Kraftfeld-basierte Untersuchungen der Wechselwirkung
von Liganden mit Cellulose-Oberflächen
und
Erstellung eines webbasierten Services zur interaktiven
Berechnung von Reaktionsanimationen mehrstufiger
organischer Reaktionen
Der Fakultät für Naturwissenschaften
Department Chemie
der Universität Paderborn
zur Erlangung des Grades eines
Doktors der Naturwissenschaften
- Dr. rer. nat. –
genehmigte Dissertation
von
Oliver Stüker
aus Gütersloh
Paderborn 2008
Die vorliegende Arbeit wurde von Mai 2003 bis Februar 2008 im Fach Organische Chemie
des Departments Chemie der Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Paderborn
unter Anleitung von Herrn Prof. Dr. Gregor Fels angefertigt.
Referent: Prof. Dr. Gregor Fels
Korreferent: Prof. Dr. Klaus Huber
Eingereicht am: 26. Februar 2008
Mündliche Prüfung am: 13. März 2008
Danksagung
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Gregor Fels für die interessante Themenstellung,
die freundliche Unterstützung und die ständige Diskussionsbereitschaft. Die gute Betreuung
und vielen Freiheiten, die er mir einräumte, haben sehr zum Gelingen dieser Arbeit
beigetragen.
Bei Prof. Dr. Klaus Huber bedanke ich mich für die bereitwillige Übernahme des Korreferats.
Ich danke dem FIZ C
HEMIE
Berlin für die finanzielle Förderung des iORAo Projektes.
Dem „Paderborn Center for Parallel Computing“ (PC)² und besonders Axel Keller danke ich
für die Bereitstellung von Rechenzeit auf dem ARMINIUS-Rechencluster und den guten
technischen Support.
Michael Kröger und Dr. Jens Krüger gilt mein Dank für die Einführung und weitere
Hilfestellung beim Arbeiten mit GROMACS.
Dr. Laleh Alisaraie und Lars Haller danke ich dafür, dass Sie mich an ihrem Know-how beim
Umgang mit QXP+ haben teilhaben lassen.
Dr. Ulrich Flörke danke ich für die Tipps zur Erstellung des Cellulose-Kristalls.
Bei Dr. Hens Borkent bedanke ich für die fruchtbare Zusammenarbeit und die unzähligen
Ideen bei der Planung zur Umsetzung des iORAo Services.
Ich danke Prof. Steve Fleming für die Hilfestellung bei der Auswahl geeigneter Reaktionen
für den iORAo Service und die Überlassung diverser Strukturdaten.
Ferner möchte ich mich bei Lars Haller, Michael Kröger, Jens Krüger, Edgar Luttmann und
allen anderen derzeitigen und ehemaligen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen des
Arbeitskreises Fels für das hervorragende Arbeitsklima und die ständige Diskussions- und
Hilfsbereitschaft bedanken.
Last but not least gilt mein ganz besonderer Dank meiner Familie und Laleh für Ihre
unschätzbare Unterstützung und viele Geduld, nicht nur aber besonders während ich diese
Dissertation verfasst habe.
Inhaltsverzeichnis
1 Zusammenfassung..............................................................................................................1
2 Einleitung ...........................................................................................................................3
2.1 Cellulose.....................................................................................................................3
2.1.1 Allgemeines........................................................................................................3
2.1.2 Struktur der Cellulose.........................................................................................3
2.1.3 Simulation von Cellulose ...................................................................................9
2.2 Animationen von chemischen Reaktionen...............................................................10
3 Aufgabenstellung..............................................................................................................13
3.1 Untersuchungen der Wechselwirkung von Liganden mit Cellulose-Oberflächen...13
3.2 Erstellung eines webbasierten Services zur interaktiven Berechnung von
Reaktionsanimationen mehrstufiger organischer Reaktionen..................................13
4 Durchführung, Auswertung und Diskussion....................................................................15
4.1 Cellulose...................................................................................................................15
4.1.1 Cellulose Systeme ............................................................................................15
4.1.2 MD Simulationen von Cellulose-Ligand-Systemen.........................................22
4.1.3 Untersuchung der Bindungsmodi durch Kombination von Docking und MD.31
4.1.4 Zusammenfassung der Ergebnisse....................................................................49
4.2 Reaktionsanimationen ..............................................................................................50
4.2.1 Implementierung des iORAo-Verfahrens.........................................................50
4.2.2 Diskussion der Ergebnisse................................................................................54
5 Technischer Teil...............................................................................................................55
5.1 MD Simulationen .....................................................................................................55
5.1.1 Erstellung eines Cellulose II Modells...............................................................55
5.1.2 Erstellung der Cellulose/Ligand Systeme für MD Simulationen.....................57
5.1.3 Konformations-Analyse durch Kombination von Docking und MD-
Simulationen.....................................................................................................57
5.1.4 Analyse-Programm zur Berechnung der Puckering Parameter........................58
5.2 Reaktionsanimationen mit iORAo ...........................................................................60
5.2.1 Modularisierung ...............................................................................................60
5.2.2 Internationalisierung.........................................................................................61
5.2.3 Offene Reaktionsdatenbank..............................................................................61
5.2.4 Molekül-Editor.................................................................................................62
5.2.5 Interpolation mit internen Koordinaten............................................................63
6 Fazit und Ausblick............................................................................................................65
7 Literaturverzeichnis..........................................................................................................67
A Anhänge..........................................................................................................................A-1
A.1 Abkürzungsverzeichnis ..........................................................................................A-1
A.2 Topologien..............................................................................................................A-2
A.3 RDF Diagramme ..................................................................................................A-33
A.4 Schnittstellenbeschreibungen für iORAo.............................................................A-47
A.5 Programm-Hilfe für g_puckering.........................................................................A-59
1 Zusammenfassung
1
1 Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Dissertation wurden die Wechselwirkungen zwischen Celluloseober-
flächen und verschiedenen Liganden untersucht sowie ein Webservice zur interaktiven
Erstellung von Animationen für verschiedene ein- und mehrstufige organische Reaktionen
entwickelt.
Cellulose, das häufigste Biopolymer der Erde, ist seit jeher ein sehr wichtiges Material. Unter
der Prämisse, diesen Werkstoff durch Oberflächenbehandlung zu modifizieren und so an die
Anforderungen und Bedürfnisse optimal anzupassen, gewinnt es immer mehr an Bedeutung,
im Vorfeld mit Hilfe von theoretischen Methoden und Computer-Simulationen Vorhersagen
zu treffen, wie gut diese Stoffe mit der Cellulose interagieren und an diese gebunden werden.
Dafür wurde ein Verfahren entwickelt, das durch die Kombination von Monte-Carlo (MC)-
Docking und Molekular Dynamik (MD)-Simulationen erlaubt, Liganden auf einer Cellulose-
Oberfläche zu positionieren und deren Mobilität in einer MD-Simulation zu beobachten. Für
eine halbquantitative Beurteilung der Beweglichkeit wurde ein mehrstufiges numerisches
Auswertungsverfahren auf der Basis von radialen Verteilungsfunktionen (RDF) zwischen
Ligand- und Cellulose-Atomen erarbeitet.
Die Visualisierung chemischer Reaktionen in Form von Computeranimationen soll ein
besseres Verständnis der Abläufe von Reaktionsmechanismen auf molekularer Ebene
ermöglichen. In der Lehre sind vorgefertigte Animationen vor allem ein Hilfsmittel für den
Lehrenden, um das Wissen über die Abläufe zu vermitteln.
Mit iORAo [1] wurde ein interaktives System zur Erstellung von dreidimensionalen
Animationen auch mehrstufiger organischer Reaktionen entwickelt, das es dem Benutzer
erlaubt, durch Manipulation der beteiligten Moleküle aktiv in das Geschehen einzugreifen und
das Ergebnis zu verändern. Dies soll vor allem den Lernenden dazu veranlassen, den Einfluss
verschiedener funktioneller Gruppen auf die Reaktionen und deren Verlauf zu studieren.
iORAo ist über das Internet frei zugänglich und so konzipiert, dass es leicht in andere
Sprachen übersetzt und einfach um weitere Reaktionen erweitert werden kann.
2 Einleitung
3
2 Einleitung
2.1 Cellulose
2.1.1 Allgemeines
Cellulose ist der Hauptbestandteil der Pflanzen und sorgt in Form von Zellwänden für Ihre
Form und Stabilität. Man findet sie aber auch in Bakterien, Pilzen, Algen und sogar in der
Tierwelt. Damit ist sie die häufigste organische Verbindung auf der Erde [2]. Schon seit jeher
diente sie dem Menschen in natürlichen Werkstoffen in Form von Holz, Baumwolle,
Bastfasern und Papier. Seit Anselme Payen im Jahr 1838 erstmals Cellulose aus Pflanzen
isoliert und charakterisiert hat [3], haben sich für Cellulose und ihre Derivate viele weitere
technische Anwendungsgebiete gefunden und mittlerweile dienen sie z. B. als Rohstoff für
die Herstellung von Kunststoffen (z. B. Celluloid, Kunstseide und Viskose), als Füll-, Trenn-,
und Hilfsstoff in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie [4] und, wie jüngst
berichtet, als Matrix für neue leistungsfähige Doppelschicht-Kondensatoren und flexible
Batterien [5]. Zudem finden Pflanzenfasern aller Art Verwendung bei der Herstellung von
Verbundkunststoffen, sei es als preiswerter Füllstoff oder um die mechanische Stabilität zu
erhöhen und damit dünnere und leichtere Werkstücke bei gleichen Belastungsanforderungen
zu ermöglichen [6].
2.1.2 Struktur der Cellulose
Bei Cellulose handelt es sich um das isotaktische β-1,4-Polyacetal der Cellobiose wobei der
Polymerisationsgrad je nach Herkunft und Behandlung der Cellulose stark variiert [4].
Obwohl seit langem allgemeine Einigkeit über die chemische Struktur von Cellulose besteht
(Abb. 1), ist die Frage nach der räumlichen Anordnung von Cellulose-Molekülen in einer
kristallinen Einheit und wie diese sich zu Mikrofibrillen, Fasern und letztendlich Zellwänden
zusammenfinden, immer wieder Bestandteil wissenschaftlicher Forschung und Dis-
kussionen [7]. Deshalb hat es seit ihrer Entdeckung bereits zahlreiche Arbeiten zur
Aufklärung der Struktur von Cellulose gegeben [7-14]. Am intensivsten wurde dabei
natürliche Cellulose untersucht, die aus Valonia ventricosa (Abb. 2), einer pantropisch
verbreiteten marinen Grünalge [15], isoliert wurde, da diese über einen hohen
Kristallisationsgrad (> 90 % [8]) verfügt. Eine der größten Herausforderungen dabei ist, dass
4
eine Einkristall-Röntgenstrukturanalyse aufgrund des Mangels an brauchbaren Einkristallen
nicht möglich und man daher auf die für Polymere besser geeignete Pulver-Diffraktometrie
zurückgreifen muss. Mit diesem Verfahren kann man allerdings keine Bindungslängen und
-winkel bestimmen. Stattdessen fließen Annahmen, die vom Operator gemacht werden
müssen, in die Ergebnisse mit ein und können diese gegebenenfalls verfälschen [8].
Abb. 2: Blasenalge Valonia ventricosa [16]
In Pflanzen kommen Polysacharide in den primären, sekundären und tertiären Zellwänden
vor, wobei die tertiären Zellwände größtenteils aus Xylan (einem Polymer der
D
-Xylose)
bestehen und nur einen geringen Anteil an Cellulose beinhalten. Primäre und sekundäre
Zellwände unterscheiden sich in der Anordnung der Cellulose-Ketten: Erstere verfügen über
eine geringere Ordnung und bestehen hauptsächlich aus Cellulose-Ketten, die in allen
Richtungen der Zellwandebene verlaufen. In sekundären Zellwänden bilden Gruppen von
Cellulose-Ketten Mikrofibrillen, die parallel angeordnet eine dichter gepackte Anordnung
ergeben und mehr oder weniger entlang der Faser-Achse verlaufen [8]. Die Mikrofibrillen
haben je nach Herkunft einen unterschiedlichen Querschnitt. In höheren Pflanzen weisen sie
Abb. 1: Chemische Struktur der Cellulose
2 Einleitung
5
eine Höhe und Breite in der Größenordnung von jeweils etwa 5-10 nm auf und in Valonia
sogar von etwa 20 nm (bei einer annähernd quadratischen Querschnittsfläche) [7, 8, 17].
Die Diskrepanz in der durch Röntgen-Diffraktometrie einerseits und Elektronen-Mikroskopie
andererseits ermittelten Größe kristalliner Regionen der Cellulose führte zu unterschiedlichen
Konzepten des inneren Aufbaus der Mikrofibrillen [18]. In der Betrachtungsweise von Frey-
Wyssling [19] bestehen die Mikrofibrillen aus einer Anzahl von Kristalliten, die von einer
parakristallinen Region umgeben sind und später von Frey-Wyssling und Mühlenthaler [20]
als Elementarfibrillen bezeichnet wurden. Diese Elementarfibrillen haben allesamt einen
Durchmesser von etwa 3,5 nm und bestehen aus etwa 36 Cellulose-Ketten [8, 18-20]. Preston
und Cronshaw [21] hingegen beschreiben die Mikrofibrille als Einheit mit einem einzelnen
kristallinen Kern, der von einer parakristallinen Region umgeben ist [18]. Keines dieser
Modelle konnte sich allerdings in der ursprünglichen Form durchsetzen. So konnten durch
moderne Methoden der Raster-Elektronen- (SEM), Raster-Tunnel- (STM) und Atom-Kraft-
Mikroskopie (AFM) innerhalb von Mikrofibrillen (u. a. in Baumwollfasern) Unterstrukturen
mit einem Durchmesser von 1,8-3,0 nm nachgewiesen werden [22, 23], die zum Teil deutlich
kleiner als die von Frey-Wyssling und Mühlenthaler genannten 3,5 nm sind und
dementsprechend aus weniger als den von ihnen beschriebenen 36 Celluloseketten bestehen
müssen. Vielmehr scheint sich der innere Aufbau der Mikrofibrillen je nach Herkunft der
Probe zu unterscheiden und aus entweder einem (z. B. Valonia [17] und andere Algen [8])
oder mehreren kristallinen Kernen (z. B. Acetobacter [20] und Baumwolle [22]) zu bestehen,
die als Elementarfibrillen bezeichnet werden können.
Auf molekularer Ebene unterscheidet man zwischen sechs Polymorphen (I, II, III
I
, III
II
, IV
I
und IV
II
), die teils reversibel ineinander überführt werden können (Abb. 3). In allen
Modifikationen der Cellulose bilden die unverzweigten Polymere Schichten aus
nebeneinanderliegenden, parallelen Ketten. Cellulose-Proben aus natürlichen Quellen
bestehen dabei immer aus Cellulose I. Unterzieht man natürliche Cellulose dem Prozess der
Regeneration (Auflösen in einem geeigneten Lösungsmittel und anschließender Ausfällung
durch Verdünnen mit Wasser) oder der Mercerisation (einer Methode der Textilveredelung,
bei der man Cellulosefasern mit konzentrierter Natronlauge behandelt), erhält man nach
Entfernen der Lösungsmittel die Modifikation Cellulose II. Wird Cellulose I oder II mit
flüssigem Ammoniak oder bestimmten Aminen behandelt, erhält man nach verdampfen von
überschüssigem Ammoniak die Modifikation III
I
bzw. III
II
. Werden diese in Glycerin auf
206 °C erhitzt, entstehen Cellulose IV
I
bzw. IV
II
[8].
6
Abb. 3: Umwandlung von Cellulose Modifikationen
Der auffälligste Unterschied zwischen den Polymorphen ist, dass in den Modifikationen, die
sich von der Cellulose I ableiten (I, III
I
und IV
I
), die Ketten in den darunter und darüber
verlaufenden Schichten in derselben Richtung verlaufen, während sie in Cellulose II, III
II
und
IV
II
antiparallel angeordnet sind (Abb. 4).
Cellulose I Cellulose II
c
b
2.1.2.1 Cellulose I
Bis heute wurden zahlreiche Kristallstrukturen von natürlicher Cellulose (Cellulose I) mittels
verschiedenster Verfahren ermittelt und veröffentlicht. Diese konnten aber nicht immer, selbst
unter Berücksichtigung präziserer Bestimmungsmethoden dank des technischen Fortschritts
und der Probenvorbereitung, zur Deckung gebracht werden. Vielmehr schien neben dem Grad
an Kristallinität auch die Herkunft der Probe Einfluss auf die Parameter der Elementarzelle zu
haben, und es mehrten sich die Hinweise, dass Cellulose I aus mehr als einem Polymorph zu
Cellulose I
Cellulose II
Regeneration
oder
Mercerisation
Cellulose III
I
Cellulose III
II
Cellulose IV
I
Cellulose IV
II
NH
3(l)
-NH
3(g)
NH
3(l)
-NH
3(g)
Hitze
Hitze
Abb. 4: Kettenverlauf von Cellulose I und II
2 Einleitung
7
bestehen scheint [8, 24, 25]. Tatsächlich konnte nachgewiesen werden, dass natürliche
Celluloseproben aus zwei als Cellulose Iα und Iβ bezeichneten Strukturen bestehen, deren
Anteile sich je nach biologischer Herkunft unterscheiden. So haben Celluloseproben aus
Bakterien, Algen und anderen einfachen Organismen einen hohen Anteil an Iα, wohingegen
in höheren Pflanzen und bei Cellulose tierischer Herkunft die Modifikation Iβ überwiegt. Die
Cellulose Iβ ist thermodynamisch stabiler als das Iα-Polymorph, welches sich durch Tempern
in verschiedenen Medien in die Iβ-Form umwandeln lässt [8, 26, 27].
Die beiden Phasen unterscheiden sich dabei nur unwesentlich in der Lage der Schweratome,
sondern vielmehr in der Ausrichtung der Hydroxy-Gruppen und der dadurch veränderten
Lage und Stärke der Wasserstoffbrückenbindungen. Cellulose Iα besitzt eine trikline
Elementarzelle mit der Raumgruppe P1, die nur eine aus zwei kristallographisch
unabhängigen Glucoseeinheiten bestehende Kette enthält [27]. Die monokline P2
1
Elementarzelle der Cellulose Iβ hingegen enthält zwei kristallographisch unabhängige Ketten,
die durch jeweils eine Glucoseeinheit repräsentiert werden. Die Kette, die dabei durch den
Koordinatenursprung verläuft, wird üblicherweise als „origin-chain“, diejenige, die durch das
Zentrum der Elementarzelle verläuft, als „center-chain“ bezeichnet. Die Ketten verlaufen
dabei per Konvention immer parallel zur c-Achse der Elementarzelle.
In beiden Polymorphen bilden parallel ausgerichtete Cellulose-Ketten Schichten aus, in denen
alle Ringe in einer Ebene liegen. Die Schichten sind dabei versetzt angeordnet. Zwischen
ihnen gibt es keine Anzeichen für O−H···O Wasserstoffbrückenbindungen [27], sondern sie
werden nur durch hydrophile Wechselwirkungen und schwache C−H···O Brücken gehalten
[26]. Das Netzwerk der intra- und intermolekularen H-Brücken innerhalb der Schichten ist
dagegen sehr ausgeprägt und kann diese als stärkere und schwächere H-Brücken
klassifizieren. Die stärkeren H-Brücken haben einen kürzeren H···A-Abstand und der
D−H···A-Winkel liegt näher an 180°, als es bei schwächeren H-Brücken der Fall ist. In
Cellulose Iβ unterscheidet sich die Lage der starken H-Brücken zwischen der center- (c-) und
origin- (o-) Kette: In der c-Kette sind die H-Brücken O3−H···O5 und O6−H···O3 dominant,
wohingegen in der o-Kette die H-Brücken O2−H···O6 stärker lokalisiert sind (Abb. 5). In der
Iα-Form finden sich hingegen beide Muster innerhalb einer Kette wieder, hier jedoch
alternierend ein um die andere Glucoseeinheit [26, 27].
Die Hydroxymethyl-Gruppe nimmt in beiden Polymorphen eine t-g- (trans-gauche)
Konformation ein (Abb. 6 links). Die Bezeichnung bezieht sich dabei auf die beiden
Dihedralwinkel χ (O5-C5-C6-O6) und χ’ (C4-C5-C6-O6). Eine ideale t-g-Konformation
entspricht demnach χ = 180°, χ’ = -60° [26, 27].
8
Abb. 6: Die zwei bevorzugten Stellungen der Hydroxymethylgruppe in Cellulose I bzw. II: t-g (links) und
g-t (rechts). Diese Art der Bezeichnung bezieht sich auf die trans- (t-) oder gauche- (g-) Stellung des Atoms
O6 in Bezug auf das Atom O5 (erster Buchstabe) bzw. C4 (zweiter Buchstabe).
2.1.2.2 Cellulose II
Wie auch Cellulose Iβ hat Cellulose II eine monokline Elementarzelle mit der Raumgruppe
P2
1
, durch die zwei Ketten verlaufen, jeweils repräsentiert durch eine Glucoseeinheit. Jedoch
verläuft in diesem Fall die center-Kette nicht wie in den anderen bisher betrachteten Formen
mit der kristallographischen c-Achse (d. h. das C1-Ende der Kette liegt bei einer größeren
c-Koordinate als das C4-Ende), sondern genau in entgegen gesetzter Richtung. Zudem liegen
die Ringe der Ketten nicht in der Schichtebene, sondern sind etwas um die c-Achse aus der
Schichtebene gedreht (Abb. 7). Auf diese Weise sind nun auch stärkere O−H···O Brücken
Abb. 5: H-Brücken Netzwerke von Cellulose Iα und Iβ
links: Cellulose Iα, mitte: c-Kette (Cellulose Iβ), rechts: o-Kette(Cellulose Iβ)
Stärkere Wasserstoffbrückenbindungen sind blau, schwächere rosa dargestellt.
2 Einleitung
9
zwischen den Schichten möglich, was damit Cellulose II thermodynamisch stabilisiert und
was auch zu einer höheren spezifischen Dichte als von Cellulose I führt [8, 28-30].
Im Unterschied zur den Cellulose I Modifikationen, in denen man die Hydroxymethylgruppe
in der t-g-Stellung vorfindet, nimmt die C6-Gruppe in Cellulose II eine g-t-Konformation ein
(Abb. 6 rechts; χ ≈ 60°, χ’ ≈ 180°) [30, 31]. Ein weiteres Modell für Cellulose II, nachdem die
CH
2
OH-Gruppe eine gemischte g-t- und t-g-Konformation einnimmt, scheint sich nach
neueren Erkenntnissen aus hochauflösenden Röntgenstrukturen nicht zu bewahrheiten [29,
30].
Abb. 7: Vergleich von Cellulose Iα (links) und Cellulose II (rechts).
2.1.3 Simulation von Cellulose
Schon wegen der Problematik der Strukturuntersuchung mittels Pulver-Diffraktometrie und
der damit verbundenen Notwendigkeit möglichst gute strukturelle Vorgaben zu machen (siehe
Kapitel 2.1.2), sind Computermethoden ein wichtiges Werkzeug um die Strukturaufklärung
zu unterstützen [8].
Aber trotz des immer stetigen Wachstums der Rechenleistung moderner Computer [32] steht
der Rechenaufwand, den die Simulation einer kompletten Cellulose-Mikrofibrille bedeutet, in
keinem Verhältnis zu dessen Nutzen. Daher ist es immer noch notwendig, sich auf kleine
Strukturelemente zu beschränken.
Ziel aktueller Cellulose-Forschung ist es z. B., die Aufklärung der Kristallstruktur von
Cellulose mittels Molekulardynamischer (MD) Simulationen zu unterstützen, um unter
anderem theoretische Voraussagen über die Anordnung von Cellulose-Ketten im Kristall, die
Torsionswinkel um die glycosidische Bindung, die Stellung der Hydroxymethylgruppe, die
Konformation des Zuckerrings, die Wasserstoffbrücken oder die thermodynamische Stabilität
verschiedener Allomorphe zu machen [33-37] oder auch um die bevorzugte Konformation
von einfachen Liganden wie Benzophenon [38] und Kongorot [39] auf einer
10
Celluloseoberfläche zu definieren. Außerdem wird oft versucht, von Strukturmerkmalen
einfacher, gut bekannter Saccharide auf das Verhalten von komplexen Polymeren wie
Cellulose zu schließen [40, 41].
Diese Arbeiten beruhen allesamt auf Molekular-Mechanischen (MM) Methoden für die semi-
empirische Parametersätze (sogenannte Kraftfelder) benötigt werden (näheres dazu in Kapitel
4.1). Aufgrund der hohen Dichte an polaren funktionellen Gruppen, dem Einfluss von
stereoelektronischen Effekten (anomerische, exo-anomerische und gauche-Effekte) und ihrer
hohen konformatorischen Flexibilität benötigen Kohlenhydrate in diesen Kraftfeldern eine
besondere Behandlung [42]. Daher gibt es zahlreiche Ansätze, optimierte Parametersätze für
einzelne oder verschiedene Kohlenhydrate als Erweiterungen für diverse allgemeine
Kraftfelder zu definieren [42-46].
2.2 Animationen von chemischen Reaktionen
Für das Verständnis organisch-chemischer Reaktionen ist die Kenntnis des jeweiligen
Reaktionsmechanismus und der Struktur der beteiligten Moleküle von entscheidender
Bedeutung. Zur Veranschaulichung der geometrischen und stereochemischen Eigenschaften
der beteiligten Moleküle und zur Abschätzung ihrer Reaktionsmöglichkeiten bedient sich der
Chemiker oft Molekülmodellen, wie z. B. des Kugel-Stab-Modells. Mit ihnen können
einzelne entscheidende Zustände entlang der Reaktionskoordinate (z. B. der
Übergangszustand) auf molekularer Ebene „nachgebaut“ und so eventuell notwendige
Veränderungen zur Verbesserung der Reaktion abgeleitet werden. Dies geschieht meist in
Form von einzelnen Bildern, Bildfolgen oder plastischen Modellen, die mit Hilfe eines
Molekülbaukastens entstehen.
Um chemische Reaktionen besser zu veranschaulichen, liegt es nahe, sie nicht nur in Form
von Standbildern oder Einzeldarstellungen zu betrachten, sondern die Schritte als Animation
zu visualisieren. Auch dabei bedient man sich meist einfacher Molekülmodelle (Drahtgitter-,
Kugel-Stab-, Kalotten-), die dem Chemiker geläufig sind. Häufig ist jedoch die Darstellung
von Moleküleigenschaften bzw. deren Veränderung entlang der Reaktionskoordinate von
großer Bedeutung. Solche Darstellungen werden heute mit Hilfe von Molecular-Modeling-
Programmen ermöglicht, die eine Berechnung und zum Teil auch graphische Darstellung
physikalischer Eigenschaften erlauben. Diese zusätzlichen Graphikdaten können ebenfalls in
eine Reaktionsanimation eingebaut werden und machen so physikalische Aspekte „sichtbar“,
die normalerweise ohne eine Visualisierung nur schwierig vorstellbar sind. Durch das
2 Einleitung
11
Betrachten von Animationen kann so z. B. das Verständnis für elektrostatische und Orbital-
Wechselwirkungen zwischen den reagierenden Spezies erleichtert bzw. eine Vorstellung
dafür gewonnen werden.
Diese Vorgehensweise entspricht den modernen Methoden des Drug-Designs, bei denen
Protein-Ligand-Wechselwirkungen durch Computerverfahren untersucht und in einem
iterativen Zyklus (aus z. B. Synthese, Kristallographie und Molecular Modeling) optimiert
werden. Im Gegensatz zum Drug-Design, bei dem wegen der großen Datenmengen
normalerweise wiederum nur Standbilder von Einzelzuständen zu erreichen sind, erlauben
heutige Computer bei kleinen Molekülen (<50 Atome) bereits die Berechnung kompletter
Reaktionen von den Edukten zu den Produkten und damit ein Abspielen, d. h. Animieren
kompletter Reaktionsschritte [47].
Animierte Filme von den molekularen Vorgängen chemischer Reaktionen veranschaulichen
dabei die Vorgänge während der Reaktion und können somit vor allem in der Lehre als
Hilfsmittel dienen [48]. Ihre Aussagekraft bleibt allerdings aufgrund technischer
Beschränkungen begrenzt, da eine ganze Reihe von Parametern festgelegt sind, die
nachträglich nicht oder nur schwer zu ändern sind.
Einige Beispiele hierfür sind:
• Ein fester Blickwinkel auf die Moleküle
• Die Wahl der Moleküldarstellung (z. B. Kugel-Stab)
• Die Auswahl der an der Reaktion beteiligten Moleküle
Eine konsequente Weiterentwicklung dieser Methoden ist die Entwicklung interaktiver
Animationen, bei denen dem Benutzer die Möglichkeit gegeben wird, nach Wunsch die
genannten Einschränkungen von fertig produzierten Filmen zu umgehen und z. B. den
Blickwinkel frei zu wählen oder sich zusätzliche Informationen wie die Darstellung von für
die Reaktion wichtigen Molekülorbitalen anzeigen zu lassen [49].
Bietet man dem Benutzer zusätzlich noch die Möglichkeit die an der Reaktion beteiligten
Moleküle zu modifizieren, kann dieser auf diese Weise den Einfluss verschiedener
Substituenten auf den Verlauf der Reaktion erkunden und damit in einer Reihe von „Was
wäre wenn...“-Berechnungen aktivierende und desaktivierende Effekte studieren und somit
den Lerneffekt gegenüber einem reinen Lehrbuch oder einem vorgefertigten Film erhöhen
[50, 51]. Solche Berechnungen und Animationen sind vorzugsweise als Internetanwendung zu
programmieren.
3 Aufgabenstellung
13
3 Aufgabenstellung
3.1 Untersuchungen der Wechselwirkung von Liganden mit
Cellulose-Oberflächen
Ziel dieses Teiles der Arbeit ist es, die Wechselwirkungen zwischen diversen Liganden und
Cellulose II Oberflächen zu simulieren und dadurch das Bindungsverhalten vorherzusagen
und zu quantifizieren.
