分子を追加

Builcule には新規に分子を発生させる機能が 2 個あります.
n-アルカンを発生させる機能とペプチドを発生させる機能です.
これらの機能は,ユニット内にすでに分子が存在する場合でも,実行可能です.

Builcule では座標をどうやって発生させるのか,その考え方を紹介するセクションを設けてみました.

アルカンを追加

炭素数の設定

炭素数の入力を求めるウィンドウ

[編集(_E)]-[アルカンを追加(_C)] を実行すると,炭素数の入力を求めるウィンドウが表示されます.
作成したいアルカンの炭素数を入力してください.
画像は 2 と入力したところです.

[OK] ボタンを押すと,直鎖のアルカン(この例ではエタン)がユニットに追加されます.
ピックのしやすさ等を考え,作成できるアルカンの上限を 30 に設定しています.

追加後の状態

メタンを追加したところ

エタンが作成できました.

ペプチドを追加

アミノ酸配列の設定

アミノ酸配列の入力を求めるウィンドウ

[編集(_E)]-[ペプチドを追加(_P)] を実行すると,アミノ酸配列の入力を求めるウィンドウが表示されます.
作成したいペプチドのアミノ酸配列を 1 文字記号で入力してください.
画像は QWERTY と入力したところです.

[OK] ボタンを押すと,ペプチドがユニットに追加されます.
Builcule では,水素が除去された状態のペプチドを追加します.
ピックのしやすさ等を考え,作成できるペプチドの鎖長を 10 に設定しています.

追加後の状態

メタンを追加したところ

ペプチド QWERTY が作成できました.

座標の発生

立方体に三平方の定理を適用するだけで,n-アルカンの座標を発生させることができます.
正四面体とか,約 109.5 °とか考えているわけではありません.

n-アルカンを多少改造すればポリグリシンを得ることができます.
ポリグリシンを変異させれば,任意のペプチドを得ることができます.

メタンを立方体に収める

メタンを立方体に収めたところ

画像はメタンを立方体に収めた模式図です.

立方体であることと,炭素-水素の結合距離は既知であることから,適宜に原点等を定めれば,各元素の座標は三平方の定理で計算できます.

アルカンはメタンの立方体を並べればよい

メタンの立方体並べたところ

考え方としては,図に示したように,

  1. メタンの立方体を 2 個用意する
  2. 水素原子の一つが重なり合う配置で,上の図の縦の 1 辺を合わせる
  3. 重なり合った 2 個の水素原子を 1 個の炭素原子に変える

で,だいたい良いのですが,
実際にアルカンを構築するには,少しだけ考えを進める必要があります.

いくつかの距離を計算しておけば,座標は平行移動だけで求まります
例えば,末端の炭素を原点に置き,それに結合している炭素を順に Z-X 平面上に配置,・・・といった感じです.

アルカンからペプチドへの変換

ペプチド生成の概念図

アルカンと同様に座標を計算してもいいのですが,Builcule では,分子を編集するための機能を利用してペプチドを生成しています.
画像は,n-ヘキサンから Gly-Gly を生成する手順を示したものです.

  1. ペプチドの長さに応じた n-アルカンを生成.炭素 3 個でアミノ酸 1 個
  2. 水素を除去.ただし,末端の水素 1 個は残す
  3. カルボニル基を生成.SP2 酸素を 1 個分岐
  4. 元素を変更:N にしたい炭素を窒素に,OXT にしたい水素を酸素に

引き続き,入力した配列に従い変異させます.