ChemBio3D 13.0 ユーザーズガイド
ChemBio3D 13.0
目次
新機能
第 1 章: ChemBio3D 13.0 について
vii
1
追加の計算エンジン
1
シリアル番号とテクニカル サポート
3
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
4
画面の構成
4
ユーザー インターフェイスの設定
8
背景の設定
9
サンプル ファイル
9
Dropbox インターフェイス
10
第 3 章: 基本的なモデル作成
13
デフォルト設定
13
表示モードの選択
13
結合ツールの使用
14
ChemDraw パネルの使用
16
他の 2 次元作画パッケージの使用
16
テキストによる作成
17
フラグメントの追加
19
原子や結合の選択
19
原子の電荷
22
オブジェクトの配置
24
部分構造
25
モデルの最適化
28
コピーと印刷
29
オンラインでの構造式の検索
33
第 4 章: モデルの表示
表示モード
目次
35
35
ii
ChemBio3D 13.0
原子および結合のサイズ
37
ドット面の表示
37
シリアル番号
38
原子の表示
39
原子記号
40
モデルの回転
41
原子特性と結合特性
43
水素結合の表示
45
水素と孤立電子対
46
モデルの移動
47
モデルの拡大縮小
47
モデルの整列
47
色の適用
49
Model Explorer
52
分子の測定
59
オーバーレイによるモデルの比較
62
分子表面
63
立体視の使用
71
立体効果
72
ビュー フォーカスの設定
73
第 5 章: 高度なモデルの作成
74
ダミー結合とダミー原子
74
部分構造
75
近接結合
78
測定値の設定
78
原子タイプと作成タイプ
80
立体化学構造
84
Cartesian テーブルを使った作成
86
ISIS/Draw を使ったモデル作成
87
目次
iii
ChemBio3D 13.0
孤立電子対
第 6 章: 計算エンジン
89
Ab initio 法
89
半経験的方法
89
力場計算法
89
特性の計算
89
複数の特性の計算
91
MM2 と MMFF94
92
Gaussian
105
CONFLEX
110
MOPAC
111
CS GAMESS
134
第 7 章: パラメータ テーブル
139
元素
140
作成タイプ
141
Substructures テーブル
143
References
144
Bond Stretching Parameters
144
Angle Bending Parameters
145
Conjugated Pisystem Bonds
146
Pi Atoms (Pi 原子)
147
Electronegativity adjustments
148
MM2 Constants
148
MM2 Atom Type Parameters
150
Torsional Parameters
151
Out-of-Plane Bending
153
ファンデルワールス相互作用
154
第 8 章: ドッキング
AutoDock のインストール
目次
87
155
155
iv
ChemBio3D 13.0
AutoDock Tools のインストール
155
AutoDock の設定
156
AutoDock Interface での操作
157
ステップ 1: 受容体の準備
157
ステップ 2: 配位子の準備
158
ステップ 3: (オプション) 原子団の定義
159
ステップ 4: キャビティの準備 (GPF の準備)
160
ステップ 5: ポーズ パラメータの選択 (DPF の準備)
162
ステップ 6: ドッキング
162
ステップ 7: ドッキング結果の表示
163
参考資料
164
第 9 章: チュートリアル
165
モデル作成
165
モデルの検証
177
計算エンジンの使用
194
第 10 章: 計算の概念
201
計算化学の概要
201
計算方法の概要
201
計算方法の利用
202
構造最適化
202
計算方法の選択
204
分子力学理論の概要
207
力場
208
分子動力学シミュレーション
216
第 11 章: 化学的物性
目次
217
ChemBio3D の特性
217
ChemBioFinder の特性
243
ChemBioDraw の特性
244
ChemDraw/Excel の特性
244
v
ChemBio3D 13.0
第 12 章: キーによる変更
246
回転
246
選択
247
第 13 章: 2 次元から 3 次元への変換
249
立体化学関係
249
ラベル
250
第 14 章: ファイル形式
251
ファイル形式の原子タイプの編集
251
ネイティブ形式
251
ファイル形式の例
251
エクスポート ファイル形式
281
第 15 章: 参考資料
292
MEP
292
MM2 の参考文献
292
CS MOPAC
295
第 16 章: オンライン情報
307
SciStore
307
PerkinElmer Informatics
307
オンライン ドキュメント
307
オンライン登録
307
ChemOffice SDK
307
トラブルシューティング
307
監 修 ：富 士 通 株 式 会 社 テクニカルコンピューティング・ソリューション事 業 本 部 ＨＰＣアプリケー
ション統 括 部 有 田 正 博 、萩 原 稔 、久 保 木 俊 彦 、石 田 伸 子 、鶴 岡 麻 美 子 、丸 山 絵 理
本 マニュアルの査 読 に関 しては、富 士 通 株 式 会 社 テクニカルコンピューティング・ソリューション
事 業 本 部 の協 力 を得 ております。富 士 通 は、日 本 においてパーキンエルマー社 インフォマ
ティクス事 業 部 の製 品 の販 売 、サポート を行 っております。
目次
vi
ChemBio3D 13.0
新機能
ChemBio3D 13.0 では、以 前 のバージョンになかった新 機 能 が追 加 され、既 存 の機 能 にもさまざまな改 良 が行 われまし
た。新 しい機 能 について以 下 に簡 単 に説 明 します。
GAMESS 09 対 応 。 ChemBio3D 13.0 には、GAMESS 09 がインスト ールされています。詳 細 については、134 ページ
の 「CS GAMESS」 を参 照 してください。
GAMESS IR 振 動 の描 画 とアニメーション。 赤 外 線 スペクト ルを計 算 した後 、適 用 される IR 振 動 モード とベクト ルの表
示 やアニメーションを行 うことができます。詳 細 については、137 ページの 「GAMESS IR 振 動 の表 示 とアニメーション」 を
参 照 してください。
GAMESS 09 と MOPAC 2009 による分 子 軌 道 の計 算 。 GAMESS 09 または MOPAC 2009 のいずれかを使 用 して分
子 軌 道 を計 算 できます。デフォルト では、PM6 が最 新 バージョンの MOPAC の基 底 関 数 の省 略 値 になります。
Gaussian 09 対 応 。 ChemBio3D では、Gaussian 03 以 外 に Gaussian 09 もサポート されています。Gaussian は
PerkinElmer から購 入 できます。
3 次 元 モデルの 2 次 元 断 面 図 。 ボリューム スライス ツールを使 用 することにより、ほぼすべての分 子 表 面 の 2 次 元 断
面 図 を表 示 できます。この機 能 は、モデル中 の任 意 の位 置 における電 子 密 度 を表 示 するときに非 常 に便 利 で
す。X、Y、Z のいずれかの平 面 で軌 道 モデルまたはモデル全 体 をスライスし、必 要 に応 じてスライスの位 置 を調 整 できま
す。詳 細 については、71 ページの 「ボリューム スライス」 を参 照 してください。
Dropbox との統 合 。 ChemBio3D 13.0 には、Dropbox の有 効 なアカウント を持 っているユーザーに向 けて Dropbox サー
ビスのインターフェイスが用 意 されています。リモート の Dropbox フォルダとローカル マシンの間 でファイルのアップロード とダ
ウンロード ができます。詳 細 については、Dropbox インターフェイスを参 照 してください。Dropbox プラグインは、Dropbox
Web サイト からダウンロード できます。
ド ッキング。 AutoDock によって 1 個 以 上 の低 分 子 を大 きな分 子 の受 容 部 位 に入 れるために調 整 する方 法 を指 定 で
きます。分 子 、受 容 部 結 合 部 位 、および計 算 パラメータを選 択 します。AutoDock では、条 件 に適 合 する個 々 の低 分
子 の配 座 異 性 体 と位 置 が計 算 、表 示 されます。
詳 細 については、155 ページの 「ド ッキング」 を参 照 してください。
CONFLEX。 CONFLEX は、CONFLEX Corporation が開 発 した立 体 配 座 解 析 パッケージです。CONFLEX を使 用 す
ると、モデル内 で低 エネルギー配 座 異 性 体 を検 索 して、最 適 な状 態 でそれぞれのフラグメント を作 成 できます。詳 細 に
ついては、110 ページの 「CONFLEX」 を参 照 してください。
新機能
vii
ChemBio3D 13.0
Molecular Networks の統 合 。 ChemBio3D では、Molecular Networks の新 機 能 を統 合 して、pKa、LogS、および
LogP の溶 解 度 を推 定 します。217 ページの 「ChemBio3D の特 性 」 を参 照 してください。2 ページの 「Molecular
Networks について」 も参 照 してください。
新機能
viii
ChemBio3D 13.0
ChemBio3D 13.0 について
ChemBioOffice 2012 スイート の一 部 として提 供 される ChemBio3D 13.0 により、化 学 構 造 式 の 3 次 元 モデルを作 成 、
可 視 化 、および分 析 することができます。ChemBio3D 13.0 モデルは、デスクト ップ パブリッシング ツールにインポート した
り、Web 上 に表 示 したりできます。ChemBio3D 13.0 には、ab initio 量 子 化 学 パッケージの GAMESS が同 梱 されていま
す。GAMESS により UV/VIS、IR、および NMR の各 スペクト ルの予 測 、およびエネルギー、その他 数 多 くの分 子 特 性 の
計 算 が可 能 になります。
追 加 の計 算 エンジン
ChemBio3D では、追 加 の計 算 エンジンを複 数 サポート します。これらのツールについて、簡 単 に説 明 します。詳 細 な説
明 は、このガイド の各 章 を参 照 してください。入 手 および購 入 については、PerkinElmer Informatics にお問 い合 わせくだ
さい。
Gaussian について