Dazu sollten die aus dem Wirkstoff-Design bekannten und etablierten Methoden der
Molekular-Dynamik und des Monte-Carlo-Dockings angewandt und von ihrem üblichen
Einsatzgebiet mit Protein-Systemen auf Cellulose-Systeme übertragen werden. Auf diese
Weise sollten mehrere unterschiedliche Liganden miteinander verglichen werden, um so
funktionelle Gruppen zu identifizieren, die sich als Anker-Gruppen eignen, um Stoffe für die
Oberflächenbehandlung der Cellulose nachhaltig an diese zu binden.
3.2 Erstellung eines webbasierten Services zur interaktiven Be-
rechnung von Reaktionsanimationen mehrstufiger organischer
Reaktionen
Der im Rahmen meiner Diplomarbeit [47] erstellte Web-Service IRC-Calc [52] sollte in
diesem Teil der Arbeit so erweitert werden, dass auch die Berechnung mehrstufiger
Reaktionen möglich werden. Ferner sollte dieser Web-Service als offenes System gestaltet
werden, welches sich nach Bedarf um weitere Funktionen erweitern und unter den
Betriebssystemen Linux und Windows betreiben lässt.
Im Hinblick auf die bestehende Kooperationen unserer Arbeitsgruppe mit Dr. Hens Borkent
vom Centre for Molecular and Biomolecular Informatics (CMBI) der Radboud University in
Nijmegen (Niederlande) und Prof. Steven Fleming von der Brigham Young University in
Provo, Utah (USA), sollten dabei für eine einfache Internationalisierung und Portierbarkeit
Benutzeroberfläche und Funktion soweit wie möglich voneinander getrennt werden. Damit
sollte neben einer Basis-Version in Englisch auch die Möglichkeit der einfachen Übersetzung
des Systems in beliebige weitere Sprachen ermöglicht und eine zentrale Konfiguration
gewährleistet werden, die auch eine optische Einpassung in das Layout anderer
Internetauftritte erlaubt.
4 Durchführung
15
4 Durchführung, Auswertung und Diskussion
4.1 Cellulose
Alle MD-Simulationen sind mit GROMACS [53, 54] in der Version 3.3 durchgeführt worden.
Es wurde das Gromos96-Kraftfeld G45a3 mit den G45a4-Erweiterungen für Kohlenhydrate
[43] mit einem flexiblen SPC-Wassermodell verwendet.
Die Topologie-Parameter für die Liganden wurden mit dem Dundee-PRODRG2.5 Server
(Beta) [55] erstellt und wenn nötig angepasst.
Der überwiegende Teil der Simulationen wurde auf dem im Jahr 2005 in Betrieb
genommenen ARMINIUS-Cluster des PC² [56] durchgeführt. Dieser Hochleistungs-Rechner
besteht aus 200 Knoten, die jeweils mit zwei Intel Xeon 3.2 GHz CPUs und je 4 GB
Arbeitsspeicher ausgestattet und über Infiniband-Netzwerkkarten miteinander verbunden sind.
4.1.1 Cellulose-Systeme
4.1.1.1 Modellbildung und -Validierung
Zur Validierung des Modells wurde ein Kristall aus 40 Cellulose-Ketten bestehend aus je 8
Glucopyranose-Ringen nach dem im Kapitel 5.1.1 beschriebenen Verfahren erstellt. Die
anfängliche Simulationsbox wurde auf X=7,00 nm, Y=5,50 nm und Z=4,10 nm festgelegt und
mit 3269 Wassermolekülen aufgefüllt (siehe Abb. 8). Dieses System wurde daraufhin
mehrfach bis zu 10 ns simuliert. Die Gleichgewichtswerte von totaler, kinetischer und
potentieller Energie sowie der Boxgeometrie werden innerhalb der ersten 10 ps der
Simulation erreicht (siehe Abb. 9 und Abb. 10), und damit kann das System als genügend
equilibriert angesehen werden.
Der durch die Verwendung einer Cut-off-Methode bei der Berücksichtigung von
weitreichenden nichtbindenden Wechselwirkungen (vgl. Kapitel 5.1.1) hervorgerufene
Energieverlust des Systems beträgt über eine Laufzeit von 10 ns weniger als 0,8 % (siehe
Abb. 10). Dieser Drift könnte zwar durch die Wahl größerer Cut-off-Radien oder der PME-
Methode für die Berechnung der Coulomb-Wechselwirkungen noch etwas verringert werden,
doch würde Ersteres einen deutlich erhöhten Rechenaufwand bedeuten und die PME-Methode
würde bei der Simulation von ionischen Liganden versuchen, deren Ladung durch eine
entgegengesetzte, uniforme Hintergrundladung zu kompensieren. Dies könnte aber die
Vergleichbarkeit der Energieterme in den Simulationen von neutralen und unterschiedlich
4 Durchführung
16
geladenen Cellulose-Ligand-Systemen gefährden. Zudem scheint dieser geringe
Energieverlust in Hinblick auf spätere Simulationszeiten der Cellulose-Ligand-Systeme von
bis zu 1 ns vertretbar.
Abb. 8: Darstellungen einer Simulations-Box mit 40 Celluloseketten (8 Schichten mit je 5 Ketten)
bestehend aus je 8 Glucose-Einheiten, aufgefüllt mit 3269 Wassermolekülen (transparent). Die Achsen der
Simulationsbox haben die Farben rot (X-), grün (Y-) und blau (Z-Achse). Dargestellt sind die
Projektionen in der X-Y-Ebene (links) und der Y-Z-Ebene (rechts). Die Ketten verlaufen parallel zur Z-
Achse, die Ringe liegen in der X-Z-Ebene (nicht dargestellt). Die polare Oberfläche ist blau und die
unpolare grün umrandet.
4 Durchführung
17
Abb. 9: Durch die semi-isotrope Druckkopplung werden die X- und Y-Achsen der Simulationsbox
verkürzt, während sich die Z-Achse etwas vergrößert, um sich der Länge der Cellulose-Kette anzupassen.
Abb. 10: Logarithmische Darstellung des Energieverlaufs eines System von 40 Celluloseketten aus je 8
Glucose-Einheiten und 3269 Wassermolekülen. Die Equilibrierung erfolgt bis t = 10 ps, danach ergibt sich
ein Mittelwert der Gesamtenergie von 30440 kJ mol
-1
mit einem Drift von 0,02432 kJ mol
-1
ps
-1
bezogen
auf die Simulations-Box. Durch die Kopplung des Systems an ein unendlich großes Wärmebad bleibt die
potentielle Energie konstant.
4 Durchführung
18
Um die Simulation an bekannten Parametern aus der Strukturaufklärung der Cellulose zu
überprüfen, wurde eine 2 ns lange Trajektorie eines zuvor über 10 ps equilibrierten Systems
untersucht. Dabei wurden als kritische Parameter die Winkel χ (O5-C5-C6-O6) und χ’ (C4-
C5-C6-O6) zur Bestimmung der Konformation der freien Hydroxymethyl-Gruppe (siehe Abb.
6) sowie die Puckering-Parameter nach Cremer und Pople [57], welche die Konformation des
Ringes beschreiben (siehe Abb. 13), beobachtet. Aus der Literatur ist allerdings bisher wenig
über die Struktur von Cellulose-Kristalliten in einer Wasser-Matrix bekannt. Um die
Strukturparameter dennoch mit Referenzwerten aus der Literatur vergleichen zu können,
werden im Folgenden die 22 Cellulose-Ketten, die die Grenzfläche zum Wasser bilden,
getrennt von den 18 im Inneren des Kristallits liegenden Ketten betrachtet.
Die Diagramme in Abb. 11 und Abb. 12 zeigen die Verteilungsfunktionen der Dihedralwinkel
χ und χ’. Aus Abb. 11 ist klar zu erkennen, dass die trans-Konformation (±180°) der
Hydroxymethylgruppe in Bezug auf Sauerstoff-Atom O5 und damit die t-g-Konformation so
gut wie nicht besetzt ist, sondern fast ausschließlich die g
+
- und g
-
-Konformationen zu
beobachten sind, wobei die g
+
-Konformation, bei der die Hydroxymethyl-Gruppe in trans-
Stellung zum Kohlenstoff C4 steht, deutlich überwiegt. Ferner ist zu sehen, dass die g
-
- (-60°)
Stellung in den innen liegenden Ketten weit weniger stark vertreten ist als bei den außen
liegenden Ketten.
Abb. 11: Verteilungsfunktion des Dihedralwinkels χ
H
C4O5 C6
O6
H
H
g-t
H
H
C4O5 C6
HO6
H
H
g
-
-g
+
-60°
4 Durchführung
19
Auch die Verteilungsfunktion von χ’ in Abb. 12 zeigt, dass die trans-Stellung (um -150°)
stark bevorzugt wird. Insgesamt kann man gut erkennen, dass die g-t-Stellung bei den innen
liegenden Ketten dominiert, die t-g-Stellung kaum zu beobachten ist und die anderen
Konformationen bei innen liegenden Ketten deutlich seltener sind als bei außen liegenden,
was leicht mit Randeffekten durch H-Brücken mit den die Cellulose umgebenden Wasser-
Molekülen zu erklären ist.
Abb. 12: Verteilungsfunktion des Dihedralwinkels χ'
Die Puckering-Parameter beschreiben die Konformation der Glucose-Ringe. Die Puckering
Winkel θ und φ lassen sich aufgrund ihrer Wertebereiche (0° ≤ θ ≤ 180° und 0° ≤ φ ≤ 360°)
als Polar- bzw. Azimut-Winkel in einem polaren Koordinatensystem verstehen. Projiziert man
diese also, bei einer konstanten Amplitude Q, auf eine Kugeloberfläche (Abb. 13), liegen die
beiden möglichen Sessel-Konformationen an den beiden Polen (
4
C
1
bei θ = 0° und
1
C
4
bei
θ = 180°), während sich auf dem Äquator (θ = 90°) die sechs durch Rotation möglichen
Wannen-Konformationen (bei φ = 0°, 60°, 120°, 180°, 240° und 300°) und dazwischen
jeweils die analogen „Twisted-Boat“ Konformationen (φ = 30°, 90°, 150°, 210°, 270° und
330°) befinden [36, 57].
H
C4O5 C6
O6
H
H
g-t
H
H
C4O5 C6
HO6
H
H
g
-
-g
+
+90°
4 Durchführung
20
Abb. 13: Projektion der Puckering-Parameter auf eine Kugeloberfläche. [36]
Das Diagramm in Abb. 14 zeigt die zweidimensionale Projektion der Winkel θ und φ aller
Ringe der untersuchten Trajektorie (640320 Datenpunkte). Es ist zu erkennen, dass die Ringe
der innen liegenden Ketten allesamt nahe der für Cellulose zu erwartenden
4
C
1
-Sessel-
Konformation sind und lediglich einige Ringe an der Oberfläche des Kristallits eine
Konformation nahe der idealen „Twisted-Boat“-Konformation bei θ = 90° und φ = 330°
annehmen. Die Verteilungsfunktion des Winkels θ über alle Ringe (Abb. 15) zeigt dabei, wie
stark die Konformationen nahe am idealen
4
C
1
-Sessel (nahe θ = 0°) dominieren. Die
Datenpunkte aus Abb. 14 bei θ ≈ 90° sind in dieser Darstellung nicht mehr zu erkennen, was
verdeutlicht, dass es sich dabei nur um sehr wenige Ausreißer handelt.
4 Durchführung
21
Abb. 14: Puckering Parameter nach Cremer und Pople
Abb. 15: Verteilungsfunktion des Puckering-Winkels θ über alle Ringe
Diese Ergebnisse decken sich mit den kristallographischen Daten, nach denen Cellulose II die
4
C
1
-Sessel-Konformation bevorzugt und die Hydroxymethyl-Gruppe die g-t-Stellung
4 Durchführung
22
einnimmt [29, 30]. Sie zeigen aber auch, dass aufgrund des kleinen Kristallits deutliche
Randeffekte durch Wechselwirkungen mit der Wasser-Matrix zu beobachten sind, die in
diesem Falle aber nicht unerwünscht sind, da im Folgenden das Verhalten von Liganden an
der Cellulose-Wasser-Grenzfläche untersucht werden soll.
4.1.2 MD Simulationen von Cellulose-Ligand-Systemen
Um die Wechselwirkungen zwischen der Cellulose und verschiedenen Liganden zu studieren,
wurde zunächst eine Auswahl von 10 strukturell unterschiedlichen Liganden in einer Reihe
von MD-Simulationen von Cellulose-Ligand-Systemen untersucht. Diese im Folgenden als
Liganden der Serie A bezeichneten Strukturen (Abb. 16) stellen Kombinationen von einigen
für eine Oberflächenveredelung der Cellulose interessanten funktionellen Gruppen dar.
Abb. 16: Liganden Serie A.
Die Bezeichnungen der Hetero-Atome, wie sie in den RDF-Diagrammen verwendet werden, sind in blauer
Schrift dargestellt. Enthält ein Ligand mehrere äquivalente Atome mit derselben Bezeichnung, bezieht
sich das Diagramm auf alle Atome.
4 Durchführung
23
Für jeden Liganden wurden nach dem im Kapitel 5.1.2 beschriebenen Verfahren je zwei
Cellulose-Ligand-Systeme erstellt indem ein Molekül des Liganden in ca. 1 nm Abstand
entweder zur polaren Y-Z-Ebene (in Abb. 8 blau umrandet und im Folgenden bezeichnet als
„A“) oder zur unpolaren X-Z-Ebene (grün umrandet; „B“) platziert wurde. Jedes dieser
Systeme wurde in voneinander unabhängigen MD-Simulationen je zweimal über 250 ps und
je einmal über 1 ns simuliert, wobei die Atom-Koordinaten und Energieterme alle 0,5
respektive 1,0 ps als Trajektorie ausgegeben wurden.
Aus der visuellen Auswertung der 1 ns langen Trajektorien konnten erste qualitative Schlüsse
gezogen werden: Alle Liganden waren in der Lage in sehr kurzer Zeit den Abstand zur
Cellulose-Oberfläche durch Diffusion zu überwinden. Danach konnte das Verhalten des
Moleküls gegenüber der Cellulose-Oberfläche mit folgenden Attributen beschrieben werden:
A) Der Ligand verbleibt weitestgehend an einer Stelle der Celluloseoberfläche, bzw.
bewegt sich nur in einem sehr lokalen Umkreis.
B) Der Ligand verbleibt auf der Cellulose-Oberfläche, ist auf Ihr aber recht mobil und
zeigt eine deutliche Oberflächendiffusion.
C) Der Ligand verlässt die Cellulose-Oberfläche wieder nach kurzer Interaktion.
Die Klassifizierung der Liganden anhand dieser Attribute ist in der folgenden Tabelle
zusammengefasst, wobei Buchstabenkombinationen eine Kombination dieser Attribute, bzw.
im Fall von „CC“ eine Verstärkung (verlässt die Oberfläche nach sehr kurzer Interaktion)
ausdrücken soll.
Name des Liganden polare Oberfläche „A“ unpolare Oberfläche „B“
Amid 2.1 A AC
Amin 1.1 CC CC
Ligand 3.1 A A
Ligand 3.2 AC A
tert. Amin 1 B BC
tert. Amin 2 C B
Urethan 1 B C
Urethan 2 AC B
Urethan 3 A A
Tabelle 1:Verhalten der Liganden gegenüber der Celluloseoberfläche
4 Durchführung
24
Aus dieser Tabelle ist zu erkennen, dass einige Liganden länger und besser mit der einen oder
anderen Cellulose-Grenzfläche interagieren als andere. So verbleibt zum Beispiel Amid 1.2
stationär an der polaren Oberfläche (A), während es die unpolare Oberfläche nach einer
relativ kurzen, stationären Interaktion wieder verlässt (AC). Im Gegensatz dazu verlässt das
einfach positiv geladene Amin 1.1 Molekül sowohl die polare als auch unpolare Oberfläche
unmittelbar nach dem Kontakt wieder, um sich praktisch wahllos im umgebenden Wasser zu
bewegen, und zeigt auch bei erneuten Cellulose-Kontakten (auch in benachbarten
Simulationszellen) keine längere Interaktion (jeweils CC). In Abb. 17 wird das Verhalten
dieser beiden Liganden an der polaren Oberfläche veranschaulicht.
Abb. 17: Trajektorien der Liganden Amid 2.1 (links) und Amin 1.1 (rechts) als Strichformel an der
polaren Cellulose-Oberfläche. Die Abbildung zeigt die Positionen der Liganden in Schritten von 5 ps mit
einem graduellen Farbverlauf von rot (t = 0 ps) bis blau (t = 250 ps) und die Cellulose bei t = 0 ps.
Allerdings ist diese Art der Klassifizierung sehr subjektiv und die Ergebnisse lassen sich auch
nur unzureichend zwischen den beiden untersuchten Oberflächen vergleichen. Um das
Bindungsverhalten zu quantifizieren, wurden die radialen Verteilungsfunktionen (Radial
Distribution Function, RDF) zwischen jedem im Liganden vorhandenen Hetero-Atom und
den freiliegenden Sauerstoff-Atomen der Cellulose-Oberfläche bestimmt. Diese beschreiben
die relative Häufigkeit des Vorkommens eines oder mehrerer bestimmter Atome (in diesem
4 Durchführung
25
Fall Sauerstoff an der Cellulose-Oberfläche) in einem sphärischen Volumenelement in einem
Abstand von r bis r + ∆r von einem Referenzatom (Heteroatom des Liganden). Die
Berechnung der Verteilungsfunktionen erfolgt nach der Formel:
( )
(
)
(
)
∑∑
∈ ∈
⋅
−
==
A B
N
Ai
N
Bj
ij
A
local
B
local
B
B
AB
r
rr
N
r
rg
2
4
11
π
δ
ρρ
ρ
(1)
mit
(
)
r
B
ρ
als Partikeldichte des Typs B (Sauerstoffatome der Cellulose) rund um die
Partikel des Typs A (Ligand-Atome) und
local
B
ρ
als Partikeldichte des Typs B gemittelt
über alle Sphären rund um die Partikel des Typs A. Die Funktion g(r) wird dabei numerisch
als Histogramm mit der Häufigkeit in Abhängigkeit vom Radius r und über alle untersuchten
Zeitschritte der Trajektorie gemittelt dargestellt.
Die RDF Diagramme wurden für die in Abb. 16 bezeichneten Heteroatome berechnet. Zur
besseren Unterscheidung tragen alle Bezeichner von Ligand-Atomen das Präfix „DRG-“ und
für die Sauerstoff-Atome der Cellulose das Suffix „-
Α
“ für die polare, bzw. „-B“ für die
unpolare Oberfläche (siehe Abb. 8).
Aus den RDF Diagrammen lassen sich die qualitativen Aussagen, die aus der visuellen
Auswertung gewonnen wurden, untermauern. So finden sich in den Diagrammen für die
polare Oberfläche A (Tabelle 2) bei den Liganden Amid 2.1, Ligand 3.1 und Urethan 3 sehr
hohe Peaks zwischen 0,25 und 0,5 nm, die von einer relativ starken Interaktion zwischen
Ligand und Cellulose zeugen. Diese Interaktion verläuft dabei im Falle des Amids 2.1
hauptsächlich zwischen dem sekundären Stickstoff und dem O6-A Sauerstoff einer
Hydroxymethyl-Gruppe der Cellulose (blaue Linie im oberen Diagramm in Abb. 18),
während die anderen Radialfunktionen weniger spezifisch sind und somit wohl die räumliche
Nachbarschaft zu anderen Sauerstoffatomen der Cellulose bei vorhandener DRG-N-SEK –
O6-A Wechselwirkung wiedergeben. Ebenso sind die moderaten Peaks im RDF-Diagramm
des Liganden-Atoms DRG-O2 (Abb. 18 unten) auf die geringe Entfernung von ca. 0,23 nm
zum Atom DRG-N-SEK zurückzuführen. Bei den Liganden 3.1 und Urethan 3 sind es
hingegen die Carbonyl-Sauerstoff Atome der Carbamat-Gruppen (DRG-Urethan-O1), die
eine relativ starke Interaktion mit dem O6-A Sauerstoff und eine mittelstarke Interaktion mit
dem O2 Sauerstoff haben. Die Radialfunktionen der ionischen Liganden Amin 1.1 und tert.
Amin 2 verlaufen alle nahe der Basislinie und zeigen damit, dass es so gut wie keine
4 Durchführung
26
Interaktion der Liganden mit der Cellulose gibt. Die anderen Liganden zeigen zwar eine
räumliche Nähe und somit Interaktionen zur Cellulose, jedoch sind diese nicht so ausgeprägt
und fokussiert wie bei den Liganden Amid 2.1, Ligand 3.1 und Urethan 3.
Abb. 18: Radiale Verteilungsfunktionen (nach Formel 1) der Hetero-Atome (oben Amidstickstoff, unten
Carbonylsauerstoff) der endständigen Amid-Gruppe des Liganden Amid 2.1 in Bezug zu den
Sauerstoffatomen der polaren Celluloseoberfläche.
NO
N
O
H
DRG-N-SEK
NO
N
O
H
DRG-O2
4 Durchführung
27
Tabelle 2: RDF Diagramme für Oberfläche A
Der Name des Liganden wird in der ersten Spalte und die Bezeichnung des Referenzatoms im Liganden
unter dem jeweiligen Diagramm genannt. Jedes Diagramm zeigt die Verteilungsfunktionen für die
Gruppen der folgenden Sauerstoffatome an der Celluloseoberfläche: O2 (schwarz), O3 (rot), O2 und O3
(grün) und O6 (blau). Die X-Achse ist einheitlich von 0-2 nm skaliert.
Amid 2.1
DRG-N-SEK
DRG-N-TER
DRG-O1
DRG-O2
Amin 1.1
DRG-N-PRIM
DRG-N-SEK
Legende für RDF-Plots
an der Oberfläche A Lig3.2: DRG-AMIN-N
Ligand 3.2
DRG-URETHAN-N DRG-URETHAN-O1 DRG-URETHAN-O2 DRG-ETHER-O
Ligand 3.1
DRG-URETHAN-N DRG-URETHAN-O1 DRG-URETHAN-O2 DRG-ETHER-O
tert. Amin 1
DRG-AMIN-N1 DRG-AMIN-N2 DRG-AMIN-N3 DRG-AMIN-N
4 Durchführung
28
tert. Amin 2
DRG-AMIN-N1 DRG-AMIN-N2 DRG-AMIN-N3 DRG-AMIN-N
Urethan 1
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
Urethan 2
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
DRG-ETHER-O
Urethan 3
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
An der Oberfläche B (Tabelle 3) zeigt nur das Amid 2.1 eine mittelstarke Interaktion mit der
Cellulose, diesmal jedoch zwischen dem Carbonyl-Sauerstoff an der endständigen Amid-
Funktion und einem O2-Sauerstoff der Cellulose. Die anderen Liganden zeigen allesamt nur
wenig signifikante Radialfunktionen, wobei Amin 1.1 mit Abstand das flachste RDF-Profil
aufweist und sich somit erneut als besonders schlecht bindender Ligand hervortut.
Zusammenfassend können aus dieser Auswahl von Liganden das Amin 1.1 und dessen
Derivat Amid 2.1 als besonders schlechte bzw. besonders gute Liganden an beiden
untersuchten Oberflächen bezeichnet werden. Die Carbamat-Funktionen scheinen zumindest
im Falle der Liganden 3.1 und Urethan 3 zumindest mit der polaren Grenzfläche stärkere
Wechselwirkungen einzugehen, was allerdings durch die Liganden 3.2, Urethan 1 und 3, die
ebenfalls über diese Funktionalität verfügen, nicht weiter untermauert werden konnte.
4 Durchführung
29
Über die Art der Wechselwirkungen lassen sich nach diesen Untersuchungen noch keine
Aussage treffen, jedoch dürfte es sich aufgrund der chemischen Struktur wohl um
Wasserstoffbrückenbindungen handeln.
Tabelle 3: RDF Diagramme für Oberfläche B
Der Name des Liganden wird in der ersten Spalte und die Bezeichnung des Referenzatoms im Liganden
unter dem jeweiligen Diagramm genannt. Jedes Diagramm zeigt die Verteilungsfunktionen für die
Gruppen der folgenden Sauerstoffatome an der Celluloseoberfläche: O2 (schwarz), O3 (rot), O4 (grün),
O5 (blau) und O6 (gelb). Die X-Achse ist einheitlich von 0-2 nm skaliert.
Amid 2.1
DRG-N-SEK
DRG-N-TER
DRG-O1
DRG-O2
Amin 1.1
DRG-N-PRIM
DRG-N-SEK
Legende für RDF-Plots
an der Oberfläche B
Lig 3.2: DRG-AMIN-N
Ligand 3.2
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
DRG-ETHER-O
Ligand 3.1
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
DRG-ETHER-O
tert. Amin 1
DRG-AMIN-N1
DRG-AMIN-N2
DRG-AMIN-N3
DRG-AMIN-N
4 Durchführung
30
tert. Amin 2
DRG-AMIN-N1
DRG-AMIN-N2
DRG-AMIN-N3
DRG-AMIN-N
Urethan 1
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
Urethan 2
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
DRG-ETHER-O
Urethan 3
DRG-URETHAN-N
DRG-URETHAN-O1
DRG-URETHAN-O2
4 Durchführung
31
4.1.3 Untersuchung der Bindungsmodi durch Kombination von Docking
und MD
Aufbauend auf den durch reine MD-Simulationen gewonnenen Erkenntnissen über das
Verhalten verschiedener Liganden sollten im nächsten Schritt die bevorzugten Bindungsmodi
einiger Liganden untersucht werden. Dazu wurde eine zweite Auswahl von Liganden
zusammengestellt.
Abb. 19 : Liganden der Serie B.
Die Bezeichnungen der Hetero-Atome, wie sie in den RDF-Diagrammen verwendet werden, sind für die
Liganden 5.4 und 6.x in blauer Schrift dargestellt. Die Bezeichnungen für die Liganden Amid 2.1 und
Amin 1.1 blieben unverändert und die der weiteren Liganden 5.x sind analog zu Ligand 5.4.
Neben den bereits durch MD-Simulationen untersuchten Liganden Amid 2.1 und Amin 1.1
wurden Diethylamin (Ligand 5.1), je beide Pseudo-Stereoisomere von Trimethyl-Silyl-
Diethylamin (Ligand 5.2 und Ligand 5.3) und Trimethoxy-Silyl-Diethylamin (Ligand 5.4 und
Ligand 5.5) ausgewählt, um die mögliche Eignung von Silyl-Gruppen als Ankergruppen zu
untersuchen. Mit dem Ziel, die Struktur des schon als recht gut identifizierten Amid 2.1 auf
4 Durchführung
32
mögliche Verbesserungen zu untersuchen, wurden systematisch sechs Derivate erstellt, indem
entweder eine oder beide Methylgruppen der Acetylgruppen des Liganden gegen eine Ethyl-,
Methoxy- oder n-Butyl-Gruppe ausgetauscht wurden. Zuletzt wurde aus Gründen des
Vergleichs mit der Arbeit von Mazeau [38] noch Benzophenon (Ligand 6.7) in die Liste der
Liganden mit aufgenommen.
Um genauere Untersuchungen der Bindungsmodi verschiedener Liganden durchzuführen,
wurde der MD-Simulation ein Docking-Schritt mit dem Programm QXP+ [58] nach dem
Monte-Carlo-Verfahren vorgeschaltet. Auf diese Weise konnte der Ligand schon vor der MD-
Simulation in einer energetisch begünstigten Position auf der Cellulose-Oberfläche
positioniert werden, um den Effekt der Diffusion von einer willkürlich gewählten
Ausgangsposition zur Oberfläche, die auch ein Abprallen eines guten Liganden zur Folge
haben könnte, zu eliminieren.
Um die Ergebnisse statistisch besser abzusichern, wurden von jedem Liganden die nach der
Bewertungsfunktion des Docking Programms fünf besten Ligand-Positionen mittels einer
MD-Simulation untersucht. Die fünf Simulationen eines Liganden werden im Folgenden mit
#1 bis #5 bezeichnet.
Aufgrund einer technischen Begrenzung der Anzahl der Atome im Programm QXP+ konnte
im Docking nicht der komplette Cellulose-Kristallit, wie er in vorherigen MD-Simulationen
verwendet wurde, eingesetzt werden. Stattdessen wurden aus einer Simulation von Cellulose
in Wasser für die polare und unpolare Grenzschicht die in Abb. 8 markierten Celluloseketten
entnommen, so dass das Docking jeweils an einer einfachen Cellulose-Schicht durchgeführt
wurde.
Dieses drastisch verkleinerte System ist anschließend auch in den MD-Simulationen
verwendet worden, um den Rechenaufwand einer Simulation von jeweils fünf Ausgangs-
Strukturen der in Abb. 19 gezeigten Verbindungen zu begrenzen. Die in diesem vereinfachten
System entfernten Cellulose Ketten dienten in den anderen Simulationen hauptsächlich der
Stabilisierung des Cellulose-Kristalls, da im Vergleich mit der ersten Cellulose-Schicht ihre
Wechselwirkungen mit dem Wasser eine untergeordnete Rolle spielen. Um die noch
vorhandenen Cellulose-Ketten auch ohne die anderen Schichten zu stabilisieren, wurden die
Ringatome mittels einer moderaten Positionsbeschränkung durch ein harmonisches Potential
an ihre Koordinaten in der Simulationsbox gebunden. Aufgrund des Wegfalls der Diffusion
des Liganden zur Cellulose wurde zudem die Simulationszeit auf 250 ps reduziert. Da aber
sowohl die Equilibrierung des Systems als auch das Ereignis der Diffusion eines schlechten
4 Durchführung
33
Liganden in einem deutlich kleineren Zeitfenster ablaufen, kann diese Verkürzung als
gerechtfertigt angesehen werden.
Beim Vergleich der bekannten Liganden Amid 2.1 und Amin 1.1 nach dem verfeinerten
Verfahren kann man auch hier auf den ersten Blick deutliche Koordinierungen der Hetero-
Atome des Amids 2.1 vornehmlich an den stark exponierten Hydroxymethyl-Gruppen (O6,
blau) an der polaren Grenzfläche und dem O2-Sauerstoff (schwarz) an der unpolaren
Grenzfläche der Cellulose erkennen, während die RDF-Profile des Amins 1.1, wie schon
zuvor, sehr flach sind und somit kaum Interaktionen zwischen Ligand und Cellulose zu
erkennen sind.
