Upload
lester-burton
View
33
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Molekul ární modelování. Jiří Vondrášek Ústav organické chemie a biochemie [email protected]. http://www.uochb.cas.cz /~teo. Molekul ární modelov ání jedno z nejrychleji se rozvíjejících oblastí vědy stavba a visualizace atomů a molekul komplexní výpočty molekulových systémů - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Molekulární modelování
Jiří VondrášekÚstav organické chemie a biochemie
http://www.uochb.cas.cz/~teo
Molekulární modelování
-jedno z nejrychleji se rozvíjejících oblastí vědy-stavba a visualizace atomů a molekul-komplexní výpočty molekulových systémů
MM je založené na aplikaci a visualizaci fyzikálních principů v mikrosvětě různého stupně přesnosti a aproximace
Využívá metod výpočetní chemie pro určení chování souboruatomů řídících se kvantovou mechanikou
Reprezentace atomů a molekul
atomy jsou obvykle znázorněny jako body v prostoruvazby jako spojnice těchto bodů
Jiný druh reprezentace
-koule specifického průměru založeného na tzv. van der Waalsově poloměru (CPK)-kuličky a tyčinky
Reprezentace atomových a molekulárních vlastností
povrch - vdW, SAS
elektrostatický potenciál atomové a molekulární orbitaly
Od schematu ke struktuře a vlastnostem
O
Representace biomolekul
schematické znázornění mnohaatomární struktury (ribbon)kombinace representací
Podmínky nutné pro MM
časpeníze osobní počítač s grafickou kartoumodelovací software (profesionální, shareware, applets)znalost fyzikálních principů a základních metod
přístup ke strukturním databázímvýpočetní software ( gaussian,AMBER,HOMOLOGY...)
Výpočetní metody
přesné metody – ab initiosemiempirické metody - kombinace ab initio a empiriemolekulová mechanikasimulační metody – molekulová dynamika, Monte Carlo
aplikace metody závisí na velikosti systému a zkoumaném jevu
Molekulová mechanika – hlavní principy
Dekompozice energie do vazebných a nevazebných členů
vazebné členy - energie vazeb, ůhlů, torzínevazebné členy – elektrostatická a vdW interakční energie
Energetická hyperplocha jednoduché molekuly
Experimentální metody pro získávání
informací spojených se strukturou
X-Ray krystalografie
-CD Spektroskopie
-Nukleární magnetická rezonance (NMR)
-Vibrační spektroskopie
Od krystalu ke struktuře
Umístění struktury do mapyelektronových hustot
Grasp can project atom attributes (such as electrostatic charge onto the surface. Grasp allows one to rotate the surface in real time. Anti-aliasing is good.
Grasp can also project surface attributes (such as distance fromother atoms) onto the surface. This allows one to identify contact surfaces.
Midas can only display van der Waals surface as solid surfaces. But Midas provides great ability to combine different types of displays. No anti-aliasing isavailable. No real-time rotation of surface.
MSDraw (part of MSP) allows one to clip the surface with a smooth plane.
No anti-aliasing is available. No graphical user interface is available.
VMD allows atom attributes in the PDB file such as B factor to be projected on the surface.The script for this image is here. Anti-aliasing is not yet working. Very good GUI with real time rotation of all components.
This image was made using MSP and Ribbons. Atom attributes areprojected onto the surface. Ribbons allows one to rotate the image in real time. Anti-aliasing is good.
Návrh inhibitorů HIV-1 Proteázy
DOCK: příklad návrhu léčiva
1. 3D model receptoru – HIV-1 proteáza z krystalové struktury
2. Generování povrchu receptoru(Connolly surface, SAS)
je nutné generovat pouze povrch aktivního místa
3. Generování sfér v aktivním místě, které vyplňují dutinu
centra jednotlivých koulí v aktivním místě jsou body dokterých se dosazují atomy při konstrukci ligandu
boční pohled na vyplněné aktivní místo
4. a 5. Matching a Scoringvyplnění aktivního místa ligandem splňující podmínky
typicky se provádí vyplnění asi 10 000 možnými molekulami
Shape scoring, which uses a loose approximation to the Lennard-Jones potential Electrostatic scoring, which uses the program DELPHI to calculate electrostatic potential Force-field scoring, which uses the AMBER potential.
6. Molekula s nejlepším score v aktivním místě
porovnání s krystalovou strukturou
•Rational Drug Design
•MedChem/Biobyte QSAR Database http://clogp.pomona.edu/medchem/chem/qsar-db/index.html
•NCI Drug Information System 3D Database •http://dtp.nci.nih.gov/docs/3d_database/dis3d.html
•Molecules R Us •http://molbio.info.nih.gov/cgi-bin/pdb
•RELIBase: Receptor/Ligand Complex Database http://relibase.ebi.ac.uk/reli-cgi/rll?/reli-cgi/general_layout.pl+home
DOCK program Page
http://www.cmpharm.ucsf.edu/kuntz/
COMBIBuild
http://thalassa.ca.sandia.gov/~dcroe/combibuild.html
Molecular Modelling Database MMDB