ChemBio3D では Gaussian 03 および Gaussian 09 をサポート します。Gaussian は、化 学 者 、化 学 技 術 者 、生 化 学
者 、医 師 、その他 の科 学 者 によって使 用 される特 性 予 測 プログラムです。Gaussian では ab initio および半 経 験 的 な
量 子 力 学 を使 用 して、分 子 のエネルギー、分 子 構 造 、振 動 周 波 数 、化 学 的 物 性 や、さまざまな化 学 環 境 での反 応
を予 測 します。Gaussian は安 定 化 合 物 と実 験 では困 難 または観 測 できない化 合 物 (短 期 間 の中 間 生 成 物 や遷 移
構 造 など) の両 方 に適 用 できます。Gaussian では、拘 束 ありおよび拘 束 なしの Hartree Frock 法 などの Ab initio 法 を
サポート します。
電 子 密 度 表 面 や分 子 構 造 の最 適 化 の計 算 では ab initio および半 経 験 的 な方 法 を使 用 できます。Gaussian で
は、CNDO/2、INDO、MINDO3、および MDO エネルギーおよび勾 配 のような基 底 状 態 の半 経 験 的 な方 法 をサポート
します。
注 : 「半 経 験 的 」という語 は、量 子 力 学 で定 められている一 般 的 な処 理 を使 用 する一 方 で、処 理 を簡 略 化 して速
度 を向 上 させると共 に、実 験 データを使 用 して簡 略 化 した結 果 を補 正 するという手 法 を指 します。
注 : Gaussian 03 は 32 ビット バージョンの Windows が必 要 です。Gaussian 09 は 32 ビット バージョンまたは 64 ビット
バージョンの Windows が必 要 です。
詳 細 については、105 ページの 「Gaussian」 を参 照 してください。
CS MOPAC について
CS MOPAC は原 子 および分 子 に対 して半 経 験 的 な計 算 を実 行 して、分 子 の構 造 や特 性 の詳 細 を決 定 します。た
とえば、CS MOPAC を使 用 して、熱 力 学 計 算 、構 造 最 適 化 、力 定 数 計 算 などを実 行 できます。CS MOPAC
は、ChemBio3D インターフェイスを通 じて MOPAC の機 能 を提 供 します。ChemBio3D は、MOPAC 2007 および
MOPAC 2009 をサポート しています。
使 用 可 能 な CS MOPAC オプションは CS MOPAC Ultra と CS MOPAC Pro の 2 つです。
CS MOPAC Ultra は MOPAC のすべての機 能 を含 むもので、オプション プラグインとしてのみご使 用 いただけます。CS
MOPAC Ultra では、MOZYME 法 や PM5 法 などの高 度 な機 能 がサポート されています。
第 1 章: ChemBio3D 13.0 について
1 / 308
ChemBio3D 13.0
CS MOPAC Pro では、単 純 なまたは高 度 なエネルギー最 小 化 の実 行 、遷 移 状 態 への最 適 化 、およびさまざまな特
性 の計 算 を行 うことができます。CS MOPAC Pro と CS MOPAC Ultra の両 方 で MOPAC スパークルがサポート されてい
ます。詳 細 については、111 ページの 「MOPAC」 を参 照 してください。
注 : 「MOPAC スパークル」とは、MOPAC に追 加 された 8 つの元 素 で、純 粋 なイオン価 を表 します。
CS MOPAC は、ChemBio3D 13.0 の一 部 のバージョンに組 み込 まれています。組 み込 まれていない場 合 は、追 加 オプ
ションとして購 入 できます。詳 細 については、PerkinElmer Informatics またはお近 くの代 理 店 にお問 い合 わせください。
AutoDock について
AutoDock は、自 動 化 された結 合 ツールで、既 知 の 3D 構 造 の受 容 体 に対 して結 合 する分 子 の小 ささを予 測 できる
ようにします。ChemBio3D には、ド ッキング計 算 を実 行 するための AutoDock へのインターフェイスがあります。AutoDock
の計 算 は、いくつかの手 順 で実 行 されます。詳 細 については、http://autodock.scripps.edu を参 照 してください。
詳 細 については、「ド ッキング」を参 照 してください。
CONFLEX について
CONFLEX は、CONFLEX Corporation が開 発 した立 体 配 座 解 析 パッケージです。CONFLEX を使 用 すると、柔 軟 な
分 子 で化 学 的 に重 要 な配 座 異 性 体 を探 索 したり、配 座 異 性 体 をモデルのフラグメント として表 示 したりできます。配
座 異 性 体 は、定 義 した検 索 方 法 およびエネルギー制 限 に基 づいて報 告 されます。詳 細 については、www.conflex.us
を参 照 してください。
詳 細 については、「CONFLEX」を参 照 してください。
Molecular Networks について
化 合 物 の酸 解 離 定 数 、水 溶 性 、およびオクタノール/水 の分 配 係 数 を予 測 するための pKa、LogS、および LogP
は、Molecular Networks のケモインフォマティクス プラット フォーム MOSES に基 づく計 算 モジュールです。MOSES
は、Molecular Networks GmbH (ド イツ、エルランゲン) が開 発 、保 守 、所 有 しています。詳 細 について
は、www.molecular-networks.com/moses を参 照 してください。All rights reserved.Molecular Networks GmbH,
Erlangen, Germany (www.molecular-networks.com)
制限
次 の原 子 タイプおよび混 成 状 態 のみがパラメータ化 されます。
C
3
sp
N
2
sp
O 2
sp
S
C
2
sp
N
アミド
P
3
sp
F
C
芳香族
N
芳香族
S
3
sp
Cl
S
2
sp
Br
S
スルホキシド
I
C
N
sp
3
sp
N
sp
O 3
sp
第 1 章: ChemBio3D 13.0 について
スルホン
2 / 308
ChemBio3D 13.0
シリアル番 号 とテクニカル サポート
シリアル番 号 は、ChemBioOffice アプリケーションをコンピュータにインスト ールしたりアクティブにしたりするのに役 立 つ固
有 のキーです。シリアル番 号 は、E-mail又 はライセンス証 書 に記 載 されています。これは、ChemBioOffice アプリケーショ
ンを初 めて起 動 したときに入 力 した番 号 です。製 品 のパッケージやインスト ール ガイド がお手 元 にない場 合 でも、アプリ
ケーションからシリアル番 号 を確 認 できます。Help メニューの About ChemBio3D をクリックします。ダイアログ ボックスに
シリアル番 号 が表 示 されます。
シリアル番 号 および登 録 コード の入 手 方 法 の詳 細 については、オンラインのサービス Web サイト を参 照 してください。
登 録 ユーザーの方 々 は、インターネット や弊 社 テクニカル サポート 部 を通 じてテクニカル サポート を受 けることができます。
テクニカル サポート に問 い合 わせをするときは常 に、ChemBioOffice アプリケーションのシリアル番 号 とバージョン番 号 をお
知 らせください。弊 社 のテクニカル サポート Web ページには、FAQ (よく寄 せられる質 問 ) への回 答 、およびその他 の情 報
が掲 載 されています。
弊 社 の ChemBio3D のテクニカル サポート にアクセスするには、Online メニューの Browse CambridgeSoft Technical
Support をクリックします。
解 決 方 法 が Web サイト で得 られなかった場 合 は、テクニカル サポート にご連 絡 いただく前 に、次 の手 順 に従 ってくださ
い。
1. ソフト ウェアのシステム要 件 を確 認 してください。
2. 「ト ラブルシューティング」のセクションを読 み、そこに記 載 されている解 決 手 段 を実 行 してください。
3. 上 記 のいずれの方 法 でも問 題 が解 決 できない場 合 は、テクニカル サポート にお問 い合 わせください。
当 社 にご連 絡 いただく前 に、問 題 が再 発 するかどうか確 認 してください。問 題 が再 現 できる場 合 は、手 順 を正 確 に
記 録 してください。
表 示 されたエラー メッセージの内 容 を正 確 に記 録 してください。
最 後 に、問 題 の解 決 を試 みた際 の手 順 を記 録 してください。
注 : AutoDock と計 算 エンジンはサード パーティ製 品 であり、実 行 した機 能 のログ ファイルが作 成 されることがありま
す。ログ ファイルを参 照 して、発 生 した問 題 がサード パーティ製 品 によるものか ChemBio3D によるものかを特 定 し、
その情 報 をテクニカル サポートへのご連 絡 時 にお伝 えください。
第 1 章: ChemBio3D 13.0 について
3 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemBio3D 13.0 の基 礎
ChemBio3D の機 能 と使 用 に関 する基 本 情 報 については、以 下 のリンクを使 用 してください。
画 面 の構 成 。画 面 に表 示 される内 容 について説 明 します。
基 本 的 なモデル作 成 。最 初 のモデルを作 成 する方 法 について説 明 します。
チュート リアル。ChemBio3D でタスクを実 行 する方 法 のデモを示 します。
計 算 エンジン。ChemBio3D で使 用 できる計 算 法 について説 明 します。
画 面 の構 成
ここでは、グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) とその用 途 、GUI のさまざまな画 面 要 素 について説 明 します。
メイン画 面 : A) モデル ウィンド ウ、B) メイン メニュー、C) ツールバー、D) ChemDraw パネル タブ、
E) Structure Browser タブ、F) Model Explorer タブ、G) ステータス バー、H) Output ウィンド ウ
モデル ウィンド ウ。 モデルを作 成 、表 示 する作 業 領 域 です。
メイン メニュー。 モデルの作 成 と表 示 、計 算 の実 行 、化 学 的 物 性 の表 示 に必 要 なすべてのツールが含 まれます。メ