Auf den zweiten Blick fallen allerdings einige Unterschiede zu den vorherigen RDF-
Diagrammen auf. Zum einen verläuft an der polaren Cellulose-Oberfläche (Tabelle 4) die
Bindung des Amids 2.1 an die Cellulose nicht mehr wie zuvor über nur einen Kontakt zum
Stickstoff der endständigen Amid-Funktion (DRG-N-SEK), sondern über die Sauerstoff-
Atome beider Amid-Gruppen (DRG-O1 und -O2). Bei der visuellen Begutachtung der MD-
Simulationen ist zu beobachten, dass in der in Kapitel 4.1.2 beschriebenen MD-Simulation
die endständige Amid-Gruppe meist so ausgerichtet ist, dass der Carbonylsauerstoff O2 nicht
zur Cellulosefläche zeigt sondern in den mit Wassermolekülen gefüllten Bereich der
Simulationszelle (Abb. 20 links). In den MD-Simulationen deren Startstruktur aus einem
Dockingschritt stammt, überwiegen dagegen Zustände, in denen beide Sauerstoffatome des
Liganden der Cellulose zugewandt sind und auf einer Seite des Liganden liegen (Abb. 20
rechts). Es zeigt sich aber auch, dass der Ligand so flexibel ist und die Simulationszeit groß
genug, dass in allen durchgeführten Simulationen mit dem Liganden Amid 2.1
Konformationen durchlaufen werden, in denen die Sauerstoffatome O1 und O2 in die gleiche,
wie auch in die entgegengesetzte Richtung zeigen.
Abb. 20 : Typische Position des Ligands Amid 2.1 aus der MD-Simulation ohne (links) und mit (rechts)
vorgeschalteten Dockingschritt
4 Durchführung
34
Von den fünf im Dockingschritt am besten bewerteten Strukturen, die als Startstrukturen für
die MD-Läufe dienten, waren vier mit beiden Carbonyl-Sauerstoffen in Richtung Cellulose
ausgerichtet und nur in einem Fall mit dem Sauerstoff O1 und dem Stickstoff N-SEK. Beide
Möglichkeiten sind energetisch recht ähnlich, wobei die erstere leicht bevorzugt wird, da
jeder Carbonyl-Sauerstoff als Akzeptor für zwei H-Brücken dienen kann, wohingegen der
Stickstoff nur Donor für eine H-Brücke sein kann und nur bedingt als Akzeptor dienen kann,
da das freie Elektronenpaar zum Teil in der Amid-Bindung delokalisiert ist. Der geringe
energetische Unterschied ist dadurch zu erklären, dass der Ligand an allen Stellen an denen er
keine H-Brücken mit der Cellulose aufbauen kann, da diese von der Cellulose abgewandt
sind, H-Brücken mit den umgebenden Wassermolekülen aufbaut.
In einigen MD-Simulationen des Amids (#2 DRG-O2, #4 DRG-O2 und #5 DRG-O1 und -O2)
kann man erkennen, dass auch eine Koordination des Liganden über die Hydroxy-Gruppen
O2 (schwarz) und O3 (rot) der Cellulose verlaufen und diese teilweise sogar die Bindungen
zu der Hydroxymethyl-Gruppe O6 überwiegt (vgl. Abb. 21).
An der unpolaren Cellulose-Fläche (Tabelle 5) fallen die RDF-Profile dieser Liganden, wie
schon zuvor, deutlich flacher aus. Auf den zweiten Blick fallen bei beiden Liganden
Ausreißer auf. So ist der Ligand im Falle von Amid 2.1 #4 deutlich schlechter fixiert als in
den vier anderen Durchläufen und beim Amin 1.1 #3 zeigt sich deutlich eine, wenn auch
schwache, Interaktion mit der Cellulose.
Abb. 21: In den meisten Simulationen wie z. B. Amid 2.1 #1 (links) überwiegen Interaktionen zum O6 der
Cellulose (blau), wogegen in einigen anderen (z. B. #5, rechts) auch starke Interaktionen zu O2 (schwarz)
zu beobachten sind.
Das Resultat einer offensichtlich energetisch günstigeren 2-Punkt-Bindung des Amid-
Liganden zeigt die Überlegenheit dieses zweistufigen Verfahrens gegenüber der vorherigen
Amid 2.1 #1
Amid 2.1 #
5
4 Durchführung
35
reinen MD-Simulation. In letzterem wäre eine deutlich längere Simulationsdauer von Nöten,
um den Konformationsraum des Systems gründlich genug abzusuchen, um die besten
Anordnungen zu finden.
Tabelle 4: RDF Diagramme für Liganden Amid 2.1 und Amin 1.1 an der polaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Amid 2.1 #1
Amid 2.1 #2
Amid 2.1 #3
Amid 2.1 #4
Amid 2.1 #5
DRG-N-PRIM DRG-N-SEK
Amin 1.1 #1
4 Durchführung
36
Amin 1.1 #2
Amin 1.1 #3
Amin 1.1 #4
Amin 1.1 #5
Tabelle 5: RDF Diagramme für Liganden Amid 2.1 und Amin 1.1 an der unpolaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Amid 2.1 #1
Amid 2.1 #2
Amid 2.1 #3
4 Durchführung
37
Amid 2.1 #4
Amid 2.1 #5
DRG-N-PRIM DRG-N-SEK
Amin 1.1 #1
Amin 1.1 #2
Amin 1.1 #3
Amin 1.1 #4
Amin 1.1 #5
4 Durchführung
38
Um die verschiedenen Liganden auch numerisch miteinander vergleichen zu können, wurden
die Rohdaten der RDF-Diagramme analysiert und tabellarisch aufbereitet. Dazu wurden alle
Datenreihen der RDF-Analysen auf ihren Maximalwert, der in diesem Fall als Maß für die
Lokalisierung des Liganden auf der Cellulose-Oberfläche anzusehen ist, untersucht. Jeder
Datenreihe wurde daraufhin je nach Höhe dieses Maximalwertes ein Punktewert zugeordnet,
der sich aus dem durch 10 geteilten Maximalwert und anschließendem Abschneiden der
Dezimalstellen berechnet.
Anhand dieses Punktwertes können die Ligand-Cellulose Kontakte in starke, mittlere und
schwache Interaktionen eingeteilt werden: Bei einem Punktwert ≥ 7 (d. h. Überschreiten von
70 Skalenteilen im Diagramm) handelt es sich um eine starke, bei einem Punktwert zwischen
3 und 6 eine mittelstarke und darunter (also < 30 Skalenteile) eine schwache Interaktion
(siehe Abb. 22). Dies wird für alle Paarungen von Ligand- und Cellulose-Atomen und für alle
Simulationen durchgeführt.
Abschließend wird auf Basis der fünf Simulationen (#1 bis #5) pro Ligand ein Score
berechnet, indem die Summe der starken und die durch zwei geteilte Summe der mittelstarken
Kontakte addiert werden. Die schwachen Interaktionen gehen nicht in die Berechnung ein, da
sie ohnehin nicht signifikant sind und teilweise auf erzwungene Nachbarschaften aufgrund
einer starken Bindung benachbarter Atome zurückzuführen sind.
Abb. 22: Aus dem RDF-Diagramm (DRG-O2 aus der Simulation #3 des Liganden Amid 2.1) ergeben sich
für die Paarung „DRG-O2 / O2-A“ (Ligand-Atom / Cellulose-Atom; schwarz) 3 Punkte (30 < Maximal-
wert < 40 Skalenteile), für „DRG-O2 / O3-A“ (rot) 1 Punkt (10 < Maximalwert < 20 Skalenteile) und für
„DRG-O2 / O6-A“ (blau) 12 Punkte. Letzteres ist aus dem Diagramm nicht genau abzulesen, da dieser
Graph den Wertebereich verlässt, die Bewertung aber aus den Roh-Daten errechnet wurde. Die Paarung
mit „O23-A“ (grün) wurde nicht weiter berücksichtigt, da es sich dabei nur um eine Kombination der
Funktionen O2-A und O3-A handelt. Die Schwellenwerte für mittelstarke und starke Interaktionen sind
als gestrichelte bzw. Strichpunkt-Linien eingezeichnet.
4 Durchführung
39
In den folgenden Tabellen wurden die numerischen Auswertungen der Liganden Amid 2.1
und Amin 1.1 jeweils für die polare und unpolare Cellulose-Grenzschicht zusammengetragen.
Dazu sind in den Spalten 2-5 der Tabellen die Punktwerte dargestellt. Die starken und
mittelstarken Interaktionen wurden dabei in fett bzw. kursiv hervorgehoben. In der 6. Spalte
findet sich die Anzahl der als mittel oder stark bewerteten Interaktionen einer
Zeile/Simulation, in den untersten beiden Zeilen desgleichen für das darüberliegende
Tabellenfeld für ein Ligand-Atom. So lässt sich leicht eine Bewertung sowohl für jeden
einzelnen Durchlauf über alle Referenzatome als auch für jedes Referenzatom für alle fünf
Durchläufe aus der Tabelle herauslesen.
Der Score lässt sich über jede der beiden Zählungen gleichermaßen berechnen. Für Ligand
Amid 2.1 aus Tabelle 6 ergibt sich auf diese Weise:
Anzahl starker Interaktionen: 2 + 2 + 2 + 1 + 1 = 0 + 0 + 5 + 3 = 8
Anzahl mittlerer Interaktionen: 1 + 2 + 4 + 2 + 2 = 2 + 3 + 1 + 5 = 11
Score: 8 · 1 + 11 · ½ = 13,5
Wie schon aus den Diagrammen zeigt sich die Überlegenheit des Amids 2.1 gegenüber des
Amins 1.1.
Tabelle 6: Numerische Auswertung für Liganden Amid 2.1 und Amin 1.1 an der polaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Amid
2.1 A
O2-A O3-A O6-A O2-A O3-A O6-A O2-A O3-A O6-A O2-A O3-A O6-A
stark mittel
#1 1 1 2 1 1 3 2 1 14 1 1 9 2
1
#2 1 0 2 1 1 3 2 1 11 5 1 7 2
2
#3 4 1 3 2 1 4 2 1 13 3 1 12 2
4
#4 2 2 1 1 1 2 2 1 10 5 4 1 1
2
#5 2 1 2 2 1 2 9 1 5 6 1 2 1
2
stark 0
0
5
3
mittel
2
3
1
5
Score:
13,5
DRG-N-PRIM DRG-N-SEK
Amin
1.1 A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
stark
mittel
#1 0 0 0 0 0 0 0
0
#2 1 0 0 0 0 0 0
0
#3 0 0 1 0 0 0 0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0
0
#5 1 0 1 0 0 1 0
0
stark 0
0
mittel
0
0
Score:
0,0
4 Durchführung
40
Tabelle 7: Numerische Auswertung für Liganden Amid 2.1 und Amin 1.1 an der unpolaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Amid
2.1 B
O2 O3
O4
O5
O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
8
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
#2 1
0
1
0
4
1
0
1
1
1
8
1
1
1
1
1
1
1
1
3
1
2
#3 1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
7
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
#4 1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
1
1
2
1
0
0
#5 1
1
1
1
1
2
0
1
1
0
7
1
2
1
1
1
0
1
1
1
1
0
stark 0
0
4
0
mittel
1
0
0
1
Score:
5,0
DRG-N-SEK DRG-N-TER
Amin
1.1 B
O2 O3
O4
O5
O6 O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
#2 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
#3 2
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
#4 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
#5 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
stark 0
0
mittel
0
0
Score:
0,0
Der Ligand 5.1 (Diethylamin) zeigt, ähnlich wie Amin 1.1, so gut wie keine Interaktionen mit
der polaren Oberfläche der Cellulose (Tabelle 8). Auch die in den Liganden 5.2 bis 5.5
eingeführten Trimethyl-Silyl- und Trimethoxy-Silyl-Gruppen verbessern die Affinität zur
Cellulose nicht signifikant. Dabei hat auch die pseudo-chirale Konfiguration am Stickstoff-
Atom keinen eindeutigen Einfluss. Zwar haben das pseudo-(S)-Trimethyl-Silyl-Diethylamin
(Ligand 5.3) und pseudo-(R)-Trimethoxy-Silyl-Diethylamin (Ligand 5.4) etwas höhere RDF-
Profile als deren Enantiomere (5.2 bzw. 5.5), doch sind diese nicht als signifikant zu
betrachten.
An der unpolaren Oberfläche (Tabelle 9) zeigen die Liganden keinerlei Interaktion mit der
Cellulose, sondern bewegen sich in allen Simulationen schnell von der Cellulose weg und
schwimmen danach frei zwischen den Wasser-Molekülen.
Tabelle 8: Numerische Auswertung für Liganden 5.x an der polaren Oberfläche
DRG-N
Ligand
5.1 A
O2-A
O3-A
O6-A
stark
mittel
#1 0 0 0 0
0
#2 1 1 1 0
0
#3 1 0 1 0
0
#4 1 1 1 0
0
#5 1 1 1 0
0
stark 0
mittel 0
Score:
0,0
4 Durchführung
41
DRG-N DRG-Si
Ligand
5.2 A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
stark
mittel
#1 1 1 1 1 0 1 0
0
#2 0 0 0 0 0 0 0
0
#3 1 1 1 0 0 0 0
0
#4 1 1 1 1 1 1 0
0
#5 1 2 1 1 1 1 0
0
stark 0
0
mittel 0
0
Score:
0,0
DRG-N DRG-Si
Ligand
5.3 A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
stark
mittel
#1 1 0 2 1 1 1 0
0
#2 1 0 2 1 1 1 0
0
#3 1 1 1 1 1 1 0
0
#4 1 1 2 1 0 2 0
0
#5 0 0 1 0 0 1 0
0
stark 0
0
mittel 0
0
Score:
0,0
DRG-N DRG-Si DRG-O
Ligand
5.4 A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
stark
mittel
#1 2 3 1 1 2 2 1 1 0 0
1
#2 2 2 1 2 2 1 1 1 0 0
0
#3 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0
#4 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0
0
#5 1 2 1 1 1 1 1 1 0 0
0
stark 0
0
0
mittel 1
0
0
Score:
0,5
DRG-N DRG-Si DRG-O
Ligand
5.5 A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
O2-A
O3-A
O6-A
stark
mittel
#1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0
#2 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0
#3 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0
0
#4 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
0
#5 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0
stark 0
0
0
mittel 0
0
0
Score:
0,0
Tabelle 9: Numerische Auswertung für Liganden 5.x an der unpolaren Oberfläche
DRG-N
Ligand
5.1 B
O2 O3
O4
O5
O6
S M
#1 1 0 1 0 0
0
0
#2 0 1 1 0 0
0
0
#3 0 0 0 0 0
0
0
#4 0 0 0 0 0
0
0
#5 0 0 0 0 0
0
0
stark 0
mittel 0
Score:
0,0
4 Durchführung
42
DRG-N DRG-Si
Ligand
5.2 B
O2 O3
O4
O5
O6 O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
stark 0
0
mittel 0
0
Score:
0,0
DRG-N DRG-Si
Ligand
5.3 B
O2 O3
O4
O5
O6 O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0
0
#5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
stark 0
0
mittel 0
0
Score:
0,0
DRG-N DRG-Si DRG-O
Ligand
5.4 B
O2 O3
O4
O5
O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0
0
#2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
stark 0
0
0
mittel 0
0
0
Score:
0,0
DRG-N DRG-Si DRG-O
Ligand
5.5 B
O2 O3
O4
O5
O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0
0
0
#2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0
0
#5 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
stark 0
0
0
mittel 0
0
0
Score:
0,0
4 Durchführung
43
4.1.3.1 Liganden 6.x an der polaren Cellulose-Oberfläche
Die Liganden der Bezeichnung 6.0 bis 6.6 bestehen aus dem ursprünglichen Liganden
Amid 2.1 und dessen systematischen Variationen. Bei der Auswertung der Ergebnisse fällt
sofort auf, dass bei der Wiederholung des Dockings und der MD-Simulation mit dem
Liganden 6.0 eine identische Bewertung reproduziert werden konnte (vgl. Tabelle 6 mit
Tabelle 7 und Tabelle 10 mit Tabelle 11). Auch dessen Derivate bilden allesamt starke und
mittelstarke Kontakte zwischen dem Liganden und der Cellulose aus.
Während beim Liganden 6.0 (alias Amid 2.1) vor allem das Sauerstoffatom der Amid-Gruppe
in der Kettenmitte an der Interaktion mit der Cellulose beteiligt ist (5 starke Kontakte an
DRG-O1 zu 3 starken an DRG-O2), zeigt sich bei den genau an dieser Gruppe substituierten
Liganden 6.2 und 6.3 der Effekt, dass sich nun die endständige Amid-Funktion stärker an der
Bindung zur Cellulose beteiligt, was durch eine sterische Abschirmung der tertiären Amid-
Funktion zu erklären wäre. Dabei kommt der Ligand 6.2 fast auf die gleiche Bewertung wie
der Ligand 6.0, es sind lediglich 2 mittlere Kontakte weniger (9 bei 6.2 gegenüber 11 bei 6.0),
was aufgrund der gewählten Methodik im Bereich der Messgenauigkeit liegt. Bei diesem
Liganden erfolgt die Bindung allerdings nicht über die mit dem Methoxy-Rest modifizierte
Amid-Gruppe (also dem Urethan), sondern über die unveränderte endständige Amid-
Funktion. Auffallend ist auch, dass im Fall des Liganden 6.3 die n-Butyl-Kette die tertiäre
Amid-Funktion allerdings kaum behindert, hier gehen von dieser Gruppe fünf der sieben
starken Interaktionen aus.
Die beiden doppelt alkyl-substituierten Liganden 6.4 und 6.6 kommen mit acht bzw. sechs
starken Interaktionen nahe an das gute Bindungsverhalten des Liganden 6.0 heran, ein
gemeinsamer Trend, welche der beiden Amid-Gruppen dabei dominant ist, gibt es nicht.
Jedoch zeigt sich, dass beim doppelt n-Butyl-substituierten Ligand 6.6 die tertiäre Amid-
Gruppe an keiner der starken Interaktionen teilnimmt. Als Grund für dieses Verhalten eine
sterische Abschirmung dieser Gruppe anzunehmen liegt zwar nahe, jedoch hat die Simulation
des Liganden 6.3 gezeigt, dass an einem solchen Zentrum trotzdem Interaktionen mit der
Cellulose möglich sind. In dieser Gruppe schneidet der mit zwei Methoxy-Gruppen
substituierte Ligand 6.5 mit nur zwei starken Interaktionen am schlechtesten ab. Dabei
nehmen die beiden neu eingeführten Hetero-Atome DRG-O3 und DRG-O4 weder an mittleren
noch an starken Interaktionen teil.
Der Ligand 6.7 (Benzophenon) kann nicht direkt mit den anderen Liganden der Gruppe 6.x
verglichen werden, da er strukturell zu unterschiedlich ist. Berücksichtigt man, dass der
4 Durchführung
44
Ligand nur eine aus einem einzelnen Hetero-Atom bestehende polare Gruppe aufweist,
erscheint das Ergebnis von drei starken und einer mittleren Interaktion zwar nicht als
herausragend, aber dennoch als passabel.
Betrachtet man die vorherrschende Lage des Liganden 6.7 in den am besten bewerteten
Durchläufen #2 und #4 (Abb. 23), ist zu erkennen, dass der Carbonylsauerstoff eine Position
bevorzugt, in der er von den Hydroxy-Gruppen zweier benachbarter Celluloseketten
koordiniert wird, wie es auch schon von Mazeau und Vergelati [38] für die Interaktion von
Benzophenon mit der polaren Oberfläche von Cellulose Iβ beschrieben wurde.
Abb. 23: Typische Position des Liganden 6.7 in den Durchläufen #2 (orange) und #4 (lila). Zur
Anschaulichkeit wird der Carbonylsauerstoff rot dargestellt.
4 Durchführung
45
4.1.3.2 Liganden 6.x an der unpolaren Cellulose-Oberfläche
An der unpolaren Oberfläche kommt es, wie schon in den vorherigen Untersuchungen, nur zu
wenigen mittelstarken und vereinzelten starken Kontakten mit den Liganden 6.x.
Tabelle 10: Numerische Auswertung für Liganden 6.x an der polaren Oberfläche
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.0 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 1 1 2 1 1 3 2 1 14 1 1 9 2
1
#2 1 0 2 1 1 3 2 1 11 5 1 7 2
2
#3 4 1 3 2 1 4 2 1 13 3 1 12 2
4
#4 2 2 1 1 1 2 2 1 10 5 4 1 1
2
#5 2 1 2 2 1 2 9 1 5 6 1 2 1
2
stark 0
0
5
3
mittel 2
3
1
5
Score:
13,5
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.1 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 1 2 1 1 1 1 0 1 5 1 1 5 0
2
#2 1 1 2 1 1 3 2 1 12 6 1 1 1
2
#3 0 0 2 2 1 3 2 1 11 1 1 13 2
1
#4 1 1 3 1 1 1 6 2 1 2 2 15 1
2
#5 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 10 1
0
stark 0
0
2
3
mittel 1
2
2
2
Score:
8,5
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2 DRG-O3
Ligand
6.2 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 1 2 2 1 1 1 2 0 1 8 4 13 1 0 1 2
1
#2 1 1 2 2 0 1 7 2 1 1 0 5 2 1 1 1
1
#3 2 1 1 1 0 0 0 0 1 6 4 1 0 0 2 0
2
#4 2 1 3 1 1 3 2 1 8 13 2 14 4 1 5 3
4
#5 1 0 2 1 1 1 8 3 1 1 1 8 1 1 1 2
1
stark 0
0
3
5
0
mittel 1
1
1
4
2
Score:
12,5
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.3 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 0 0 0 1 1 2 2 1 14 0 0 0 1
0
#2 1 1 0 1 1 2 2 1 14 4 1 2 1
1
#3 1 1 3 1 1 2 1 1 4 4 1 12 1
3
#4 1 0 2 2 1 1 7 2 3 1 1 9 2
1
#5 0 0 1 3 2 1 13 8 1 1 1 6 2
2
stark 0
0
5
2
mittel 1
1
2
3
Score:
10,5
4 Durchführung
46
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.4 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 2 2 1 3 1 2 10 1 10 8 1 1 3
1
#2 0 0 0 0 1 2 1 1 15 0 0 0 1
0
#3 1 1 2 1 1 2 1 1 15 3 1 13 2
1
#4 0 0 1 1 1 2 1 1 10 0 1 3 1
1
#5 1 1 1 1 1 1 4 1 1 7 1 2 1
1
stark 0
0
5
3
mittel 0
1
1
2
Score:
10,0
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2 DRG-O3 DRG-O4
Ligand
6.5 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
O2
O3
O6 O2
O3
O6
stark
mittel
#1 2 3 1 1 1 1 1 0 0 8 3 4 1 1 0 2 2 1 1 3
#2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 0 1 2 2 1 1 0 0 0 0
#3 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 3 1 2 1 1 1 1 0 1
#4 1 2 1 2 2 1 8 6 5 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2
#5 0 0 0 0 0 1 3 0 2 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1
stark 0
0
1
1
0
0
mittel 1
0
3
3
0
0
Score:
5,5
DRG-
N-SEK DRG-
N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.6 A
O2
O3
O2
O3
O6
O6 O2
O3
O6
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 1 0 1 1 1 4 1 1 2 0 0 1 0
1
#2 2 2 1 1 1 1 1 1 3 11 10 2 2
1
#3 1 1 4 5 2 4 4 1 3 1 1 14 1
5
#4 1 1 1 1 0 0 1 0 1 8 2 1 1
0
#5 3 2 2 1 1 1 2 2 1 11 2 16 2
1
stark 0
0
0
6
mittel 2
3
3
0
Score:
10,0
DRG-O1
Ligand
6.7 A
O2
O3
O6
stark
mittel
#1 0 0 0 0
0
#2 7 4 10 2
1
#3 2 2 0 0
0
#4 0 0 1 0
0
#5 1 1 10 1
0
stark
3
mittel
1
Score:
3,5
4 Durchführung
47
Tabelle 11: Numerische Auswertung für Liganden 6.x an der unpolaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.0 B
O2 O3 O4 O5 O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
#2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
#3 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0
0
#4 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 1 1 2 2 0
1
#5 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 7 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1
0
stark
0
0
1
0
mittel
0
0
2
1
Score:
2,5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.1 B
O2 O3 O4 O5 O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 5 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
#2 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 6 1 0 1 1 2 0 0 1 0 0
1
#3 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 5 1 2 1 1 0 0 0 0 0 0
1
#4 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 3 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0
1
#5 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 3 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
1
stark
0
0
0
0
mittel
0
0
5
0
Score:
2,5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.2 B
O2 O3 O4 O5
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0
#2 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 6 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
#3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 7 0 0 0 0 0 1
0
#4 2 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 1 2 2 1 1
0
#5 1 1 0 0 2 1 0 0 0 1 4 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1
stark
0
0
1
1
mittel
0
0
2
0
DRG-O3
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0
0
#2 1 0 1 0 0 0
0
#3 0 0 0 0 1 0
0
#4 0 0 0 0 0 0
0
#5 0 0 1 0 0 0
0
stark
0
mittel
0
Score:
3,0
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.3 B
O2 O3 O4 O5 O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#2 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 7 1 2 1 1 0 1 0 0 3 1
1
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#4 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 7 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1
0
#5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
stark
0
0
2
0
mittel
0
0
0
1
Score:
2,5
4 Durchführung
48
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.4 B
O2 O3 O4 O5 O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 4 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
0
#2 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 7 1 1 1 3 0 0 0 0 0 0
0
#3 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 6 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
0
#5 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 4 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
0
stark
0
0
1
0
mittel
0
0
4
0
Score:
0,0
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.5 B
O2 O3 O4 O5 O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#4 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0
#5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
stark
0
0
0
0
mittel
0
0
1
0
DRG-O3 DRG-O4
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#4 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0
0
#5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
stark
0
0
mittel
0
0
Score:
0,5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand
6.6 B
O2 O3 O4 O5 O6 O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#2 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 1 0 0 1 0
1
#3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
#5 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0
stark
0
0
0
0
mittel
0
0
0
1
Score:
0,5
DRG-O1
Ligand
6.7 B
O2
O3
O4
O5
O6
S M
#1 1 0 1 1 0 0
0
#2 0 0 0 0 0 0
0
#3 0 0 0 0 0 0
0
#4 0 0 0 0 0 0
0
#5 0 0 0 0 2 0
0
stark
0
mittel
0
Score:
0,0
4 Durchführung
49
4.1.4 Zusammenfassung der Ergebnisse
Anhand der in dieser Arbeit durchgeführten Berechnungen lässt sich erkennen, dass die
untersuchten Liganden insgesamt die polare Celluloseoberfläche deutlich gegenüber der
unpolaren Oberfläche bevorzugen, da an letzterer nur wenige mittelstarke und nur vereinzelte
starke Interaktionen zu beobachten waren. Starke Interaktionen traten ausschließlich mit dem
Liganden 6.0 und dessen nur an der Stelle R
1
substituierten Derivaten 6.1 bis 6.3 auf.
An der polaren Oberfläche zeigen vor allem die Strukturen mit Amid- oder Carbamat-
Gruppen deutliche Wechselwirkungen mit der Cellulose. Hierbei bekommt Ligand 6.0
(Amid 2.1), der schon in den MD-Simulationen der Liganden-Serie A durch gute
Wechselwirkungen herausstach und daher in der Serie B einer genaueren Untersuchung
unterzogen wurde, die beste Bewertung. Er wird dicht gefolgt von seinem Derivat 6.2, das
neben einer endständigen Amid-Funktion auch eine Carbamat-Gruppe besitzt.
Die anderen Derivate des Liganden 6.0 sind, auch wenn sie schlechter als die Moleküle 6.0
und 6.2 sind, als gute Liganden zu bewerten. Die Liganden mit einer Amin-Gruppe schneiden
allesamt sehr schlecht ab, wobei die ionischen Liganden mit protonierten Amin-Funktionen
noch deutlich schlechter als die unprotonierten und damit ungeladenen Liganden mit der
Cellulose wechselwirken.
Offenbar muss für eine gute Bindung des Liganden an die von Wasser umgebene Cellulose
die Polarität des Moleküls sehr genau abgewogen werden: Ist das Molekül zu unpolar, kann
es zu schlecht mit der polaren Cellulose interagieren. Ist es dagegen zu polar oder gar ionisch,
bevorzugt es vom Wasser solvatisiert zu werden.
Auch unter der Berücksichtigung der Periodizität der funktionellen Gruppen an der
Celluloseoberfläche konnten dabei keine eindeutig bevorzugten Bindungsmodi identifiziert
werden. Vielmehr durchlaufen die Liganden während der Simulation eine Vielzahl
unterschiedlicher Konformationen und Wechselwirkungen mit der Cellulose, bei denen die
Heteroatome des Liganden sowohl als Akzeptor und, sofern möglich, auch als Donor für H-
Brücken fungieren.
Methodisch konnte gezeigt werden, dass die in den reinen MD-Simulationen (vgl. Kapitel
4.1.2 und 5.1.2) gewählte Simulationsdauer von 1 ns zu kurz ist, um den Konformationsraum
des Liganden gründlich genug abzusuchen und die besten Anordnungen zu finden. Durch den
vorgeschalteten Dockingschritt ist es hingegen möglich, mit einem überschaubaren
Rechenaufwand eine Auswahl an sehr guten Startstrukturen zu generieren und diese dann in
verhältnismäßig kurzen MD-Simulationen genauer zu untersuchen.
4 Durchführung
50
4.2 Reaktionsanimationen
„interactive Organic Reaction Animation online” (iORAo) ist ein Online-Service für die
interaktive Erstellung von Reaktionsanimationen auf Basis einer Liste von ausgewählten
organischen Reaktionen. Gegenüber des Vorgänger-Projektes „IRC-Calc“ wurde iORAo
dabei vor allem für die Möglichkeit der Behandlung mehrstufiger Reaktionen ausgelegt. Um
dies zu erreichen, ist hierbei allerdings ein anderes Vorgehen notwendig.
