Построение молекулярных моделей с помощью ЭВМ

Чтобы объяснить эти наблюдения, Уотсон и Крик предположили, что природная (нативная) молекула ДНК представляет собой две полимерные цепи попарно соединенных нуклеотидов, закрученные в форме двойной спирали. Сцепление между цепями обеспечивается особыми водородными связями между аденином и тимином и между гуанином и цитозином (рис. 4.10). Такое попарное сопоставление нуклеотидов, при котором А комплементарен Т, а G комплементарен С, было выведено с помощью построения молекулярных моделей, на которых точно выдерживались все межатомные расстояния. Построение молекулярной модели гипотетической двойной спирали также потребовало антипараллельности нуклеотидных цепочек, как это изображено на рис. 4.11. [c.106]

Первым ферментом, пространственное строение которого было подробно изучено с помощью рентгеноструктурного анализа с разрешением до 2 A, позволяющим установить расположение всех тяжелых атомов в молекуле, оказался лизоцим яичного белка [16, 33]. Лизоцим представляет собой глобулярный белок с молекулярным весом около 14 ООО, содержащий 129 аминокислотных остатков. Пространственное строение молекулы поддерживается четырьмя дисульфидными и многочисленными гидрофобными и водородными связями. На рис. 26 приведена модель глобулы фермента с разрешением 6 A, схематически показано расположение молекулы субстрата в фермент-субстратном комплексе и приведена первичная структура молекулы. На этом рисунке изображены аминокислотные остатки, образующие поверхность щели — активного центра молекулы. Необычная форма ферментной глобулы, как бы разделяемой глубокой щелью на две неравные части, связана со строением субстрата фермента длинноцепочечных муконолисахаридов, построенных из чередующихся остатков N-аце-тилглюкозамина (АГА) и N-ацетилмураминовой кислоты (AMA), соединенных (1—4) гликозидными связями. Полимерный субстрат адсорбируется ферментом на отрезке, содержащем 6 остатков сахара, причем гидролизу подвергается только одна р-гликозидная связь между четвертым D и пятым Е остатками сахара. Положение разрываемой [c.110]

Построение молекулярных моделей с ПОМОЩЬЮ ЭВМ [c.283]

Рассмотрим постановку задачи и некоторые результаты расчета с помощью математического моделирования параметров молекулярной структуры полиэтилена, получаемого в трубчатом реакторе при высоком давлении. Математическая модель статики реактора, построенная на основании кинетической схемы процесса, представляет собой систему нелинейных дифференциальных, интегральных и алгебраических уравнений и состоит из четырех основных модулей [79]. [c.98]

Первый способ, впервые примененный при составлении уравнений состояния жидкостей основан на постулировании некоторой модели молекулярного строения аморфной части. При построении этой модели предполагается, что существует ближний порядок и взаимодействующие части молекул (мономерные единицы) расположены в узлах квазикристаллической решетки. Далее рассчитывается энергия взаимодействия в выбранной решетке и (при помощи дополнительного предположения относительно взаимного расположения цепей) сумма состояний ансамбля подобных решеток. Величина давления рассчитывается по известной формуле статистической термодинамики [c.46]

Какие существуют специфические взаимодействия между нуклеотидами и аминокислотными остатками Если здесь и есть какой-либо простой код, с помощью которого эти молекулы узнают друг друга, то пока его не удалось расшифровать. Весьма распространены в таких системах тесное взаимодействие между лизином либо аргинином и фосфатами и интеркаляция плоских ароматических аминокислотных остатков между основаниями полинуклеотидной цепи. Использование молекулярных моделей показывает, что форма /3-слоев позволяет им хорошо разместиться в одном из желобков двухцепочечной ДНК (рис. 4.8). Согласно другим модельным построениям, а-спирали, содержащие в большом количестве аргинин или лизин, могут располагаться в большом или малом желобках двойной спирали ДНК и нейтрализовать фосфаты на обеих сторонах желобка. [c.209]

Какие же инструменты нужны для проведения исследований с помощью биоорганических моделей Подходы, принятые в органической и физической органической химии, уже сами по себе обеспечивают наилучшие возможности построения моделей, т. е. моделирования молекулярных событий, которые составляют основу жизнедеятельности. Весьма значительное направление классической органической химии посвящено природным соединениям. Химия природных соединений дала очень много сведений, оказавшихся полезными при обнаружении и описании специфических молекулярных процессов в живых системах. Достаточно вспомнить, например, об антибиотиках, некоторых алкалоидах, [c.14]