ニュー オプションの多 くはコンテキスト メニューからも使 用 できます。
ツールバー。 多 用 する機 能 へのショート カット のアイコンが表 示 されます。ツールバーは、画 面 のどの位 置 にもド ラッグでき
ます。
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
4 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemDraw パネル。 モデルの作 画 を 2 次 元 で作 成 したり変 更 したりできます。
Structure Browser。 構 造 式 のリスト を参 照 し、構 造 式 を個 別 にモデル ウィンド ウに表 示 できます。
Model Explorer。 階 層 に分 かれたツリー形 式 でモデルを表 示 します。Model Explorer は、タンパク質 などの複 雑 な分
子 で作 業 を行 う場 合 に便 利 です。
ステータス バー。 モデルのアクティブ フレームについての情 報 や、非 表 示 になっている原 子 についての情 報 が表 示 されま
す。
Output ウィンド ウ。 計 算 結 果 などのテキスト の結 果 が表 示 されます。
モデル ウィンド ウ
モデルはモデル ウィンド ウで作 成 します。開 いたり作 成 したりするモデル ファイルごとに、新 しいタブが追 加 されます。タブを
選 択 して、表 示 するモデルをアクティブ化 します。ファイル名 の横 のアスタリスクは、最 後 に変 更 を加 えてからファイルが保
存 されていないことを示 します。
図 2.1: アクティブなタブでのインシュリンのモデル
ChemDraw パネル
ChemDraw パネルを使 用 すると、2D 構 造 式 作 画 を作 画 し、それを 3D モデルに変 換 できます。別 の方 法 として、3D モ
デルを作 成 し、それを 2D の作 画 に変 換 してパネルに表 示 することもできます。ChemDraw パネルをアクティブにするに
は、View メニューの ChemDraw Panel をクリックします。デフォルト では、パネルは画 面 の右 側 に表 示 されます。画 面 の
任 意 の場 所 に浮 動 表 示 たり、ChemBio3D ユーザー インターフェイスに固 定 することもできます。ChemDraw パネルのタ
イト ル バーを右 クリックして、Docking または Floating を選 択 します。ChemDraw パネルのタイト ル バーをクリックして、
標 準 の固 定 方 向 にド ラッグすることもできます。
2D および 3D ビューのリンク
ChemDraw パネルとモデル ウィンド ウには、LiveLink と Insertion という 2 つのリンク モード があります。LiveLink モード で
は、モデル ウィンド ウで作 成 したモデルはすべて ChemDraw パネルに表 示 されます。反 対 に、ChemDraw パネルで作 画
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
5 / 308
ChemBio3D 13.0
した構 造 式 はすべてモデル ウィンド ウに表 示 されます。ChemDraw パネルのタイト ル バーに、どちらのモード がアクティブか
が表 示 されます。
リンク オプションは、タイト ル バーのすぐ下 に表 示 されます。Insertion モード のオプションは次 のとおりです。
Link Mode。 LiveLink モード と Insertion モード を切 り替 えます。
Clear。 ChemDraw パネルの構 造 式 をクリアします。
Add or Replace contents in ChemDraw panel。 デフォルト の機 能 は置 き換 えです。
Chemical names/SMILES。 化 合 物 の名 前 または SMILES 文 字 列 を Name=Struct ボックスに入 力 して、モデルを作
成 します。
Group name。 追 加 または置 き換 える化 合 物 のグループ名 を指 定 します。
Group ID。 追 加 または置 き換 える化 合 物 のグループ ID を指 定 します。
Draw->3D (ADD)。 このオプションは、次 の条 件 が満 たされている場 合 に利 用 できます。
有 効 な化 合 物 のグループ名 とグループ ID が指 定 されている。
ChemDraw-Insertion パネルに構 造 式 が表 示 されている。
ID が数 値 で指 定 がされている。
Draw->3D (ADD) を用 いて構 造 式 を作 画 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 化 合 物 のグループ名 とグループ ID を指 定 します。
2. Draw->3D (ADD) アイコンをクリックします。
指 定 したグループ名 とグループ ID の組 み合 わせの構 造 式 が存 在 する場 合 、モデル ウィンド ウの既 存 の構 造 式 を新 しい
構 造 式 に置 き換 えるよう求 めるメッセージが表 示 されます。既 存 の構 造 式 を置 き換 えるには Yes をクリックします。モデ
ル ウィンド ウおよび構 造 式 ブラウザで、既 存 の構 造 式 が指 定 した構 造 式 で置 き換 えられます。構 造 式 ブラウザがアク
ティブな場 合 は、該 当 する値 が構 造 式 ブラウザに追 加 されます。
指 定 したグループ名 とグループ ID の組 み合 わせの構 造 式 が存 在 しない場 合 、ChemDraw パネルの構 造 式 がモデル
ウィンド ウと構 造 式 ブラウザに追 加 されます。
ChemDraw パネルの同期制限
デフォルト では、LiveLink モード は原 子 数 が 200 未 満 の分 子 でのみ使 用 できます。
デフォルト の設 定 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Preferences をクリックします。ChemBio3D Ultra Preferences ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. ChemDraw タブをクリックします。
3. Atom Synchronization Limit (100-10000) で原 子 数 を指 定 します。
4. Apply をクリックし、OK をクリックします。
注 : Atom Synchronization Limit (100-10000) フィールド で大 きい値 を指 定 すると、大 きな作 画 領 域 が生 成 され
るため、作 画 速 度 が遅 くなります。
Structure Browser
Structure Browser を使 うと、ファイルに保 存 された複 数 の構 造 式 を参 照 し、それらの構 造 式 をモデル ウィンド ウに表 示
できます。Structure Browser では、モデルを参 照 するときにモデル ウィンド ウに表 示 する構 造 式 を選 択 でき、それらの構
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
6 / 308
ChemBio3D 13.0
造 式 を重 ね合 わせることもできます。このことは、薬 品 のような分 子 や、レセプタ内 でのそれらの分 子 の相 互 作 用 を検 証
するような作 業 で役 立 ちます。
Structure Browser は、デフォルト では折 り畳 まれており、モデル ウィンド ウの左 側 に縦 長 のタブとして表 示 されます。この
タブの上 にマウス ポインタを合 わせると Structure Browser が表 示 されます。
構 造 式 を Structure Browser にインポート するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックして新 しいド キュメント ウィンド ウを開 きます。
2. File メニューの Import File をクリックして、表 示 する構 造 式 を含 むファイルをインポート します。
注: 構造式データは、SD ファイル、sybyl mol2 ファイル、sm2 ファイル、または ml2 ファイルからもインポートできます。
ファイルをインポート すると、そのファイルの構 造 式 がフラグメント として Model Explorer にリスト 表 示 されます。構 造 式 を
参 照 するには、はじめに、構 造 式 を Model Explorer から Structure Browser にド ラッグする必 要 があります。
1. Model Explorer と Structure Browser のウィンド ウが開 いたままになるように、Model Explorer と Structure Browser で
自 動 非 表 示 アイコン をクリックします。
2. Model Explorer ウィンド ウでフラグメント をクリックして、Structure Browser ウィンド ウにド ラッグします。構 造 式 名
が、Structure Browser にコピーされます。
3. 必 要 な場 合 は追 加 のフラグメント を Model Explorer から Structure Browser にド ラッグします。
Structure Browser で各 構 造 式 を表 示 または非 表 示 にするには、その構 造 式 に対 応 するチェック ボックスをオンまたはオ
フにします。
チェック ボックスをオンにすると、構 造 式 が表 示 されます。
チェック ボックスをオフにすると、構 造 式 が非 表 示 になります。
チェック ボックスがグレーになっているときは、その構 造 式 が選 択 されています。選 択 した構 造 式 は、常 に表 示 され
ます。
ヒント: すべてのフラグメントをコピーするには、Structure Browser で右 クリックして Auto-populate the Structure
Browser を選 択 します。
注 : Model Explorer でフラグメントを削 除 すると、Structure Browser からもそのフラグメントが削 除 されます。
高速オーバーレイ
すべてのオブジェクト をオーバーレイするには、Structure Browser 内 で右 クリックし、Fast Overlay を選 択 しま
す。Structure Browser 内 のフラグメント がオーバーレイされます。
MM2 計算
Structure Browser にリスト 表 示 されているフラグメント で単 純 な MM2 計 算 を実 行 できます。計 算 は、1 度 に 1 つのフラ
グメント でのみ実 行 できます。
フラグメント で MM2 最 小 化 を実 行 するには、フラグメント を右 クリックして MM2 Minimization を選 択 します。
