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ChemBio3D


药物化学 Structure Browser:对比化学结构和化学性质作者: Susan M. LeBeau 博士

通过对比一组小分子的结构和性质来分析小分子

组的功能, 对工作在药物开发领域的化学家来说非常有用。为了让化学家更容易的研究成组小分子的结构和它们的性质,CambridgeSoft 在最新版的 ChemBio3D 11.0 中

新增了药物化学 Structure Browser,并引入分子性质的概念。Structure Browser 是一个与 Model Explorer 很 类似的控制列表, 但不像 Model Explorer 那样按等级分层显示。 这个列表能把需要进行分析和对比的分子一一列出,使用非常方便。 同

时,最新版的 ChemBio3D 11.0 可以把 ChemBio3D 模型中的分子性质和分子结构相互关联起来。通过 Structure Browser 生成的列表,浏览 查看这些待检查的结构很方便。这项功能可以通过点击 View 菜单中的 Structure Browser 项激活,也可以直接将 Model Explorer 中列示的 分子拖放到 Structure Browser 里进行激活。分子性质可以从 SD 文件或 Schrodinger Maestro 文件中的数据导入。另外一种方法是,在 ChemBio3D 模型上点击右键, 选择“Auto Populate”项, Structure Browser 就会自动填充当前模型的全部分子。 要使用 Structure Browser,

用户首先需要点击列表中的某个结构, 然后用上下键在列表中的结构间进行选择。 被选定的结构会一直以 3D 方式显示, 等待对比。 同时, 如果设定结构为可视的话,它的 2D 结构会显示在 ChemDraw 面板中。结构左边的检验栏标示当前的显示状态。检查框里是黑色对勾的情 况,说明这个结构处于“locked”状态,即使在 Structure Browser 选中的是另外的结构,这个结构仍旧是可见状态。灰色对勾代表该结构被 Structure Browser 选中因而暂时处于可见状态。再点击一下检验框就可以取消“locked”状态。这个功能使得您在浏览众多结构的同时,可 以自由的选择在哪几个结构间进行对比。 覆盖法对比类药性小分子也是常见的有效方法,借此方法可获得一个受体内拟定的分子间

相互作用的信息。ChemBio3D 的 Overlay 功能可以很容易的在 Structure Browser 内快速排列多个结构。在一个分子结构上点击右键,选择 “Overlay”,就会对浏览器中所有结构基于分子拓扑结构学原理进行覆盖对比。Overlay 功能设计的很严谨,因此不会改变任何结构的键长 和键角。 我们也可以用 Structure Browser 来查看和分子结构相关联的任何分子性质。只需在 Structure Browser 内点击右键,并选择

“Select Properties for Display”即可。一旦属性被选择,它们将以列的方式显示在 Structure Browser 内,如图 1.在 Structure Browser 内,只 需在某一分子属性列上单击,即可按照该属性值将它们排序。 图 1 ChemBio3D 11.0 药物化学 Structure Browser Model Explorer:拖放功能 在最新版的 ChemBio3D 11.0 中 Model Explorer 得到一些改进。现在可以在 Model Explorer 的树形列表中

使用“drag-and-drop”将原子,键和基团移动到其它基团中。具体操作是:在一个对象上,按住鼠标键,拖放到新的基团中,松开鼠标键, 即可将此对象移动到新的基团中。 MMFF94 分子力场计算(分子力学) :支持更多原子类型,提供更多更好的计算参数 最新版的

ChemBio3D 11.0 提供 MMFF94 分子力场能量计算和最小能量计算功能。 MMFF94 是一个与有机和蛋白质相结合的著名的参数化计算软件, 因此非常适合蛋白质,小分子以及包含两者的系统计算。以前版本的 Chem3D 只提供 MM2 力场计算。MMFF94 要比 MM2 提供更为丰富 的原子类型支持,在 MM2 中因为原子类型不存在而不能计算的功能现在可以用 MMFF94 来完成。 在执行力场计算前,ChemBio3D

会为模型中的原子确定相应的力场原子类型和原子电荷作为默认值进行计算。这些原子类型和电荷保存在原子性质表里,用户可以在那 里查看并更改这些数值。 原子的形式电荷 ChemBio3D 11.0 加入了对原子形式电荷的支持。在 Chem3D 以前的版本里,原子电荷表

现为离域 MM2 电荷,所以不一定是整数,比如在一个羧酸酯基团中,每个原子就只有-0.5 个离域电荷。在最新版的 ChemBio3D 11.0 里, 每个原子都有一个形式电荷,因此其中一个羧酸酯原子的形式电荷是 0,另一个则是-1。ChemBio3D 使用形式电荷作为每个原子的基本 电荷信息源。再从形式电荷中产生离域电荷信息。当鼠标移动到一个原子上时,用户就能够在弹出窗口中看到它的形式电荷和离域电荷。 原子属性 最新版的 ChemBio3D 加入了完整的原子属性的概念。在分子中,每个原子的原子属性都会有自己的属性名字和单独的值。

