Εύρεση διαμορφωμερών ελάχιστης ενέργειας με χρήση του προγράμματος Spartan 08 v

Σχετικά έγγραφα
[1] Εύρεση διαμορφωμερών ελάχιστης ενέργειας με χρήση του προγράμματος

[1] Εύρεση διαµορφωµερών ελάχιστης ενέργειας µε χρήση του

Ενεργειακή ανάλυση βιομορίων

Μοριακά πρότυπα. Σε τι διαφέρουν από τα μεταλλικά συστήματα; Παραδείγματα τύπων ατόμων. Η έννοια του τύπου ατόμου

Περίληψη Κεφαλαίου 3

Επίλυση γεωµετρικών περιορισµών σε µικρά µόρια µε αλγεβρικές µεθόδους

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 4: Στερεοχημεία αλκανίων και κυκλοαλκανίων

Πρόγνωση δομής πρωτεϊνών (Μέρος Ι)

Μοριακή δομή Ο2 σύμφωνα με VB διαμαγνητικό

Διαμόρφωση-διαμορφωμερή

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )


Μοριακά Πρότυπα (Μοντέλα)

Εισαγωγή στη Μοριακή Προσοµοίωση

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

Μάθημα 21 ο. Το σχήμα των μορίων. Θεωρία VSEPR. Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός

Και ο άνθρακας και το οξυγόνο έχουν σημαντικές τιμές ηλεκτροσυγγένειας. Να εξηγήσετε γιατί το άζωτο έχει σχεδόν μηδενική ηλεκτροσυγγένεια.

Οι δομές, οι οποίες δεν περιέχουν τυπικά φορτία υψηλά (δηλαδή είναι 2) είναι:

2 ο εργαστήριο ιαµορφωτική Ανάλυση Συστηµατική αναζήτηση Τυχαία δειγµατοληψία Μοριακή υναµική 2

ΘΕΩΡΙΑ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΙΙΙ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

Μοριακή Μοντελλοποίηση ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΙΣΟΜΕΡΕΙΑ

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

Ομοιοπολικός εσμός Θεωρία Lewis

Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )

ΧΗΜΙΚΟΣ ΕΣΜΟΣ ΙΙ : ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΣΜΟΥ

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 5 η : Ομοιοπολικοί δεσμοί & μοριακή δομή. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

4.1 Εύρεση του Συνόλου των ιεργασιών Συμμετρίας ενός Μορίου

Εργαστηριακή άσκηση Ιδιότητες οργανικών από προσομοίωση Μοριακής Δυναμικής

Μοριακή Γεωμετρία Πολικότητα των Μορίων. Εισαγωγική Χημεία

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

3) Ιωάννης Νικολάου, Επίκουρος Καθηγητής Γραφείο 404, 4ος όροφος κτιρίου Βιολογίας/Φαρμακευτικής.

Θεωρία δεσµού σθένους - Υβριδισµός. Αντιδράσεις προσθήκης Αντιδράσεις απόσπασης. Αντιδράσεις υποκατάστασης Πολυµερισµός

Κυκλικοί υδρογονάνθρακες

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 10 η : Χημική κινητική. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Χηµική ισοδυναµία πυρήνων και µοριακή συµµετρία

Ομοιοπολικός Δεσμός. Ασκήσεις

14 ο VIDEO 21/11/2013 Από 1ω,5λ έως το τέλος

Me O N H C 2. S D 2 χειρική δοµή. R εναντιοµερές

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 8: ΑΛΚΑΝΙΑ ΚΥΚΛΟΑΛΚΑΝΙΑ ΣΥΝΘΕΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΕΣ ΔΕΣΜΩΝ - ΙΣΟΜΕΡΙΣΜΟΣ

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Ενδεικτικά Στάδια Ανάπτυξης Φαρµάκων (>10 έτη, >1 δισ. )

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Εργαστηριακή άσκηση Ιδιότητες οργανικών από προσομοίωση Μοριακής Δυναμικής

7 ο Κεφάλαιο Οργανική Χημεία. Δ. Παπαδόπουλος, χημικός

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ενότητα 11 Διατομικά Μόρια Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