任 意 の温 度 範 囲 のフラグメント で回 転 と移 動 運 動 エネルギーをシミュレート できます。フラグメント を右 クリックし、MM2
Dynamics をクリックします。シミュレーションの結 果 は、Output ウィンド ウに表 示 されます。
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
7 / 308
ChemBio3D 13.0
表示オプション
フラグメント の表 示 モード を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Structure Browser 内 のフラグメント を右 クリックします。
2. コンテキスト メニューの Display Mode をクリックして、表 示 モード オプションを選 択 します。詳 細 については、35 ページ
の 「表 示 モード 」 を参 照 してください。
色
フラグメント 内 のすべての原 子 に同 じ色 を適 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Structure Browser でフラグメント を右 クリックし、Color の Select Color をクリックします。カラー パレット が表 示 されま
す。
2. カラー パレット で、好 みの色 を選 択 して OK をクリックします。
Model Explorer
Model Explorer を使 って、モデルの構 造 的 特 徴 を調 べることができます。Model Explorer は、デフォルト では折 り畳 まれ
ており、垂 直 に並 んだタブとして表 示 されます。Model Explorer タブの上 にマウス ポインタを置 くと、Model Explorer ウィン
ド ウが開 き、現 在 表 示 されているモデルが階 層 ツリー形 式 で示 されます。
Model Explorer ウィンド ウでは、モデルの特 性 を変 更 することができます。グループに加 えた変 更 は、グループ内 のすべて
のメンバーに適 用 されます。
変 更 内 容 を追 跡 できるように、非 表 示 や変 更 された特 徴 は色 付 きのアイコンで表 示 されます。詳 細 については、52
ページの 「Model Explorer」 を参 照 してください。
ユーザー インターフェイスの設 定
作 業 方 法 に合 わせて、ユーザー インターフェイスのスタイルや動 作 を変 更 できます。GUI の配 色 、タブの動 作 、およびそ
の他 の表 示 オプションを変 更 できます。
設 定 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Preferences をクリックします。Preferences ダイアログ ボックスが表 示 されます。
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
8 / 308
ChemBio3D 13.0
2. GUI タブをクリックします。
3. GUI Style セクションでスタイルを選 択 して、ChemBio3D インターフェイスの全 体 的 な外 観 と操 作 性 を変 更 します。
注: VS 2005 (Whidbey) スタイル オプションには、ツールバーのスマート ド ッキング機能が含まれています。
4. Apply をクリックして、新 しい設 定 を表 示 します。デフォルト のスタイル設 定 に戻 るには、Reset to Default をクリックし
ます。
5. Window Settings セクションで、次 の機 能 を有 効 または無 効 にします。
Tabbed windows。開 いているファイルを、モデル ウィンド ウのタブとして表 示 できます。
Sliding windows。Structure Browser や Model Explorer などのウィンド ウを、ChemBio3D にスライド インまたは
ChemBio3D からスライド アウト できます。オフにすると、ウィンド ウはスライディングなしで表 示 または非 表 示 されま
す。
Sliding window animation。Sliding ウィンド ウのアニメーションを有 効 にします。
Message in Output box。ChemBio3D 下 部 の Output ボックスにメッセージを表 示 します。
注: これらの機能をアクティブにするために、ChemBio3D を閉じてから再起動しなければならないことがあります。
6. OK をクリックします。
背 景 の設 定
背 景 の色 、効 果 、画 像 を設 定 するには、File メニューの Model Settings をクリックし、Background タブを選 択 しま
す。Set as Default を選 択 した場 合 を除 き、変 更 は現 在 のモデル ウィンド ウにのみ適 用 されます。
サンプル ファイル
ChemBio3D には、生 体 構 造 や無 機 構 造 など、分 子 モデルの作 成 方 法 および調 査 方 法 を学 ぶのに役 立 つさまざまな
サンプル ファイルが用 意 されています。
サンプル ファイルを開 くには、File メニューの Sample Files をクリックし、次 のいずれかのグループからファイルを選 択 しま
す。
Bio
Demo
Docking
Drug
Inorganic
Nano
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
9 / 308
ChemBio3D 13.0
Dropbox インターフェイス
ChemBio3D 13.0 には、Dropbox サービスのインターフェイスが用 意 されています。Dropbox サービスは、ChemBio3D
13.0 インターフェイスからアクセスすると、ファイル用 のクラウド リポジト リとして機 能 します。Dropbox サービスを使 用 するた
めに必 要 なものは次 のとおりです。
有 効 な Dropbox アカウント を所 有 していること、および
ChemBio3D 13.0 がインスト ールされていること。
作 画 を現 在 の ChemBio3D ド キュメント ウィンド ウから自 分 のリモート の Dropbox フォルダの場 所 にアップロード できます。
これらのファイルは、必 要 になったら後 でダウンロード できます。
Dropbox へのサインイン
Dropbox に ChemBio3D 13.0 から初 めてアクセスするときは、Dropbox フォルダと ChemBio3D の連 携 を認 証 する必 要 が
あります。そのためには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File、Cloud、Dropbox、Sign In の順 に選 択 します。Enter Dropbox User Name ダイアログ ボックスが表 示 されま
す。
2. Dropbox のユーザー名 を入 力 し、OK をクリックします。Authorization Confirmation ダイアログ ボックスが表 示 されま
す。
3. OK をクリックします。Cloud Linking Confirmation ウィンド ウが表 示 されます。
4. Dropbox アカウント の電 子 メール アド レスおよびパスワード を入 力 します。Sign in をクリックします。
5. Allow をクリックします。Cloud Linking Confirmation ウィンド ウに成 功 メッセージが表 示 されます。
6. OK をクリックします。
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
10 / 308
ChemBio3D 13.0
Dropbox に ChemBio3D 13.0 から初 めてアクセスするときは、Dropbox フォルダと ChemBio3D の連 携 を認 証 する必 要
があります。ただし、Enter Dropbox User Name ダイアログ ボックスで Force re-authorization of this application
チェックボックスをオンにすることで、Dropbox フォルダと ChemBio3D の連 携 を再 認 証 するように選 択 できます。
以 降 のサインインでは、次 の操 作 を行 ってください。
1. File、Cloud、Dropbox、Sign In の順 に選 択 します。Enter Dropbox User Name ダイアログ ボックスが表 示 されま
す。
2. Dropbox アカウント の電 子 メール アド レスおよびパスワード を入 力 します。
3. OK をクリックします。ChemBio3D 13.0 では、Upload、Download、および Sign out のオプションが有 効 になります。
ファイルのアップロード
ChemBio3D 13.0 の現 在 の ChemBio3D ド キュメント ウィンド ウで作 画 を自 分 のリモート の Dropbox フォルダにアップロー
ド できます。
ファイルをアップロード するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File、Cloud、Dropbox、Upload As の順 に選 択 します。Cloud Upload ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. ファイルの名 前 を指 定 します。
3. 作 画 をアップロード するファイル形 式 を選 択 します。
4. OK をクリックします。Cloud - Select the destination folder ダイアログ ボックスが表 示 されます。
5. ファイルを保 存 するフォルダの場 所 を選 択 します。新 しいフォルダを作 成 するには、フォルダ リスト の列 内 でダブルク
リックするか、Create new folder リンクをダブルクリックします。新 しいフォルダの名 前 を指 定 し、OK をクリックします。
6. (オプション) ファイル名 を変 更 する場 合 は、ダイアログ ボックスの下 部 にある File name テキスト ボックスに新 しいファイ
ル名 を入 力 します。
7. (オプション) アップロード 処 理 が完 了 するまでの時 間 制 限 を指 定 します。それには、Time out limit テキスト ボックスに
秒 数 で値 を指 定 します。時 間 制 限 は、最 短 5 秒 から最 長 120 秒 までの任 意 の値 を指 定 できます。
8. Upload をクリックします。
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
11 / 308
ChemBio3D 13.0
ファイルのダウンロード
リモート の Dropbox フォルダからローカル マシンへファイルをダウンロード できます。ダウンロード が終 了 すると、ChemBio3D