4.2.1 Implementierung des iORAo-Verfahrens
Bei den einstufigen Reaktionen von „IRC-Calc“ stellte der Übergangszustand, der durch eine
Grid-Rechnung auf dem Server des Kooperationspartners CBMI in Nijmegen erstellt wurde,
den Startpunkt der Berechnungen dar. Ausgehend von diesem Punkt, der auf der
Energiehyperfläche der Struktur einen Sattelpunkt darstellt, wurden mit dem in MOPAC
implementierten IRC-Algorithmus der steilste Weg in die beiden angrenzenden Energietäler
bestimmt und entlang dieses Weges Strukturen gesammelt, die anschließend zu einer
Animation zusammengefasst wurden.
Es scheint naheliegend, dieses Verfahren auf mehrstufige Reaktionen zu übertragen, also von
allen in der Reaktion auftretenden Übergangszuständen IRC-Rechnungen durchzuführen und
dann eine Auswahl der auf diesem Wege gesammelten Strukturen zu einer Animation
zusammenzufassen. Aufgrund der durch den Editor verursachten immensen Anzahl möglicher
Ausgangsstrukturen konnte allerdings nicht sichergestellt werden, dass sich die Schenkel
zweier benachbarter IRC-Rechnungen im selben Energietal treffen würden, da Energietäler
nur lokale Minima darstellen.
Als robuster erwies sich ein Verfahren, bei dem die Reaktions-Datenbank für jede Reaktion
nicht nur eine Struktur enthält, sondern für die Ausgangskonfiguration bereits mit MOPAC
optimierte Strukturen der Übergangszustände aller Reaktionsschritte sowie energieminimierte
Strukturen der Edukte, Intermediate und Produkte (siehe Abb. 24). Der Moleküleditor wurde
so konzipiert, dass bei einer Benutzerinteraktion nicht nur das angezeigte Molekül bearbeitet
wird, sondern im Hintergrund dieselbe Aktion auch auf alle weiteren Moleküle angewandt
wird. Nachdem der Benutzer die Berechnung initiiert hat, erfolgt zunächst eine erneute
Optimierung sämtlicher Strukturen mittels MOPAC, d. h. für alle Übergangszustände wird
dieser auf seine Gültigkeit überprüft und gegebenenfalls neu optimiert, für alle anderen
Strukturen (Start-, End- und Intermediate) erfolgt eine Energieminimierung. Anschließend
wird zwischen diesen ermittelten Strukturen eine Anzahl von Punkten, die in dem
4 Durchführung
51
Datenbankeintrag der Reaktion definiert werden, interpoliert. Danach werden noch für alle
interpolierten Strukturen mit MOPAC die Konformations-Energien berechnet, daraus ein
Energie-Diagramm erstellt und alle Strukturen zu einer Datei im XYZ-Format
zusammengefasst. Die Vorgänge und Zusammenhänge dieses Vorgehens werden schematisch
in einem Flussdiagramm (Abb. 25) veranschaulicht.
Bisher wurden die folgenden mehrstufigen Reaktionen in iORAo implementiert:
• Michael Addition
• Nitrierung von Benzol
• Nukleophile aromatische Substitution
Außerdem wurden sechs einstufige Reaktionen aus „IRC-Calc“ übernommen, die nun ohne
vorherige Grid-Rechnung mittels des IRC-Verfahrens berechnet werden können.
Liste der IRC-Rechnungen
• Claisen-Umlagerung (chair)
• Cope-Umlagerung (boat)
• Diels-Alder-Reaktion: Butadien / Ethen
• Diels-Alder-Reaktion: Cyclopentadien / Ethen
• Pentahelicen Racemisierung
• S
N
2 Reaktion
Die interaktive Visualisierung der Moleküle für den Editor und die Animation erfolgt
wahlweise mit dem Java-Applet Jmol [59, 60] oder dem Browser Plugin Chime [61]. Um die
Jmol Version nutzen zu können, muss auf dem Computer des Benutzers eine Java-
Laufzeitumgebung mit einem Java-Plugin [62] für den Browser installiert sein, wie es seit
einiger Zeit bei vielen neuen Computern bereits der Fall ist, die aber auch kostenlos aus dem
Internet zu beziehen ist. Das Jmol-Applet wird dann beim Besuchen der iORAo Seite
automatisch nachgeladen. Das Chime Plugin kann nach der Registrierung auf der Seite des
Herstellers ebenfalls kostenlos von dort heruntergeladen und anschließend installiert werden.
Da es allerdings in den letzten Jahren kaum weiterentwickelt wurde, tauchen immer häufiger
Probleme mit neuen Browser-Generationen und Betriebssystemen auf. Da es zudem nur für
das Windows Betriebssystem verfügbar ist, wird diese Variante von iORAo nur noch aus
4 Durchführung
52
historischen Gründen unterstützt. Zeitgemäßer ist die Jmol-Version, die neben Windows auch
unter anderen Betriebssystemen wie Linux, MacOS und Solaris funktioniert.
Zur Visualisierung der Reaktionsanimationen steht außerdem ein weiteres Java-Applet [63]
zur Verfügung, das von Jack van Rooij unter der Leitung von Dr. Hens Borkent am CMBI in
Nijmegen entwickelt wurde. Da dieses Applet auf der Java3D Technologie [64] basiert, muss
neben der Java-Laufzeitumgebung auch die Java3D-Bibliothek, die von der Projekt-Seite
heruntergeladen werden kann, installiert werden.
Der Webservice iORAo ist im Internet unter der URL http://oc24.uni-paderborn.de/iorao frei
verfügbar [1].
Abb. 24 : schematischer Reaktionsverlauf einer zweistufigen Reaktion
Übergangszustand
lokales Minimum
interpolierter Punkt
Reaktionskoordinate
relative Energie
4 Durchführung
53
Reaktionsdatenbank
Auswahlliste der Reaktionen
Datensatz:
* Titel der Reaktion (EN, DE, ...)
* Beschreibung (EN, DE,…)
* Strukturen (EM, TS, …)
* Konfiguration f. Moleküleditor
* Liste der Berechnungsschritte
Molekül Editor
Datensatz aus der Datenbank laden
Benutzeroberfläche
(Frontend)
Molekül editieren /
Berechnung starten
editiert
Strukturen, Titel
und Konfiguration
übergeben
Molekül editieren
editierte Strukturen
übergeben
Berechnung starten
Fortschrittsanzeige
Strukturen übergeben
MOPAC
Anfangs-, Intermediats- und End-
Strukturen energieminimieren
MOPAC
Übergangszuständen verfeinern
Zwischenschritte interpolieren
MOPAC
Konformationsenergien aller
Strukturen berechnen
Strukturen zusammenfassen
GNUPLOT
Energiediagramm erstellen
Animation und Energie-
diagramm übergeben
Liste der Berechnungs-
schritte übergeben
Animation der Reaktion
Serverdienst
(Backend)
Auswahl
Operation
für alle
Strukturen
wiederholen
Titel der verfügbaren
Reaktionen übergeben
Abb. 25: Ablaufdiagramm von iORAo
4 Durchführung
54
4.2.2 Diskussion der Ergebnisse
Mit dem Online-Webservice iORAo wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem es, im
Gegensatz zu dem in [47] und [52] vorgestellten Programm IRC-Calc, nun möglich ist,
interaktive Animationen mehrstufiger Reaktionen zu animieren. Dabei lassen sich die
Startmoleküle durch den Benutzer nach Belieben verändern, indem die Wasserstoffatome
gegen Reste aus einer Liste von funktionellen Gruppen ausgetauscht werden können.
Dabei konnte allerdings die Reaktionskoornidate für diese mehrstufigen Reaktionen nicht
mehr nach dem IRC-Verfahren ermittelt werden, bei dem ausgehend von einem vorher
identifizierten Übergangszustand ein optimierter Verlauf der Reaktion sichergestellt wird.
Stattdessen werden nun neben den Übergangszuständen auch Vorgaben für Strukturen aus
lokalen Energieminima (Edukte, Intermediate und Produkte) gemacht und die
Zwischenschritte auf Basis dieser Strukturen interpoliert.
Um Unstetigkeiten im Energiediagramm zu vermeiden und da das Multi-Struktur XYZ-
Format eine konstante Anzahl von Atomen in jedem Frame impliziert, müssen in allen
Reaktionsschritten alle an der Reaktion beteiligten Moleküle, wie z.B. Basen, die im weiteren
Verlauf ein Proton aufnehmen sollen, von Anfang an in die Berechnungen mit einbezogen
werden. Diese in einzelnen Schritten unbeteiligten Moleküle müssen in einer Position mit
genügend großem Abstand zum Reaktionszentrum festgehalten werden, um den aktuellen
Reaktionsschritt nicht negativ zu beeinflussen.
Durch die Notwendigkeit, so viele Vorgaben für jede Reaktion zu definieren und weil bei der
Programmierung nicht erschöpfend vorhergesehen werden kann, welche Modifikationen der
spätere Benutzer mit dem Moleküleditor durchführen wird, kann letztendlich nicht vollständig
sichergestellt werden, dass die Ergebnisse unter allen Umständen chemisch sinnvoll und
wissenschaftlich korrekt sind. Werden die Vorgaben allerdings mit Bedacht gewählt und die
im Moleküleditor zur Auswahl stehenden Gruppen mit Sachverstand zur Verfügung gestellt,
erhält man ein Werkzeug, mit dem vor allem für didaktische Zwecke interaktive
Reaktionsanimationen erstellt werden können.
Aufgrund der Verfügbarkeit schnellerer Prozessoren als zum Zeitpunkt der Erstellung von
[47] können bei den Berechnungen mittlerweile auch Lösungsmitteleffekte in Form einer
uniformen Dielektrizitätskonstante berücksichtigt werden, was vor allem beim Vorhandensein
von ionischen Zuständen zu einer genaueren Wiedergabe der Energiedifferenzen im
Reaktionsverlauf führt, ohne unverhältnismäßig lange Wartezeiten des Benutzers in Kauf
nehmen zu müssen.
5 Technischer Teil
55
5 Technischer Teil
5.1 MD Simulationen
5.1.1 Erstellung eines Cellulose II Modells
Die Koordinaten-Datei des Cellulose Modells, in der die Positionen aller Atome innerhalb der
Simulations-Zelle definiert werden, wurde unter Verwendung der von Gessler et. al.
veröffentlichten Röntgenstruktur von β-
D
-Cellotetraose [65] erstellt. Dazu wurde mit Hilfe
eines selbst entwickelten Python-Programms die Elementarzelle der Cellotetraose entlang der
drei Achsen dupliziert, wobei zur Verlängerung der Kette entlang der C-Achse ein kleiner
Versatz in der a-b-Ebene angewendet wurde, damit das O1-Atom am Kettenanfang genau auf
dem endständigen O4-Atom der benachbarten Kette zu liegen kommt. Anschließend konnten
die nun nicht mehr benötigten O1 Atome aus der Struktur gelöscht und die verbleibenden
Atome im SHELX Format ausgegeben werden. Die SHELX Datei wurde mit der Software
Mol2Mol [66] in das PDB Format konvertiert und mit der Software MOE [67] wurden die
unpolaren Wasserstoffatome gelöscht und fehlende polare H-Atome an den Sauerstoffatomen
O2, O3, und O6 hinzugefügt, da mit G45a4 ein s. g. „united-atoms“-Kraftfeld verwendet
werden soll, in dem zur Begrenzung des Rechenaufwands die unpolaren H-Atome nicht
explizit berechnet werden, sondern mit ihrem Kohlenstoff-Atom zu einem vereinigten
„Atom“, z. B. des Typs CH3 für eine Methylgruppe, zusammengefasst werden. Die Aufgabe
eines weiteren Python-Skriptes war es dann, in der PDB-Datei die gewünschte Nomenklatur
der Atome (AtomID) herzustellen, diese innerhalb einer Glucopyranose-Einheit in die
gewünschte Reihenfolge (C1, O5, C5, C6, O6, H6, C2, O2, H2, C3, O3, H3, C4, O4) zu
bringen, die Glucose-Einheiten zu nummerieren (Residue-Number) und jede einzelne Kette
mit einem Bezeichner (ChainID) zu versehen.
Die Topologie-Datei für die Cellulose, die neben der Zuordnungen der Atomtypen,
(reduzierten) Masse und Ladung auch die Definitionen der Bindungen, Winkel und
Dihedralwinkel nebst der dazugehörigen Kraftkonstanten enthält, wurde mit den von Lins und
Hünenberger [43] veröffentlichten Parametern für das Gromos96 Kraftfeld G45a4 erstellt.
Um die Topologie-Dateien ohne großen Aufwand für beliebige Kettenlängen erstellen zu
können, wurden die Parameter für eine Glucopyranose-Einheit in ein
Tabellenkalkulationsprogramm eingegeben und darin auf die gewünschte Kettenlänge
vervielfacht. Da die Simulationen mit periodischen Randbedingungen (PBC) erfolgen sollten,
5 Technischer Teil
56
in denen jede Kette kovalente Bindungen zu ihren periodischen Spiegelbildern in den entlang
der Z-Achse benachbarten Zellen haben sollen, wurde in der Topologie eine Bindung
zwischen dem letzten O4-Atom und dem ersten O1 Atom definiert und ebenso auch die
Topologie-Sektionen [ Pairs ], [ Angles ] und [ Dihedrals ] der letzten Glucose-Einheit
entsprechend angepasst. Der fertige Datensatz konnte nun über die Zwischenablage in einen
Text-Editor kopiert werden und in dem von GROMACS verwendeten ITP Format
abgespeichert werden. Die vom Tabellenkalkulationsprogramm gespeicherte Datei kann
später als Ausgangspunkt für Topologien mit anderer Kettenlänge dienen.
Die Größe der quaderförmigen Simulations-Box wurde so gewählt, dass sie in Z-Richtung,
passend zur verwendeten Kettenlänge, dem Vielfachen der Ausdehnung einer Cellubiose-
Einheit beträgt. Die Dimensionen in X- und Y-Richtung wurden so gewählt, dass der Raum
zwischen den Cellulose-Ketten in zwei benachbarten Simulationszellen größer als die
zweifache Länge des verwendeten Cut-offs ist und somit zwischen ihnen keine Wechsel-
wirkungen mehr auftreten.
Die freien Bereiche der Simulations-Box wurden mit Wasser geflutet, wobei darauf geachtet
werden musste, dass zwischen den Cellulose-Ketten oder in den X-Y-Grenzflächen keine
einzelnen Wassermoleküle verleiben.
Nach einer schrittweisen Energieminimierung, um durch das Fluten entstandene Kollisionen
zwischen Cellulose- und Wasser-Molekülen zu beheben, konnte die MD-Simulation gestartet
werden. Diese wurde mit einer Integrationsschrittweite von 1 fs ausgeführt. In der
Simulationsbox wurde Druck mit Hilfe des Berendsen Barostats mit einer
Kopplungskonstante von 2 ps, bei einer Kompressibilität von 4,5 * 10
-5
bar
-1
bei 1 bar
gehalten. Die Druckkopplung erfolge semi-isotropisch damit die Z-Achse der Simulationsbox
unabhängig von den X- und Y-Achsen ist und so die Cellulose-Ketten dabei weder gestaucht,
noch gestreckt werden. Die Glucoseketten und das Wasser wurden mit dem Berendsen
Thermostat separat jeweils mit einer Kopplungskonstante von 0,1 ps an ein unendlich großes
Wärmebad von 300 K gekoppelt. Weitreichende nichtbindende Wechselwirkungen wurden
bis zu einer Entfernung von 0,8 nm voll berücksichtigt und darüber hinaus bis zu einer
Entfernung von 1.0 nm kontinuierlich auf Null abgesenkt um Artefakte durch unstetige
Potential-Funktionen zu vermeiden (shifted cut off) [68].
5 Technischer Teil
57
5.1.2 Erstellung der Cellulose/Ligand Systeme für MD Simulationen
Für die Erstellung eines Cellulose/Ligand Systems wurden zunächst mit Hilfe des Dundee
PRODRG2.5 Servers [69] mit den Einstellungen „Chirality: Yes“, „Charges: Full“, „EM:
Yes“ und „Force field: GROMOS96.1“ Topologie-Dateien für den gewünschten Liganden
erstellt, die kompatibel zum verwendeten G45a4 Kraftfeld sind.
Anschließend wurde ein Ligand-Molekül von Hand mit einem Abstand von etwa 1.0 nm zur
gewünschten Cellulose Oberfläche platziert. Die Dimensionen der kubischen Simulationsbox
wurden mit X=9,0 nm, Y=7,0 nm im Vergleich zu den reinen Cellulose-Systemen größer
gewählt um dem Liganden ausreichend Platz zu geben und die dritte Koordinate wurde mit
Z=4,1940 nm auf den, in den vorherigen Simulationen ermittelten, Gleichgewichtswert
gesetzt. Anschließend wurde die Simulationsbox mit Wasser geflutet, wobei auch hier wieder
darauf zu achten war, dass anschließend keine Wassermoleküle innerhalb des Cellulose-
Kristalls befinden.
Die Cellulose-Ligand Systeme wurden mit den gleichen Parametern wie das reine Cellulose-
System simuliert.
5.1.3 Konformations-Analyse durch Kombination von Docking und MD-
Simulationen
Um Einflüsse durch das willkürliche Platzieren des Liganden in der Nähe der Cellulose und
den Diffusionsprozess zur Oberfläche zu eliminieren, wurde in diesem Verfahren der MD
Simulation ein auf dem Monte-Carlo-Verfahren basierter Docking-Schritt vorgeschaltet.
Dazu wurde ein Cellulose-Wasser System nach dem in Kapitel 5.1.1 beschriebenen Verfahren
über einen Zeitraum von 1,0 ns ausgiebig equilibriert. Aus dem letzten Zeitschritt dieser
Simulation wurden anschließend die Cellulose-Ketten extrahiert, welche die polare, bzw.
unpolare Cellulose-Oberfläche bilden und in separaten Dateien abgespeichert. Da das flo+
Paket, mit dem gedockt werden sollte, keine periodischen Randbedingungen unterstützt,
mussten diese entfernt werden und die Cellulose Ketten an beiden Enden mit Hydroxy-
Gruppen abgeschlossen werden.
Das Docking wurde mit QXP+ [58] aus dem Softwarepaket flo+ in der Version 0905
durchgeführt. Dazu wurde das Zentrum der Cellulose-Oberfläche als Ziel des Dockings
definiert und alle Hydroxy- und Hydroxymethyl-Gruppen sowie der Ligand als flexibel
markiert und anschließend das Docking mit dem fulldock+ Algorithmus durchgeführt.
5 Technischer Teil
58
Im Anschluss daran wurden die jeweils fünf von QXP+ am besten bewerteten Geometrien
von Ligand und Cellulose über 250 ps mit GROMACS simuliert. Hierbei konnte, nachdem
die periodischen Randbedingungen wieder hergestellt wurden, die Simulationsbox aufgrund
der Verwendung des kleineren Cellulose Systems deutlich kleiner (X=4,5 nm und Y=5,0 nm
für die polare, X=6,0 nm und Y=3,0 nm für die unpolare Oberfläche) gewählt werden. Da die
Cellulose-Ketten in diesen Systemen nicht mehr von den in vorherigen Simulationen daneben
oder darunterliegenden Ketten stabilisiert werden, wurden die Ringatome der Cellulose
mittels eines harmonischen Potentials mit einer Kraftkonstante von 1000 kJ mol
-1
nm
-2
an ihre
Ausgangsposition in allen drei Raumrichtungen gebunden (Position Restraint). Abgesehen
von diesen Ausnahmen wurden die Parameter für die MD-Simulationen nicht verändert.
5.1.4 Analyse-Programm zur Berechnung der Puckering Parameter
Um aus den durch MD Simulation von Cellulose erstellten Trajektorien die Cremer-Pople
Puckering Parameter [57] der Glucopyranose-Ringe berechnen zu können, wurde das
Analyse-Programm g_puckering in der Programmiersprache C programmiert. Dieses
basiert auf der generischen Vorlage für GROMACS Analyse-Tools template.c, die im
Quellcode-Paket von GROMACS [68] enthalten ist. Zum Auslesen der von GROMACS
unterstützten Dateiformate und der Bereitstellung des Kommandozeilen-basierten Benutzer-
Interfaces wurde auf die GROMACS Programm-Bibliotheken zurückgegriffen. Der
Algorithmus zur Berechnung der Puckering Parameter aus den Koordinaten der Ringatome
wurde von dem Programm mdxvu von Mark J. Forster [70] übernommen, dass, wie auch
GROMACS, unter der GNU General Public License (GPL) [71] steht.
Diese Bausteine wurden zu einem Werkzeug kombiniert, mit dem aus beliebigen Abschnitten
von MD Trajektorien die Puckering Parameter berechnet und als folgende Diagramme
ausgegeben werden können:
• θ gegen t
• φ gegen t
• Q gegen t
• Polar Diagramm von θ gegen φ
• Verteilungsfunktion von θ
• Verteilungsfunktion von φ
5 Technischer Teil
59
Die zu untersuchenden Ringe werden durch die Angabe der Indices der Ringatome in einer
Index-Datei festgelegt. Da die richtige Reihenfolge der Atome bei der Berechnung von
Bedeutung ist (O5,C1,C2,C3,C4,C5 bei Hexanosen und O2,C5,C4,C3,C2 bei Pyranosen,
[57]), werden die Atombezeichnungen in den Eingabe-Dateien von g_puckering überprüft
und bei Abweichungen eine Warnung ausgegeben. Zudem warnt g_puckering den
Benutzer, falls zwei benachbarte Ringatome einen Abstand von mehr als 0.3 nm haben
sollten, da dies ebenfalls auf einen Fehler in der Index-Datei deutet. Die korrekte Funktion
des Programms wurde anhand mehrerer Moleküle unter anderem aus [57] und [70] überprüft.
Die GPL erlaubt ausdrücklich die freie Verwendung von Quellcode, sofern das resultierende
Produkt ebenfalls unter dieser Lizenz veröffentlicht wird und im Quellcode verfügbar
gemacht wird. Daher wurde g_puckering ebenso unter die GPL gestellt und unter [72]
veröffentlicht.
Die Programm-Hilfe von g_puckering befindet sich im Anhang 5.
5 Technischer Teil
60
5.2 Reaktionsanimationen mit iORAo
War es zunächst beabsichtigt den in der Programmiersprache Perl [73] erstellten Programm-
code des IRC-Calc Projektes [52] für die neuen Aufgaben und Ideen zu erweitern, zeigte sich
schon recht früh dass dieser zu spezifisch auf die Bedürfnisse und Gegebenheiten jenes
Projektes verfasst worden war, um ihn derart anzupassen. Aus diesen Gründen wurde iORAo
mit den gesammelten Erfahrungen aus dem IRC-Calc Projekt von Grund auf neu
implementiert.
Die serverseitigen Skripte wurden dazu vollständig in Python [74] geschrieben, da diese
Programmiersprache, im Gegensatz zu Perl, von vornherein für eine moderne Objekt-
orientierte Programmierung (OOP) ausgelegt ist und zudem über eine Syntax verfügt, die mit
dem Ziel einer sehr guten Lesbarkeit des Quellcodes entworfen wurde.
Die semiempirischen Berechnungen von Konformationen und deren Energien erfolgen wie
auch schon bei IRC-Calc mit der Software MOPAC [75].
5.2.1 Modularisierung
Da viele Funktionen und Prozeduren, wie z. B. das Lesen, Schreiben und Manipulieren von
Dateien in den von MOPAC verendeten Formaten, in diesem Projekt an mehreren Stellen
Verwendung finden, und sich daher der Programmcode sehr gut wiederverwenden lässt,
wurden diese Programmteile in ein so genanntes Modul ausgelagert. Auf dieses Modul
können nun alle Programmteile zugreifen und sich an dieser Sammlung von Funktionalitäten
bedienen, ohne dass diese mehrfach in verschiedenen Dateien implementiert werden müssten.
Dieses Modul gliedert sich dabei in folgende Unter-Module:
• config – liest die globale Konfigurationsdatei ein und bietet allen Programmteilen
Zugriff auf eben diese global definierten Variablen und Werte.
• classes – enthält die Klassen für Objekte der Typen ZMatrix, Cartesian und
IoraoDatabase. Diese enthalten alle unter anderem Funktionen um Instanzen dieser
Klassen in Zeichenketten verschiedener Formate (Datei-Formate oder XML
Darstellungen) auszugeben. Die Klasse ZMatrix implementiert zudem Funktionen zur
Manipulation von Strukturen die durch interne Koordinaten repräsentiert werden, wie
z. B. den Austausch von H-Atomen gegen andere Atome oder Gruppen, wie sie für den
Web-Molekül-Editor benötigt werden.
5 Technischer Teil
61
• io – (für Input/Output) enthält alle Funktionen die zum Lesen und Schreiben von Dateien
in verschiedenen Formaten benötigt werden.
• util – enthält verschiedene Funktionen und Logiken und Entscheidungsbäume die auf
einer mittleren Ebene verschiedene Operationen im Ablauf der Berechnung und
Erstellung von Reaktionsanimationen implementieren.
Dieses Modul kann in Zukunft beliebig erweitert werden um so z. B. Dateien in anderen
Formaten behandeln zu können und so z. B. auch ein anderes darunterliegendes Programm
zur Berechnung der Strukturen (z. B. Gaussian) zu verwenden.
Die vollständige Schnittstellenbeschreibung (Application Programming Interface – API)
dieses Moduls und der anderen Python-Skripte befindet sich im Anhang ab Seite A-50.
5.2.2 Internationalisierung
Um die Benutzeroberfläche in andere Sprachen übersetzen zu können, ohne dabei in den
Quellcode eingreifen und mehrere Programmteile mit der gleichen Funktion in
unterschiedlichen Sprachversionen vorhalten zu müssen, wurde die Ausgabe von Texten für
den Benutzer weitgehend aus dem Programmcode herausgetrennt und in externe HTML-
Dateien und Vorlagen verlagert. Zudem wurde das XML-Datenbankformat für die
unterstützten Reaktionen so definiert, dass es Titel, Beschreibungs- und Hilfs-Texte in
verschiedenen Sprachen beinhalten kann.
Auf diese Weise lässt sich der gesamte Web-Service recht einfach in andere Sprachen
übersetzen, die dann mittels einer einzigen Änderung in der zentralen Konfigurationsdatei
aktiviert werden können.
5.2.3 Offene Reaktionsdatenbank
Für die Realisierung einer Datenbank von Reaktionen wurde ein XML-Format definiert,
welches neben den Koordinaten der chemischen Strukturen auch Metadaten wie Titel und
beschreibende Texte in verschiedenen Sprachen enthält. Außerdem wird dort definiert welche
Atome sich im Moleküleditor ersetzen lassen und welche Atome und Reste dafür zur
Verfügung stehen sowie generelle Anweisungen, wie zur Berechnung und Erstellung der
Animation verfahren werden soll.
5 Technischer Teil
62
5.2.4 Molekül-Editor
Der Molekül-Editor (Abb. 26) ist eine Python-Implementierung des Web-basierten Editors
Mol4D (Molecules in Four Dimensions) [76] wie er von Dr. H. Borkent und J. van Rooij an
der Universität Nijmegen nach der Idee des z-Matrix-Editors des Programms MOLDEN [77]
entstand. Über diese Referenzimplementierung hinaus ist es durch die im Hintergrund
arbeitende Reaktionsdatenbank und der darin enthaltenden Informationen möglich, bestimmte
Wasserstoff-Atome, die z. B. während der Reaktion auf ein anderes Molekül übertragen
werden sollen, vor dem Austausch gegen eine andere Gruppe zu schützen. Ebenso lassen sich
auf diesem Wege bestimmte Substituenten, die für die eine bestimmte Reaktion nicht geeignet
sind, aus der Auswahlliste entfernen.
Da der Datenbankeintrag einer Reaktion aus mehreren Strukturen bestehen kann, wird jeder
Austausch eines Wasserstoffatoms nicht nur am angezeigten Molekül vorgenommen, sondern
im Hintergrund auf alle weiteren Strukturen angewendet.
Abb. 26 : Im Moleküleditor können H-Atome gegen verschiedene Gruppen ausgetauscht werden.
5 Technischer Teil
63
5.2.5 Interpolation mit internen Koordinaten
Bei den mehrstufigen Reaktionen werden die Punkte zwischen den semiempirisch optimierten
Extrema (Übergangszustände und energieminimierte Intermediate, Start- und Endpunkte)
interpoliert. Bei einer Interpolation von kartesischen Koordinaten, bei denen die Position
jedes Atoms durch die X-, Y- und Z-Komponenten in einem rechtwinkligen
Koordiantensystem definiert werden, würden sich diese linear und auf dem direktesten Weg
von einem Punkt zum nächsten bewegen, So würde sich zum Beispiel im Verlauf der
Rotation einer Methylgruppe der Abstand der Wasserstoff-Atome zum Kohlenstoff-Atom
zunächst verringern. Daher kann ein solches Verfahren hier nicht zum Einsatz kommen.
Da die Moleküle aber in internen Koordinaten vorliegen, welche die Position eines Atoms
durch den Abstand, Winkel und Dihedralwinkel zu drei bereits vorhandenen Atomen
definieren (vgl. Abb. 27), besteht die Rotation im Beispiel der Methylgruppe nur noch aus
einer Änderung der Dihedralwinkel der Wasserstoffatome. Die Abstände der H-Atome zum
Kohlenstoff und deren Winkel zu den anderen Wasserstoffatomen (bzw. dem Atom an das die
Methylgruppe gebunden ist) bleiben konstant. Dieser Dihedralwinkel kann nun einfach
zwischen zwei Punkten interpoliert werden und es ergeben sich daraus chemisch sinnvolle
Strukturen, da die von MOPAC optimierten Bindungslängen und Bindungswinkel erhalten
bleiben. Ebenso können natürlich auch Änderungen in Bindungslängen und –winkeln, die im
Reaktionsverlauf auftreten, sinnvoll interpoliert werden.
Abb. 27: Durch interne Koordinaten kann die Position des Atoms H1 durch den Abstand H1−C (a), den
Winkel H1−C−R1 (b) und den Dihedralwinkel H1−C−R1−R2 (c) beschrieben werden.
H3
R1
C
H2
R2
1
C
R2
H1
H1
H3
H2
a
b
c
6 Fazit und Ausblick
65
6 Fazit und Ausblick
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich
geworden ist, das Wechselwirkungsverhalten von Liganden an einer Cellulose-Oberfläche
halbquantitativ zu beschreiben und so eine Anzahl von Liganden in stark, schwach und nicht
bindende Liganden zu klassifizieren.
