ΜΟΡΙΑΚΗ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ

Άσκηση 2η

Μοριακά γραφικά συστήματα, μοντέλα πεπτιδίων και μεταλλάξεις

Εισαγωγή.

Τα μοριακά γραφικά υπολογιστικά συστήματα είναι από τα πλέον αναπτυσσόμενα εργαλεία για την επίλυση προβλημάτων χημείας, βιοχημείας και μοριακής βιολογίας. Δεν είναι πλέον απαραίτητη η κατασκευή τεράστιων πραγματικών μοντέλων πρωτεϊνών και DNA για την μελέτη των μοριακών αλληλεπιδράσεων αλλά μέσα από μία οθόνη ηλεκτρονικού υπολογιστή μπορούν να γίνουν αναπαραστάσεις και υπολογισμοί.

Το πρόγραμμα DΤΜΜ προσφέρει αυτές τις δυνατότητες σε περιορισμένο βαθμό που όμως είναι αρκετές για να καταλάβει κανείς το τι σημαίνει μοριακά γραφικά συστήματα και πώς να τα χειριστεί.

Το πρόγραμμα DTMM τρέχει δίνοντας την εντολή DTMM στον υπολογιστή και μετά από δύο εισαγωγικές οθόνες παρουσιάζεται ένα σύστημα μενού. Το μενού έχει έξη βασικές κατηγορίες εντολών και είναι πάντα προσιτό με το πάτημα του πλήκτρου (Escape).

Η κατηγορία File περιέχει εντολές που αφορούν την εισαγωγή κάποιου έτοιμου μορίου (Load Molecule, Load Fragment) , την εγγραφή στον μαγνητικό δίσκο του υπάρχοντος μορίου (Save Molecule), την επανεκκίνηση του προγράμματος (Restart Program) , και την έξοδο από το πρόγραμμα (Exit program).

Η κατηγορία Style περιέχει εντολές που αφορούν τον τρόπο αναπαράστασης του μορίου. Bonds only για μονόχρωμη αναπαράσταση του γραμμικού μορίου, Coloured Line το ίδιο με χρώματα, Quick fill και Space Fill χωροπληρωτικά μοντέλα, Βall and Stick αναπαράσταση με σφαίρες και δεσμούς.

Η κατηγορία View περιέχει εντολές που αφορούν την γωνία από την οποία βλέπουμε την προβολή του μορίου στην οθόνη (Define Window, Bond Project, Plane Project) και την επιλογή των ατόμων που φαίνονται (Hide Fragment, Hide Hydrogens, Show all).

Η κατηγορία Calculate περιέχει εντολές υπολογισμού αποστάσεων και γωνιών (Distance and Angle) και ελέγχου μήκους δεσμών και ακτίνων Van der Waals, όπως και ελαχιστοποίηση της ενέργειας του συστήματος.

Η κατηγορία Edit περιέχει εντολές για την αλλαγή του μοριακού μοντέλου όπως την Θραύση ενός δεσμού (Break Bond) , την απαλοιφή ατόμου (Delete atom) ή τμήματος του μορίου (Delete Fragment), την αλλαγή του τύπου ενός ατόμου (Change atom) ή του μήκους ενός δεσμού (Change Bond Length), όπως και την προσθήκη σε κάποιο άτομο 1,2,3, ατόμων υδρογόνου (Add 1,2,3 hydrogens).

	PgUp και PgDn για περιστροφή γύρω από τον Z
Μετακινήσεις
	L και R για μετακινήσεις στον οριζόντιο άξονα Χ
	U και D για μετακινήσεις στον κάθετο άξονα Ψ
	B και F για μετακινήσεις στον άξονα κάθετα στην οθόνη (Ζ)
Μεγέθυνση	Home και End για μεγέθυνση και σμίκρυνση
F2	Για αλλαγή μεταξύ μοντέλου γραμμών και σφαιριδίων
I	Δίνει τα ονόματα των ατόμων

Η μετακίνηση στα μενού γίνεται με τα βελάκια όπως και η μετακίνηση του σταυρονήματος στην οθόνη.

Σκοπός της Άσκησης.

Ο σκοπός της άσκησης αυτής είναι η εξοικείωση με τα μοριακά γραφικά συστήματα, η αναγνώριση βασικών χημικών ομάδων, κυρίων και πλευρικών, ο υπολογισμός μήκους δεσμών, αποστάσεων και γωνιών και η μετάλλαξη αμινοξέων με την αντικατάσταση μοριακών ομάδων.

Μεθοδολογία.

1. Διαβάστε το αρχείο ASP που περιέχει το αμινοξύ ασπαρτικό οξύ. Αυτό γίνεται επιλέγοντας από το μενού File, Load Molecule, ASP.

2. Αναγνωρίστε τα άτομα του μορίου και εφαρμόστε τις περιστροφές και μετακινήσεις γύρω από τους τρεις άξονες χρησιμοποιώντας τον παραπάνω πίνακα.

3. Δοκιμάστε τις διαφορετικές αναπαραστάσεις του μορίου (wire, spacefill, ball and stick).

4. Σχεδιάστε το μόριο στο χαρτί και με την βοήθεια των εντολών Ι και Calc, Distance and Angle, υπολογίστε όλα τα μήκη δεσμών (δύο σημεία) και τις επίπεδες γωνίες (τρία σημεία).

5. Μεταλλάξτε το ασπαρτικό σε λευκίνη χρησιμοποιώντας τις εντολές Edit, Change Atom και Edit, Add 3 hydrogens.

6. Σώστε το καινούργιο αμινοξύ στον δίσκο με το όνομα LEU χρησιμοποιώντας τις εντολές File, Save Molecule.

Γράψτε το πείραμα και τις παρατηρήσεις σας για την επόμενη φορά.