ド キュメント ウィンド ウに作 画 が自 動 的 に表 示 されます。任 意 の場 所 にファイルを保 存 できます。
ファイルをダウンロード するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File、Cloud、Dropbox、Download の順 に選 択 します。cloud-select the destination folder ダイアログ ボックスが表
示 されます。
2. 次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
ダウンロード するファイルをダブルクリックします。
ダウンロード するファイルを指 定 して、Download をクリックします。
注 : ダウンロード 処 理 が完 了 するまでの時 間 制 限 を指 定 できます。それには、Time out limit テキスト ボックスに秒 数
で値 を指 定 します。時 間 制 限 は、最 短 5 秒 から最 長 120 秒 までの任 意 の値 を指 定 できます。
第 2 章: ChemBio3D 13.0 の基礎
12 / 308
ChemBio3D 13.0
基 本 的 なモデル作 成
モデルは、1 つ以 上 の分 子 構 造 式 、溶 媒 、イオン、または単 一 の原 子 により構 成 されます。モデルの作 成 には、基 本
的 な方 法 がいくつかあります。
モデル作 成 ツールを使 用 して、モデルに一 度 に 1 つの結 合 を作 成 します。14 ページの 「結 合 ツールの使 用 」 を参 照
してください。
ChemDraw パネルで 2D 構 造 式 を作 画 し、その構 造 式 を 3D モデルに変 換 します。5 ページの 「ChemDraw パネル」
を参 照 してください。
テキスト 作 成 ツールを使 用 して、モデル ウィンド ウに化 学 構 造 式 の名 前 を入 力 します。17 ページの 「テキスト による
作 成 」 を参 照 してください。
ChemDraw パネルに化 学 名 または SMILES を入 力 します。
テーブルからモデル データをインポート してモデルを作 成 することもできます。86 ページの 「Cartesian テーブルを使 った
作 成 」 を参 照 してください。
通 常 、これらの方 法 を組 み合 わせると、よい結 果 が得 られます。たとえば、ChemDraw パネルまたは結 合 ツールでモデル
の炭 素 骨 格 を作 成 してから、テキスト 作 成 ツールで炭 素 の一 部 を他 の元 素 に変 更 します。
基 本 的 なモデルを作 成 した後 で、ChemBio3D の基 本 機 能 を調 べることをお勧 めします。たとえば、オブジェクト を移 動
したり、非 表 示 にしたり、サイズ変 更 したりできます。見 やすくなるように、モデルの回 転 、移 動 、拡 大 /縮 小 を行 うことも
できます。
デフォルト 設 定
ChemBio3D になじみがなければ、デフォルト 設 定 と適 切 な表 示 モード を選 択 してください。タンパク質 分 子 にはリボン
形 式 またはアニメーション形 式 の表 示 モード を、大 きな分 子 にはワイヤ フレームまたはボール & スティックの表 示 モード を
選 択 することをお勧 めします。小 さな分 子 はどの表 示 モード でも問 題 なく表 示 されるので、任 意 の表 示 モード を選 択 で
きます。モデルに表 示 される内 容 は、選 択 した表 示 モード によって異 なります。
デフォルト 設 定 を適 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Reset to Default をクリックします。
3. OK をクリックします。
表 示 モード の選 択
シリンダ結 合 表 示 モード を選 択 すると、自 分 のモデルをこのガイド に示 されているモデルの外 観 に似 せることができます。
表 示 モード を選 択 するには、次 のいずれかの操 作 を行 います。
View、Model Display、Display Mode、Cylindrical Bonds の順 に選 択 します。
モデル表 示 ツールバーの
Bonds を選 択 します。
の隣 にあるド ロップダウンの矢 印 をクリックして、ド ロップダウン リスト から Cylindrical
注: モデル表示ツールバーをアクティブにするには、View、Toolbars、Model Display の順に選択します。
詳 細 については、表 示 モード を参 照 してください。
第 3 章: 基本的なモデル作成
13 / 308
ChemBio3D 13.0
結 合 ツールの使 用
結 合 ツールでモデルの基 本 構 造 を作 成 できます。その後 、目 的 の外 観 になるように修 正 できます。たとえば、炭 素 また
は水 素 を別 の元 素 に変 更 する、水 素 を非 表 示 にして画 面 を見 やすくする、といったことが可 能 です。
図 3.1: 単 結 合 、二 重 結 合 、三 重 結 合 、およびダミー結 合 の各 ツールが含 まれる作 成 ツールバー
結 合 ツールでモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 単 結 合 ツールなどの結 合 ツールを選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 をクリックし、結 合 の向 きを決 めてその方 向 へド ラッグします。
3. マウス ボタンを放 すと結 合 が作 画 されます。
4. さらに結 合 を追 加 するには、作 画 した原 子 をクリックしてド ラッグします。
5. 原 子 を変 更 するには、テキスト 作 成 ツール
を選 択 してその原 子 をクリックし、新 しい原 子 記 号 を入 力 します。た
とえば、水 素 原 子 から塩 素 原 子 への変 更 は次 のようにします。
a. 水 素 原 子 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
b. テキスト ボックスに「Cl」と入 力 します。
c. Enter キーを押 します。
結合次数の変更
一 度 に 1 つ以 上 の結 合 の結 合 次 数 を変 更 する場 合 は、結 合 ツール、コマンド 、またはテキスト 作 成 ツールを使 うことが
できます (原 子 タイプを変 更 することで、原 子 に付 加 されている結 合 の結 合 次 数 を変 更 することもできます。141 ページ
の 「作 成 タイプ」 を参 照 してください)。
結合ツールを使用した結合次数の変更
結 合 ツールを使 用 して結 合 次 数 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 異 なる次 数 の結 合 ツールを選 択 します。
2. 一 方 の原 子 をクリックして、もう片 方 へド ラッグします。
コマンド を使用した結合次数の変更
コマンド を使 用 して結 合 次 数 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 結 合 を右 クリックします。結 合 が黄 色 に変 わります。
2. Set Bond Order をポイント し、結 合 次 数 を選 択 します。
結合の一端での原子タイプの変更による結合次数の変更
この方 法 は、結 合 次 数 を下 げる場 合 にのみ適 用 できます。この方 法 を適 用 して結 合 次 数 を上 げると、単 結 合 が生 成
され、原 子 価 が水 素 で満 たされます。
結 合 の末 端 の原 子 タイプを変 更 することで結 合 次 数 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツール
をクリックします。
2. 次 数 を変 更 する結 合 が付 加 されている原 子 をクリックします。
第 3 章: 基本的なモデル作成
14 / 308
ChemBio3D 13.0
3. 選 択 した原 子 と置 き換 える新 しい原 子 タイプを入 力 します。次 の例 では、炭 素 (C) をヨウ素 (I) に置 き換 えていま
す。
4. Enter キーを押 します。結 合 の結 合 次 数 は新 しい原 子 タイプを反 映 して変 更 されます。
複数の結合の同時変更
一 度 に複 数 の結 合 次 数 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ChemDraw パネルを開 き、パネル内 をクリックして ChemDraw コント ロールをアクティブにします。
2. なげなわ選 択 ツールまたは矩 形 選 択 ツールを選 択 します。
3. Shift キーを押 しながら、変 更 する結 合 をクリックします。
4. 選 択 範 囲 内 で右 クリックし、次 のいずれかを実 行 します。
Single をクリックし、結 合 タイプを選 択 します。
Double をクリックし、結 合 タイプを選 択 します。
Triple をクリックし、Plain を選 択 します。
第 3 章: 基本的なモデル作成
15 / 308
ChemBio3D 13.0
5. ChemBio3D ウィンド ウ内 をクリックして操 作 を完 了 します。
注 : 結 合 を切 断 するには、結 合 を右 クリックし、Break Bond を選 択 します。
環の作成
結 合 ツールを使 用 して環 を作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 結 合 ツールを選 択 します。
2. 構 造 式 内 の一 方 の原 子 をクリックし、同 じ構 造 式 内 の隣 接 しない原 子 までド ラッグします。
注 : 通 常 は、結 果 的 に構 造 式 が歪 むことになります。これを修 正 するには、MM2 または MMFF94 による最 小 化 が
必 要 になります。
ChemDraw パネルの使 用
ChemDraw パネルを使 用 して、2 次 元 の構 造 式 を ChemBioDraw の場 合 と同 じように作 画 することができます。別 の
方 法 として、ChemDraw パネルの Chem/SMILES ボックスを使 用 して、テキスト を使 ったモデルを作 成 することもできま
す。
構 造 式 を作 画 すると、対 応 する 3 次 元 モデルがモデル ウィンド ウに表 示 されます。
ChemDraw パネルを使 用 してモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View メニューの ChemDraw Panel をクリックします。ChemDraw パネルが表 示 されます。
2. パネル内 をクリックしてアクティブにします。ツール パレット が表 示 されます。
注: ツール パレットが表示されない場合は、ChemDraw パネルを右クリックし、View メニューの Show Main Toolbar をクリック