Als Bewertungskriterium diente eine mehrstufige numerische Auswertung von Radialen
Verteilungsfunktionen von Atom-Paarungen, die aus Molekular-Dynamischen Simulationen
ermittelt wurden und, wie in dieser Arbeit gezeigt, ein Maß für die Mobilität des Liganden auf
der Oberfläche darstellen. Die Kombination dieser Methode mit einem vorgeschalteten
Dockingschritt nach dem Monte-Carlo-Verfahren und eine damit
einhergehende Verkleinerung des Systems eliminierte den unkalkulierbaren
Einfluss von willkürlich gewählten Ausgangszuständen und verkürzte den
Simulationsaufwand drastisch. Die eingesparte Rechenzeit konnte so für
mehrfache Simulationen mit verschiedenen Ausgangszuständen eingesetzt
werden, um eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu prüfen.
Nach dem Vergleich des Verhaltens von diversen Liganden konnte die
Verbindung Amid 2.1 mehrfach als bester, also am stärksten bindender
Ligand identifiziert werden, wohin gegen sich die Verbindung Amin 1.1 als
schlechtester Ligand der Testreihe herausgestellt hat, der praktisch keine
Interaktion mit der Cellulose aufweist, sondern meist vollständig mit Wasser
solvatisiert ist. Aufbauend auf diesen Untersuchungen können nun die
Bindungsaffinitäten beliebiger Liganden durch das beschriebene Verfahren
vorhergesagt und eine Vorauswahl geeigneter Verbindungen bzw.
funktioneller Gruppen für anschließende reale Experimente getroffen
werden.
Der im zweiten Teil der Arbeit entwickelte Webservice zur Erstellung von
Reaktionsanimationen von ein- und mehrstufigen organischen Reaktionen iORAo wurde
erarbeitet, um in der Lehre das Verständnis des dreidimensionalen Verlaufs organischer
Reaktionen zu fördern. Der Benutzer hat dabei die Möglichkeit, die Ausgangsstrukturen
ausgewählter Reaktionen zu verändern, indem er vorhandene Wasserstoffatome gegen
Abb. 28
7 Literaturverzeichnis
66
beliebige Substituenten aus einer Liste austauschen und somit den Reaktionsverlauf
beeinflussen kann. Mit dem so erstellten Ausgangsprodukt der Reaktion wird anschließend
webbasiert eine Berechnung gestartet, deren Ergebnis man sich direkt online in Form einer
dreidimensionalen interaktiven Animation ansehen kann. Dabei können die Moleküle zu jeder
Zeit frei im Raum gedreht und so aus jeder beliebigen Position beobachtet werden.
Das Animationsverfahren beruht auf der Optimierung von Schlüsselzuständen des
Reaktionsverlaufs mit semiempirischen Methoden und einer Interpolation von weiteren
dazwischen liegenden Strukturen, um so eine flüssige Animation zu erhalten. Diese Methode
hat sich als ein guter Kompromiss zwischen der Präzision bei der Bestimmung des
Reaktionspfades und dem dafür benötigten Rechenaufwand erwiesen. Die drei derzeit von
iORAo bereitgestellten mehrstufigen Reaktionen stellen nur einen kleinen Ausschnitt der
simulierbaren organischen Reaktionen dar. Daher sollte das Ziel weiterführender Arbeiten
sein, die Reaktionsdatenbank um zusätzliche für die Lehre interessante Reaktionen zu
erweitern.
Da Jmol in den aktuellen Entwickler-Versionen technisch in der Lage ist, Molekülorbitale
darzustellen, die von aktuellen MOPAC-Versionen berechnet werden, könnte iORAo leicht
weiterentwickelt werden, um z. B. auch die Orbitale der semiempirisch berechneten
Schlüsselstrukturen bereitzustellen. Diese Erweiterung sowie vor allem auch die Erweiterung
der Reaktionsdatenbank könnte in Zusammenarbeit mit unseren internationalen
Kooperationspartnern erfolgen, in deren Zuge auch die Benutzeroberfläche in andere
Sprachen übersetzt werden könnte.
7 Literaturverzeichnis
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J.; Tieleman, D. P.; Sijbers, A. L. T. M.; Feenstra, K. A.; van Drunen, R.; Berendsen,
H. J. C., Gromacs User Manual version 3.3. 2005.
[69] van Aalten, D. M.; Schuettelkopf, A. W. The Dundee PRODRG2.5 Server (beta).
http://davapc1.bioch.dundee.ac.uk/cgi-bin/prodrg_beta (2005-2007
[70] Forster, M. J. mdxvu - molecular dynamics X11 viewer, 0.95; 2005.
[71] GNU General Public License, version 2. http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
(January 2008),
[72] Stueker, O. g_puckering: A GROMACS Analysis Tool for calculating Cremer-Pople-
Puckeing Parameters of Pyranoses and Hexanoses, 0.9; Paderborn, 2007.
[73] Wall, L.; Christiansen, T.; Orwant, J., Programming Perl. 3rd ed.; O'Reilly Media,
Inc.: Beijing; Cambridge; Farnham; Köln; Paris; Sebastopol; Taipei; Tokyo, 2000.
[74] van Rossum, G.; Python-Software-Foundation Python Programming Language.
http://www.python.org/ (October, 15th 2007),
[75] Stewart, J. J. P. MOPAC, Stewart Computational Chemistry: 1981-2007.
[76] Borkent, H. Mol4D - Molecules in four dimensions.
http://wetche.cmbi.ru.nl/organic/ (October, 15th 2007),
[77] Schaftenaar, G.; Noordik, J. H., Molden: a pre- and post-processing program for
molecular and electronic structures*. Journal of Computer-Aided Molecular Design
2000, 14, (2), 123-124.
Anhänge
A-1
Anhänge
A.1 Abkürzungsverzeichnis
GROMACS GROningen MAchine for Chemical Simulation
GPL GNU General Public License
MD Molekular-Dynamik
MC Monte Carlo
MOE Molecular Operating Enviroment
QXP Quick eXPlore
RDF Radial Distribution Function, radiale Verteilungs Funktion
MOPAC Molecular Orbital PACkage
DRG von PRODRG [1, 2] standardmäßig vergebene Molekülbezeichnung für
Liganden (als Abk. für engl. drug), die in allen MD-Simulationen für den
jeweiligen Liganden übernommen wurde. In Kombination mit einer
Atombezeichnung (z.B. O2) dient sie in dieser Arbeit dazu ein Liganden-Atom
(DRG-O2) von ähnlich bezeichneten Atomen in der Cellulose unterscheiden zu
können.
IRC Intristic Reaction Coordinate, Intristische Reaktionskoordinate
SHELX Dateiformat für Röntgenstrukturen
PDB Protein DataBase: Sowohl die Bezeichnung für die Brookhaven Protein
Database als auch für ein für diese Datenbank entwickeltes Dateiformat.
PBC Periodic Boundary Condition: Periodische Randbedingungen.
Anhänge
A-2
A.2 Topologien
A.2.1 Cellulose
Beispielhaft dargestellt wird eine Topologiedatei für Cellulose mit einer Kettenlänge von 2
Gluclopyranose-Ringen. Hieraus sind die Anpassungen zum verbinden zweier benachbarter
Ringe sowie über die Grenze der periodischen Randbedingungen hinaus ersichtlich.
;
; Topologie fuer Cellulose
;
;
; Kette aus 2 Glucopyranose-Ringen
;
; Total Charge = 0
;
; Offene Kettenenden fuer PBC Simulation
;
;
; Die Parameter wurden nach Vorlage von
;
; [1] Lins, Hünenberger; J Comput Chem 26: 1400-1412, 2005
;
; erstellt
;
; 2005/10/28 revilo
; DEFINITIONS
; bonds b_0 k_b
#define glc_b_cc 0.152 5.43E+06
#define glc_b_co 0.1435 6.43E+06
#define glc_b_oh 0.1 1.57E+07
; angles th_0 k_th
#define glc_a_ccc 109.5 285
#define glc_a_cco 109.5 320
#define glc_a_oco 109.5 320
#define glc_a_coc 109.5 380
#define glc_a_coh 109.5 450
; improper q0 cq
; glc_imp 35.26439 0.102 * (180/pi)² = 334.84625
#define glc_imp 35.26439 334.84625
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
Cellulose 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH1 1 GLC C1 1 0.2320 13.0190
2 OA 1 GLC O5 1 -0.4800 15.9994
3 CH1 1 GLC C5 1 0.3760 13.0190
4 CH2 1 GLC C6 2 0.2320 14.0270
5 OA 1 GLC O6 2 -0.6420 15.9994
6 H 1 GLC H6 2 0.4100 1.0080
7 CH1 1 GLC C2 3 0.2320 13.0190
8 OA 1 GLC O2 3 -0.6420 15.9994
9 H 1 GLC H2 3 0.4100 1.0080
10 CH1 1 GLC C3 4 0.2320 13.0190
11 OA 1 GLC O3 4 -0.6420 15.9994
12 H 1 GLC H3 4 0.4100 1.0080
13 CH1 1 GLC C4 5 0.2320 13.0190
14 OA 1 GLC O4 5 -0.3600 15.9994
15 CH1 2 GLC C1 5 0.2320 13.0190
16 OA 2 GLC O5 5 -0.4800 15.9994
17 CH1 2 GLC C5 5 0.3760 13.0190
18 CH2 2 GLC C6 6 0.2320 14.0270
19 OA 2 GLC O6 6 -0.6420 15.9994
20 H 2 GLC H6 6 0.4100 1.0080
21 CH1 2 GLC C2 7 0.2320 13.0190
22 OA 2 GLC O2 7 -0.6420 15.9994
23 H 2 GLC H2 7 0.4100 1.0080
24 CH1 2 GLC C3 8 0.2320 13.0190
Anhänge
A-3
25 OA 2 GLC O3 8 -0.6420 15.9994
26 H 2 GLC H3 8 0.4100 1.0080
27 CH1 2 GLC C4 9 0.2320 13.0190
28 OA 2 GLC O4 9 -0.3600 15.9994
; total Charge 0.0000000
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
; residue 1
1 2 2 glc_b_co ; C1 O5
2 3 2 glc_b_co ; O5 C5
3 4 2 glc_b_cc ; C5 C6
4 5 2 glc_b_co ; C6 O6
5 6 2 glc_b_oh ; O6 H6
7 1 2 glc_b_cc ; C2 C1
7 8 2 glc_b_co ; C2 O2
8 9 2 glc_b_oh ; O2 H2
10 7 2 glc_b_cc ; C3 C2
10 11 2 glc_b_co ; C3 O3
11 12 2 glc_b_oh ; O3 H3
13 3 2 glc_b_cc ; C4 C5
13 10 2 glc_b_cc ; C4 C3
14 13 2 glc_b_co ; O4 C4
; connection
14 15 2 glc_b_co ; O4 C1
; residue 2
15 16 2 glc_b_co ; C1 O5
16 17 2 glc_b_co ; O5 C5
17 18 2 glc_b_cc ; C5 C6
18 19 2 glc_b_co ; C6 O6
19 20 2 glc_b_oh ; O6 H6
21 15 2 glc_b_cc ; C2 C1
21 22 2 glc_b_co ; C2 O2
22 23 2 glc_b_oh ; O2 H2
24 21 2 glc_b_cc ; C3 C2
24 25 2 glc_b_co ; C3 O3
25 26 2 glc_b_oh ; O3 H3
27 17 2 glc_b_cc ; C4 C5
27 24 2 glc_b_cc ; C4 C3
28 27 2 glc_b_co ; O4 C4
; Termination PBC
28 1 2 glc_b_co ; O4 C1
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
; residue 1
1 4 1 ; C1 C6
2 5 1 ; O5 O6
3 6 1 ; C5 H6
7 3 1 ; C2 C5
8 2 1 ; O2 O5
9 1 1 ; H2 C1
10 2 1 ; C3 O5
10 4 1 ; C3 C6
10 9 1 ; C3 H2
11 1 1 ; O3 C1
11 3 1 ; O3 C5
11 8 1 ; O3 O2
12 7 1 ; H3 C2
13 1 1 ; C4 C1
13 5 1 ; C4 O6
13 8 1 ; C4 O2
13 12 1 ; C4 H3
14 2 1 ; O4 O5
14 4 1 ; O4 C6
14 7 1 ; O4 C2
14 11 1 ; O4 O3
; connection
3 15 1 ; C5 C1+
10 15 1 ; C3 C1+
13 16 1 ; C4 O5+
13 21 1 ; C4 C2+
14 17 1 ; O4 C5+
14 22 1 ; O4 O2+
14 24 1 ; O4 C3+
; residue 2
15 18 1 ; C1 C6
16 19 1 ; O5 O6
Anhänge
A-4
17 20 1 ; C5 H6
21 17 1 ; C2 C5
22 16 1 ; O2 O5
23 15 1 ; H2 C1
24 16 1 ; C3 O5
24 18 1 ; C3 C6
24 23 1 ; C3 H2
25 15 1 ; O3 C1
25 17 1 ; O3 C5
25 22 1 ; O3 O2
26 21 1 ; H3 C2
27 15 1 ; C4 C1
27 19 1 ; C4 O6
27 22 1 ; C4 O2
27 26 1 ; C4 H3
28 16 1 ; O4 O5
28 18 1 ; O4 C6
28 21 1 ; O4 C2
28 25 1 ; O4 O3
; Termination PBC
17 1 1 ; C5 C1+
24 1 1 ; C3 C1+
27 2 1 ; C4 O5+
27 7 1 ; C4 C2+
28 3 1 ; O4 C5+
28 8 1 ; O4 O2+
28 10 1 ; O4 C3+
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
; residue 1
1 2 3 2 glc_a_coc ; C1 O5 C5
2 3 4 2 glc_a_cco ; O5 C5 C6
3 4 5 2 glc_a_cco ; C5 C6 O6
4 5 6 2 glc_a_coh ; C6 O6 H6
7 1 2 2 glc_a_cco ; C2 C1 O5
7 8 9 2 glc_a_coh ; C2 O2 H2
8 7 1 2 glc_a_cco ; O2 C2 C1
10 7 1 2 glc_a_ccc ; C3 C2 C1
10 7 8 2 glc_a_cco ; C3 C2 O2
10 11 12 2 glc_a_coh ; C3 O3 H3
10 13 3 2 glc_a_ccc ; C3 C4 C5
11 10 7 2 glc_a_cco ; O3 C3 C2
13 3 2 2 glc_a_cco ; C4 C5 O5
13 3 4 2 glc_a_ccc ; C4 C5 C6
13 10 7 2 glc_a_ccc ; C4 C3 C2
13 10 11 2 glc_a_cco ; C4 C3 O3
14 13 3 2 glc_a_cco ; O4 C4 C5
14 13 10 2 glc_a_cco ; O4 C4 C3
; connection
21 15 14 2 glc_a_cco ; C2+ C1+ O4
16 15 14 2 glc_a_oco ; O5+ C1+ O4
15 14 13 2 glc_a_coc ; C1+ O4 C4
; residue 2
15 16 17 2 glc_a_coc ; C1 O5 C5
16 17 18 2 glc_a_cco ; O5 C5 C6
17 18 19 2 glc_a_cco ; C5 C6 O6
18 19 20 2 glc_a_coh ; C6 O6 H6
21 15 16 2 glc_a_cco ; C2 C1 O5
21 22 23 2 glc_a_coh ; C2 O2 H2
22 21 15 2 glc_a_cco ; O2 C2 C1
24 21 15 2 glc_a_ccc ; C3 C2 C1
24 21 22 2 glc_a_cco ; C3 C2 O2
24 25 26 2 glc_a_coh ; C3 O3 H3
24 27 17 2 glc_a_ccc ; C3 C4 C5
25 24 21 2 glc_a_cco ; O3 C3 C2
27 17 16 2 glc_a_cco ; C4 C5 O5
27 17 18 2 glc_a_ccc ; C4 C5 C6
27 24 21 2 glc_a_ccc ; C4 C3 C2
27 24 25 2 glc_a_cco ; C4 C3 O3
28 27 17 2 glc_a_cco ; O4 C4 C5
28 27 24 2 glc_a_cco ; O4 C4 C3
; Termination PBC
7 1 28 2 glc_a_cco ; C2+ C1+ O4
2 1 28 2 glc_a_oco ; O5+ C1+ O4
1 28 27 2 glc_a_coc ; C1+ O4 C4
[ dihedrals ]
Anhänge
A-5
; improper
; ai aj ak al fu c0, c1
; residue 1
7 8 10 1 2 glc_imp ; imp C2 O2
10 11 7 13 2 glc_imp ; imp C3 O3
13 10 14 3 2 glc_imp ; imp C4 C3
3 2 4 13 2 glc_imp ; imp C5 O5
; connection
15 14 16 21 2 glc_imp ; imp C1+ O4
; residue 2
21 22 24 15 2 glc_imp ; imp C2 O2
24 25 21 27 2 glc_imp ; imp C3 O3
27 24 28 17 2 glc_imp ; imp C4 C3
17 16 18 27 2 glc_imp ; imp C5 O5
; Termination PBC
1 28 2 7 2 glc_imp ; imp C1+ O4
; proper
; residue 1
7 1 2 3 1 0 3.770 3 ; dih C2–C1–O5–C5
13 3 2 1 1 0 3.770 3 ; dih C4–C5–O5–C1
1 7 10 13 1 0 5.920 3 ; dih C1–C2–C3–C4
7 10 13 3 1 0 5.920 3 ; dih C2–C3–C4–C5
10 7 1 2 1 0 5.920 3 ; dih C3–C2–C1–O5
10 13 3 2 1 0 5.920 3 ; dih C3–C4–C5–O5
8 7 10 11 1 0 2.090 2 ; dih O2–C2–C3–O3
11 10 13 14 1 0 2.090 2 ; dih O3–C3–C4–O4
13 10 7 8 1 0 0.418 2 ; dih C4–C3–C2–O2
1 7 10 11 1 0 0.418 2 ; dih C1–C2–C3–O3
3 13 10 11 1 0 0.418 2 ; dih C5–C4–C3–O3
7 10 13 14 1 0 0.418 2 ; dih C2–C3–C4–O4
4 3 13 14 1 0 0.418 2 ; dih C6–C5–C4–O4
10 7 1 2 1 0 0.418 2 ; dih C3–C2–C1–O5
10 13 3 2 1 0 0.418 2 ; dih C3–C4–C5–O5
2 3 4 5 1 0 9.500 3 ; dih O5–C5–C6–O6_a(w˜)
2 3 4 5 1 180 9.350 1 ; dih O5–C5–C6–O6_a(w˜)
1 7 8 9 1 0 3.900 3 ; dih C1–C2–O2–H2_(x2)
7 10 11 12 1 0 3.900 3 ; dih C2–C3–O3–H3_(x3)
3 4 5 6 1 0 3.900 3 ; dih C5–C6–O6–H6_(x6)
; connection
10 13 14 15 1 0 3.900 3 ; dih C3 –C4 –O4 –C1*
14 15 21 22 1 0 2.090 2 ; dih O4 –C1*–C2*–O2*
24 21 15 14 1 0 0.418 2 ; dih C3*–C2*–C1*–O4
16 15 14 13 1 0 4.690 3 ; dih O5*–C1*–O4 –C4
16 15 14 13 1 180 3.410 1 ; dih O5*–C1*–O4 –C4
; residue 2
21 15 16 17 1 0 3.770 3 ; dih C2–C1–O5–C5
27 17 16 15 1 0 3.770 3 ; dih C4–C5–O5–C1
15 21 24 27 1 0 5.920 3 ; dih C1–C2–C3–C4
21 24 27 17 1 0 5.920 3 ; dih C2–C3–C4–C5
24 21 15 16 1 0 5.920 3 ; dih C3–C2–C1–O5
24 27 17 16 1 0 5.920 3 ; dih C3–C4–C5–O5
22 21 24 25 1 0 2.090 2 ; dih O2–C2–C3–O3
25 24 27 28 1 0 2.090 2 ; dih O3–C3–C4–O4
27 24 21 22 1 0 0.418 2 ; dih C4–C3–C2–O2
15 21 24 25 1 0 0.418 2 ; dih C1–C2–C3–O3
17 27 24 25 1 0 0.418 2 ; dih C5–C4–C3–O3
21 24 27 28 1 0 0.418 2 ; dih C2–C3–C4–O4
18 17 27 28 1 0 0.418 2 ; dih C6–C5–C4–O4
24 21 15 16 1 0 0.418 2 ; dih C3–C2–C1–O5
24 27 17 16 1 0 0.418 2 ; dih C3–C4–C5–O5
16 17 18 19 1 0 9.500 3 ; dih O5–C5–C6–O6_a(w˜)
16 17 18 19 1 180 9.350 1 ; dih O5–C5–C6–O6_a(w˜)
15 21 22 23 1 0 3.900 3 ; dih C1–C2–O2–H2_(x2)
21 24 25 26 1 0 3.900 3 ; dih C2–C3–O3–H3_(x3)
17 18 19 20 1 0 3.900 3 ; dih C5–C6–O6–H6_(x6)
; Termination PBC
24 27 28 1 1 0 3.900 3 ; dih C3 –C4 –O4 –C1*
28 1 7 8 1 0 2.090 2 ; dih O4 –C1*–C2*–O2*
10 7 1 28 1 0 0.418 2 ; dih C3*–C2*–C1*–O4
2 1 28 27 1 0 4.690 3 ; dih O5*–C1*–O4 –C4
2 1 28 27 1 180 3.410 1 ; dih O5*–C1*–O4 –C4
Anhänge
A-6
A.2.2 Ligand Amid 2.1
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.000 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 2 0.072 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 2 0.073 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 2 0.073 14.0270
5 N 1 DRG NAE 2 0.116 14.0067
6 C 1 DRG CAJ 2 0.343 12.0110
7 O 1 DRG OAI 2 -0.727 15.9994
8 CH3 1 DRG CAM 2 0.050 15.0350
9 CH2 1 DRG CAF 3 0.080 14.0270
10 CH2 1 DRG CAG 3 0.081 14.0270
11 N 1 DRG NAH 3 0.122 14.0067
12 H 1 DRG HAT 3 -0.013 1.0080
13 C 1 DRG CAL 3 0.361 12.0110
14 O 1 DRG OAK 3 -0.690 15.9994
15 CH3 1 DRG CAN 3 0.059 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAA CAB
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAD
4 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAD NAE
5 6 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAE CAJ
5 9 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAF
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAJ OAI
6 8 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ CAM
9 10 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAG
10 11 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAG NAH
11 12 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAT
11 13 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAH CAL
13 14 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAL OAK
13 15 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAN
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA CAD
2 5 1 ; CAB NAE
3 6 1 ; CAC CAJ
3 9 1 ; CAC CAF
4 7 1 ; CAD OAI
4 8 1 ; CAD CAM
4 10 1 ; CAD CAG
5 11 1 ; NAE NAH
6 10 1 ; CAJ CAG
7 9 1 ; OAI CAF
8 9 1 ; CAM CAF
9 12 1 ; CAF HAT
9 13 1 ; CAF CAL
10 14 1 ; CAG OAK
10 15 1 ; CAG CAN
12 14 1 ; HAT OAK
12 15 1 ; HAT CAN
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAA CAB CAC
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAB CAC CAD
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAD NAE
4 5 6 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAD NAE CAJ
4 5 9 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAF
6 5 9 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAJ NAE CAF
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAJ OAI
5 6 8 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAE CAJ CAM
7 6 8 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAI CAJ CAM
5 9 10 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAF CAG
9 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAG NAH
10 11 12 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAG NAH HAT
10 11 13 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAL
12 11 13 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAT NAH CAL
11 13 14 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAH CAL OAK
11 13 15 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAH CAL CAN
14 13 15 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAK CAL CAN
Anhänge
A-7
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 9 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAD CAJ CAF
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAJ NAE OAI CAM
11 10 12 13 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG HAT CAL
13 11 14 15 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAL NAH OAK CAN
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAD CAC CAB CAA
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAE CAD CAC CAB
3 4 5 9 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAF
8 6 5 4 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAM CAJ NAE CAD
10 9 5 4 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAG CAF NAE CAD
11 10 9 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAH CAG CAF NAE
9 10 11 13 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAF CAG NAH CAL
15 13 11 10 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAN CAL NAH CAG
A.2.3 Ligand Amin 1.1
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.000 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 2 0.118 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 2 0.120 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 2 0.118 14.0270
5 NL 1 DRG NAE 2 -0.261 14.0067
6 H 1 DRG HAQ 2 -0.003 1.0080
7 CH2 1 DRG CAF 2 0.118 14.0270
8 CH2 1 DRG CAG 2 0.118 14.0270
9 NL 1 DRG NAH 2 0.681 14.0067
10 H 1 DRG HAO 2 -0.003 1.0080
11 H 1 DRG HAP 2 -0.003 1.0080
12 H 1 DRG HAN 2 -0.003 1.0080
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAA CAB
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAD
4 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAD NAE
5 6 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAE HAQ
5 7 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAF
7 8 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAG
8 9 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAG NAH
9 10 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAO
9 11 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAP
9 12 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAN
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA CAD
2 5 1 ; CAB NAE
3 6 1 ; CAC HAQ
3 7 1 ; CAC CAF
4 8 1 ; CAD CAG
5 9 1 ; NAE NAH
6 8 1 ; HAQ CAG
7 10 1 ; CAF HAO
7 11 1 ; CAF HAP
7 12 1 ; CAF HAN
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAA CAB CAC
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAB CAC CAD
3 4 5 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAC CAD NAE
4 5 6 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAD NAE HAQ
4 5 7 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAD NAE CAF
6 5 7 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HAQ NAE CAF
5 7 8 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAE CAF CAG
7 8 9 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAF CAG NAH
8 9 10 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAG NAH HAO
8 9 11 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAG NAH HAP
8 9 12 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAG NAH HAN
10 9 11 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; HAO NAH HAP
10 9 12 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; HAO NAH HAN
11 9 12 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; HAP NAH HAN
Anhänge
A-8
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 7 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAE CAD HAQ CAF
9 8 10 11 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAH CAG HAO HAP
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAD CAC CAB CAA
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAE CAD CAC CAB
3 4 5 7 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAC CAD NAE CAF
8 7 5 4 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAG CAF NAE CAD
9 8 7 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAH CAG CAF NAE
7 8 9 12 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAF CAG NAH HAN
A.2.4 Ligand 3.1
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAB 1 0.000 15.0350
2 OA 1 DRG OAC 2 -0.209 15.9994
3 CH2 1 DRG CAD 2 0.209 14.0270
4 CH2 1 DRG CAE 3 0.242 14.0270
5 OA 1 DRG OAF 3 -0.188 15.9994
6 C 1 DRG CAG 3 0.363 12.0110
7 O 1 DRG OAA 3 -0.684 15.9994
8 N 1 DRG NAH 3 0.122 14.0067
9 H 1 DRG HAX 3 -0.014 1.0080
10 CH2 1 DRG CAI 3 0.080 14.0270
11 CH2 1 DRG CAJ 3 0.079 14.0270
12 CH2 1 DRG CAR 4 -0.030 14.0270
13 N 1 DRG NAQ 4 0.060 14.0067
14 H 1 DRG HAY 4 -0.030 1.0080
15 C 1 DRG CAP 5 0.359 12.0110
16 O 1 DRG OAT 5 -0.692 15.9994
17 OA 1 DRG OAO 5 -0.190 15.9994
18 CH2 1 DRG CAN 5 0.238 14.0270
19 CH2 1 DRG CAM 5 0.238 14.0270
20 OA 1 DRG OAL 5 -0.191 15.9994
21 CH2 1 DRG CAK 5 0.238 14.0270
22 C 1 DRG CAS 6 0.000 13.0190
23 C 1 DRG CAU 7 0.000 14.0270
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAB OAC
2 3 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAC CAD
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAD CAE
4 5 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAE OAF
5 6 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; OAF CAG
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAG OAA
6 8 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAG NAH
8 9 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAX
8 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAH CAI
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAI CAJ
11 12 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ CAR
12 13 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAR NAQ
13 14 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAQ HAY
13 15 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAQ CAP
15 16 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAP OAT
15 17 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; CAP OAO
17 18 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAO CAN
18 19 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAN CAM
19 20 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAM OAL
20 21 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAL CAK
21 22 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAK CAS
22 23 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAS CAU
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAB CAE
2 5 1 ; OAC OAF
3 6 1 ; CAD CAG
4 7 1 ; CAE OAA
4 8 1 ; CAE NAH
5 9 1 ; OAF HAX
5 10 1 ; OAF CAI
6 11 1 ; CAG CAJ
7 9 1 ; OAA HAX
7 10 1 ; OAA CAI
Anhänge
A-9
8 12 1 ; NAH CAR
9 11 1 ; HAX CAJ
10 13 1 ; CAI NAQ
11 14 1 ; CAJ HAY
11 15 1 ; CAJ CAP
12 16 1 ; CAR OAT
12 17 1 ; CAR OAO
13 18 1 ; NAQ CAN
14 16 1 ; HAY OAT
14 17 1 ; HAY OAO
15 19 1 ; CAP CAM
16 18 1 ; OAT CAN
17 20 1 ; OAO OAL
18 21 1 ; CAN CAK
19 22 1 ; CAM CAS
20 23 1 ; OAL CAU
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAB OAC CAD
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAC CAD CAE
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAD CAE OAF
4 5 6 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAE OAF CAG
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAF CAG OAA
5 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAF CAG NAH
7 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAA CAG NAH
6 8 9 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; CAG NAH HAX
6 8 10 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAI
9 8 10 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; HAX NAH CAI
8 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAH CAI CAJ
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAI CAJ CAR
11 12 13 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAJ CAR NAQ
12 13 14 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAR NAQ HAY
12 13 15 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAR NAQ CAP
14 13 15 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAY NAQ CAP
13 15 16 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAQ CAP OAT
13 15 17 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAQ CAP OAO
16 15 17 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAT CAP OAO
15 17 18 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAP OAO CAN
17 18 19 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAO CAN CAM
18 19 20 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAN CAM OAL
19 20 21 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAM OAL CAK
20 21 22 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAL CAK CAS
21 22 23 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; CAK CAS CAU
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAG OAF OAA NAH
8 6 9 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG HAX CAI
13 12 14 15 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAQ CAR HAY CAP
15 13 16 17 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAP NAQ OAT OAO
4 3 2 1 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAE CAD OAC CAB
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih OAF CAE CAD OAC
3 4 5 6 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAD CAE OAF CAG
8 6 5 4 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAH CAG OAF CAE
5 6 8 10 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAF CAG NAH CAI
11 10 8 6 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAJ CAI NAH CAG
12 11 10 8 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAR CAJ CAI NAH
13 12 11 10 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAQ CAR CAJ CAI
11 12 13 15 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAJ CAR NAQ CAP
17 15 13 12 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAO CAP NAQ CAR
13 15 17 18 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAQ CAP OAO CAN
19 18 17 15 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAM CAN OAO CAP
20 19 18 17 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih OAL CAM CAN OAO
18 19 20 21 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAN CAM OAL CAK
22 21 20 19 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAS CAK OAL CAM
20 21 22 23 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih OAL CAK CAS CAU
A.2.5 Ligand 3.2
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAB 1 0.040 15.0350
2 OA 1 DRG OAC 1 -0.230 15.9994
3 CH2 1 DRG CAD 1 0.190 14.0270
4 CH2 1 DRG CAE 2 0.261 14.0270
Anhänge
A-10
5 OA 1 DRG OAF 2 -0.182 15.9994
6 C 1 DRG CAG 2 0.374 12.0110
7 O 1 DRG OAA 2 -0.669 15.9994
8 N 1 DRG NAH 2 0.129 14.0067
9 H 1 DRG HBK 2 -0.009 1.0080
10 CH2 1 DRG CAI 2 0.096 14.0270
11 CH2 1 DRG CAJ 3 0.091 14.0270
12 CH2 1 DRG CAP 3 0.092 14.0270
13 N 1 DRG NAO 3 0.124 14.0067
14 H 1 DRG HBL 3 -0.011 1.0080
15 C 1 DRG CAN 3 0.361 12.0110
16 O 1 DRG OAR 3 -0.695 15.9994
17 OA 1 DRG OAM 3 -0.188 15.9994
18 CH1 1 DRG CAL 3 0.226 13.0190
19 CH3 1 DRG CAK 4 0.106 15.0350
20 CH2 1 DRG CAQ 4 0.123 14.0270
21 NL 1 DRG NAT 4 -0.229 14.0067
22 CH2 1 DRG CAZ 5 0.080 14.0270
23 CH2 1 DRG CBA 5 0.079 14.0270
24 CH2 1 DRG CBB 5 0.079 14.0270
25 NL 1 DRG NBC 5 -0.297 14.0067
26 CH3 1 DRG CBE 5 0.059 15.0350
27 CH3 1 DRG CBD 6 0.060 15.0350
28 CH2 1 DRG CAU 6 0.079 14.0270
29 CH2 1 DRG CAV 6 0.080 14.0270
30 CH2 1 DRG CAW 6 0.079 14.0270
31 NL 1 DRG NAX 6 -0.298 14.0067
32 CH3 1 DRG CAS 7 0.000 15.0350
33 CH3 1 DRG CAY 8 0.000 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAB OAC
2 3 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAC CAD
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAD CAE
4 5 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAE OAF
5 6 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; OAF CAG
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAG OAA
6 8 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAG NAH
8 9 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HBK
8 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAH CAI
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAI CAJ
11 12 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ CAP
12 13 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAP NAO
13 14 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAO HBL
13 15 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAO CAN
15 16 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAN OAR
15 17 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; CAN OAM
17 18 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAM CAL
18 19 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAK
18 20 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAQ
20 21 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAQ NAT
21 22 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAT CAZ
21 28 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAT CAU
22 23 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAZ CBA
23 24 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CBA CBB
24 25 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CBB NBC
25 26 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NBC CBE
25 27 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NBC CBD
28 29 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAU CAV
29 30 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAV CAW
30 31 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAW NAX
31 32 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAX CAS
31 33 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAX CAY
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAB CAE
2 5 1 ; OAC OAF
3 6 1 ; CAD CAG
4 7 1 ; CAE OAA
4 8 1 ; CAE NAH
5 9 1 ; OAF HBK
5 10 1 ; OAF CAI
6 11 1 ; CAG CAJ
7 9 1 ; OAA HBK
7 10 1 ; OAA CAI
8 12 1 ; NAH CAP
9 11 1 ; HBK CAJ
10 13 1 ; CAI NAO
Anhänge
A-11
11 14 1 ; CAJ HBL
11 15 1 ; CAJ CAN
12 16 1 ; CAP OAR
12 17 1 ; CAP OAM
13 18 1 ; NAO CAL
14 16 1 ; HBL OAR