Л.2.2. Плотнейшие молекулярные упаковки. С помощью геометрической модели Китайгородский [I, 43] рассмотрел соотношение между плотностью упаковки и симметрией кристалла. Он нашел, что реальные структуры всегда будут среди структур, имеющих плотнейшую упаковку. Прежде всего он установил симметрию тех двумерных слоев, которые допускают в плоскости координационное число 6 при произвольном наклоне молекул по отношению к осям элементарной ячейки слоя. В общем случае для молекул произвольной формы существует только два типа таких слоев. Один тип слоев построен на косоугольной сетке, имеющей центры инверсии другой, с прямоугольной ячейкой, построен под действием трансляции и параллельной ей винтовой оси второго порядка. Затем отбирались пространственные группы, для которых такие слои возможны. Этот подход представляет значительный интерес, поскольку он позволяет выяснить, почему несколько пространственных групп широко распространены среди кристаллов, тогда как большая часть из 230 групп почти никогда не встречается. [c.459]

С помощью модели Стюарта и молекулярной диаграммы, построенной с учетом длин связей и валентных углов, обнаружено, что распространение структуры бутадиеновой группы в эфирах (II) кислоты искажено большими стерическими затруднениями, и молекула имеет изогнутую конфигурацию. Схема подтверждает образование внутренних циклов, так как расстояние между атомами СиО, равное 1,3-10 ° м, меньше суммы ковалентных радиусов этих атомов (0,77-10- °+0,66-10- °= = 1,43-10- ° м). Учитывая это обстоятельство, можно заключить, что данный тип молекулярного изгиба, не исключая и другие факторы, ответствен за низкую светочувствительность соответствующих эфиров. Указанный эффект особенно заметно проявляется в невозможности спектральной сенсибилизации полимера триплетными сенсибилизаторами [6]. [c.91]

Белок НА вируса гриппа весьма хорошо изучен как в структурном, так и в функциональном отношении. Это главный вирусный антиген, против которого направлены защитные антитела, и его вариабельность является основной движущей силой эволюции вируса, происходящей в ходе эпидемий. Некоторую информацию о структуре НА удалось получить с помощью прямого определения его аминокислотной последовательности. Однако полная первичная структура НА различных штаммов вируса гриппа А, а также некоторых штаммов вируса гриппа В была установлена только после применения методов молекулярного клонирования и быстрого секвенирования нуклеиновых кислот [41]. Полученные данные не только выявили степень родства между штаммами, но и были сопоставлены с расположением функциональных доменов и антигенных участков. Этому способствовало построение модели трехмерной структуры молекулы НА. НА — первый мембранный белок, чья структура была установлена методом рентгеноструктурного анализа. [c.455]

Первая попытка построения кинетической теории плотных газов была сделана Энскогом [66]. В своей работе с помощью неких интуитивных соображений он обобщил изложенную в гл. 5 кинетическую теорию газов нормальной плотности, правда, только для случая твердых сферических молекул. Преимущество модели твердых сфер с этой точки зрения заключается в том, что столкновения молекул можно считать мгновенными, и вероятность одновременного столкновения нескольких молекул пренебрежимо мала. Подход Энскога основан на том, что он ввел поправку, учитывающую соизмеримость диаметра молекул со средним расстоянием между ними. В результате тот механизм переноса импульса и энергии, которым при нормальных плотностях пренебрегают и который до сих пор не рассматривался, оказался теперь существенным. Речь идет о том, что при столкновении происходит перенос импульса и энергии на расстояние, равное расстоянию между центрами молекул. В случае твердых сферических молекул этот столкновительный перенос импульса и э нергии на расстояние между центрами молекул происходит мгновенно. В очень плотных газах столкновительных перенос — главный механизм переноса, поскольку каждая молекула почти локализована в одной точке пространства окружающими ее соседними молекулами, и перенос молекулярных признаков потоком молекул сильно затруднен. [c.351]

В настоящее время вопросы номенклатуры и символики хи-ральных соединений предлагается решать вторым методом, т. е. с помощью независимого обозначения конфигурации каждого центра хиральности. Простейшей и наиболее приемлемой является система, предложенная Каном, Ингольдом и Прелогом [6], так называемая /5-система. Сейчас именно она почти всегда используется в химической литературе для того, чтобы описать абсолютную конфигурацию соединений, не относящихся к углеводам или пептидам. Обозначение конфигурации выводится непосредственно из молекулярной модели, так что нет необходимости определять правила для написания ее проекции. Однако символ может быть также выведен и из формулы, если определена ее связь с моделью. Каждый асимметрический атом рассматривается и обозначается независимо, и для полного наи-меновалия соединения требуется столько символов, сколько имеется асимметрических атомов (или элементов хиральности). Методика построения названия аналогична и для соединений, где встречается атропоизомерия или другие типы оптической изомерии. Чтобы обозначить конфигурацию какого-либо центра хиральности, необходимо установить, как будут выполняться три следующих условия [c.43]