します。
3. ツール パレット のツールを選 択 し、ChemDraw パネルをクリックして、選 択 したツールで構 造 式 を作 画 しま
す。ChemDraw パネルの LiveLink オプションを選 択 した状 態 (ChemDraw パネルの左 上 ) で、構 造 式 を作 画 すると、
対 応 する 3 次 元 モデルがモデル ウィンド ウに表 示 されます。
また、次 の方 法 により、ChemBioDraw を使 用 して構 造 式 を作 画 し、ChemDraw パネルに貼 り付 けることもできます。
1. ChemBioDraw で構 造 式 を作 画 します。
2. 構 造 式 をクリップボード にコピーします。
3. ChemBio3D で Edit メニューの Paste をクリックするか、ChemDraw パネルで Ctrl + V キーを押 します。
詳 細 については、ChemDraw パネルを参 照 してください。
他 の 2 次 元 作 画 パッケージの使 用
ChemBio3D では、ChemDraw 以 外 の 2 次 元 作 画 パッケージで作 画 した 2 次 元 構 造 式 も使 用 することができます。こ
れらのパッケージを使 用 してモデルを作 画 するときは、次 の点 に注 意 してください。
変 換 の過 程 で標 準 測 定 値 がモデルに適 用 されます。詳 細 については、249 ページの 「2 次 元 から 3 次 元 への変 換 」
を参 照 してください。
ChemBio3D は、クリップボード にコピーされた矢 印 、軌 道 、曲 線 などのオブジェクト を無 視 します。
第 3 章: 基本的なモデル作成
16 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemBio3D で対 応 する部 分 構 造 が見 つかった場 合 は、ISIS/Draw のスーパー原 子 が展 開 されます。これ以 外 の
場 合 は、部 分 構 造 を定 義 する必 要 があります。25 ページの 「部 分 構 造 の定 義 」 を参 照 してください。
テキスト による作 成
モデルを作 成 するには、作 成 するモデルの構 造 を表 すテキスト 文 字 列 を入 力 する方 法 が簡 単 です。テキスト は、構 造
式 名 、分 子 式 、InChI、または SMILES 文 字 列 として入 力 できます。
以 下 に例 を示 します。
名 前 : Tyrosine, Iron (III) Phosphate
分 子 式 : CH3CH2COOPH2, CH3(CH2)2COO-NH4+
SMILES 文 字 列 : OC[C@@H](O1)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)1
InChI 文 字 列 : InChI=1/C8H7ClO/c1-6(10)7-2-4-8(9)5-3-7/h2-5H,1H3
モデルには複 数 の構 造 式 を含 めることができます。それぞれの構 造 式 は、フラグメント として定 義 されます。 1
注 : 水 は溶 媒 と見 なされます。モデルに追 加 する個 々 の水 分 子 が 1 つのフラグメントを構 成 します。
Name-to-Structure (N2S) ツールの使用
テキスト からモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 作 成 ツールバーのテキスト 作 成 ツール
を選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト フィールド が表 示 されます。
3. テキスト フィールド に構 造 式 の名 前 を入 力 するか貼 り付 けて、Enter キーを押 します。
ヒント: テキスト ツールを使 用 してモデルを作 成 するときに注 意 する必 要 のある点 を次 に示 します。
1.テキストは大 文 字 小 文 字 の区 別 が必 要 です。たとえば、酸 素 原 子 を指 定 するには、「O」と入 力 します。
2.テキストを使 用 して形 式 電 荷 を追 加 できます。たとえば、「PhO-」と入 力 すると、フェノールではなくフェノール塩 イオ
ンのモデルを作 成 します。
3.原 子 をダブルクリックすると、その前 のテキスト ボックスの内 容 が原 子 に適 用 されます。原 子 をいくつか選 択 した場
合 は、テキスト ボックスの内 容 が各 原 子 に個 別 に適 用 されます。
4.すべてのテキスト置 換 が有 効 というわけではありません。たとえば、「benzene」というラベルを持 つ 1 つの鎖 にある 2
つの原 子 を選 択 することはできません。
テキスト ボックスのテキスト の解 釈 は、原 子 の選 択 状 態 によって異 なります。
モデル ウィンド ウで何 も選 択 されていない場 合 は、新 しい分 子 が追 加 されます。
原 子 が 1 個 以 上 選 択 されていると、テキスト が選 択 対 象 に追 加 されます。ただし、選 択 されている原 子 の属 性 と矛
盾 していない場 合 に限 ります。
テキスト ボックスが表 示 された状 態 で、Shift キーを押 しながら原 子 をクリックするか Shift キーを押 しながらド ラッグで複
数 の原 子 を選 択 すると、選 択 範 囲 を変 更 できます。
作 成 タイプを変 更 したり、結 合 次 数 を指 定 したりすることもできます。
1イオン化 合 物 は、複 数 のフラグメント (1 つのイオンにつきフラグメント 1 個 ) で構 成 されることがあります。
第 3 章: 基本的なモデル作成
17 / 308
ChemBio3D 13.0
テキスト 作 成 ツールでは、テキスト を直 接 入 力 することも、Table Editor を使 用 して入 力 することもできます。
注 : 以 下 の説 明 では、Model Settings ダイアログ ボックスの Model Building タブのオプションがすべてオンであると仮 定
します。
記号および分子式の使用
テキスト 作 成 ツールを使 用 すると、化 学 記 号 および化 学 式 を使 用 してモデルを作 成 できます。
元 素 記 号 を使 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールを選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 をクリックし、「C」と入 力 します。
3. Enter キーを押 します。メタンのモデルが作 成 されます。
原 子 タイプとして C Alkane が割 り当 てられ、適 切 な数 の水 素 が追 加 されます。
同 じテキスト を使 ってメチル基 をもう 1 つ追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 置 き換 える原 子 (この例 では水 素 ) にマウス ポインタを合 わせ、クリックします。テキスト ボックスが開 き、前 に指 定 した
ラベルが表 示 されます。
2. Enter キーを押 します。
別 の元 素 を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 水 素 原 子 をクリックします。原 子 の上 にテキスト ボックスが表 示 されます。
2. 「N」と入 力 し、Enter キーを押 します。窒 素 が追 加 されてエチルアミンが形 成 されます。
上 の一 連 の操 作 で作 成 したモデルを 1 回 の操 作 で作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
2. 「CH3CH2NH2」または「ethylamine」と入 力 します。
3. Enter キーを押 します。
Table Editor
テキスト 作 成 ツールを使 用 してモデルを作 成 する際 、テキスト を手 で入 力 する代 わりに、Table Editor を使 用 してテキス
ト を入 力 できます。
Table Editor を使 用 してテキスト を入 力 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、ChemBio3D Building Atom Types の順 に選 択 します。
2. テーブル中 の元 素 または作 成 タイプを選 択 します。
3. Ctrl + C キーを押 します。
4. ChemBio3D モデル ウィンド ウ内 をダブルクリックします。
5. ChemBio3D で Edit メニューの Paste をクリックします。
6. Enter キーを押 します。
SMILES 文字列を使ったモデルの作成
Chem/SMILES ボックスを使 用 して名 前 からモデルを作 成 するには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
第 3 章: 基本的なモデル作成
18 / 308
ChemBio3D 13.0
Chem/SMILES ボックスで、化 学 名 または SMILES 文 字 列 を入 力 し、Enter キーを押 します。
ド キュメント から名 前 または SMILES 文 字 列 をコピーし、Chem/SMILES ボックスに貼 り付 け、Enter キーを押 します。
ヒント: 名 前 または SMILES 文 字 列 をモデル ウィンド ウに貼 り付 けて、3D モデルを作 画 できます。また、化 学 式 を
ChemBio3D モデル ウィンド ウに貼 り付 けることもできます。ただし、式 は異 性 体 を表 すこともあるので注 意 してくださ
い。
デフォルト では、Chem/SMILES ボックスを使 用 して構 造 式 を作 画 する場 合 、ChemDraw パネルに既 にある構 造 式 が
置 き換 わります。Chem/SMILES ボックスを使 用 して構 造 式 を作 画 するときに既 存 の構 造 式 が置 き換 えられないように
するには、Add or Replace contents of ChemDraw panel ツール
をクリックします。
フラグメント の追 加
モデルが複 数 のフラグメント で構 成 されることがあります。通 常 、フラグメント は、モデル内 の 1 つの構 造 で構 成 されます。 1
テキスト 作 成 ツールを使 用 してフラグメント を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ウィンド ウの空 白 部 分 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
2. 元 素 名 、原 子 タイプまたは部 分 構 造 (たとえば水 の場 合 は H2O) を入 力 します。
3. Enter キーを押 します。フラグメント が作 成 されます。
4. (オプション) 別 の場 所 をダブルクリックして、別 のフラグメント を追 加 します。