14 17 1 ; HBL OAM
15 19 1 ; CAN CAK
15 20 1 ; CAN CAQ
16 18 1 ; OAR CAL
17 21 1 ; OAM NAT
18 22 1 ; CAL CAZ
18 28 1 ; CAL CAU
19 21 1 ; CAK NAT
20 23 1 ; CAQ CBA
20 29 1 ; CAQ CAV
21 24 1 ; NAT CBB
21 30 1 ; NAT CAW
22 25 1 ; CAZ NBC
22 29 1 ; CAZ CAV
23 26 1 ; CBA CBE
23 27 1 ; CBA CBD
23 28 1 ; CBA CAU
28 31 1 ; CAU NAX
29 32 1 ; CAV CAS
29 33 1 ; CAV CAY
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAB OAC CAD
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAC CAD CAE
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAD CAE OAF
4 5 6 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAE OAF CAG
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAF CAG OAA
5 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAF CAG NAH
7 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAA CAG NAH
6 8 9 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; CAG NAH HBK
6 8 10 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAI
9 8 10 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; HBK NAH CAI
8 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAH CAI CAJ
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAI CAJ CAP
11 12 13 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAJ CAP NAO
12 13 14 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAP NAO HBL
12 13 15 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAP NAO CAN
14 13 15 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HBL NAO CAN
13 15 16 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAO CAN OAR
13 15 17 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAO CAN OAM
16 15 17 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAR CAN OAM
15 17 18 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAN OAM CAL
17 18 19 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAM CAL CAK
17 18 20 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAM CAL CAQ
19 18 20 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAK CAL CAQ
18 20 21 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAL CAQ NAT
20 21 22 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAQ NAT CAZ
20 21 28 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAQ NAT CAU
22 21 28 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAZ NAT CAU
21 22 23 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAT CAZ CBA
22 23 24 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAZ CBA CBB
23 24 25 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CBA CBB NBC
24 25 26 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CBB NBC CBE
24 25 27 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CBB NBC CBD
26 25 27 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CBE NBC CBD
21 28 29 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAT CAU CAV
28 29 30 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAU CAV CAW
29 30 31 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAV CAW NAX
30 31 32 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAW NAX CAS
30 31 33 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAW NAX CAY
32 31 33 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAS NAX CAY
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAG OAF OAA NAH
8 6 9 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG HBK CAI
13 12 14 15 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAO CAP HBL CAN
15 13 16 17 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAN NAO OAR OAM
18 17 19 20 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp CAL OAM CAK CAQ
21 20 28 22 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAT CAQ CAU CAZ
25 24 26 27 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NBC CBB CBE CBD
31 30 32 33 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAX CAW CAS CAY
4 3 2 1 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAE CAD OAC CAB
Anhänge
A-12
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih OAF CAE CAD OAC
3 4 5 6 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAD CAE OAF CAG
8 6 5 4 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAH CAG OAF CAE
5 6 8 10 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAF CAG NAH CAI
11 10 8 6 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAJ CAI NAH CAG
12 11 10 8 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAP CAJ CAI NAH
13 12 11 10 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAO CAP CAJ CAI
11 12 13 15 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAJ CAP NAO CAN
17 15 13 12 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAM CAN NAO CAP
13 15 17 18 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAO CAN OAM CAL
20 18 17 15 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAQ CAL OAM CAN
21 20 18 17 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAT CAQ CAL OAM
18 20 21 28 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAL CAQ NAT CAU
23 22 21 20 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CBA CAZ NAT CAQ
29 28 21 20 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAV CAU NAT CAQ
24 23 22 21 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CBB CBA CAZ NAT
25 24 23 22 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NBC CBB CBA CAZ
23 24 25 27 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CBA CBB NBC CBD
30 29 28 21 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAW CAV CAU NAT
31 30 29 28 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAX CAW CAV CAU
29 30 31 33 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAV CAW NAX CAY
A.2.6 Ligand tertiäres Amin 1
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.097 15.0350
2 NL 1 DRG NAF 1 0.699 14.0067
3 H 1 DRG HA3 1 -0.006 1.0080
4 CH3 1 DRG CAE 1 0.098 15.0350
5 CH2 1 DRG CAG 1 0.112 14.0270
6 CH2 1 DRG CAH 2 0.108 14.0270
7 CH2 1 DRG CAI 2 0.108 14.0270
8 NL 1 DRG NAJ 2 0.682 14.0067
9 H 1 DRG HA4 2 -0.006 1.0080
10 CH2 1 DRG CAB 2 0.108 14.0270
11 CH3 1 DRG CAC 3 0.072 15.0350
12 CH2 1 DRG CAK 3 0.088 14.0270
13 CH2 1 DRG CAL 3 0.088 14.0270
14 CH2 1 DRG CAM 3 0.088 14.0270
15 NL 1 DRG NAN 3 0.599 14.0067
16 H 1 DRG HA5 3 -0.007 1.0080
17 CH3 1 DRG CAO 3 0.072 15.0350
18 CH3 1 DRG CAD 4 0.000 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAA NAF
2 3 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAF HA3
2 4 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAF CAE
2 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAF CAG
5 6 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAG CAH
6 7 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAH CAI
7 8 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAI NAJ
8 9 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAJ HA4
8 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAJ CAB
8 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAJ CAK
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
12 13 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAK CAL
13 14 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAM
14 15 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAM NAN
15 16 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAN HA5
15 17 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAN CAO
15 18 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAN CAD
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 6 1 ; CAA CAH
2 7 1 ; NAF CAI
3 6 1 ; HA3 CAH
4 6 1 ; CAE CAH
5 8 1 ; CAG NAJ
6 9 1 ; CAH HA4
6 10 1 ; CAH CAB
6 12 1 ; CAH CAK
7 11 1 ; CAI CAC
Anhänge
A-13
7 13 1 ; CAI CAL
8 14 1 ; NAJ CAM
9 11 1 ; HA4 CAC
9 13 1 ; HA4 CAL
10 13 1 ; CAB CAL
11 12 1 ; CAC CAK
12 15 1 ; CAK NAN
13 16 1 ; CAL HA5
13 17 1 ; CAL CAO
13 18 1 ; CAL CAD
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAA NAF HA3
1 2 4 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAA NAF CAE
1 2 5 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAA NAF CAG
3 2 4 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HA3 NAF CAE
3 2 5 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HA3 NAF CAG
4 2 5 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAE NAF CAG
2 5 6 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAF CAG CAH
5 6 7 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAG CAH CAI
6 7 8 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAH CAI NAJ
7 8 9 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAI NAJ HA4
7 8 10 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAI NAJ CAB
7 8 12 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAI NAJ CAK
9 8 10 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HA4 NAJ CAB
9 8 12 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HA4 NAJ CAK
10 8 12 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAB NAJ CAK
8 10 11 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAJ CAB CAC
8 12 13 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAJ CAK CAL
12 13 14 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAK CAL CAM
13 14 15 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAL CAM NAN
14 15 16 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAM NAN HA5
14 15 17 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAM NAN CAO
14 15 18 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAM NAN CAD
16 15 17 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HA5 NAN CAO
16 15 18 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; HA5 NAN CAD
17 15 18 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAO NAN CAD
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
2 1 4 3 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAF CAA CAE HA3
8 7 9 10 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAJ CAI HA4 CAB
15 14 17 16 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAN CAM CAO HA5
6 5 2 1 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAH CAG NAF CAA
7 6 5 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAI CAH CAG NAF
8 7 6 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAJ CAI CAH CAG
6 7 8 12 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAH CAI NAJ CAK
11 10 8 7 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAC CAB NAJ CAI
13 12 8 7 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAL CAK NAJ CAI
14 13 12 8 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAM CAL CAK NAJ
15 14 13 12 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAN CAM CAL CAK
13 14 15 18 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAL CAM NAN CAD
A.2.7 Ligand tertiäres Amin 2
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.079 15.0350
2 NL 1 DRG NAF 1 -0.256 14.0067
3 CH3 1 DRG CAE 1 0.079 15.0350
4 CH2 1 DRG CAG 1 0.098 14.0270
5 CH2 1 DRG CAH 2 0.078 14.0270
6 CH2 1 DRG CAI 2 0.078 14.0270
7 NL 1 DRG NAJ 2 -0.291 14.0067
8 CH2 1 DRG CAB 2 0.077 14.0270
9 CH3 1 DRG CAC 2 0.058 15.0350
10 CH2 1 DRG CAK 3 0.070 14.0270
11 CH2 1 DRG CAL 3 0.069 14.0270
12 CH2 1 DRG CAM 3 0.071 14.0270
13 NL 1 DRG NAN 3 -0.307 14.0067
14 CH3 1 DRG CAD 3 0.048 15.0350
15 CH3 1 DRG CAO 3 0.049 15.0350
Anhänge
A-14
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAA NAF
2 3 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAF CAE
2 4 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAF CAG
4 5 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAG CAH
5 6 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAH CAI
6 7 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAI NAJ
7 8 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAJ CAB
7 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAJ CAK
8 9 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAK CAL
11 12 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAM
12 13 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAM NAN
13 14 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAN CAD
13 15 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAN CAO
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 5 1 ; CAA CAH
2 6 1 ; NAF CAI
3 5 1 ; CAE CAH
4 7 1 ; CAG NAJ
5 8 1 ; CAH CAB
5 10 1 ; CAH CAK
6 9 1 ; CAI CAC
6 11 1 ; CAI CAL
7 12 1 ; NAJ CAM
8 11 1 ; CAB CAL
9 10 1 ; CAC CAK
10 13 1 ; CAK NAN
11 14 1 ; CAL CAD
11 15 1 ; CAL CAO
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAA NAF CAE
1 2 4 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAA NAF CAG
3 2 4 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAE NAF CAG
2 4 5 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAF CAG CAH
4 5 6 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAG CAH CAI
5 6 7 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAH CAI NAJ
6 7 8 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAI NAJ CAB
6 7 10 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAI NAJ CAK
8 7 10 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAB NAJ CAK
7 8 9 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAJ CAB CAC
7 10 11 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; NAJ CAK CAL
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAK CAL CAM
11 12 13 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; CAL CAM NAN
12 13 14 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAM NAN CAD
12 13 15 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAM NAN CAO
14 13 15 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; CAD NAN CAO
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
2 1 4 3 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAF CAA CAG CAE
7 6 8 10 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAJ CAI CAB CAK
13 12 14 15 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp NAN CAM CAD CAO
5 4 2 1 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAH CAG NAF CAA
6 5 4 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAI CAH CAG NAF
7 6 5 4 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAJ CAI CAH CAG
5 6 7 10 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAH CAI NAJ CAK
9 8 7 6 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAC CAB NAJ CAI
11 10 7 6 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAL CAK NAJ CAI
12 11 10 7 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAM CAL CAK NAJ
13 12 11 10 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAN CAM CAL CAK
11 12 13 15 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih CAL CAM NAN CAO
A.2.8 Ligand Urethan 1
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAE 1 0.163 15.0350
2 OA 1 DRG OAD 1 -0.169 15.9994
3 C 1 DRG CAC 1 0.374 12.0110
4 O 1 DRG OAF 1 -0.691 15.9994
5 N 1 DRG NAB 1 0.145 14.0067
Anhänge
A-15
6 H 1 DRG HAH 1 0.014 1.0080
7 CH3 1 DRG CAA 1 0.164 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAE OAD
2 3 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; OAD CAC
3 4 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAC OAF
3 5 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAC NAB
5 6 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAB HAH
5 7 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAB CAA
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAE OAF
1 5 1 ; CAE NAB
2 6 1 ; OAD HAH
2 7 1 ; OAD CAA
4 6 1 ; OAF HAH
4 7 1 ; OAF CAA
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAE OAD CAC
2 3 4 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAD CAC OAF
2 3 5 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAD CAC NAB
4 3 5 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAF CAC NAB
3 5 6 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; CAC NAB HAH
3 5 7 2 117.0 635.0 117.0 635.0 ; CAC NAB CAA
6 5 7 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HAH NAB CAA
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
3 2 4 5 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAC OAD OAF NAB
5 3 6 7 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAB CAC HAH CAA
5 3 2 1 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAB CAC OAD CAE
2 3 5 7 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAD CAC NAB CAA
A.2.9 Ligand Urethan 2
;
;
; This file was generated by PRODRG version AA051202.0505
; PRODRG written by Daan van Aalten and Alexander Schuettelkopf
;
; Questions/comments to dava@davapc1.bioch.dundee.ac.uk
;
; When using this software in a publication, cite:
; A. W. Schuettelkopf and D. M. F. van Aalten (2004).
; PRODRG - a tool for high-throughput crystallography
; of protein-ligand complexes.
; Acta Crystallogr. D60, 1355--1363.
;
;
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAH 1 0.042 15.0350
2 OA 1 DRG OAG 1 -0.231 15.9994
3 CH2 1 DRG CAF 1 0.189 14.0270
4 CH2 1 DRG CAE 2 0.264 14.0270
5 OA 1 DRG OAD 2 -0.179 15.9994
6 C 1 DRG CAC 2 0.377 12.0110
7 O 1 DRG OAI 2 -0.667 15.9994
8 N 1 DRG NAB 2 0.131 14.0067
9 H 1 DRG HAL 2 -0.008 1.0080
10 CH3 1 DRG CAA 2 0.082 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAH OAG
2 3 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAG CAF
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAE
4 5 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAE OAD
5 6 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; OAD CAC
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAC OAI
6 8 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAC NAB
8 9 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAB HAL
8 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAB CAA
Anhänge
A-16
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAH CAE
2 5 1 ; OAG OAD
3 6 1 ; CAF CAC
4 7 1 ; CAE OAI
4 8 1 ; CAE NAB
5 9 1 ; OAD HAL
5 10 1 ; OAD CAA
7 9 1 ; OAI HAL
7 10 1 ; OAI CAA
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAH OAG CAF
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; OAG CAF CAE
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAE OAD
4 5 6 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAE OAD CAC
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAD CAC OAI
5 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAD CAC NAB
7 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAI CAC NAB
6 8 9 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; CAC NAB HAL
6 8 10 2 117.0 635.0 117.0 635.0 ; CAC NAB CAA
9 8 10 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HAL NAB CAA
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAC OAD OAI NAB
8 6 9 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAB CAC HAL CAA
4 3 2 1 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAE CAF OAG CAH
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih OAD CAE CAF OAG
3 4 5 6 1 0.0 1.3 3 0.0 1.3 3 ; dih CAF CAE OAD CAC
8 6 5 4 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAB CAC OAD CAE
5 6 8 10 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAD CAC NAB CAA
A.2.10 Ligand Urethan 3
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.149 15.0350
2 OA 1 DRG OAB 1 -0.168 15.9994
3 C 1 DRG CAC 1 0.385 12.0110
4 O 1 DRG OAL 1 -0.669 15.9994
5 N 1 DRG NAD 1 0.146 14.0067
6 H 1 DRG HAD 1 0.008 1.0080
7 CH2 1 DRG CAE 1 0.149 14.0270
8 CH2 1 DRG CAF 2 0.137 14.0270
9 CH2 1 DRG CAG 2 0.137 14.0270
10 N 1 DRG NAH 2 0.134 14.0067
11 H 1 DRG HAN 2 0.008 1.0080
12 C 1 DRG CAI 2 0.354 12.0110
13 O 1 DRG OAM 2 -0.726 15.9994
14 OA 1 DRG OAJ 2 -0.182 15.9994
15 CH3 1 DRG CAK 2 0.138 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; CAA OAB
2 3 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; OAB CAC
3 4 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAC OAL
3 5 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAC NAD
5 6 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAD HAD
5 7 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAD CAE
7 8 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAE CAF
8 9 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAG
9 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAG NAH
10 11 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAN
10 12 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAH CAI
12 13 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAI OAM
12 14 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; CAI OAJ
14 15 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAJ CAK
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA OAL
1 5 1 ; CAA NAD
2 6 1 ; OAB HAD
2 7 1 ; OAB CAE
Anhänge
A-17
3 8 1 ; CAC CAF
4 6 1 ; OAL HAD
4 7 1 ; OAL CAE
5 9 1 ; NAD CAG
6 8 1 ; HAD CAF
7 10 1 ; CAE NAH
8 11 1 ; CAF HAN
8 12 1 ; CAF CAI
9 13 1 ; CAG OAM
9 14 1 ; CAG OAJ
10 15 1 ; NAH CAK
11 13 1 ; HAN OAM
11 14 1 ; HAN OAJ
13 15 1 ; OAM CAK
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAA OAB CAC
2 3 4 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAB CAC OAL
2 3 5 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAB CAC NAD
4 3 5 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAL CAC NAD
3 5 6 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; CAC NAD HAD
3 5 7 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAC NAD CAE
6 5 7 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; HAD NAD CAE
5 7 8 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAD CAE CAF
7 8 9 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAE CAF CAG
8 9 10 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAG NAH
9 10 11 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAG NAH HAN
9 10 12 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAI
11 10 12 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAN NAH CAI
10 12 13 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAH CAI OAM
10 12 14 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAH CAI OAJ
13 12 14 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAM CAI OAJ
12 14 15 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAI OAJ CAK
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
3 2 4 5 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAC OAB OAL NAD
5 3 6 7 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAD CAC HAD CAE
10 9 11 12 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG HAN CAI
12 10 13 14 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAI NAH OAM OAJ
5 3 2 1 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAD CAC OAB CAA
2 3 5 7 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAB CAC NAD CAE
8 7 5 3 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAF CAE NAD CAC
9 8 7 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAG CAF CAE NAD
10 9 8 7 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAH CAG CAF CAE
8 9 10 12 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAF CAG NAH CAI
14 12 10 9 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAJ CAI NAH CAG
10 12 14 15 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAH CAI OAJ CAK
A.2.11 Ligand 5.1
; Ligand 5.1: Diethylamin
;
; Vorlage: PRODRG
; Anpassungen: - renumbering
; - PRODRG Charges ersetzt durch Gasteiger Charges
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 NL 1 DRG N1 1 -0.316 14.0067
2 H 1 DRG H1 1 0.122 1.0080
3 CH2 1 DRG C1 1 0.077 14.0270
4 CH3 1 DRG C2 1 0.020 15.0350
5 CH2 1 DRG C3 1 0.077 14.0270
6 CH3 1 DRG C4 1 0.020 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
4 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C2 C1
3 1 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; C1 N1
1 2 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; N1 H1
1 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; N1 C3
5 6 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C3 C4
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
4 2 1 ; C2 H1
4 5 1 ; C2 C3
Anhänge
A-18
3 6 1 ; C1 C4
2 6 1 ; H1 C4
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
4 3 1 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; C2 C1 N1
3 1 2 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C1 N1 H1
3 1 5 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C1 N1 C3
2 1 5 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; H1 N1 C3
1 5 6 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; N1 C3 C4
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
1 3 5 2 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp N1 C1 C3 H1
4 3 1 5 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 C1 N1 C3
6 5 1 3 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C4 C3 N1 C1
A.2.12 Ligand 5.2
; (R)-Trimethyl-Silyl-Diethylamin
;
; Vorlage: PRODRG
; Anpassungen: - renumbering
; - Atom#5 Typ: CCL4 => SI
; - Atom#5 mass: 28.0800
; - PRODRG Charges ersetzt durch Gasteiger Charges
; - Kraftkonstanen für SI-C Bindungen angepasst (nach G45a3)
; - Kraftkonstanen für C-SI-C winkel angepasst (nach G45a3)
; - improper dihedal für si(CH3)3 Gruppe überprüft!!!!
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 NL 1 DRG N1 2 -0.316 14.0067
2 H 1 DRG H1 2 0.122 1.0080
3 CH2 1 DRG C1 2 0.078 14.0270
4 CH2 1 DRG C2 2 0.005 14.0270
5 SI 1 DRG Si3 2 0.044 28.0800
6 CH3 1 DRG C4 2 0.010 15.0350
7 CH3 1 DRG C5 2 0.010 15.0350
8 CH3 1 DRG C6 1 0.010 15.0350
9 CH2 1 DRG C7 2 0.077 14.0270
10 CH3 1 DRG C8 3 0.019 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
8 5 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; C6 SI3
5 6 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; SI3 C4
5 7 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; SI3 C5
5 4 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; SI3 C2
4 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C2 C1
3 1 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; C1 N1
1 2 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; N1 H1
1 9 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; N1 C7
9 10 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C7 C8
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
8 3 1 ; C6 C1
5 1 1 ; SI3 N1
6 3 1 ; C4 C1
7 3 1 ; C5 C1
4 2 1 ; C2 H1
4 9 1 ; C2 C7
3 10 1 ; C1 C8
2 10 1 ; H1 C8
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
8 5 6 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C6 SI3 C4
8 5 7 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C6 SI3 C5
8 5 4 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C6 SI3 C2
6 5 7 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C4 SI3 C5
6 5 4 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C4 SI3 C2
7 5 4 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C5 SI3 C2
5 4 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; SI3 C2 C1
4 3 1 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; C2 C1 N1
3 1 2 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C1 N1 H1
3 1 9 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C1 N1 C7
2 1 9 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; H1 N1 C7
1 9 10 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; N1 C7 C8
Anhänge
A-19
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 8 7 6 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp SI3 C6 C5 C4
1 3 2 9 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp N1 C1 C7 H1
3 4 5 8 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih C1 C2 SI3 C6
1 3 4 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih N1 C1 C2 SI3
4 3 1 9 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 C1 N1 C7
10 9 1 3 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C8 C7 N1 C8
A.2.13 Ligand 5.3
; (S)-Trimethyl-Silyl-Diethylamin
;
; Vorlage: PRODRG
; Anpassungen: - renumbering
; - Atom#5 Typ: CCL4 => SI
; - Atom#5 mass: 28.0800
; - PRODRG Charges ersetzt durch Gasteiger Charges
; - Kraftkonstanen für SI-C Bindungen angepasst (nach G45a3)
; - Kraftkonstanen für C-SI-C winkel angepasst (nach G45a3)
; - improper dihedal für si(CH3)3 Gruppe überprüft!!!!
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 NL 1 DRG N1 2 -0.316 14.0067
2 H 1 DRG H1 2 0.122 1.0080
3 CH2 1 DRG C1 2 0.078 14.0270
4 CH2 1 DRG C2 2 0.005 14.0270
5 SI 1 DRG Si3 2 0.044 28.0800
6 CH3 1 DRG C4 2 0.010 15.0350
7 CH3 1 DRG C5 2 0.010 15.0350
8 CH3 1 DRG C6 1 0.010 15.0350
9 CH2 1 DRG C7 2 0.077 14.0270
10 CH3 1 DRG C8 3 0.019 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
8 5 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; C6 SI3
5 6 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; SI3 C4
5 7 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; SI3 C5
5 4 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; SI3 C2
4 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C2 C1
3 1 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; C1 N1
1 2 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; N1 H1
1 9 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; N1 C7
9 10 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C7 C8
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
8 3 1 ; C6 C1
5 1 1 ; SI3 N1
6 3 1 ; C4 C1
7 3 1 ; C5 C1
4 2 1 ; C2 H1
4 9 1 ; C2 C7
3 10 1 ; C1 C8
2 10 1 ; H1 C8
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
8 5 6 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C6 SI3 C4
8 5 7 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C6 SI3 C5
8 5 4 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C6 SI3 C2
6 5 7 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C4 SI3 C5
6 5 4 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C4 SI3 C2
7 5 4 2 109.5 450.0 109.5 450.0 ; C5 SI3 C2
5 4 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; SI3 C2 C1
4 3 1 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; C2 C1 N1
3 1 2 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C1 N1 H1
3 1 9 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C1 N1 C7
2 1 9 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; H1 N1 C7
1 9 10 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; N1 C7 C8
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 8 7 6 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp SI3 C6 C5 C4
1 3 9 2 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp N1 C1 C7 H1
3 4 5 8 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih C1 C2 SI3 C6
1 3 4 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih N1 C1 C2 SI3
Anhänge
A-20
4 3 1 9 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 C1 N1 C7
10 9 1 3 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C8 C7 N1 C8
A.2.14 Ligand 5.4
; (R)-Trimethoxy-Silyl-Diethylamin
;
; Vorlage: PRODRG
; Anpassungen: - renumbering
; - Atom#5 Typ: CCL4 => SI
; - Atom#5 mass: 28.0800
; - PRODRG Charges ersetzt durch Gasteiger Charges
; - Kraftkonstanen für SI-C Bindungen angepasst (nach G45a3)
; - Kraftkonstanen für C-SI-O,O-SI-O& SI-O-C Winkel angepasst (nach G45a3)
; - improper dihedal für si(CH3)3 Gruppe überprüft!!!!
