Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Program Avogadro

Program Avogadro
e-suplement
Nagroda Nobla z chemii w roku 2013 została przyznana za opracowanie metod umożliwiających powstanie zaawansowanych programów do modelowania molekularnego, czyli przedstawiania wyglądu cząsteczek związków chemicznych. Profesjonalne oprogramowanie pomaga naukowcom tworzyć nowe leki czy odkrywać tajemnice biocząsteczek. Jest ono jednak bardzo kosztowne i tylko bogate instytucje badawcze mogą sobie pozwolić na jego zakup. Ale i dla chemika-amatora znajdzie się coś w zasobach Internetu. Na przykład program Avogadro, umożliwiający otrzymanie trójwymiarowych obrazów molekuł.

Program jest rozprowadzany na licencji GNU GPL (darmowy), dostępny dla różnych systemów operacyjnych (Windows, Linux, MAC OS). Ostatnio wydana wersja ma numer 1.1.0 (2012r.) i jest do pobrania pod adresem http://avogadro.openmolecules.net. Niestety, w tej wersji język polski nie jest obsługiwany, zatem trzeba znać podstawy angielskiego (ale to już standard we współczesnej chemii).

Za pomocą narzędzi programu Avogadro wykonamy i dokładnie obejrzymy przestrzenne modele niektórych cząsteczek. Oczywiście przewodnik będzie skrótowy, ale gdy aplikacja nam się spodoba, w sieci znajdziemy filmy i opisy bardziej skomplikowanych projektów.

Na początek cząsteczka kofeiny, alkaloidu zawartego m.in. w kawie:

wzór

 

 

 

 

 

Pracę rozpoczynamy od umieszczenia w obszarze roboczym atomów i połączenia ich ze sobą. Otrzymany w ten sposób model cząsteczki będzie znacznie odbiegał od faktycznego kształtu molekuły (fotografia 1). Po wybraniu opcji minimalizowania energii układu program ustawi atomy w odpowiednich miejscach (fotografia 2). Teraz możemy zmienić wygląd modelu na kilka sposobów (fotografie 3, 4, 5) oraz obracać w celu obejrzenia molekuły z różnych stron. Po wybraniu z menu View opcji Properties uzyskamy informacje o zbudowanej cząsteczce (fotografia 6). Na zakończenie zapiszemy obraz w postaci pliku graficznego do dalszego wykorzystania (File/Export).

Zobacz na filmie:

Kolejny przykład możliwości programu Avogadro to wizualizacja cząsteczki peptydu bradykininy. Jest to hormon tkankowy odpowiedzialny m.in. za reakcje zapalne (obrzęk, zaczerwienienie). Wzory peptydów często zapisywane są w postaci skrótowej. Dla bradykininy jest to:

H2N – Arg – Pro – Pro – Gly – Phe – Ser – Pro – Phe – Arg – COOH

gdzie poszczególne reszty aminokwasów oznaczone są tróliterowymi kodami (Arg – arginina, Pro – prolina, Gly – glicyna, Phe – fenyloalanina, Ser – seryna). W zapisie podaje się również wolne grypy funkcyjne aminokwasów – aminową i karboksylową.

Spójrz na film:

Tworzenie modelu ułatwi narzędzie dostępne z menu Build (Insert/Peptide…). W oknie wybieramy aminokwasy w odpowiedniej kolejności, rozpoczynając od końca z wolną grupą NH2 (fotografia 7). I w tym przypadku otrzymany model (fotografia 8) możemy obejrzeć w różnych postaciach (fotografia 9).

Ostatni z przykładów to model nanorurki węglowej. Budowę umożliwia narzędzie o nazwie Nanotube Builder… z menu Build. Po wybraniu odpowiednich opcji pojawia się model nanorurki (fotografia 10). Eksperymentując z ustawieniami poszczególnych rodzajów wizualizacji, otrzymamy ciekawe efekty kolorystyczne (fotografia 11).

I jeszcze jeden film:

Przeczytaj także
Magazyn