注 : 水 は溶 媒 と見 なされます。モデルに追 加 する個 々 の水 分 子 が 1 つのフラグメントを構 成 します。
図 3.2: H2O モデルに含 まれる 3 つのフラグメント
原 子 や結 合 の選 択
通 常 、原 子 や結 合 を変 更 または移 動 するには、最 初 にそれらを選 択 する必 要 があります。
モデル ウィンド ウで原 子 や結 合 を選 択 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1イオン化 合 物 は、複 数 のフラグメント (1 つのイオンについてフラグメント 1 個 ) で構 成 されることがあります。
第 3 章: 基本的なモデル作成
19 / 308
ChemBio3D 13.0
1. 選 択 ツールをクリックします。
2. 原 子 または結 合 をクリックします。
注 : 結 合 を選 択 するには、その結 合 をクリックするか、結 合 に隣 接 する 2 つの原 子 を選 択 します。
1 つ以 上 の原 子 を選 択 するには、Shift キーまたは Ctrl キーを押 しながら原 子 をクリックします。モデル内 のすべての原 子
と結 合 を選 択 するには、Edit メニューの Select All をクリックするか、Ctrl + A キーを押 します。
Model Explorer では、別 の方 法 で原 子 や結 合 を選 択 できます。52 ページの 「Model Explorer」 を参 照 してください。
グループ外の原子の選択
複 数 の原 子 や結 合 を選 択 するには、移 動 ツール
グして枠 を描 きます。
か選 択 ツール
のどちらかを使 用 して、クリック後 に斜 めにド ラッ
マウス ボタンを離 したときに選 択 枠 に一 部 でも含 まれている原 子 が選 択 されます。結 合 は、隣 接 する原 子 が 2 つとも
選 択 された場 合 にのみ選 択 されます。
ヒント: 原 子 を 1 つずつ選 択 したり、個 々 の原 子 を選 択 対 象 に追 加 していくには、Shift キーを押 しながら追 加 する
原 子 それぞれをクリックします。
原子や結合の選択解除
原 子 の選 択 を解 除 すると、隣 接 する結 合 もすべて選 択 解 除 されます。両 端 に結 合 した原 子 も選 択 解 除 されます。た
だし、両 端 の原 子 が他 の選 択 された結 合 を形 成 している場 合 は選 択 解 除 されません。
Shift キーを押 しながら選 択 解 除 する原 子 または結 合 をクリックします。
モデル ウィンド ウ内 の空 白 部 分 をクリックして、すべての原 子 と結 合 の選 択 を解 除 します。
元素の変更
原 子 を他 の元 素 に変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
2. 変 更 したい原 子 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. 元 素 記 号 を入 力 します (大 文 字 小 文 字 が区 別 されます)。
4. Enter キーを押 します。
5. (オプション) 記 号 をもう一 度 適 用 するには、別 の原 子 をダブルクリックします。
例
ベンゼンをアニリンに変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
第 3 章: 基本的なモデル作成
20 / 308
ChemBio3D 13.0
1. 置 換 する水 素 原 子 をクリックし、「NH2」と入 力 します。
2. Enter キーを押 します。
図 3.3: アニリンのモデル。
Kekule 結合と非局在化結合
芳 香 族 などの化 合 物 で二 重 結 合 と単 結 合 が交 互 に現 れる配 置 は、Kekule 結 合 または非 局 在 化 結 合 で表 示 でき
ます。典 型 的 な 2 つの例 として、CO - およびベンゼンを次 に示 します。
2
図 3.4: Kekule 結 合 と非 局 在 化 結 合
モデル作 成 後 、Kekule 結 合 と非 局 在 化 結 合 を次 のいずれかの方 法 で切 り替 えることができます。
モデル ウィンド ウで、Ctrl + K キーを押 します。
View、Model Display、Delocalized Bonds の順 に選 択 し、オプションを選 択 します。
File、Model Settings、Model Display タブの順 に選 択 し、Show Delocalized Bonds as Dashed Lines チェック
ボックスをオンまたはオフにします。
選択色の設定
選 択 した原 子 と結 合 は、デフォルト では黄 色 で強 調 表 示 されます。Model Settings ダイアログ ボックスでデフォルト の選
択 色 を変 更 できます。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
第 3 章: 基本的なモデル作成
21 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Color & Fonts タブをクリックします。
3. Selection Color ド ロップダウン リスト から目 的 の色 をクリックします。
4. OK をクリックします。
結合幅の調整
モデル内 の一 部 の結 合 、またはすべての結 合 の幅 を調 整 できます。
1 つ以 上 の選 択 した結 合 の幅 を調 整 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 1 個 以 上 の結 合 を選 択 します。
2. 選 択 した結 合 を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューの Select Object Bond Size をクリックします。結 合 サイズのスライダが表 示 されます。
4. スライダを動 かして幅 を調 整 します。
5. (オプション) 結 合 をデフォルト の幅 にリセット するには、結 合 を右 クリックして、Reset to Default を選 択 します。
モデル内 のすべての結 合 の幅 を調 整 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Atom & Bond タブを選 択 します。
2. Bond Size スライダで幅 を調 整 します。
3. OK をクリックします。
4. (オプション) すべての結 合 をデフォルト の幅 にリセット するには、File メニューの Model Settings をクリックします。次
に、Atom & Bond タブを選 択 し、Reset to Default をクリックします。
結合や原子の削除
原 子 または結 合 を削 除 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 または結 合 を削 除 するには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
消 しゴム ツールを選 択 し、原 子 または結 合 をクリックします。
原 子 または結 合 を選 択 して、Edit メニューの Clear をクリックします。
原 子 または結 合 を選 択 して、Delete キーを押 します。
結 合 を削 除 する場 合 は、結 合 を右 クリックして Break Bond をクリックするという方 法 もあります。
注 : 自 動 修 正 がオンになっている場 合 は、水 素 原 子 を削 除 することはできません。モデルを編 集 するときは自 動 修
正 をオフにしてください(File メニューから Model Settings、Model Building タブの順 にクリック)。
原 子 の電 荷
原 子 とその原 子 に対 する結 合 を基 にして、原 子 には形 式 電 荷 が割 り当 てられています。電 荷 は、原 子 をポイント する
と表 示 されます。
電荷の設定
原 子 の形 式 電 荷 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
第 3 章: 基本的なモデル作成
22 / 308
ChemBio3D 13.0
2. 変 更 する原 子 を選 択 します。
3. 「+」または「-」の符 号 を付 けて電 荷 の値 を入 力 します。
4. Enter キーを押 します。
分 子 フラグメント 中 の原 子 の形 式 電 荷 を設 定 するには、フラグメント の元 素 の後 に電 荷 を書 き加 えます。
例
フェノール塩 フラグメント のモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 を選 択 しない状 態 で、テキスト ボックスに「PhO-」と入 力 します。
2. Enter キーを押 します。フェノール塩 イオン分 子 が表 示 されます。
原 子 から形 式 電 荷 を削 除 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
2. 荷 電 原 子 を選 択 します。
3. 「+0」と入 力 します。
4. Enter キーを押 します。
電荷の表示
ChemBio3D 13.0 は、原 子 の形 式 電 荷 と非 局 在 化 電 荷 を認 識 します。ChemDraw の作 画 にも示 されるよう
に、ChemBio3D 13.0 は原 子 に割 り当 てられた形 式 電 荷 を表 示 し、非 局 在 化 電 荷 を計 算 します。原 子 の非 局 在 化
電 荷 が形 式 電 荷 と異 なる場 合 は、両 方 の電 荷 が示 されます。そうでないときは、形 式 電 荷 のみが表 示 されます。
第 3 章: 基本的なモデル作成
23 / 308
ChemBio3D 13.0
オブジェクト の配 置
モデルの各 オブジェクト の位 置 は、2 つの直 交 座 標 軸 のセット 、すなわちモデルの軸 と表 示 の軸 によって定 義 されます。モ
デルの軸 (緑 ) によって、すべてのオブジェクト の絶 対 位 置 が決 まります。オブジェクト を移 動 しない限 り、オブジェクト がモ
デルの軸 と関 連 して位 置 を変 えることはありません。
表 示 の軸 (紫 ) により、モデルのすべてのオブジェクト の相 対 位 置 が定 義 されます。表 示 の軸 の原 点 は、モデルのすべて
のオブジェクト の中 心 です。そのため、モデル ウィンド ウでオブジェクト の追 加 、削 除 、移 動 を行 うと、モデルのすべてのオブ
ジェクト が表 示 の軸 の原 点 を基 準 にして移 動 します。
図 3.5: 両 方 の座 標 セットが表 示 されたモデル。C(9) 炭 素 はモデルの軸 の原 点 に配 置 。モデルのすべてのオブジェクト (2
個 のメタン フラグメント) は表 示 の軸 の原 点 を中 心 として配 置 。