και να υπολογίσετε την ενωτική ενέργεια του κρυσταλλικού πλέγματος του. ίνονται: Ενθαλπία σχηματισμού SrCl 2

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

Ενέργεια Δεσμoύ Ισχύς των Δεσμών. Εισαγωγική Χημεία

3.4 Τα σχήματα των Κυκλοεξανίων: Επίπεδα ή όχι

Διατομικά μόρια- Περιστροφική ενέργεια δονητικά - περιστροφικά φάσματα

ÊÏÑÕÖÇ. 1.2 Το ph υδατικού διαλύµατος ασθενούς βάσης Β 0,01Μ είναι : Α. Μεγαλύτερο του 12 Β. 12 Γ. Μικρότερο του 2. Μικρότερο του 12 Μονάδες 5

Μοριακή Μοντελλοποίηση ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Ασκήσεις. Γράψτε μια δομή Lewis για καθένα από τα παρακάτω μόρια και βρείτε τα τυπικά φορτία των ατόμων. (α) CΟ (β) ΗΝO 3 (γ) ClΟ 3 (δ) ΡΟCl 3

Ο ρόλος των φυσικοχημικών/μοριακών ιδιοτήτων στο σχεδιασμό των φαρμάκων. Πλοήγηση στο φαρμακομοριακό χώρο. Άννα Τσαντίλη-Κακουλίδου

Εργαστηριακή Άσκηση 4 Προσδιορισμός του μέτρου στρέψης υλικού με τη μέθοδο του στροφικού εκκρεμούς.

Περίληψη Κεφαλαίου 4

Μάθημα 20 ο. Το σχήμα των μορίων

ΠΑΡΟΡΑΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ,

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό διατίθεται με του όρους χρήσης Creative Commons (CC) Αναφορά Δημιουργού Μη Εμπορική Χρήση Όχι Παράγωγα Έργα.

Ηλίας Ηλιόπουλος Εργαστήριο Γενετικής, Τμήμα Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Η Αρχή του Ήρωνος και η Ανάκλαση του Φωτός

Δομή και λειτουργία πρωτεϊνών. Το κύριο δομικό συστατικό των κυττάρων. Το κύριο λειτουργικό μόριο

Εισαγωγή στο Λογισμό των Μεταβολών : Βελτιστοποίηση σε Πεπερασμένες Διαστάσεις & Ισοτικοί Περιορισμοί

Κεφάλαιο 3 ο. Χημική Κινητική. Παναγιώτης Αθανασόπουλος Χημικός, Διδάκτωρ Πανεπιστημίου Πατρών. 35 panagiotisathanasopoulos.gr

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ

6. Στατιστικές μέθοδοι εκπαίδευσης

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 8: Η θεωρία δεσμού σθένους. Τόλης Ευάγγελος

Σημαντική Ανακοίνωση: 1η Ημερίδα Παρουσίασης Μονάδας Φαρμακο-Πληροφορικής

ΜΑΡΙΤΙΜΕΤΙΝΗ & ΣΥΓΓΕΝΕΙΣ ΑΟΥΡΟΝΕΣ:DFT ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΣΧΕΣΗΣ ΟΜΗΣ-ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΕΣΜΕΥΣΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ

Σχεδίαση & Ανάλυση Αλγορίθμων

Φυσική Στερεών στις Πρωτεΐνες

Μάθημα Επιλογής 8 ου εξαμήνου

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1.1 έως 1.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Φασματοφωτομετρία

ΜΟΡΙΑΚΗ ΣΥΜΜΕΤΡΙΑ. Σε αυτή την ενότητα, δίνουμε έναν ακριβή ορισμό της έννοιας της μοριακής συμμετρίας.

Στο φάσμα εκπομπής του υδρογόνου η κόκκινη γραμμή στα nm οφείλεται στη μετάβαση από το n=3 στο n=2 ενεργειακό επίπεδο.

