C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -1-
9. Programy pro molekulové modelování II
Petr Kulhánek
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno
C7790
Počítačová chemie a
molekulové modelování I
C7800 Počítačová chemie a molekulové modelování I - cvičení
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -2-
Přehled
VMD
http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/
Program pro vizualizaci molekul. Po bezplatné registraci dostupný pro MS
Windows a Linux.
Avogadro
http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Main_Page
Program pro stavbu a vizualizaci molekul. Volně dostupný pro MS Windows a
Linux.
Přehled funkcionality: https://www.youtube.com/watch?v=xdmLoBlLmqs
Nemesis
https://lcc.ncbr.muni.cz/whitezone/development/nemesis/
Program pro stavbu a vizualizaci molekul. Alfa verze pro Linux. Testovací verze
pro MS Windows na vyžádání.
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -3Cvičení
XYZ formát
1. V textovém editoru vytvořte soubor popisující model vody s následujícími parametry.
Délka vazeb O-H bude 1 Å. Vazebný úhel H-O-H bude 90 ̊. Uložte jej do domovského
adresáře jako water.xyz
2. Vytvořený soubor načtěte do programu VMD.
3. Ověřte skutečnou délku vazeb a velikost úhlu H-O-H. (VMD Main >Mouse->Label,
správa popisků v VMD Main >Graphics>Labels)
4. Molekulu vody zobrazte v následujících modelech: Lines, CPK, Licorice, VDW.
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -4-
OpenBabel
Konverze programem openbabel:
$ module add openbabel
$ babel input.xyz output.mol2
alternativně
$ babel -ixyz input.txt –omol2 output.out
Seznam podporovaných formátů:
$ babel -L formats
http://openbabel.org/wiki/Main_Page
Open Babel is a chemical toolbox designed to speak the many languages of chemical data.
It's an open, collaborative project allowing anyone to search, convert, analyze, or store
data from molecular modeling, chemistry, solid-state materials, biochemistry, or related
areas.
Nápověda:
$ babel -H
velké H
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -5-
Cvičení
1. Aktivujte modul openbabel.
2. Vypište formáty, které instalovaná verze open babelu podporuje.
3. Zkonvertujte soubor water.xyz do formátu Sybyl Mol2 format a uložte jej pod názvem
water.mol2
4. Otevřete soubor water.mol2 v textovém editoru a diskutujte význam jeho částí.
5. Zkonvertujte soubor water.xyz do formátu InChI a uložte jej po názvem water.txt
6. Otevřete soubor water.txt v textovém editoru a diskutujte význam jeho částí.
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -6Cvičení
I
1. Načtete do programu Avogadro molekulu ze souboru water.xyz
2. Proveďte optimalizaci její geometrie. Jaké je optimální délka vazby a vazebný úhel?
3. Zobrazte molekulu v různých grafických reprezentacích.
4. Načtete do programu Nemesis molekulu ze souboru water.xyz (Import Structure ->
OpenBabel)
5. Zobrazte molekulu v různých grafických reprezentacích.
6. Proveďte optimalizaci její geometrie. Jaké je optimální délka vazby a vazebný úhel?
Srovnejte s výsledky získanými v programu Avogadro. Vysvětlete případné rozdíly.
C7790 Počítačová chemie a molekulové modelování -7Cvičení
II
1. V programu Nemesis nakreslete strukturní vzorec molekuly benzoové v projektu Sketch
Structure
2. Převeďte molekulu do 3D reprezentace. Ohodnoťte kvalitu převodu.
3. V programu Nemesis nakreslete strukturní vzorec molekuly cyklohexanu v projektu
Sketch Structure.
4. Převeďte molekulu do 3D reprezentace. Ohodnoťte kvalitu převodu.
5. V projektu Sketch Structure programu Nemesis vložte molekulu fullerenu C60 ve
formátu SMILES (View->Insert->SMILES...).
6. Převeďte molekulu do 3D reprezentace. Ohodnoťte kvalitu převodu.
7. Úlohu s molekulou C60 zopakujte v programu Avogadro. Jakým způsobem lze získat
lepší model?