Infos zum Hochladen von Teilchen

Hochladen von Molekülen und Ionen

Wählt man im Dropdown-Menü "PubChem" oder "CACTUS" , kann man Moleküle oder Ionen hochladen, indem man englische oder oft auch deutsche Namen wie "glucopyranose" oder "oleic acid" eingibt. Bei PubChem muss bei Smiles der Ausdruck "SMILES:" vorangestellt werden, also z.B. "SMILES:CCO". Bei Cactus ist dies nicht erforderlich.

Findet man kein passendes Molekül, so kann man auf folgenden Seiten nach einem passenden Molekül suchen und dieses dann über das Eingabefeld hochladen, beispielsweise,
- indem man einen SMILES generiert
- oder Identifikationsnummern wie die ChEBI, CID- oder CAS-Registry-Nummer nachschlägt,
diese in das Eingabefeld eingibt und dann mit dem Dropdown-Menü die entsprechende Datenbank zum Herunterladen anwählt:

Mit der Auswahl "Ligand" und dem Kürzel eines Liganden (z.B. HEM), erhält man den entsprechenden Proteinliganden aus der Datenbank RCSB. Dort findet man auch die Kürzel der Liganden.

Durch Eingabe von Makromolekül-Kürzeln (wie 1HHO (Hämoglobin), 1PTH (Cyclooxygenase), 2SOD (Superoxiddismutase), 1CA2 (Carboanhydrase), 2BSE (B-DNA)) und der Auswahl "Makromolekül" greift man wahlweise in der Datenbank RCSB oder PDBe auf Proteine und andere Makromoleküle zu. Die Kürzel kann man bei RCSB oder PDBe nachschlagen.
Informationen über Liganden auf RCSB findet man unter https://www.rcsb.org/ unter Advanced Search.
Mit Formel oder Smiles: Bei der zweituntersten Option Chemical Similarity gibt man entweder die Formel oder den Smiles des gesuchten Moleküls ein und wählt die entsprechende Option. Zuunterst wählt man dann bei Return die Option Molecular Definitions. Die Smiles kann man mit dem JSME-Editor im Molekularium erzeugen.
Mit Namen: Bei der drittobersten Option Chemical Attributes wählt man die Option Chemical Name und tippt dann hinten in der Zeile den Namen ein. Zuunterst wählt man wiederum bei Return die Option Molecular Definitions.



Informationen zum Hochladen über die Konsole mit dem Befehl load gibt es hier.

Hochladen von Molekülen und Ionen mit SMILES/SMARTS


Moleküle können zudem mit Hilfe sogenannter SMILES dargestellt werden, eine Art typografischer Skelettformeln (zB. CCC für Propan, CC=C für Propen, CCCO für Propanol, C1CCCCC1 für Cyclohexan etc.).

Bei der Datenbank PubChem muss man für Smiles z.B. SMILES:CNO eingeben - oder in der Konsole load :SMILES:CNO. Beim CACTUS-Server gibt man einfach das gewünschte SMILES-Kürzel ein, z.B. CCC. Dabei missversteht die Datenbank das SMILES-Kürzel unter Umständen als Molekül-Kürzel (so bei CNO).



Kurze Polymere Biomonomeren hochladen (Aminosäuresequenzen (Oligopeptide), Oligosaccharide, Lipide)


Polymere können hochgeladen werden, indem die Aminosäuren im Dreibuchstabencode mit trennenden Unterstrichen eingegeben werden (z.B. ala_gly_gln) und im Drop-Down-Menü Sequenz angewählt wird.

Anstelle von Aminosäuren können nach dem Code smi: auch Smiles verwendet werden, z.B. arg_smi:CC(O)C_arg. Will man zwei getrennte Aminosäure-Stränge darstellen, kann man also den trennenden Punkt mit smi:. eingeben, also z.B.: gly_pro_gly_smi:._gly_azc_gly.