ΑΣΚΗΣΗ-3: ΣΧΗΜΑΤΑ LISSAJOUS

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

Ασκήσεις 5& 6. Διαμόρφωση Βιομορίων μέσω Φασματοσκοπίας NMR. Σύγκριση & Ανάλυση Δομών Βιομορίων

ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ

Εισαγωγή στην Στατιστική (ΔΕ200Α-210Α)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Βιοπληροφορική. Ενότητα 20: Υπολογιστικός Προσδιορισμός Δομής (2/3), 1 ΔΩ. Τμήμα: Βιοτεχνολογίας Όνομα καθηγητή: Τ. Θηραίου

Γεωμετρία Μορίων Θεωρία VSEPR

Εξετάσεις Φυσικής για τα τμήματα Βιοτεχνολ. / Ε.Τ.Δ.Α Ιούνιος 2014 (α) Ονοματεπώνυμο...Τμήμα...Α.Μ...

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΣΤΗΝ ΑΛΓΕΒΡΑ ΤΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. , ισχύει ότι:. α. Να υπολογίσετε όλους τους τριγωνομετρικούς αριθμούς της γωνίας ω.

4 Ομάδες Σημείου. - Ευχέρεια στην εκτέλεση των αντίστοιχων διεργασιών συμμετρίας περιστροφής, στροφοκατοπτρισμού, κατοπτρισμού και αναστροφής.

Σύζευξη σπιν-σπιν J = 0 J 0

ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

Απαντησεις στις ερωτησεις της εξετασης της 24 ης Ιουνιου 2005

Transcript:

Εύρεση διαμορφωμερών ελάχιστης ενέργειας με χρήση του προγράμματος Spartan 08 v. 1.2.0 (Ι) Κτίσατε (built 3D) την απομορφίνη (apo) και τα παράγωγά της (der1, der2 & der3) με την πρωτονιωμένη τους μορφή και με στερεοδιάταξη του δεσμού CH-Ν + (δηλαδή, μεθινίου-αζώτου) α] αξονική στο χώρο (axial, συντομογραφία a) & β] ισημερινή στο χώρο (equatorial, συντομογραφία e) και αποθηκεύσατε (save=>ogdoo2019) τα μόρια ως αρχείο apo-a, der1- a, der2-a & der3-a (για την περίπτωση της αξονικής στερεοδιάταξης) και ως αρχείο apo-e, der1-e, der2-e & der3-e (για την περίπτωση της ισημερινής στερεοδιάταξης).

(ΙΙ) Ελαχιστοποιήστε ενεργειακά τη δομή των δύο μορφών (αξονικής και ισημερινής) των ενώσεων: α) με χρήση μοριακής μηχανικής (molecular mechanic s MMFF, first Equilibrium Geometry and then Equilibrium Conformer) {ελαχιστοποιεί τη συνολική τάση του μορίου, δηλαδή βελτιστοποιεί τη διάταξη των ατόμων του μορίου στο χώρο προς διαμόρφωση με χαμηλή/ελάχιστη ενέργεια}, και β) με χρήση της ημιεμπειρικής κβαντομηχανικής μεθόδου ΑΜ1 (semiempirical quantum mechanic s Austin Model 1, Equilibrium Geometry) {ελαχιστοποιεί τη συνολική ενέργεια του μορίου με βελτιστοποίηση των μηκών των δεσμών καθώς και των τιμών των γωνιών και των δίεδρων γωνιών}

Σημειώσεις: Ι) Μετά την ολοκλήρωση κάθε υπολογισμού αποθηκεύετε (save) τα αρχεία σας. ΙΙ) Η εύρεση διαμορφωμερών ελάχιστης ενέργειας (Equilibrium Conformer) με συστηματική ανάλυση του διαμορφωσιακού χώρου είναι, πολλές φορές, χρονοβόρος αφού απαιτείτε ελαχιστοποίηση ενέργειας για κάθε ένα από τα πιθανά διαμορφωμερή της υπό μελέτη ένωσης. Ο αριθμός των πιθανών διαμορφωμερών, στα οποία γίνεται ελαχιστοποίηση ενέργειας, αυξάνει εκθετικά με τον αριθμό των περιστρεφόμενων (όχι τελικών) δεσμών του μορίου και με τα βήματα στρέψης των οριζόμενων από αυτούς δίεδρων γωνιών. Για παράδειγμα, στο μόριο της ένωσης der3 με 7 περιστρεφόμενους δεσμούς, αν ακολουθηθεί βήμα στρέψης 120 ο (δηλαδή, 360/120=3 βήματα συνολικά) προκύπτουν 3 7 (=2187) διαμορφωμερή προς ενεργειακή ελαχιστοποίηση. Για την ένωση der3 o υπολογιστικός χρόνος του προγράμματος Spartan για την εύρεση Equilibrium Conformer με χρήση μοριακής μηχανικής θα είναι ~4 min. Για τις υπόλοιπες ενώσεις, που έχουν λιγότερους περιστρεφόμενους δεσμούς, θα είναι σημαντικά μικρότερος.

