Download - Molekul ární modelování
![Page 1: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/1.jpg)
Molekulární modelování
Jiří VondrášekÚstav organické chemie a biochemie
http://www.uochb.cas.cz/~teo
![Page 2: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/3.jpg)
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
![Page 4: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/4.jpg)
Reprezentace atomů a molekul
atomy jsou obvykle znázorněny jako body v prostoruvazby jako spojnice těchto bodů
![Page 5: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/5.jpg)
Jiný druh reprezentace
-koule specifického průměru založeného na tzv. van der Waalsově poloměru (CPK)-kuličky a tyčinky
![Page 6: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/6.jpg)
Reprezentace atomových a molekulárních vlastností
povrch - vdW, SAS
![Page 7: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/7.jpg)
elektrostatický potenciál atomové a molekulární orbitaly
![Page 8: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/8.jpg)
Od schematu ke struktuře a vlastnostem
O
![Page 9: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/9.jpg)
Representace biomolekul
schematické znázornění mnohaatomární struktury (ribbon)kombinace representací
![Page 10: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/10.jpg)
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...)
![Page 11: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/11.jpg)
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
![Page 12: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/12.jpg)
Molekulová mechanika – hlavní principy
![Page 13: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/13.jpg)
Dekompozice energie do vazebných a nevazebných členů
vazebné členy - energie vazeb, ůhlů, torzínevazebné členy – elektrostatická a vdW interakční energie
![Page 14: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/17.jpg)
Energetická hyperplocha jednoduché molekuly
![Page 18: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/18.jpg)
Experimentální metody pro získávání
informací spojených se strukturou
X-Ray krystalografie
-CD Spektroskopie
-Nukleární magnetická rezonance (NMR)
-Vibrační spektroskopie
![Page 19: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/19.jpg)
Od krystalu ke struktuře
![Page 20: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/20.jpg)
Umístění struktury do mapyelektronových hustot
![Page 21: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/22.jpg)
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.
![Page 23: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/23.jpg)
Grasp can also project surface attributes (such as distance fromother atoms) onto the surface. This allows one to identify contact surfaces.
![Page 24: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/24.jpg)
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.
![Page 25: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/25.jpg)
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.
![Page 26: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/26.jpg)
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.
![Page 27: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/27.jpg)
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.
![Page 28: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/28.jpg)
Návrh inhibitorů HIV-1 Proteázy
![Page 29: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/29.jpg)
DOCK: příklad návrhu léčiva
1. 3D model receptoru – HIV-1 proteáza z krystalové struktury
![Page 30: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/30.jpg)
2. Generování povrchu receptoru(Connolly surface, SAS)
je nutné generovat pouze povrch aktivního místa
![Page 31: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/31.jpg)
3. Generování sfér v aktivním místě, které vyplňují dutinu
centra jednotlivých koulí v aktivním místě jsou body dokterých se dosazují atomy při konstrukci ligandu
![Page 32: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/32.jpg)
boční pohled na vyplněné aktivní místo
![Page 33: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/33.jpg)
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.
![Page 34: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/34.jpg)
6. Molekula s nejlepším score v aktivním místě
porovnání s krystalovou strukturou
![Page 35: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/45.jpg)
![Page 46: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/47.jpg)
![Page 48: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/50.jpg)
![Page 51: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/51.jpg)
![Page 52: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/53.jpg)
![Page 54: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/54.jpg)
![Page 55: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/55.jpg)
![Page 56: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/56.jpg)
![Page 57: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/57.jpg)
![Page 58: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/59.jpg)
•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
![Page 60: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/60.jpg)
DOCK program Page
http://www.cmpharm.ucsf.edu/kuntz/
COMBIBuild
http://thalassa.ca.sandia.gov/~dcroe/combibuild.html
Molecular Modelling Database MMDB
![Page 61: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/61.jpg)
![Page 62: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/62.jpg)
![Page 63: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/63.jpg)
![Page 64: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/64.jpg)
![Page 65: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/65.jpg)
![Page 66: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/66.jpg)
![Page 67: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/67.jpg)
![Page 68: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/68.jpg)
![Page 69: Molekul ární modelování](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062517/5681376f550346895d9f0a1e/html5/thumbnails/69.jpg)