Zusätzlich zu den kanonischen Aminosäuren können folgende Codes verwendet werden:

Zudem können auch folgende Monomere verbaut werden:


Mit einem Eintrag wie pal_smi:OCC(_pal_smi:)C_ara kann ein Triacylglycerid angezeigt werden, ein Phosphatidylcholin mit smi:C[N+](C)(C)CC_p_smi:OCC(_pal_smi:)C_ara oder das häufigste Phosphatidylinositol-trisphosphat (PIP3) mit ste_gpip3_ara. In den eingefügten SMILES sind Verzweigungen also möglich. Will man hingegen innerhalb der Bausteine verzweigen, muss man sich die SMILES anzeigen lassen und diese von Hand modifizieren.

Bei zu grossen Molekülen stellt der Server kein 3D-Modell, sondern nur ein 2D-Modell zur Verfügung.
In diesem Fall kann man nacheinander mehrere kurze Ketten hochladen und diese dann manuell zusammenfügen, was man am einfachsten so macht:
Mit Teilchen/Manipulieren/Molekül bewegen dreht und schiebt man ein Molekül, bis die zwei Moleküle etwa die richtige gegenseitige Orientierung aufweisen. Nun schiebt man zwei Atome übereinander. Zuerst lässt man sich die Nummern der Atome anzeigen (mit dem Cursor über das fragliche Atom fahren). Angenommen, ein Molekül A soll mit seinem Atom Nummer 55 über das Atom 99 im anderen Molekül geschoben werden. Dies erreicht man, indem man mit Wählen das ganze Molekül A anwählt und dann in die Konsole eintippt: translate selected @{@99.xyz-@55.xyz}; delete @55; Anschliessend löscht man allfällige überzählige H-Atome, misst Winkel und Abstand und verschiebt die Moleküle nochmals gegeneinander. Dann wählt man die Atome an, zwischen denen neu Verknüpfungen gebildet werden sollen, und erstellt die Verknüpfung mit dem Tool Teilchen/Bindungen Stäbe/Popup. Mit dem Tool Teilchen/Manipulieren/um Bindung drehen kann man gegebenenfalls eine noch bessere Konformation erreichen.

Präzises Zusammenhängen mit Hilfe eines überlappenden gewinkelten Stücks:
Die Nummern dreier Atome, die im überlappenden Stück der zu verschiebenden Kette liegen, werden mit "@" in die ersten drei Kästchen der Zeile Objekte / Transl & Rot / mit Atomen ... auf ... legen (unterste Zeile) eingetragen. Diese Nummern findet man heraus, indem man mit dem Cursor über das jeweilige Atom fährt. Die Nummer erscheint dann mit einem Hashtag. Nun werden die Nummern der entsprechenden Atome in der anderen Kette eingetragen (Reihenfolge beachten) und der Button legen gedrückt. Anschliessend können gegebenenfalls überzählige Atome gelöscht, die neu zu verbindenden Atome angewählt und mit Teilchen/Bindungen Stäbe/Popup zwischen ihnen eine Bindung geknüpft werden.



Optionen

Hochgeladene Teilchen werden um die Distanz Å offset aus vom Nullpunkt weggerückt

Normalerweise werden beim Hochladen von Molekülen die bestehenden Moleküle ersetzt. Mit der Option "hinzufügen" kann man zur bestehenden Abbildung weitere Teilchen hinzufügen. Wählt man neuer Frame, wird das hinzugefügte Teilchen in einem neuen Frame gespeichert. Teilchen in verschiedenen Frames können unabhängig von einander ein- und ausgeblendet werden, sie können hintereinander abgespielt werden, aber es ist beispielsweise nicht möglich, zwischen Teilchen verschiedener Frames eine Bindung zu knüpfen oder die Geometrien gemeinsam zu optimieren.

Durch die Option "+H" werden bei Proteinen automatisch fehlende H-Atome ergänzt. Es können aber u.U. bei Molekülen zuviele H-Atome hinzugefügt werden, aus O2 kann beispielsweise Wasserstoffperoxid werden.