Υπολογισμός λιποφιλίας με χρήση του προγράμματος MedChem Designer v. 3.1.0.30 Σχεδιάσατε (draw 2D) τις ενώσεις apo, der1, der2 και der3 στη μη πρωτονιωμένη μορφή τους (η πρωτονίωση καθώς και η διαμόρφωση δεν επηρεάζουν τους υπολογισμoύς λιποφιλίας) και καταγράψατε (στον πίνακα της σελ. 6) τις τιμές του λογαρίθμου του συντελεστή μερισμού [S+logP] καθώς και τις τιμές του λογαρίθμου του συντελεστή κατανομής [S+logD 7.4 (default ph=7.4)]. Σημείωση: ο συντελεστής μερισμού (logp) σχετίζεται με τις φαρμακοδυναμικές ιδιότητες των ενώσεων (υδρόφοβος δεσμός υποστρώματος-υποδοχέα) ενώ ο συντελεστής κατανομής (logd) με τη φαρμακοκινητική των μορίων (π.χ. διέλευση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού).

Συλλογή δεδομένων Καταγράψατε (στον πίνακα που σας έχει δοθεί) τα αποτελέσματα (output) των ενεργειών των αξονικών και των ισημερινών στερεοδομών των ενώσεων από τους υπολογισμούς AM1. Καταγράψατε, επίσης, τις αποστάσεις των ατόμων σε αυτά τα διαμορφωμερή σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα:

HO m-oh OH center HO m-oh OH center +H N +H N Apo Der1 m-oh OH m-oh OH HO center HO center +H N +H N Der2 Der3

Εργαστηριακή Εργασία Βασιζόμενοι σε όλα τα στοιχεία που συλλέξατε (διαμορφώσεις και λιποφιλία) για τις ενώσεις apo, der1, der2 & der3 αναλύσατε/εξηγήσατε πιθανούς λόγους της παρατηρούμενης διαφοράς στην in-vivo εκδήλωση της ντοπαμινεργικής αγωνιστικής δράσης. Χρησιμοποιήσατε και το παρακάτω διάγραμμα κατανομής κατά Boltzmann που είναι σε συνάρτηση με τη διαφορά ενέργειας δυο διαμορφωμερών μιας ένωσης. Σημείωση: 1 kcal/mol = 4,184 kj/mol 5 kcal/mol = 20,92 kj/mol

F2/F1 = e (E1-E2)/RT (E1>E2)

Apo S+logP=2,689 S+logD 7,4 =2,131 Conformer Conformation s Energy Distances (N-mO & N-Center) apo-a 479,19 kj/mol 5,941Å & 4,595Å apo-e 458,88 kj/mol 6,456Å & 5,114Å Der1 S+logP=2,439 S+logD 7,4 =1,662 Conformer Conformation s Energy Distances (N-mO & N-Center) der1-a 460,56 kj/mol 5,118Å & 3,715Å der1-e 486,51 kj/mol 6,445Å & 5,100Å Der2 S+logP=1,179 S+logD 7,4 = -0,230 Conformer Conformation s Energy Distances (N-mO & N-Center) der2-a 298,76 kj/mol 5,053Å & 3,999Å der2-e 311,35 kj/mol 6,441Å & 5,173Å Der3 S+logP=2,818 S+logD 7,4 =1,124 Conformer Conformation s Energy Distances (N-mO & N-Center) der3-a 179,19 kj/mol 5,058Å & 4,006Å der3-e 183,25 kj/mol 6,443Å & 5,178Å