Исследование влияния молекулярно-массового распределения (МИР) на вязкость расплавов полимеров представляет значительный интерес не только с точки зрения выбора режима их переработки,но также 1 меет самостоятельное значение для исследования молекулярной структуры термопластов. Разработанные в настоящее время методы исследования молекулярных параметров полимеров основаны на теории разбавленных растворов. Зти методы точны,но не лишены ряда недостатков сложность аппаратурного офорглления, методические трудности, достаточно длительное время проведения эксперимента. Кроме того, с помощью этих методов невозможно изучать нерастворимые термопласты, оэтому возникает задача построения таких моделей, чтобы путем измерения ограниченного числа параметров на стандартных приборах, имеющихся в любой лаборатории, быстро оце- нвать молекулярные характе5шстики. [c.37]

Для построения дисперсионной теории необходимо принять соответствующую молекулярную модель, при помощи которой можно изучить взаимодействие между излучением и материей. При помощи старейшей молекулярной модели КлаУзиуса—Мозотти (твердый шар с металлически-прово-дящей поверхностью, по которой свободно перемещаются заряды) можно, правда, объяснить преломление света, но не дисперсию, так как вследствие металлической проводимости должно происходить сильное затухание, и поэтому предложенная модель представляет собой систему, не способную к колебаниям. Вследствие этого Максвелл и Лорентц положили в ОСНОВУ классической дисперсионной теории другую молекулярную (атомную) модель. Эта модель, как и та, которая была использована выше для истолкования когезионных сил, состоит из положительных (теперь ядер атомов) и отрицательных зарядов (электронов). Эти заряды могут смещаться, вследствие чего под влиянием возникшего электрического поля наступает поляризация. Чтобы получить систему, способную к колебаниям, Максвелл и Лорентц принимают, что заряды в определенных местах удерживаются в состоянии покоя особыми силами , которые при возникающих нарушениях стремятся вернУть заряды обратно в состояние покоя. Цель построе- [c.112]

Лондон универсально (т. е. не только с помощью специальной молекулярной модели, рассчитанной на основании квантовой теории, как было приведено для Нз) смог доказать следующее. Для простых симметрично построенных молекУЛ, как Нд, N3, О2, з , а также для несимметрично построенных полярных молекул, как СО (/ = 0,1 10 ), НВг(/ = = 0,78. 10 ) и даже еще для НС1 (//, = 1,08 10 ), эффект Дебая—Кезома дает только небольшую по сравнению с новым квантово-теоретическим эффектом долю общей величины когезии. Поляризационный и ориентационный эффекты (которые Лондон также рассчитал с точки зрения новой квантовой теории), хотя и имеются, но сравнительно малы. Как уже упоминалось, для инертных газов они совершенно отпадают, так как атомы инертных газов обладают шаровой симметрией и, следовательно, вокруг них [c.178]

Для построения иерархии симметрии молекулярных графов использован квантово-топологический подход, основанный на топологических свойствах зарядовых плотностей в молекулах. Показано, что структуры болыного числа кластерных соединений могут быть предсказаны путем отображения их молекулярных графов на один и тот же полиэдр соответствующие молекулярные графы строятся с помощью простого метода электронного счета. Предлагаемая модель проиллюстрирована примерами детального анализа кластеров, содержащих от 5 до 8 атомов. [c.148]

Для ИСА в качестве исходной информации для расчетов ис-лользуются самые разнообразные данные средняя молекулярная масса образца, элементный состав, функциональный состав, данные анализа образца методами ИК- и ЯМР-спектроскопии, плотность и т. п. При этом информация, получаемая с помощью физических методов, особенно ЯМР на ядрах углерода-13 и других гетероатомах ( Р, N), является определяющей при построении моделей ИСА. Методически системный подход в рамках использования ИСА для изучения компонентов тяжелых нефтяных смесей весьма плодотворен, поскольку позволяет, исходя из оценки степени правомерности сделанных допущений и достоверности исходных экспериментальных данных, осуществлять це-ленаправленньш поиск и разработку дополнительных методов анализа, обеспечивающих получение наиболее необходимой, но недостающей физико-химической информации [8—10]. [c.11]

Как было показано в разд. IV. I, равновесные свойства расплавов гибкоцепных полимеров могут быть количественно описаны с помощью того или иного варианта уравнения состояния в приведенных переменных, которое удовлетворяет принципу соответственных состояний. К сожалению, параметры приведения нельзя рассчитать а priori, исходя из данных о молекулярном строении полимера, и поэтому их значения, которые должны быть определены путем обработки экспери.ментальных данных в рамках выбранного уравнения состояния, проявляют исключительно сильную зависимость от соответствующей теоретической модели. Тем не. менее, теория предсказывает, что индивидуальные особенности полимера определяются плотностью упаковки сегмента в квазиячейке, образованной его ближайшими соседями, размеры которой являются функцией температуры и давления, а также числом внешних (межмолекулярных) степеней свободы, которое зависит от термодинамической гибкости макромолекулы. Эти предсказания могут быть эмпирически учтены при построении различных корреляций типа (IV. 26). [c.153]

