molekylmekanik

Artikelstart

Molekylmekanik, empirisk metode til beregning af strukturelle data (energi, geometri osv.) for kemiske forbindelser. I molekylmekanik anvendes en klassisk mekanisk beskrivelse, idet atomerne beskrives som kugler og bindingerne som fjedre. De enkelte atomer karakteriseres ved en radius og en hårdhed, som afspejler deres placering i det periodiske system, og bindingerne med en kraftkonstant, som afspejler deres styrke.

Energien af et molekyle beregnes i forhold til en fiktiv tilstand, hvor alle vekselvirkninger mellem de enkelte atomer antager ideale værdier. Molekylets energi er således et udtryk for alle de deformationer, som findes i molekylet, og fremkommer som en sum af bidrag fra deformation af bindingslængder, deformation af bindingsvinkler osv. De enkelte atomer tildeles normalt en ladning, som afhænger af atomets type og dets placering i forhold til andre atomer i molekylet. Atomernes ladninger vekselvirker med hinanden og bidrager til molekylets energi, idet modsat ladede atomer tiltrækker hinanden, og atomer med samme ladning frastøder hinanden.

De ideale værdier for de forskellige typer vekselvirkninger er optimeret således, at molekylmekanikberegninger reproducerer eksperimentelle data eller mere avancerede beregninger bedst muligt. Molekylmekanikmetoden er en hurtig beregningsmetode og kan derfor anvendes til beregning af strukturelle data for biologiske makromolekyler (receptorer, enzymer, DNA osv.).

Molekylmodellering

Molekylmekanikberegninger anvendes i stort omfang i forbindelse med molekylmodellering (eng. molecular modelling). Ved molekylmodellering anvendes teoretiske metoder til at undersøge sammenhænge mellem molekylernes tredimensionale struktur og deres fysisk-kemiske egenskaber (fx opløselighed) eller biologiske egenskaber. Molekylmodellering anvendes i udstrakt grad i den medicinalkemiske forskning til at opstille sammenhænge mellem den tredimensionale struktur af kendte molekyler og deres biologiske aktivitet med henblik på at forstå, hvordan molekylerne påvirker den levende organismes biologiske makromolekyler. Denne viden søges derefter anvendt ved udviklingen af nye biologisk aktive molekyler, fx forbedrede lægemidler med færre bivirkninger.

Molekylmodellering, som er en forholdsvis ny metode, fik stor betydning i slutningen af 1900-t. i takt med udviklingen af hurtigere computere. Dette har medført, at molekylmodellering i stigende grad anvendes til at studere biologiske makromolekyler. I dag er det fx muligt at simulere komplekse biologiske systemers ændring som funktion af tiden.

Molekylmodellering sker via interaktive og grafisk orienterede computerprogrammer, som gør det muligt nemt at konstruere et nyt eller modificere et allerede kendt molekyle. Ved tolkning af resultaterne — ofte meget omfattende datamængder — anvendes ligeledes grafisk orienterede programmer.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig