Оптимизация Сольватированной Молекулы

Следующий шаг должен оптимизировать сольватированную систему, используя периодические граничные условия. Так как молекула аланина имеет оптимальную геометрию (по крайней мере, в изолированном состоянии), оптимизация, прежде всего, изменяется под действием растворителя. Изменения в аланине отражают разность между изолированной и находящейся в растворе оптимальных структур.

Оптимизировать молекулу в растворе:

1. Войти в форму выбора и сделать R-щелчок в пустой области, чтобы отменить выбор аланина.

Когда имеется активный выбор, оптимизация будет выполнена только на выбранном. Поэтому, если Вы начали оптимизацию с выбранного аланина, позволяют измениться только позиции атомов аланина, а молекулы воды будут ограничены в передвижении.

Чтобы оптимизировать полную систему и позволять реорганизацию и растворителя при наличии структуры аланина, Вы должны очистить выбор.

2. Выбрать Geometry Optimization на меню Compute.

Это открывает ячейку диалога Molecular Mechanics Optimization.

3. Выбрать OK, чтобы начать оптимизацию сольватированного аланина, включая молекулы воды.

Вычисление идет несколько минут.

4. Когда вычисление заканчивается, следующие значения появляется на линии состояния:

Энергия = -1102.46

Градиент = 0.09

Обратите внимание: Если Вы имеете меньшее количество, чем 40 молекул воды в вашей системе, Вы получите другие значения.

Оптимизированная структура для сольватированной системы может быть только, как локальный minimum. В системе со многими градусами свободы, типа этого, имеется много минимумов, и может быть очень трудно расположить переменную в глобальный minimum.

Когда имеются достаточно градусов свободы, возможно, что любая статическая конформация является незначащей, и что только статистическая обработка многих конформаций с низкой энергией является достоверной.

Позже в этом уроке, Вы подробнее узнаете, что текущая структура для сольватированного аланина - только локальный minimum, а не одна глобальная переменная.

Однако, Вы должны сохранить эту структуру для более позднего использования.

5. Сохранить структуру как ala-liq.hin.

Упражнение 3: Использование Суперпозиции

Система, показанная в настоящее время - минимизированная структура для цвиттериона аланина в воде. Поучительно сравнить эту структуру с соответствующей оптимизированной изолированной структурой. Вместо сравнения молекул измерениями индивидуальных структурных свойств, Вы используйте особенность суперпозиции HYPERCHEM, чтобы визуально сравнить две структуры, помещая, их друг на друга.

Удаление Молекул воды

Прежде чем сопоставлять, удаляют молекулы воды из изолированной структуры.

Удалять молекулы воды:

1. Войти в форму выбора, и установить выбранный уровень Molecules.

2. Сделать L-щелчок на аланине. Это выбирает аланин.

3. Выбрать Complement Selection. Это выбирает только молекулы воды.

4. Выбрать Clear на меню Edit.

5. Если появляется ячейка диалога, спрашивая, хотите Вы удалить отобранные атомы, выбрать Yes.

6. Убрать метку с Show Periodic box и показывается только молекула аланина.

7. Сохранить файл как ala-sol.hin.

Соединение Двух Систем

Следующий шаг должен слить эту систему с изолированной системой.

Прежде, чем Вы соединить две системы, Вы должны выбрать текущую систему так, чтобы Вы могли дифференцировать её на рабочем пространстве после слияния.

Соединить две системы:

1. Выбрать аланин.

2. Выбрать Name Selection на меню Select, и сохранить выбор как solvated. Это удобно,чтобы выбрать его позже, если Вы захотите восстановить его.

3. Выбрать Merge на меню File, и открыть ala-gas.hin.

И изолированная и сольватированная структуры должны теперь появиться на экране. Сольватированная структура должна все еще быть выбраной.

Merge позволяет Вам соединять текущую систему и другую систему, которая сохранена в файле. Этот союз становится текущей системой.

4. Если необходимо, используйте инструмент Translation, с правой кнопкой мыши, пока обе структуры не будут полностью представлены. Используя обозначения и цвет, укажите, как различать молекулы.

5. Окрасить выбранную сольватированную структуру в желтый цвет и маркировать молекулу символом.

Обратите внимание: Если не используется как выбор Толстая линия Selection в ячейке диалога Preferences, сольватированная структура не видна желтой, пока его не отменят.

6. Выбрать Complement Selection на меню Select.

Сольватированная система отменяется, и изолированный аланин выбран.

7. Окрасить выбранный изолированный аланина фиолетовым цветом, и маркировать его символом.

8. Сделать R-щелчок в пустой области, чтобы отменять выбор изолированного аланина.

Сопоставьте молекулы.

Когда система включает, по крайней мере, две молекулы, как в этом примере, HYPERCHEM может сопоставлять молекулы. Суперпозиция основана на выборе трех коллинеарных атомов в каждой молекуле. Чтобы начинать сопоставление, надо первые выбранные атомы каждой молекулы сделать совпадающими. Затем, связи между первыми и вторыми выбранными атомами каждой молекулы сделать коллинеарными. Наконец, выбрать третьи атомы каждой молекулы, и поместить в ту же самую плоскость.

Выполнять суперпозицию:

1. Войти в форму выбора, установите отобранный уровень на Аtoms, и пометьте ۷ Multiple Selections

2. Сделайте Л-перемещение по углу связи N-C^α -C^' каждой молекулы. Вам может быть придется вращать структуры, чтобы сделать это.

3. Выбрать Overlay на меню Display.

4. Сделать R-щелчок в пустой области, чтобы очистить выбор.

5. Нажать участок пространства, чтобы сосредоточить наложенные структуры в рабочем пространстве.

Текущая система должна теперь выглядеть подобной этой:

6. Выбрать Save As на меню File, и сохранить суперналоженные молекулы как ala-sup.hin.