在 View 菜单底部的 Atom Property Table 里还可以查看、更改这些原子属性。而且,原子属性可以从 Chem3D C3XML 文件、Schrodinger Maestro 文件导入或保存成这些格式。 用户可以在原子特性表上点击右键, 加入他们自己做的属性。 原子属性也可以通过计算产生。 在

ChemBio3D 11.0 中, 原子属性可以在 3D 视图中用彩色可视化效果表现出来。 点击 File 菜单中的 Model Settings 对话框, 在“Color by Atom Properties”模式,选择需要可视化的原子特性,并从配色版中添加相应的颜色。 通过 QM 计算的不完全电荷现已作为原子属性收录。 力 场原子类型和电荷现已作为原子属性收录。 图 2:ChemBio3D 11.0 原子属性配色板。 键和原子显示道具 在最新版的 ChemBio3D 11.0 中新增的几个功能,大大提高了用户自定义分子结构显示效果的能力。Chem3D 早期

版本中,离域和芳香键只能用虚线表现,而在最新版的 ChemBio3D 11.0 中,新加入虚线表现和交互单双键表现的切换能力。可以用 3 种 不同的方法改变显示模式: 按下 Ctrl+K 在两种显示模式间切换 通过 View 菜单-> Model Display -> Delocalized Bonds,选择“用虚线表现” 或“用交互单双键表现” 图 3:ChemBio3D 11.0 以交互单双键显示的结构图(左)和虚线显示的结构图(右) 最新版的 ChemBio3D 11.0 允许用户更改 3D 显示中键的粗细和原子的大小。这种改变可以是针对全局的,也可以只对部分模型生效。更 改整个模型的原子大小和键,在 File 菜单下点选 Model Settings 对话框,选择“Atom ' Bond”标签,使用水平指针调整原子和键的大小。 原子和键的尺寸也属于显示属性,就像颜色和显示模式一样。使用 Model Explorer 可以对模型中任何部分的属性进行更改。在基团上点 击右键,调整尺寸滑针,对基团或断片的键尺寸进行改变。在“Apply Bond Size”项中切换模式可使更改生效或撤销更改。更改原子大小的 方法一样。 新增从模型中增加或去除 Lone Pairs 的功能。 通过 Structure -> Lone Pairs 菜单激活此功能。 对于新增加到模型中的 Lone

Pairs, 既能显示在视图中, 也可以隐藏起来。 Lone Pairs 的显示控制通过 Structure -> Lone Pairs 菜单, View -> Model Display -> Show Lone 或 pairs 实现。 总结 在这篇文章里,我们已经介绍了 ChemBio3D 11.0 中的新功能。这些新功能以 ChemBio3D 10.0 版本中药物化学和

生物化学关注的功能为基础。在 10.0 版本中我们提供了许多功能,包括对氢键的支持,不完全分子表面生成和显示,原子间距离的图形 显示,键长、键角和二面角,在分子动力学模拟过程中用几何计量法生成统计数据,还有“live”功能以及 ChemBio3D 模型在 PowerPoint 演示文档中的应用。您可以从 ChemBioNews.com 16.1 的 ChemBioNews 文章里找到关于 10.0 版本的详细描述。用户既可以购买功能全面 的 ChemBio3D 增强版也可以从倾向于药物化学家的 Chem3D 或倾向于生物学家的 Bio3D 中选择。 Chem3D 是专为药物化学家设计开发的, 关注诸如结构对比、开发中的药剂化合物特性对比,蛋白质活性部位的小分子可视化和建立新的候选药物等问题。Bio3D 是专为生物化 学家设计的,用于观察和自定义蛋白质系统以及显示活性部位的细节。 最新版的 ChemBio3D 11.0 进一步将我们的产品推向更加卓

越的水准。CambridgeSoft 公司为 ChemBio3D 11.0 增加了许多非常重要并广为大家关注的功能,还有几个专为药物化学家开发的新功能。 客户的需求驱动着 ChemBio3D 的不断发展,因此请您一如既往的将您的反馈提交给我们的技术支持团队。CambridgeSoft 感谢您选择 ChemBio3D 作为您的桌面分子空间结构模拟、可视化分子动力学和量化计算的工具。了解更多 ChemBio3D 详情,请拨打我们的电话: CambridgeSoft 中国 800-915-1001;美国(617)588-9300;欧洲地区 00-800-875-20000,日本 0120-731-800。


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