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 NL 1 DRG N1 1 -0.316 14.0067
2 H 1 DRG H1 1 0.122 1.0080
3 CH2 1 DRG C1 1 0.085 14.0270
4 CH2 1 DRG C2 2 0.099 14.0270
5 SI 1 DRG SI3 2 0.243 28.0800
6 OA 1 DRG O4 2 -0.316 15.9994
7 CH3 1 DRG C4 2 0.206 15.0350
8 OA 1 DRG O5 3 -0.316 15.9994
9 CH3 1 DRG C5 3 0.206 15.0350
10 OA 1 DRG O6 2 -0.316 15.9994
11 CH3 1 DRG C6 3 0.206 15.0350
12 CH2 1 DRG C7 1 0.077 14.0270
13 CH3 1 DRG C8 1 0.019 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
13 12 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C8 C7
12 1 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; C7 N1
1 2 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; N1 H1
1 3 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; N1 C1
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C1 C2
4 5 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; C2 SI3
5 6 2 0.163 4720000.0 0.163 4720000.0 ; SI3 O4
5 10 2 0.163 4720000.0 0.163 4720000.0 ; SI3 O6
5 8 2 0.163 4720000.0 0.163 4720000.0 ; SI3 O5
6 7 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O4 C4
10 11 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O6 C6
8 9 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O5 C5
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
13 2 1 ; C8 H1
13 3 1 ; C8 C1
12 4 1 ; C7 C2
1 5 1 ; N1 SI3
2 4 1 ; H1 C2
3 6 1 ; C1 O4
3 10 1 ; C1 O6
3 8 1 ; C1 O5
4 7 1 ; C2 C4
4 11 1 ; C2 C6
4 9 1 ; C2 C5
6 11 1 ; O4 C6
6 9 1 ; O4 C5
7 10 1 ; C4 O6
7 8 1 ; C4 O5
10 9 1 ; O6 C5
11 8 1 ; C6 O5
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
13 12 1 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; C8 C7 N1
12 1 2 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C7 N1 H1
12 1 3 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C7 N1 C1
2 1 3 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; H1 N1 C1
1 3 4 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; N1 C1 C2
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; C1 C2 SI3
4 5 6 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; C2 SI3 O4
4 5 10 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; C2 SI3 O6
4 5 8 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; C2 SI3 O5
Anhänge
A-21
6 5 10 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; O4 SI3 O6
6 5 8 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; O4 SI3 O5
10 5 8 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; O6 SI3 O5
5 6 7 2 120.00 530.00 120.00 530.00 ; SI3 O4 C4
5 10 11 2 120.00 530.00 120.00 530.00 ; SI3 O6 C6
5 8 9 2 120.00 530.00 120.00 530.00 ; SI3 O5 C5
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
1 12 3 2 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp N1 C7 C1 H1
5 4 10 6 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp SI3 C2 O6 O4
13 12 1 3 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C8 C7 N1 C1
4 3 1 12 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 C1 N1 C7
5 4 3 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih SI3 C2 C1 N1
8 5 4 3 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih O5 SI3 C2 C1
4 5 6 7 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 SI3 O4 C4
4 5 10 11 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 SI3 O6 C6
4 5 8 9 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 SI3 O5 C5
A.2.15 Ligand 5.5
; (S)-Trimethoxy-Silyl-Diethylamin
;
; Vorlage: PRODRG
; Anpassungen: - renumbering
; - Atom#5 Typ: CCL4 => SI
; - Atom#5 mass: 28.0800
; - PRODRG Charges ersetzt durch Gasteiger Charges
; - Kraftkonstanen für SI-C Bindungen angepasst (nach G45a3)
; - Kraftkonstanen für C-SI-O,O-SI-O& SI-O-C Winkel angepasst (nach G45a3)
; - improper dihedal für si(CH3)3 Gruppe überprüft!!!!
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 NL 1 DRG N1 1 -0.316 14.0067
2 H 1 DRG H1 1 0.122 1.0080
3 CH2 1 DRG C1 1 0.085 14.0270
4 CH2 1 DRG C2 2 0.099 14.0270
5 SI 1 DRG SI3 2 0.243 28.0800
6 OA 1 DRG O4 2 -0.316 15.9994
7 CH3 1 DRG C4 2 0.206 15.0350
8 OA 1 DRG O5 3 -0.316 15.9994
9 CH3 1 DRG C5 3 0.206 15.0350
10 OA 1 DRG O6 2 -0.316 15.9994
11 CH3 1 DRG C6 3 0.206 15.0350
12 CH2 1 DRG C7 1 0.077 14.0270
13 CH3 1 DRG C8 1 0.019 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
13 12 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C8 C7
12 1 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; C7 N1
1 2 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; N1 H1
1 3 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; N1 C1
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C1 C2
4 5 2 0.187 3590000.0 0.187 3590000.0 ; C2 SI3
5 6 2 0.163 4720000.0 0.163 4720000.0 ; SI3 O4
5 10 2 0.163 4720000.0 0.163 4720000.0 ; SI3 O6
5 8 2 0.163 4720000.0 0.163 4720000.0 ; SI3 O5
6 7 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O4 C4
10 11 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O6 C6
8 9 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O5 C5
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
13 2 1 ; C8 H1
13 3 1 ; C8 C1
12 4 1 ; C7 C2
1 5 1 ; N1 SI3
2 4 1 ; H1 C2
3 6 1 ; C1 O4
3 10 1 ; C1 O6
3 8 1 ; C1 O5
4 7 1 ; C2 C4
4 11 1 ; C2 C6
4 9 1 ; C2 C5
6 11 1 ; O4 C6
6 9 1 ; O4 C5
Anhänge
A-22
7 10 1 ; C4 O6
7 8 1 ; C4 O5
10 9 1 ; O6 C5
11 8 1 ; C6 O5
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
13 12 1 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; C8 C7 N1
12 1 2 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C7 N1 H1
12 1 3 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; C7 N1 C1
2 1 3 2 109.5 425.0 109.5 425.0 ; H1 N1 C1
1 3 4 2 111.0 530.0 111.0 530.0 ; N1 C1 C2
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; C1 C2 SI3
4 5 6 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; C2 SI3 O4
4 5 10 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; C2 SI3 O6
4 5 8 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; C2 SI3 O5
6 5 10 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; O4 SI3 O6
6 5 8 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; O4 SI3 O5
10 5 8 2 109.50 450.00 109.50 450.00 ; O6 SI3 O5
5 6 7 2 120.00 530.00 120.00 530.00 ; SI3 O4 C4
5 10 11 2 120.00 530.00 120.00 530.00 ; SI3 O6 C6
5 8 9 2 120.00 530.00 120.00 530.00 ; SI3 O5 C5
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
1 12 2 3 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp N1 C7 H1 C1
5 4 10 6 2 35.3 334.8 35.3 334.8 ; imp SI3 C2 O6 O4
13 12 1 3 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C8 C7 N1 C1
4 3 1 12 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 C1 N1 C7
5 4 3 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih SI3 C2 C1 N1
8 5 4 3 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih O5 SI3 C2 C1
4 5 6 7 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 SI3 O4 C4
4 5 10 11 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 SI3 O6 C6
4 5 8 9 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih C2 SI3 O5 C5
A.2.16 Ligand 6.0
Entspricht Ligand Amid 2.1
A.2.17 Ligand 6.1
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.044 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 1 0.069 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 1 0.069 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 1 0.070 14.0270
5 N 1 DRG NAE 1 0.116 14.0067
6 C 1 DRG CAJ 1 0.347 12.0110
7 O 1 DRG OAI 1 -0.715 15.9994
8 CH2 1 DRG C 2 0.071 14.0270
9 CH3 1 DRG C 2 0.045 15.0350
10 CH2 1 DRG CAF 2 0.071 14.0270
11 CH2 1 DRG CAG 2 0.071 14.0270
12 N 1 DRG NAH 2 0.117 14.0067
13 H 1 DRG HAT 2 -0.016 1.0080
14 C 1 DRG CAL 2 0.350 12.0110
15 O 1 DRG OAK 2 -0.709 15.9994
16 CH3 1 DRG CAN 3 0.000 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAA CAB
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAD
4 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAD NAE
5 6 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAE CAJ
5 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAF
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAJ OAI
6 8 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ C
8 9 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C C
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAG
11 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAG NAH
12 13 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAT
12 14 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAH CAL
Anhänge
A-23
14 15 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAL OAK
14 16 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAN
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA CAD
2 5 1 ; CAB NAE
3 6 1 ; CAC CAJ
3 10 1 ; CAC CAF
4 7 1 ; CAD OAI
4 8 1 ; CAD C
4 11 1 ; CAD CAG
5 9 1 ; NAE C
5 12 1 ; NAE NAH
6 11 1 ; CAJ CAG
7 9 1 ; OAI C
7 10 1 ; OAI CAF
8 10 1 ; C CAF
10 13 1 ; CAF HAT
10 14 1 ; CAF CAL
11 15 1 ; CAG OAK
11 16 1 ; CAG CAN
13 15 1 ; HAT OAK
13 16 1 ; HAT CAN
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAA CAB CAC
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAB CAC CAD
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAD NAE
4 5 6 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAD NAE CAJ
4 5 10 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAF
6 5 10 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAJ NAE CAF
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAJ OAI
5 6 8 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAE CAJ C
7 6 8 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAI CAJ C
6 8 9 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAJ C C
5 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAF CAG
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAG NAH
11 12 13 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAG NAH HAT
11 12 14 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAL
13 12 14 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAT NAH CAL
12 14 15 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAH CAL OAK
12 14 16 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAH CAL CAN
15 14 16 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAK CAL CAN
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAD CAJ CAF
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAJ NAE OAI C
12 11 13 14 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG HAT CAL
14 12 15 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAL NAH OAK CAN
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAD CAC CAB CAA
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAE CAD CAC CAB
3 4 5 10 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAF
8 6 5 4 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih C CAJ NAE CAD
11 10 5 4 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAG CAF NAE CAD
9 8 6 5 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih C C CAJ NAE
12 11 10 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAH CAG CAF NAE
10 11 12 14 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAF CAG NAH CAL
16 14 12 11 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAN CAL NAH CAG
A.2.18 Ligand 6.2
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 -0.020 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 1 0.010 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 1 0.010 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 2 0.107 14.0270
5 N 1 DRG NAE 2 0.135 14.0067
6 C 1 DRG CAJ 2 0.386 12.0110
7 O 1 DRG OAI 2 -0.650 15.9994
8 OA 1 DRG O 2 -0.175 15.9994
9 CH3 1 DRG C 2 0.091 15.0350
10 CH2 1 DRG CAF 2 0.106 14.0270
11 CH2 1 DRG CAG 3 0.100 14.0270
Anhänge
A-24
12 N 1 DRG NAH 3 0.130 14.0067
13 H 1 DRG H3R 3 -0.009 1.0080
14 C 1 DRG CAL 3 0.371 12.0110
15 O 1 DRG OAK 3 -0.676 15.9994
16 CH3 1 DRG CAN 3 0.084 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAA CAB
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAD
4 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAD NAE
5 6 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAE CAJ
5 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAF
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAJ OAI
6 8 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; CAJ O
8 9 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; O C
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAG
11 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAG NAH
12 13 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH H3R
12 14 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAH CAL
14 15 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAL OAK
14 16 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAN
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA CAD
2 5 1 ; CAB NAE
3 6 1 ; CAC CAJ
3 10 1 ; CAC CAF
4 7 1 ; CAD OAI
4 8 1 ; CAD O
4 11 1 ; CAD CAG
5 9 1 ; NAE C
5 12 1 ; NAE NAH
6 11 1 ; CAJ CAG
7 9 1 ; OAI C
7 10 1 ; OAI CAF
8 10 1 ; O CAF
10 13 1 ; CAF H3R
10 14 1 ; CAF CAL
11 15 1 ; CAG OAK
11 16 1 ; CAG CAN
13 15 1 ; H3R OAK
13 16 1 ; H3R CAN
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAA CAB CAC
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAB CAC CAD
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAD NAE
4 5 6 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAD NAE CAJ
4 5 10 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAF
6 5 10 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAJ NAE CAF
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAJ OAI
5 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAJ O
7 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAI CAJ O
6 8 9 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAJ O C
5 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAF CAG
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAG NAH
11 12 13 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAG NAH H3R
11 12 14 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAL
13 12 14 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; H3R NAH CAL
12 14 15 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAH CAL OAK
12 14 16 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAH CAL CAN
15 14 16 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAK CAL CAN
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAD CAJ CAF
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAJ NAE OAI O
12 11 13 14 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG H3R CAL
14 12 15 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAL NAH OAK CAN
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAD CAC CAB CAA
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAE CAD CAC CAB
3 4 5 10 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAF
8 6 5 4 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih O CAJ NAE CAD
11 10 5 4 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAG CAF NAE CAD
5 6 8 9 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAE CAJ O C
12 11 10 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAH CAG CAF NAE
10 11 12 14 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAF CAG NAH CAL
16 14 12 11 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAN CAL NAH CAG
Anhänge
A-25
A.2.19 Ligand 6.3
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 4 0.039 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 4 0.067 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 3 0.000 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 2 0.061 14.0270
5 N 1 DRG NAE 2 0.114 14.0067
6 C 1 DRG CAJ 2 0.348 12.0110
7 O 1 DRG OAI 2 -0.709 15.9994
8 CH2 1 DRG C 2 0.062 14.0270
9 CH2 1 DRG C 2 0.062 14.0270
10 CH2 1 DRG C 2 0.062 14.0270
11 CH3 1 DRG C 1 0.000 15.0350
12 CH2 1 DRG CAF 4 0.066 14.0270
13 CH2 1 DRG CAG 4 0.067 14.0270
14 N 1 DRG NAH 4 0.117 14.0067
15 H 1 DRG HAT 4 -0.019 1.0080
16 C 1 DRG CAL 4 0.356 12.0110
17 O 1 DRG OAK 4 -0.693 15.9994
18 CH3 1 DRG CAN 5 0.000 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
11 10 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C C
10 9 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C C
9 8 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C C
8 6 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; C CAJ
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAJ OAI
6 5 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAJ NAE
5 4 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAD
5 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAF
4 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAD CAC
3 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAB
2 1 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAA
12 13 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAG
13 14 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAG NAH
14 15 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAH HAT
14 16 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAH CAL
16 17 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAL OAK
16 18 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAN
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
11 8 1 ; C C
10 6 1 ; C CAJ
9 7 1 ; C OAI
9 5 1 ; C NAE
8 4 1 ; C CAD
8 12 1 ; C CAF
6 3 1 ; CAJ CAC
6 13 1 ; CAJ CAG
7 4 1 ; OAI CAD
7 12 1 ; OAI CAF
5 2 1 ; NAE CAB
5 14 1 ; NAE NAH
4 1 1 ; CAD CAA
4 13 1 ; CAD CAG
3 12 1 ; CAC CAF
12 15 1 ; CAF HAT
12 16 1 ; CAF CAL
13 17 1 ; CAG OAK
13 18 1 ; CAG CAN
15 17 1 ; HAT OAK
15 18 1 ; HAT CAN
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
11 10 9 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; C C C
10 9 8 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; C C C
9 8 6 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; C C CAJ
8 6 7 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; C CAJ OAI
8 6 5 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; C CAJ NAE
7 6 5 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAI CAJ NAE
6 5 4 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAJ NAE CAD
6 5 12 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAJ NAE CAF
4 5 12 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAF
Anhänge
A-26
5 4 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAD CAC
4 3 2 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAD CAC CAB
3 2 1 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAB CAA
5 12 13 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAF CAG
12 13 14 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAG NAH
13 14 15 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAG NAH HAT
13 14 16 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAG NAH CAL
15 14 16 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAT NAH CAL
14 16 17 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAH CAL OAK
14 16 18 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAH CAL CAN
17 16 18 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAK CAL CAN
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
6 8 7 5 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAJ C OAI NAE
5 6 4 12 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAJ CAD CAF
14 13 15 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAH CAG HAT CAL
16 14 17 18 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAL NAH OAK CAN
8 9 10 11 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih C C C C
6 8 9 10 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAJ C C C
9 8 6 5 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih C C CAJ NAE
8 6 5 12 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih C CAJ NAE CAF
3 4 5 6 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAJ
13 12 5 6 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAG CAF NAE CAJ
2 3 4 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAB CAC CAD NAE
1 2 3 4 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAA CAB CAC CAD
14 13 12 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAH CAG CAF NAE
12 13 14 16 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAF CAG NAH CAL
18 16 14 13 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAN CAL NAH CAG
A.2.20 Ligand 6.4
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 0.000 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 2 0.064 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 2 0.064 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 2 0.064 14.0270
5 N 1 DRG NAE 2 0.114 14.0067
6 C 1 DRG CAF 2 0.347 12.0110
7 O 1 DRG OAG 2 -0.717 15.9994
8 CH2 1 DRG CAH 2 0.064 14.0270
9 CH3 1 DRG CAI 3 0.042 15.0350
10 CH2 1 DRG CAJ 3 0.068 14.0270
11 CH2 1 DRG CAK 3 0.068 14.0270
12 N 1 DRG NAL 3 0.117 14.0067
13 H 1 DRG HAX 3 -0.018 1.0080
14 C 1 DRG CAN 3 0.354 12.0110
15 O 1 DRG OAO 3 -0.700 15.9994
16 CH2 1 DRG CAP 3 0.069 14.0270
17 CH3 1 DRG CAQ 4 0.000 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAA CAB
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAD
4 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAD NAE
5 6 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAE CAF
5 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAJ
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAF OAG
6 8 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAF CAH
8 9 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAH CAI
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ CAK
11 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAK NAL
12 13 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAL HAX
12 14 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAL CAN
14 15 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAN OAO
14 16 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAN CAP
16 17 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAP CAQ
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA CAD
2 5 1 ; CAB NAE
3 6 1 ; CAC CAF
3 10 1 ; CAC CAJ
Anhänge
A-27
4 7 1 ; CAD OAG
4 8 1 ; CAD CAH
4 11 1 ; CAD CAK
5 9 1 ; NAE CAI
5 12 1 ; NAE NAL
6 11 1 ; CAF CAK
7 9 1 ; OAG CAI
7 10 1 ; OAG CAJ
8 10 1 ; CAH CAJ
10 13 1 ; CAJ HAX
10 14 1 ; CAJ CAN
11 15 1 ; CAK OAO
11 16 1 ; CAK CAP
12 17 1 ; NAL CAQ
13 15 1 ; HAX OAO
13 16 1 ; HAX CAP
15 17 1 ; OAO CAQ
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAA CAB CAC
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAB CAC CAD
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAD NAE
4 5 6 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAD NAE CAF
4 5 10 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAJ
6 5 10 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAF NAE CAJ
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAF OAG
5 6 8 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAE CAF CAH
7 6 8 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAG CAF CAH
6 8 9 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAF CAH CAI
5 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAJ CAK
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAJ CAK NAL
11 12 13 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAK NAL HAX
11 12 14 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAK NAL CAN
13 12 14 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAX NAL CAN
12 14 15 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAL CAN OAO
12 14 16 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAL CAN CAP
15 14 16 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAO CAN CAP
14 16 17 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAN CAP CAQ
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAD CAF CAJ
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAF NAE OAG CAH
12 11 13 14 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAL CAK HAX CAN
14 12 15 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAN NAL OAO CAP
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAD CAC CAB CAA
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAE CAD CAC CAB
3 4 5 10 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAJ
8 6 5 4 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAH CAF NAE CAD
11 10 5 4 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAK CAJ NAE CAD
9 8 6 5 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih CAI CAH CAF NAE
12 11 10 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAL CAK CAJ NAE
10 11 12 14 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAJ CAK NAL CAN
16 14 12 11 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAP CAN NAL CAK
17 16 14 12 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih CAQ CAP CAN NAL
A.2.21 Ligand 6.5
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAA 1 -0.016 15.0350
2 CH2 1 DRG CAB 1 0.007 14.0270
3 CH2 1 DRG CAC 1 0.009 14.0270
4 CH2 1 DRG CAD 2 0.115 14.0270
5 N 1 DRG NAE 2 0.135 14.0067
6 C 1 DRG CAF 2 0.377 12.0110
7 O 1 DRG OAG 2 -0.670 15.9994
8 OA 1 DRG OAH 2 -0.176 15.9994
9 CH3 1 DRG CAI 2 0.103 15.0350
10 CH2 1 DRG CAJ 2 0.116 14.0270
11 CH2 1 DRG CAK 3 0.126 14.0270
12 N 1 DRG NAL 3 0.145 14.0067
13 H 1 DRG HAT 3 -0.004 1.0080
14 C 1 DRG CAN 3 0.405 12.0110
15 O 1 DRG OAO 3 -0.624 15.9994
Anhänge
A-28
16 OA 1 DRG OAP 3 -0.164 15.9994
17 CH3 1 DRG CAQ 3 0.116 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAA CAB
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAC
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAD
4 5 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAD NAE
5 6 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAE CAF
5 10 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAJ
6 7 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAF OAG
6 8 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; CAF OAH
8 9 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAH CAI
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ CAK
11 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAK NAL
12 13 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAL HAT
12 14 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAL CAN
14 15 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAN OAO
14 16 2 0.136 10200000.0 0.136 10200000.0 ; CAN OAP
16 17 2 0.144 6100000.0 0.144 6100000.0 ; OAP CAQ
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAA CAD
2 5 1 ; CAB NAE
3 6 1 ; CAC CAF
3 10 1 ; CAC CAJ
4 7 1 ; CAD OAG
4 8 1 ; CAD OAH
4 11 1 ; CAD CAK
5 9 1 ; NAE CAI
5 12 1 ; NAE NAL
6 11 1 ; CAF CAK
7 9 1 ; OAG CAI
7 10 1 ; OAG CAJ
8 10 1 ; OAH CAJ
10 13 1 ; CAJ HAT
10 14 1 ; CAJ CAN
11 15 1 ; CAK OAO
11 16 1 ; CAK OAP
12 17 1 ; NAL CAQ
13 15 1 ; HAT OAO
13 16 1 ; HAT OAP
15 17 1 ; OAO CAQ
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAA CAB CAC
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAB CAC CAD
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAD NAE
4 5 6 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAD NAE CAF
4 5 10 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAJ
6 5 10 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAF NAE CAJ
5 6 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAF OAG
5 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAE CAF OAH
7 6 8 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAG CAF OAH
6 8 9 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAF OAH CAI
5 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAJ CAK
10 11 12 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAJ CAK NAL
11 12 13 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAK NAL HAT
11 12 14 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAK NAL CAN
13 12 14 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HAT NAL CAN
12 14 15 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAL CAN OAO
12 14 16 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAL CAN OAP
15 14 16 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAO CAN OAP
14 16 17 2 109.5 380.0 109.5 380.0 ; CAN OAP CAQ
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAD CAF CAJ
6 5 7 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAF NAE OAG OAH
12 11 13 14 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAL CAK HAT CAN
14 12 15 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAN NAL OAO OAP
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAD CAC CAB CAA
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAE CAD CAC CAB
3 4 5 10 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAJ
8 6 5 4 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAH CAF NAE CAD
11 10 5 4 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAK CAJ NAE CAD
5 6 8 9 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAE CAF OAH CAI
12 11 10 5 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAL CAK CAJ NAE
10 11 12 14 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAJ CAK NAL CAN
Anhänge
A-29
16 14 12 11 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih OAP CAN NAL CAK
12 14 16 17 1 0.0 3.8 3 0.0 3.8 3 ; dih NAL CAN OAP CAQ
A.2.22 Ligand 6.6
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 CH3 1 DRG CAK 1 0.000 15.0350
2 CH2 1 DRG CAJ 2 0.056 14.0270
3 CH2 1 DRG CAI 2 0.057 14.0270
4 CH2 1 DRG CAH 2 0.056 14.0270
5 C 1 DRG CAF 2 0.355 12.0110
6 O 1 DRG OAG 2 -0.692 15.9994
7 N 1 DRG NAE 2 0.113 14.0067
8 CH2 1 DRG CAD 2 0.055 14.0270
9 CH2 1 DRG CAC 3 0.013 14.0270
10 CH2 1 DRG CAB 3 0.013 14.0270
11 CH3 1 DRG CAA 3 -0.026 15.0350
12 CH2 1 DRG CAL 4 0.058 14.0270
13 CH2 1 DRG CAM 4 0.059 14.0270
14 N 1 DRG NAN 4 0.115 14.0067
15 H 1 DRG HA5 4 -0.022 1.0080
16 C 1 DRG CAP 4 0.358 12.0110
17 O 1 DRG OAQ 4 -0.685 15.9994
18 CH2 1 DRG CAR 4 0.058 14.0270
19 CH2 1 DRG CAS 4 0.059 14.0270
20 CH2 1 DRG CAT 5 0.000 14.0270
21 CH3 1 DRG CAU 6 0.000 15.0350
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 2 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAK CAJ
2 3 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAJ CAI
3 4 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAI CAH
4 5 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAH CAF
5 6 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAF OAG
5 7 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; CAF NAE
7 8 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAD
7 12 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; NAE CAL
8 9 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAD CAC
9 10 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAC CAB
10 11 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAB CAA
12 13 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAL CAM
13 14 2 0.147 8710000.0 0.147 8710000.0 ; CAM NAN
14 15 2 0.100 18700000.0 0.100 18700000.0 ; NAN HA5
14 16 2 0.134 10500000.0 0.134 10500000.0 ; NAN CAP
16 17 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAP OAQ
16 18 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAP CAR
18 19 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAR CAS
19 20 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAS CAT
20 21 2 0.153 7150000.0 0.153 7150000.0 ; CAT CAU
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
1 4 1 ; CAK CAH
2 5 1 ; CAJ CAF
3 6 1 ; CAI OAG
3 7 1 ; CAI NAE
4 8 1 ; CAH CAD
4 12 1 ; CAH CAL
5 9 1 ; CAF CAC
5 13 1 ; CAF CAM
6 8 1 ; OAG CAD
6 12 1 ; OAG CAL
7 10 1 ; NAE CAB
7 14 1 ; NAE NAN
8 11 1 ; CAD CAA
8 13 1 ; CAD CAM
9 12 1 ; CAC CAL
12 15 1 ; CAL HA5
12 16 1 ; CAL CAP
13 17 1 ; CAM OAQ
13 18 1 ; CAM CAR
14 19 1 ; NAN CAS
15 17 1 ; HA5 OAQ
15 18 1 ; HA5 CAR
Anhänge
A-30
16 20 1 ; CAP CAT
17 19 1 ; OAQ CAS
18 21 1 ; CAR CAU
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
1 2 3 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAK CAJ CAI
2 3 4 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAJ CAI CAH
3 4 5 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAI CAH CAF
4 5 6 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; CAH CAF OAG
4 5 7 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; CAH CAF NAE
6 5 7 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; OAG CAF NAE
5 7 8 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAF NAE CAD
5 7 12 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAF NAE CAL
8 7 12 2 116.0 620.0 116.0 620.0 ; CAD NAE CAL
7 8 9 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAD CAC
8 9 10 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAD CAC CAB
9 10 11 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAC CAB CAA
7 12 13 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; NAE CAL CAM
12 13 14 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAL CAM NAN
13 14 15 2 115.0 460.0 115.0 460.0 ; CAM NAN HA5
13 14 16 2 122.0 700.0 122.0 700.0 ; CAM NAN CAP
15 14 16 2 123.0 415.0 123.0 415.0 ; HA5 NAN CAP
14 16 17 2 124.0 730.0 124.0 730.0 ; NAN CAP OAQ
14 16 18 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; NAN CAP CAR
17 16 18 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAQ CAP CAR
16 18 19 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAP CAR CAS
18 19 20 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAR CAS CAT
19 20 21 2 109.5 520.0 109.5 520.0 ; CAS CAT CAU
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 4 6 7 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAF CAH OAG NAE
7 5 8 12 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAE CAF CAD CAL
14 13 15 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp NAN CAM HA5 CAP
16 14 17 18 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAP NAN OAQ CAR
4 3 2 1 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAH CAI CAJ CAK
5 4 3 2 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAF CAH CAI CAJ
3 4 5 7 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih CAI CAH CAF NAE
4 5 7 12 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAH CAF NAE CAL
9 8 7 5 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAC CAD NAE CAF
13 12 7 5 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAM CAL NAE CAF
10 9 8 7 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAB CAC CAD NAE
11 10 9 8 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAA CAB CAC CAD
14 13 12 7 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih NAN CAM CAL NAE
12 13 14 16 1 180.0 1.0 6 180.0 1.0 6 ; dih CAL CAM NAN CAP
18 16 14 13 1 180.0 33.5 2 180.0 33.5 2 ; dih CAR CAP NAN CAM
19 18 16 14 1 0.0 1.0 6 0.0 1.0 6 ; dih CAS CAR CAP NAN
20 19 18 16 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAT CAS CAR CAP
21 20 19 18 1 0.0 5.9 3 0.0 5.9 3 ; dih CAU CAT CAS CAR
A.2.23 Ligand 6.7
; Ligand 6.7: Benzophenon
[ moleculetype ]
; Name nrexcl
DRG 3
[ atoms ]
; nr type resnr resid atom cgnr charge mass
1 C 1 DRG CAA 3 0.436 12.0110
2 C 1 DRG CBA 2 -0.029 12.0110
3 C 1 DRG CCA 3 -0.010 12.0110
4 O 1 DRG OAB 3 -0.591 15.9994
5 CR1 1 DRG CBB 1 0.000 12.0110
6 HC 1 DRG HBB 1 0.000 1.0080
7 CR1 1 DRG CBC 1 0.000 12.0110
8 HC 1 DRG HBC 1 0.000 1.0080
9 CR1 1 DRG CBD 1 0.000 12.0110
10 HC 1 DRG HBD 1 0.000 1.0080
11 CR1 1 DRG CBE 2 0.001 12.0110
12 HC 1 DRG HBE 2 0.014 1.0080
13 CR1 1 DRG CBF 2 0.001 12.0110
14 HC 1 DRG HBF 2 0.013 1.0080
15 CR1 1 DRG CCB 3 0.002 12.0110
16 HC 1 DRG HCB 3 0.039 1.0080
17 CR1 1 DRG CCC 3 0.002 12.0110
18 HC 1 DRG HCC 3 0.039 1.0080
19 CR1 1 DRG CCD 3 0.003 12.0110
20 HC 1 DRG HCD 3 0.039 1.0080
Anhänge
A-31
21 CR1 1 DRG CCE 3 0.002 12.0110
22 HC 1 DRG HCE 3 0.039 1.0080
23 CR1 1 DRG CCF 4 0.000 12.0110
24 HC 1 DRG HCF 4 0.000 1.0080
[ bonds ]
; ai aj fu c0, c1, ...
5 6 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CBB HBB
5 7 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBB CBC
5 2 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBB CBA
7 8 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CBC HBC
7 9 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBC CBD
9 10 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CBD HBD
9 11 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBD CBE
11 12 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CBE HBE
11 13 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBE CBF
13 14 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CBF HBF
13 2 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBF CBA
2 1 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CBA CAA
1 4 2 0.123 16600000.0 0.123 16600000.0 ; CAA OAB
1 3 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CAA CCA
3 15 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CCA CCB
3 23 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CCA CCF
15 16 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CCB HCB
15 17 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CCB CCC
17 18 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CCC HCC
17 19 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CCC CCD
19 20 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CCD HCD
19 21 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CCD CCE
21 22 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CCE HCE
21 23 2 0.139 10800000.0 0.139 10800000.0 ; CCE CCF
23 24 2 0.109 12300000.0 0.109 12300000.0 ; CCF HCF
[ pairs ]
; ai aj fu c0, c1, ...