В рассмотренном выше методе валентных связей , или валентных схем , мы исходили из двух готовых атомов, которые взаимодействую г друг с другом, что в конце концов приводит к возникновению устойчивой связи через электронную пару. Теперь мы обратимся к другому пути, который тесно соприкасается с тем методом, который был описан при построении периодической системы при помощи одноэлектронной . одели. Мы будем исходить не из готовых атомов, а из готового ядерного остова (например, из двух ядер атомов Н) и затем выясним, в каких возможных состояниях может находиться один электрон в потенциальном поле двухъядерного остова. Затем эти возможные молекулярные состо.чния (молекулярные орбитали) мы постепенно заполняем электронами и в правильной энергетической последовательности и с учетом принципа Паули строим систему возможных двухатомных молекул, подобно тому как мы строи,ли периодическую систему. Исходной моделью здесь служит молекулярный ион Нг, который играет такую же роль, как и атом И при построении атомных состояний. Этот метод также можно модифицировать, чтобы люжно было рассматривать движение каждого электрона в среднем эффективном потенциальном поле ьсох других частиц. [c.101]

Преимущество циклических моделей — в возможности всегда однозначно связать получаемые в расчете квазимолекулы состояния с кристаллическими и, следовательно, при увеличении молекулярного фрагмента заранее определить, какие состояния кристалла по симметрии воспроизводятся в таком расчете. Вместе с тем расчеты на основе циклических моделей, особенно КРЭЯ, сложнее кластерных, так как связаны со специальной процедурой построения га.мильтониана (замена матричных элементов в модели периодического кластера или вычисление решеточных сумм в модели КРЭЯ). Поэтому практическая значимость циклических моделей определяется тем, удается ли с помощью относительно небольших квазимолекул получить результаты, стабильные относительно дальнейшего увеличения числа атомов в квазимолекуле. [c.205]

Пятая глава посвящена рассмотрению моделей построения и устойчивости изолированных нанокластеров. Приводится простая термодинамическая модель, при которой плавление кластера определяется соотношением поверхностной энергии и химпотенциала. Рассматриваются термодинамические модели, когда плавление кластера определяется конкуренцией внутренней энергии кластера и энтропийного фактора, задаваемого изменением расположения уровней кластера в твердом и жидком состоянии и изменением их статистического заселении. С помощью компьютерных методов молекулярной динамики и Монте-Карло исследуются нанокластеры различного размера и состава при изменении их состояния, например плавлении. Таким способом делается, например, заключение о том, что точка плавления нанокластера не совпадает с точкой замерзания. Рассматривается оболочечная модель кластера, когда по аналогии с атомом кластер включает положительно заряженное ядро и электронные оболочки, заполняемые свободными электронами атомов щелочных металлов. В результате возникают знаменитые магические числа кластеров, соответствующие числу электронов на заполненной оболочке, характеризующие их наибольшую стабильность. Магические числа кластеров появляются и в модели плотнейшей упаковки для кластеров инертных газов, и для металлических ядер гигантских кластеров, стабилизированных лигандами. [c.11]

Уравнения (8.65)—(8.81) справе1шивы только пдя сферических молекул. Если последние по своей форме ближе к жесткому эллипсоиду, а не к сфере, результаты существенно усложняются. Коэффициент вращательной диффузии, входящий в уравнение (8.65), теперь становится тензором. Спад анизотропии флуоресценции описывается не уравнением (8.72) с одной экспонентой, а выражением, содержащим сумму до пяти экспонент. Эти экспоненты зависят не только от размеров и формы молекул, но также от ориентации моментов переходов хромофоров относительно осей эллипсоида. В принципе при наличии достаточно точных данных о зависимости спада степени анизотропии от времени можно было бы получить весьма полное представление о форме молекулы и способе связьшания с ней хромофора. На практике попытки описать полученные данные при помощи более чем двух экспонент обычно оказываются превышением точности эксперимента. В таком случае единственный выход состоит в построении более или менее правдоподобных моделей, удовлетворяющих данной структуре, и в установлении степени их соответствия экспериментальным данным. Одно можно утверждать несомненно для вытянутого эллипсоида кажущееся больше, чем для сферы. Следовательно, если известна молекулярная масса, как правило, можно получить некоторую информацию об отношении осей. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология