart_from water1.pack
end structure

Atom-Specific Radii

Set different radii for multiscale models:

structure molecule.pdb
  number 100
  radius 1.5  # All atoms
end structure

structure molecule.pdb
  number 100
  atoms 1 2
    radius 1.5  # Specific atoms
  end atoms
end structure

Constraint Validation

Validate constraints without packing:

structure molecule.pdb
  number 100
  inside box 0. 0. 0. 30. 30. 30.
  check
end structure

Best Practices

  1. Start simple: Test with few molecules before scaling up
  2. Use appropriate tolerance: 2.0 Å for all-atom, larger for coarse-grained
  3. Check constraints: Add check keyword to validate regions
  4. Validate output: Use scripts to check overlaps and density
  5. Reproducibility: Set seed for repeatable results
  6. Large systems: Use restart files or build in stages
  7. Box size: Allow 10-15 Å padding around solutes for solvation

Tips for Common Use Cases

Protein Solvation

  • Add 10-15 Å solvent shell around protein
  • Calculate ions for neutrality: N_ions = charge / e
  • Add salt ions for desired concentration (e.g., 0.15 M NaCl)
  • Use fixed with center for protein positioning

Mixed Solvents

  • Calculate total number of molecules from desired molar ratios
  • Use same tolerance for all components
  • Test with small systems first

Membrane Systems

  • Use constrain_rotation to orient lipids
  • Build in stages: lipids first, then water
  • Consider using specialized membrane builders for large systems

Nanotubes/Pores

  • Use cylinder constraint for pore region
  • Combine with outside constraint for bulk region
  • May need atom selection for specific molecule orientations

Resources

References

For detailed information on specific topics, see:

同梱ファイル

※ ZIPに含まれるファイル一覧。`SKILL.md` 本体に加え、参考資料・サンプル・スクリプトが入っている場合があります。