5 10 1 ; CBB HBD
5 11 1 ; CBB CBE
5 14 1 ; CBB HBF
5 4 1 ; CBB OAB
5 3 1 ; CBB CCA
6 8 1 ; HBB HBC
6 9 1 ; HBB CBD
6 13 1 ; HBB CBF
6 1 1 ; HBB CAA
7 12 1 ; CBC HBE
7 13 1 ; CBC CBF
7 1 1 ; CBC CAA
8 10 1 ; HBC HBD
8 11 1 ; HBC CBE
8 2 1 ; HBC CBA
9 14 1 ; CBD HBF
9 2 1 ; CBD CBA
10 12 1 ; HBD HBE
10 13 1 ; HBD CBF
11 1 1 ; CBE CAA
12 14 1 ; HBE HBF
12 2 1 ; HBE CBA
13 4 1 ; CBF OAB
13 3 1 ; CBF CCA
14 1 1 ; HBF CAA
2 15 1 ; CBA CCB
2 23 1 ; CBA CCF
1 16 1 ; CAA HCB
1 17 1 ; CAA CCC
1 21 1 ; CAA CCE
1 24 1 ; CAA HCF
4 15 1 ; OAB CCB
4 23 1 ; OAB CCF
3 18 1 ; CCA HCC
3 19 1 ; CCA CCD
3 22 1 ; CCA HCE
15 20 1 ; CCB HCD
15 21 1 ; CCB CCE
15 24 1 ; CCB HCF
16 18 1 ; HCB HCC
16 19 1 ; HCB CCD
16 23 1 ; HCB CCF
17 22 1 ; CCC HCE
17 23 1 ; CCC CCF
18 20 1 ; HCC HCD
Anhänge
A-32
18 21 1 ; HCC CCE
19 24 1 ; CCD HCF
20 22 1 ; HCD HCE
20 23 1 ; HCD CCF
22 24 1 ; HCE HCF
[ angles ]
; ai aj ak fu c0, c1, ...
6 5 7 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HBB CBB CBC
6 5 2 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HBB CBB CBA
7 5 2 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBC CBB CBA
5 7 8 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBB CBC HBC
5 7 9 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBB CBC CBD
8 7 9 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HBC CBC CBD
7 9 10 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBC CBD HBD
7 9 11 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBC CBD CBE
10 9 11 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HBD CBD CBE
9 11 12 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBD CBE HBE
9 11 13 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBD CBE CBF
12 11 13 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HBE CBE CBF
11 13 14 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBE CBF HBF
11 13 2 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CBE CBF CBA
14 13 2 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HBF CBF CBA
5 2 13 2 120.0 560.0 120.0 560.0 ; CBB CBA CBF
5 2 1 2 120.0 560.0 120.0 560.0 ; CBB CBA CAA
13 2 1 2 120.0 560.0 120.0 560.0 ; CBF CBA CAA
2 1 4 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; CBA CAA OAB
2 1 3 2 115.0 610.0 115.0 610.0 ; CBA CAA CCA
4 1 3 2 121.0 685.0 121.0 685.0 ; OAB CAA CCA
1 3 15 2 120.0 560.0 120.0 560.0 ; CAA CCA CCB
1 3 23 2 120.0 560.0 120.0 560.0 ; CAA CCA CCF
15 3 23 2 120.0 560.0 120.0 560.0 ; CCB CCA CCF
3 15 16 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCA CCB HCB
3 15 17 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCA CCB CCC
16 15 17 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HCB CCB CCC
15 17 18 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCB CCC HCC
15 17 19 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCB CCC CCD
18 17 19 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HCC CCC CCD
17 19 20 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCC CCD HCD
17 19 21 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCC CCD CCE
20 19 21 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HCD CCD CCE
19 21 22 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCD CCE HCE
19 21 23 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCD CCE CCF
22 21 23 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; HCE CCE CCF
3 23 21 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCA CCF CCE
3 23 24 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCA CCF HCF
21 23 24 2 120.0 505.0 120.0 505.0 ; CCE CCF HCF
[ dihedrals ]
; ai aj ak al fu c0, c1, m, ...
5 2 7 6 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CBB CBA CBC HBB
7 5 9 8 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CBC CBB CBD HBC
9 7 11 10 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CBD CBC CBE HBD
11 9 13 12 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CBE CBD CBF HBE
13 11 2 14 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CBF CBE CBA HBF
2 1 13 5 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CBA CAA CBF CBB
1 3 4 2 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CAA CCA OAB CBA
3 1 23 15 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CCA CAA CCF CCB
15 3 17 16 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CCB CCA CCC HCB
17 15 19 18 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CCC CCB CCD HCC
19 17 21 20 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CCD CCC CCE HCD
21 19 23 22 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CCE CCD CCF HCE
23 3 21 24 2 0.0 167.4 0.0 167.4 ; imp CCF CCA CCE HCF
3 15 17 19 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CCA CCB CCC CCD
15 17 19 21 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CCB CCC CCD CCE
17 19 21 23 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CCC CCD CCE CCF
19 21 23 3 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CCD CCE CCF CCA
21 23 3 15 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CCE CCF CCA CCB
23 3 15 17 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CCF CCA CCB CCC
5 7 9 11 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CBB CBC CBD CBE
7 9 11 13 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CBC CBD CBE CBF
9 11 13 2 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CBD CBE CBF CBA
11 13 2 5 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CBE CBF CBA CBB
13 2 5 7 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CBF CBA CBB CBC
2 5 7 9 2 0.0 209.3 0.0 209.3 ; imp CBA CBB CBC CBD
3 1 2 5 1 180.0 5.9 2 180.0 5.9 2 ; dih CCA CAA CBA CBB
23 3 1 2 1 180.0 5.9 2 180.0 5.9 2 ; dih CCF CCA CAA CBA
Anhänge
A-33
A.3 RDF Diagramme
Tabelle 1: RDF Diagramme für Liganden 5.x an der polaren Oberfläche
#1 #2 #3 #4 #5
Ligand 5.1
DRG-N
Ligand 5.2
DRG-N
Ligand 5.2
DRG-Si
Ligand 5.3
DRG-N
Ligand 5.3
DRG-Si
Ligand 5.4
DRG-N
Ligand 5.4
DRG-O
Ligand 5.4
DRG-Si
Anhänge
A-34
Ligand 5.5
DRG-N
Ligand 5.5
DRG-O
Ligand 5.5
DRG-Si
Tabelle 2: RDF Diagramme für Liganden 5.x an der unpolaren Oberfläche
#1 #2 #3 #4 #5
Ligand 5.1
DRG-N
Ligand 5.2
DRG-N
Ligand 5.2
DRG-Si
Ligand 5.3
DRG-N
Ligand 5.3
DRG-Si
Ligand 5.4
DRG-N
Anhänge
A-35
Ligand 5.4
DRG-O
Ligand 5.4
DRG-Si
Ligand 5.5
DRG-N
Ligand 5.5
DRG-O
Ligand 5.5
DRG-Si
Anhänge
A-36
Tabelle 3:RDF Diagramme für Liganden 6.x an der polaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.0 #1
Ligand 6.0 #2
Ligand 6.0 #3
Ligand 6.0 #4
Ligand 6.0 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.1 #1
Ligand 6.1 #2
8 Anhänge
A-37
Ligand 6.1 #3
Ligand 6.1 #4
Ligand 6.1 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.2 #1
Ligand 6.2 #2
Ligand 6.2 #3
Ligand 6.2 #4
Ligand 6.2 #5
Anhänge
A-38
Ligand 6.2 #1
DRG-O3 Ligand 6.2 #2
DRG-O3 Ligand 6.2 #3
DRG-O3 Ligand 6.2 #4
DRG-O3 Ligand 6.2 #5
DRG-O3
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.3 #1
Ligand 6.3 #2
Ligand 6.3 #3
Ligand 6.3 #4
Ligand 6.3 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.4 #1
8 Anhänge
A-39
Ligand 6.4 #2
Ligand 6.4 #3
Ligand 6.4 #4
Ligand 6.4 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.5 #1
Ligand 6.5 #2
Ligand 6.5 #3
Ligand 6.5 #4
Anhänge
A-40
Ligand 6.5 #5
Ligand 6.5 #1
DRG-O3 Ligand 6.5 #2
DRG-O3 Ligand 6.5 #3
DRG-O3 Ligand 6.5 #4
DRG-O3 Ligand 6.5 #5
DRG-O3
Ligand 6.5 #1
DRG-O4 Ligand 6.5 #2
DRG-O4 Ligand 6.5 #3
DRG-O4 Ligand 6.5 #4
DRG-O4 Ligand 6.5 #5
DRG-O4
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.6 #1
Ligand 6.6 #2
Ligand 6.6 #3
Ligand 6.6 #4
8 Anhänge
A-41
Ligand 6.6 #5
Tabelle 4: RDF Diagramme für Liganden 6.x an der unpolaren Oberfläche
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.0 #1
Ligand 6.0 #2
Ligand 6.0 #3
Ligand 6.0 #4
Ligand 6.0 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.1 #1
Anhänge
A-42
Ligand 6.1 #2
Ligand 6.1 #3
Ligand 6.1 #4
Ligand 6.1 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.2 #1
Ligand 6.2 #2
Ligand 6.2 #3
Ligand 6.2 #4
8 Anhänge
A-43
Ligand 6.2 #5
Ligand 6.2 #1
DRG-O3 Ligand 6.2 #2
DRG-O3 Ligand 6.2 #3
DRG-O3 Ligand 6.2 #4
DRG-O3 Ligand 6.2 #5
DRG-O3
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.3 #1
Ligand 6.3 #2
Ligand 6.3 #3
Ligand 6.3 #4
Ligand 6.3 #5
Anhänge
A-44
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.4 #1
Ligand 6.4 #2
Ligand 6.4 #3
Ligand 6.4 #4
Ligand 6.4 #5
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.5 #1
Ligand 6.5 #2
Ligand 6.5 #3
8 Anhänge
A-45
Ligand 6.5 #4
Ligand 6.5 #5
Ligand 6.5 #1
DRG-O3 Ligand 6.5 #2
DRG-O3 Ligand 6.5 #3
DRG-O3 Ligand 6.5 #4
DRG-O3 Ligand 6.5 #5
DRG-O3
Ligand 6.5 #1
DRG-O4 Ligand 6.5 #2
DRG-O4 Ligand 6.5 #3
DRG-O4 Ligand 6.5 #4
DRG-O4 Ligand 6.5 #5
DRG-O4
DRG-N-SEK DRG-N-TER DRG-O1 DRG-O2
Ligand 6.6 #1
Ligand 6.6 #2
Ligand 6.6 #3
Anhänge
A-46
Ligand 6.6 #4
Ligand 6.6 #5
Ligand 6.7 #1
polare Cellulose
Ligand 6.7 #2
polare Cellulose
Ligand 6.7 #3
polare Cellulose
Ligand 6.7 #4
polare Cellulose
Ligand 6.7 #5
polare Cellulose
Ligand 6.7 #1
unpolare Cell. Ligand 6.7 #2
unpolare Cell. Ligand 6.7 #3
unpolare Cell. Ligand 6.7 #4
unpolare Cell. Ligand 6.7 #5
unpolare Cell.
8 Anhänge
A-47
A.4 Schnittstellenbeschreibungen für iORAo
A.4.1 reactionList.py
NAME
reactionList - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
reactionList.py
Generates an html-page with all reactions.
Depending on the status and configuration, certain reactions are suppressed.
$Id: reactionList.py,v 1.2 2007/10/27 00:30:44 revilo Exp $
VERSION
1.2
A.4.2 prepareJob.py
NAME
prepareJob - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
prepareJob.py
$Id: prepareJob.py,v 1.20 2007/10/27 00:30:44 revilo Exp $
DATA
email = 'oliver.stueker@uni-paderborn.de'
madeby = 'Oliver Stüker'
script = 'prepareJob.py'
version = '1.20 2007/10/27 00:30:44'
VERSION
1.20
A.4.3 zm_editor.py
NAME
zm_editor - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
CGI Z-Matrix Editor
CGI-Interface:
jobdir (required) (*)
contains the name of the Job-Directory (i.e. 'job_2003-03-20_0001')
(*) if no jobdir is given, we take the dir 'test_editor' (for debugging,
will be deleted later)
fname (required) (*)
contains the filename of the current data-file (i.e. 'mp00_000.mop')
(*) if no fname is given, we take 'benzene.mop' (for debugging, will be deleted later)
action (optional)
the action to take place:
already implemented actions:
- init (default)
- delete all mp??_????.mop-files
- copy the data-File to mp00_000.mop
Anhänge
A-48
- write HTML-Page
- edit_replace
- load current file
- increase step-# and set to filename
- do replace operation
- save with new filename
- write HTML-Page
- undo
- reset
- go back to file 'mp00_000.mop'
- continue
- forward to que-Page
to do next:
- edit_replace
* make changes on corresponding atoms
to do later:
- edit_raw
- resume
- refine
data (required if action is edit_replace or edit_raw)
contains the data of the edit action
$Id: zm_editor.py,v 1.28 2007/10/27 00:30:44 revilo Exp $
FUNCTIONS
printHTMLcode(jobdir, files, chimeID='', lang='EN', style='', plugin='')
writes the HTML-Code of the Molecule Editor
DATA
email = 'oliver.stueker@uni-paderborn.de'
madeby = 'Oliver Stüker'
script = 'zm_editor.py'
version = '1.28 2007/10/27 00:30:44'
VERSION
1.28
A.4.4 submitJob.py
NAME
submitJob - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
submitJob
Syntax:
http://host/iorao-
bin/submitJob.py?jobdir=job_2004_01_01_0001&fname=file_1.dat+file_2.dat+file_3.dat
$Id: submitJob.py,v 1.15 2007/10/05 00:29:24 revilo Exp $
DATA
email = 'oliver.stueker@uni-paderborn.de'
madeby = 'Oliver Stüker'
version = '1.15 2007/10/05 00:29:24'
VERSION
1.15
A.4.5 runJob.py
NAME
runJob - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
runJob
Syntax: runjob.py JOBDIR FILE_1 [FILE_2 ... FILE_N]
8 Anhänge
A-49
$Id: runJob.py,v 1.15 2007/10/17 01:55:20 revilo Exp $
FUNCTIONS
gmtime([seconds]) -> (tm_year, tm_mon, tm_day, tm_hour, tm_min,
tm_sec, tm_wday, tm_yday, tm_isdst)
Convert seconds since the Epoch to a time tuple expressing UTC (a.k.a.
GMT). When 'seconds' is not passed in, convert the current time instead.
strftime(format[, tuple]) -> string
Convert a time tuple to a string according to a format specification.
See the library reference manual for formatting codes. When the time tuple
is not present, current time as returned by localtime() is used.
time() -> floating point number
Return the current time in seconds since the Epoch.
Fractions of a second may be present if the system clock provides them.
VERSION
1.15
A.4.6 pleasewait.py
NAME
pleasewait - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
pleasewait.py
Syntax:
http://host/iorao-bin/pleasewait.py?jobdir=job_2004_01_01_0001
$Id: pleasewait.py,v 1.2 2007/10/13 16:31:42 revilo Exp $
VERSION
1.2
A.4.7 show-results.py
NAME
show-results - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
show-results.py
Syntax:
http://host/iorao-bin/show-results.py?jobdir=job_2004_01_01_0001&xyzfile=reaction.xyz
&display=chime|java|jmol
$Id: show-results.py,v 1.6 2007/10/27 00:30:44 revilo Exp $
VERSION
1.6
Anhänge
A-50
A.4.8 iorao
NAME
iorao - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
Package Initialisation
$Id: __init__.py,v 1.7 2007/10/27 00:30:44 revilo Exp $
PACKAGE CONTENTS
classes (package)
io (package)
util (package)
CLASSES
iorao_config
class iorao_config
| configuration class for IORAO
|
| Methods defined here:
|
| __init__(self)
|
| __repr__(self)
|
| readConfig(self, file)
FUNCTIONS
detectHost()
tries to detect the server
locateConfigFile()
locate configuration file
VERSION
1.7
A.4.9 iorao.classes
NAME
iorao.classes - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
Sub-Package Initialisation
$Id: __init__.py,v 1.7 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
PACKAGE CONTENTS
ioraoDatabase
mopac
VERSION
1.7
8 Anhänge
A-51
A.4.10 iorao.classes.mopac
NAME
iorao.classes.mopac - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
classes.mopac
Freatures:
- reading of structures in MOPACs z-matrix and cartesian format
from MOPAC-DAT, -ARC and -OUT Files
- writing of (multiple-)structures to MOPAC-DAT and XYZ Files
- misc operations on z-matrices:
- replacing hydrogens by groups
- interpolating structures
- changing optimisations-flags
$Id: mopac.py,v 1.12 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
CLASSES
Cartesian
ZMatrix
class Cartesian
| stores the Cartesian Coodinates of a molecule
|
| Attributes:
|
| energy string containing the Heat of Formation in [kJ/mol]
| rc_1 string containing the value of a grid-calculations first variable
| rc_2 string containing the value of a grid-calculations second variable
| coords[] list of formated datalines
| format:
| AtomSymbol X-Coord Y-Coord Z-Coord
|
| Methods defined here:
|
| __init__(self, atoms=[], nrg='', rc_1='', rc_2='')
|
| __repr__(self)
class ZMatrix
| stores the z-Matrix of a molecule
|
| Attributes:
|
| keys string containing the keywordline
| comments[0] first commentline
| comments[1] second commentline
| zmatrix[] list of (formated) datalines (may change to LoL)
| symmetry[] symmetry information
| rcoord[] reaction coodinate
| energy string containing the Heat of Formation in [kJ/mol]
| rc_1 string containing the value of a grid-calculations first variable
| rc_2 string containing the value of a grid-calculations second variable
|
| Methods defined here:
|
| __init__(self, key='AM1', comment1='', comment2='', z_matrix=[], symm=[], rc=[],
| nrg='', rc_1='', rc_2='')
| ZMatrix-Class constructor
|
| __repr__(self)
| return ZMatrix as a String
|
| addGroup(self, group, atomNum)
| replaces the atom "atomNum" from a Z-Matrix ZM by a group "group"
| data is taken from the Hashtable groups
| additional lines will be added, if necessary
|
| constrainAllAtoms(self)
Anhänge
A-52
| set all optimisation-Flags in ZMatrix-Object to '0'
|
| printer(self)
| prints ZMatrix as a string
|
| releaseAllAtoms(self)
| set all optimisation-Flags in ZMatrix-Object to '1'
|
| setConstr(self, atom, dist='', angle='', torsion='')
| set distance, angle and/or torsion of atom as (not) constrained or RC
|
| setRC(self, atom, what, stop, step='', steps='')
| set the reaction coordinate (RC) for the next Calculation
| Parameters:
| atom (INT)
| what (dist|angle|dihedral|torsion|1|2|3)
| stop (FLOAT)
| step (INT)
| [steps (FLOAT)]
|
| xmlwriter(self)
| returns the XML-representation of a ZMatrix Object as a string
VERSION
1.12
A.4.11 iorao.classes.ioraoDatabase
NAME
iorao.classes.ioraoDatabase - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
classes.ioraoDatabase
$Id: ioraoDatabase.py,v 1.8 2007/10/03 23:06:46 revilo Exp $
CLASSES
IoraoDatabase
class IoraoDatabase
| Holds the configuration data of an IORAO-Reaction
|
| Attributes:
| version version (String)
| status status of this reaction (test|beta|released)
| type general type of reaction (multistep|IRC|grid)
| title['EN'] Title of the reaction (dictionary w/ different lang's)
| description['EN'] short description of the reaction (dictionary w/ different lang's)
| structures[] list of ZMatix elements
| structureID[] labels for structures[]
| strucTypes = [] type of structure
| restrictions= [] list of restrictions (list of lists)
| operations = [] list of operations (list of lists)
| text['EN'] long description text of the reaction (dict w/ different lang's)
| comments internal comments (String)
|
| Methods defined here:
|
| __init__(self, file='', dir='D:/reaction_animation/iorao/database')
| constructor for IoraoDatabase
|
| __repr__(self)
| string representation of IoraoDatabase
|
| genOptionsList(self)
|
| toXML(self)
VERSION
1.8
8 Anhänge
A-53
A.4.12 iorao.io
NAME
iorao.io - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
Sub-Package Initialisation
$Id: __init__.py,v 1.8 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
PACKAGE CONTENTS
_gnuplot
fileReader
fileWriter
logWriter
mopacReader
xmlReader
xmlWriter
xyzReader
VERSION
1.8
A.4.13 iorao.io._gnuplot
NAME
iorao.io._gnuplot - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-Package
io._gnuplot
$Id: _gnuplot.py,v 1.11 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
makeEnergyPlot(inFile, outFile)
generates a plot Energy vs. No. of Frame with data read from inFile
makeGridPlot(infile, outfile)
VERSION
1.11
A.4.14 iorao.io.fileReader
NAME
iorao.io.fileReader - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-Package
io.fileReader
$Id: fileReader.py,v 1.4 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
readFile(filename)
readFile(filename) -- read 'filename' and return the content as a list
VERSION
1.4
Anhänge
A-54
A.4.15 iorao.io.fileWriter
NAME
iorao.io.fileWriter - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
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All rights reserved.
iorao-Package
io.fileWriter
$Id: fileWriter.py,v 1.4 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
writeEnergyFile(ZmList, filename)
writeEnergyFile(ZmList, filename) -- write Energies (Heat of Formation) of a list of
ZMatrices to 'filename'
writeFile(data, filename)
VERSION
1.4
A.4.16 iorao.io.logWriter
NAME
iorao.io.logWriter - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
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All rights reserved.
iorao-package
io.logWriter
Interface for writing to different logfiles
$Id: logWriter.py,v 1.8 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
access(msg)
writes message "msg" with timestamp to acces-logfile "iorao.config.log['access']"
debug(msg)
if "iorao.config.debug" is set, message "msg" is written with timestamp to debug-
logfile "iorao.config.log['debug']"
error(msg)
writes message "msg" with timestamp to error-logfile "iorao.config.log['error']"
write(msg)
VERSION
1.8
A.4.17 iorao.io.mopacReader
NAME
iorao.io.mopacReader - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
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iorao-package
io.mopacReader
$Id: mopacReader.py,v 1.9 2007/10/08 03:04:26 revilo Exp $
FUNCTIONS
parseShortGrid(data)
parse a short gridfile from Nijmegen
8 Anhänge
A-55
readArcFile(filename)
returns a list of all z-Matrices from 'filename' in Mopac ARC format
readDatFile(filename)
returns a z-Matrix from 'filename' in Mopac DAT format
readGridFile(filename)
reads the outputfile (OUT) from a MOPAC grid-calculation and returns a list of
mopac.ZMatix objects
readIrcFile(filename)
returns a list of iorao.classes.mopac.ZMatrix Objects from 'filename' in Mopac
IRC-Output format
readOutFile(filename)
returns a list of all 'Cartesian'-Structures from 'filename' in Mopac OUT format
readShortGrid(filename)
read a short gridfile from Nijmegen.
Parser: parseShortGrid()
readXmlFile(filename)
wrapper for iorao.io.xmlReader.readMopacXml(filename)
selftest(*args)
performes a selftest of following functions:
readDatFile()
readArcFile()
readIrcFile()
readOutFile()
readXmlFile()
DATA
crtline = <_sre.SRE_Pattern object at 0x701828>
zmline = <_sre.SRE_Pattern object at 0x702f40>
VERSION
1.9
A.4.18 iorao.io.xmlReader
NAME
iorao.io.xmlReader - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
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iorao-Package
io.xmlReader
$Id: xmlReader.py,v 1.4 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
readMopacXml(filename)
returns a list of iorao.classes.mopac.ZMatrix Objects from all <zmatrix> -structures
found in 'filename'
selftest()
VERSION
1.4
Anhänge
A-56
A.4.19 iorao.io.xmlWriter
NAME
iorao.io.xmlWriter - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
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iorao-Package
io.xmlWriter
$Id: xmlWriter.py,v 1.4 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
zmatrixToXml(zm, label='', type='')
returns the XML-representation of a ZMatrix Object as a string
VERSION
1.4
A.4.20 iorao.io.xyzReader
NAME
iorao.io.xyzReader - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-Package
io.xyzReader
$Id: xyzReader.py,v 1.4 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
FUNCTIONS
readMultiXyzFile(filename)
return a list of Cartesian Objects from 'filename' in XYZ-format
readXyzFile(filename)
return a Cartesian Object from 'filename' in XYZ-format
selftest()
VERSION
1.4
A.4.21 iorao.util
NAME
iorao.util - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
Sub-Package Initialisation
$Id: __init__.py,v 1.7 2007/10/04 23:32:52 revilo Exp $
PACKAGE CONTENTS
action
job
VERSION
1.7
8 Anhänge
A-57
A.4.22 iorao.util.action
NAME
iorao.util.action - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-Package
util.action
$Id: action.py,v 1.5 2007/10/13 16:36:14 revilo Exp $
FUNCTIONS
calculate(datFile)
changeKeywords(keywords, type='', **values)
changes a MOPAC keywordline to perform a calculation of type 'type'
(add required keywords and remove keywords of other types)
Attibutes:
keywords : string with MOPAC keywords
type : type of reaction, supported types:
* '' - single-point minimization, keywords: (none, just remove other)
* 'grid' - grid calculation, keywords: POINT1=7 STEP1=0.07 POINT2=7 STEP2=0.07
* 'ts' - optimize transition state, keywords: TS PRECISE
* 'force' - frequency calculation, keywords: FORCE ISOTOPE
* 'irc1' - irc-calculation direction 1, keywords: IRC=1 RESTART LARGE=1 X-PRIORITY
* 'irc2' - irc-calculation direction-1, keywords: IRC=-1 RESTART LARGE=1 X-PRIORITY
**values : if the type of calculation has numerical parameters, they can be specified
in the function call:
e.g.: changeKeywords(keys, 'grid', POINT1=9, POINT2='9', STEP1=0.05,
STEP2='0.05' )
extractIrcStructures(irc1File, irc2File, number='30')
extracts and returns 'number' Z-Matrices from the outputfiles of two opposing IRC-
Calculations
extractIrcStructures uses the function iorao.util.job.selectIrcStructures to get an
animation with a higher resolution near the transition state.
forceAndIrc(datfile)
performes a frequency~ and both IRC-calculations on a optimized TS-structure
interpolate(dat1, dat2, steps)
optimize(datfile, type)
selftest(*args)
VERSION
1.5
Anhänge
A-58
A.4.23 iorao.util.job
NAME
iorao.util.job - iORAo - interactive Orgranic Reaction Animation online
DESCRIPTION
Copyright (c) 2001-2008 by Oliver Stüker <oliver.stueker@uni-paderborn.de>
All rights reserved.
iorao-package
util.job
$Id: job.py,v 1.10 2007/10/13 16:36:50 revilo Exp $
FUNCTIONS
errorPage(errorString='unknown error',scriptname='job.py',version='',author='',email='')
errorPage(errorString, scriptname, version, author, email) -> string
string contains a HTML page (incl. MimeType) giving an errormessage
argument errorString can be used to give more details
Information about the scriptname, version, author and email
will be printed at the bottom of the page.
forwardPage(fwdurl, scriptname='job.py', version='1.10', author='', email='')
forwardPage(fwdurl, scriptname, version, author, email) -> string
string contains a HTML page (incl. MimeType) which will forward to 'url'
Information about the scriptname, version, author and email
will be printed at the bottom of the page.
interpolateZM(ZM1, ZM2, steps)
returns a List of 'steps' z-matices which are interpolated between ZM1 and ZM2
newCalcName(filename)
newChimeID()
generates a new random ID for a Chime-Object
format: 'Chime_00000' to 'Chime_99999'
newJobDir(workdir='D:/reaction_animation/iorao/work')
newJobDir(workdir) -- creates a new Directory 'job_yyyy-mm-dd_0001' in workdir
and returns it's name
selectIrcStructures(numToSelect, totalNumber)
selectStructures returns a list containing the numbers of the points to
select. It is assumed that after one third of numToSelect points have been
processed the stepsize taken is doubled. This leads to the formula:
stepsize = 3 / 7 * totalNumber / numToSelect
selftest()
performes a selftest of the modul's functions
zmToXyz(ZM_List)
converts a list of z-matrices to a list of cartesian coordinates
by using single point mopac calulations
VERSION
1.10
8 Anhänge
A-59
A.5 Programm-Hilfe für g_puckering
:-) G R O M A C S (-:
Groningen Machine for Chemical Simulation
:-) VERSION 3.3.1 (-:
Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
Copyright (c) 2001-2006, The GROMACS development team,
check out http://www.gromacs.org for more information.
This program is free software; you can redistribute it and/or
modify it under the terms of the GNU General Public License
as published by the Free Software Foundation; either version 2
of the License, or (at your option) any later version.
:-) g_puckering (-:
DESCRIPTION
-----------
TODO: Write description text
Option Filename Type Description
------------------------------------------------------------
-s topol.tpr Input Structure+mass(db): tpr tpb tpa gro g96 pdb
xml
-f traj.xtc Input Generic trajectory: xtc trr trj gro g96 pdb
-n index.ndx Input Index file
-ot cp_theta.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
-op cp_phi.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
-oq cp_q.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
-otp cp_tp.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
-opol cp_polar.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
-odt cp_dtheta.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
-odp cp_dphi.xvg Output, Opt. xvgr/xmgr file
Option Type Value Description
------------------------------------------------------
-[no]h bool yes Print help info and quit
-[no]X bool no Use dialog box GUI to edit command line options
-nice int 0 Set the nicelevel
-b time 0 First frame (ps) to read from trajectory
-e time 0 Last frame (ps) to read from trajectory
-dt time 0 Only use frame when t MOD dt = first time (ps)
-[no]w bool no View output xvg, xpm, eps and pdb files
-[no]xvgr bool yes Add specific codes (legends etc.) in the output
xvg files for the xmgrace program
-i int 6 Size of Ring
-[no]v bool no Be loud and noisy
-[no]dist bool yes Warn if distance between connected Ringatoms is
larger that 0.3 nm.
-[no]name bool yes Warn if Atomnames don't match with Definition by
Cremer & Pople.