オブジェクト の移動
オブジェクト を移 動 する場 合 は、モデルの軸 と関 連 させて位 置 を変 更 します。詳 細 については、24 ページの 「オブジェク
ト の配 置 」 を参 照 してください。
1. 作 成 ツールバーのオブジェクト の移 動 ツール
をクリックします。
2. オブジェクト を 1 つ以 上 選 択 します (複 数 のオブジェクト を選 択 する場 合 は、Shift キーを押 しながらオブジェクト を 1 つ
ずつクリックしていきます)。
3. 選 択 したオブジェクト のいずれかをド ラッグします。
原 子 を移 動 すると、結 合 している修 正 原 子 (通 常 は水 素 ) も一 緒 に移 動 します。結 合 を移 動 すると、隣 接 する原 子
も移 動 します。
移 行 ツール
を使 用 してオブジェクト を移 動 することもできます。
1. モデル ウィンド ウで 1 つ以 上 のオブジェクト を選 択 します。
2. Shift キーを押 しながら、移 行 ツールを使 用 して、選 択 したオブジェクト をクリックしてド ラッグします。
選択部分を中央に表示
モデルのサイズを変 更 する場 合 、または計 算 を実 行 する前 に、たいていはモデルを中 央 に表 示 すると便 利 です。
ChemBio3D では、1 個 以 上 の原 子 を選 択 してモデルの中 心 としたり、モデル全 体 に対 して計 算 を実 行 したりできま
す。
第 3 章: 基本的なモデル作成
24 / 308
ChemBio3D 13.0
選 択 に基 づいてモデルをウィンド ウの中 央 に表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. (オプション) 1 個 以 上 の原 子 を選 択 します
2. Structure、Model Position、Center Model (または Selection) on Origin の順 に選 択 します。
このコマンド は、選 択 されている原 子 の図 心 をモデルの軸 の原 点 に表 示 します。ChemBio3D では、図 心 は選 択 されて
いる原 子 の X、Y、Z 座 標 軸 の平 均 として算 出 されます。原 子 を選 択 していない場 合 、モデル全 体 が中 央 に揃 いま
す。
部分構造
部 分 構 造 とは、単 にある構 造 に含 まれる要 素 (基 本 的 にはビルディングブロック) のことで、これによりモデルを定 義 した
り、すばやく作 成 したりできます。部 分 構 造 には、他 の原 子 や部 分 構 造 の接 続 先 となる結 合 点 がありま
す。Substructures テーブル (substructures.xml ファイル) にはあらかじめ定 義 された部 分 構 造 がいくつか記 載 されていま
す。独 自 の部 分 構 造 を定 義 してテーブルに追 加 することができます。詳 細 については、25 ページの 「部 分 構 造 の定
義 」 を参 照 してください。
モデルに部 分 構 造 を適 用 するには、フラグメント の原 子 の 1 つを部 分 構 造 に置 き換 えて既 存 のフラグメント に部 分 構
造 を追 加 するか、またはモデル ウィンド ウに新 規 のフラグメント として部 分 構 造 を貼 り付 けます。
モデルに部 分 構 造 を適 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、Substructures の順 に選 択 します。
2. Substructures テーブルで部 分 構 造 の Name を右 クリックして、Copy を選 択 します。
3. モデル内 で次 の操 作 を行 ってください。
既 存 のフラグメント に部 分 構 造 を追 加 するには、フラグメント にある原 子 を右 クリックして、Paste を選 択 します。
部 分 構 造 を新 しいフラグメント として追 加 するには、モデル ウィンド ウの空 白 部 分 を右 クリックして、Paste を選 択
します。
部分構造の定義
部 分 構 造 式 を選 択 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデルを作 成 します。モデルの一 部 (または全 体 ) に部 分 構 造 として定 義 する原 子 が含 まれている必 要 がありま
す。ChemBio3D 13.0 のツールを使 うか、ChemDraw パネルで作 成 できます。
2. モデルで、部 分 構 造 として定 義 する構 造 式 の一 部 (または全 体 ) を選 択 します。
3. Edit メニューの Copy をクリックします。
部 分 構 造 の定 義 を保 存 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、Substructures の順 に選 択 し、部 分 構 造 のウィンド ウを開 きます。
2. Substructure テーブルを右 クリックし、Append Row を選 択 します。新 しい行 がテーブルに追 加 されます。
3. Model 列 で、セルを選 択 します。
4. セルを右 クリックして、Paste をコンテキスト メニューからクリックします。ただし、別 のセルに移 動 するまでは表 示 されま
せん。
5. Name 列 で、セルをクリックします。
第 3 章: 基本的なモデル作成
25 / 308
ChemBio3D 13.0
6. 部 分 構 造 の名 前 を入 力 します。
7. Substructures テーブルを閉 じて保 存 します。
例
エステルの部 分 構 造 、R1COOR2 を考 えます。この部 分 構 造 は次 のようなモデルの一 部 として組 み立 てることができま
す。
原 子 3 ～ 5 (酸 素 原 子 2 個 とその間 にある炭 素 原 子 1 個 ) を選 択 し、前 述 と同 じ手 順 で Substructures テーブルに
新 しい行 を作 成 します。
エステルを鎖 の末 端 にカルボキシル酸 として付 加 するには、水 素 をダブルクリックして、エステルに置 換 します (ただし、部
分 構 造 の名 前 がテキスト ボックスに表 示 されている必 要 があります)。この方 法 で元 の構 造 の H(8) を置 換 すると、次 の
構 造 が作 成 されます。
水 素 がエステル内 の炭 素 に置 換 されました。これは、エステルを定 義 したときに、部 分 構 造 内 の他 の結 合 位 置 を形 成
した酸 素 のシリアル番 号 が (5) であり、炭 素 のシリアル番 号 (3) がそれより小 さかったためです。
注 : 複 数 の付 加 点 を持 つ部 分 構 造 を定 義 する際 は、モデル内 に挿 入 された部 分 構 造 が正 しい方 向 に配 置 され
るように、原 子 のシリアル番 号 に注 意 してください。詳 細 については、28 ページの 「結 合 位 置 の規 則 」 を参 照 してく
ださい。
部分構造を使用する利点
部 分 構 造 を使 用 する利 点 は次 のとおりです。
部 分 構 造 ではエネルギーを最 小 に最 適 化 しています。
部 分 構 造 では複 数 の結 合 原 子 が前 もって定 義 されています。
たとえば、フェニル基 の部 分 構 造 Ph には結 合 点 が 1 個 あります。カルボキシル基 の部 分 構 造 COO には、カルボキシ
ル炭 素 と陰 イオン酸 素 に結 合 点 があります。アミノ酸 その他 の重 合 単 位 にも類 似 の多 重 結 合 点 が定 義 されていま
す。
第 3 章: 基本的なモデル作成
26 / 308
ChemBio3D 13.0
アミノ酸 の部 分 構 造 には、α型 とβ型 があります。アミノ酸 の名 前 の前 に記 号 "β" が付 く場 合 、酸 はβ型 であることを
示 します。これ以 外 の場 合 、酸 はα型 です。二 面 角 は、αへリックス型 とβ型 を作 成 できるようにあらかじめ設 定 されて
います。
部 分 構 造 は単 独 で使 用 することも、個 々 の元 素 や原 子 タイプを使 用 することもできます。
部 分 構 造 を使 用 すると、Groups テーブルにレコード が作 成 され、このレコード で原 子 団 単 位 の選 択 や色 分 けが簡
単 にできます。
部 分 構 造 は高 分 子 の作 成 に特 に便 利 です。
部 分 構 造 を定 義 して Substructures テーブルに追 加 したり、独 自 のテーブルを作 成 したりすることができます。詳 細 に
ついては、25 ページの 「部 分 構 造 の定 義 」 を参 照 してください。
この方 法 を使 って意 味 のある構 造 を取 得 するには、各 部 分 構 造 の結 合 点 がどこにあるかを把 握 している必 要 があ
ります。あらかじめ定 義 されている部 分 構 造 には、化 学 の標 準 規 則 によって定 義 されている結 合 点 があります。詳
細 については、28 ページの 「結 合 位 置 の規 則 」 を参 照 してください。
部 分 構 造 を独 立 したフラグメント として追 加 するには、原 子 が選 択 されていないことを確 認 します。
モデルに部 分 構 造 を挿 入 するには、部 分 構 造 の結 合 点 に結 合 される原 子 を選 択 します。部 分 構 造 を使 用 してモデ
ルを作 成 する方 法 については、75 ページの 「部 分 構 造 」 を参 照 してください。
角度と距離
選 択 された原 子 と選 択 されていない近 接 した原 子 の間 の測 定 値 が部 分 構 造 と共 に保 存 されます。これらの測 定 値
は、モデルで使 用 される際 に、他 の原 子 との相 対 的 な部 分 構 造 の位 置 を決 めるために使 用 されます。
たとえば、ChemBio3D は、部 分 構 造 内 の 2 つの原 子 と、選 択 されていない 2 つの原 子 が形 成 する二 面 角 を部 分 構
造 と共 に保 存 します。選 択 原 子 (部 分 構 造 ) と非 選 択 原 子 (非 部 分 構 造 ) の間 に複 数 の二 面 角 ができる場 合 は、シ
リアル番 号 の最 も小 さい原 子 が形 成 する二 面 角 が部 分 構 造 に保 存 されます。
次 のモデルを使 って、アラニンの部 分 構 造 を定 義 してみましょう。
ポリペプチド は、N 末 端 基 アミノ酸 を先 頭 に指 定 されるため、N(4) のシリアル番 号 をカルボキシル C(6) よりも小 さくしなけ
ればなりません。アラニン部 分 構 造 の鎖 が正 しく形 成 されるためには、C(1) のシリアル番 号 を O(3) のシリアル番 号 より小
さくして、C-C-N-C の二 面 角 により隣 接 する部 分 構 造 がラベル内 に配 置 されるようにします。
第 3 章: 基本的なモデル作成
27 / 308
ChemBio3D 13.0
結合位置の規則
部 分 構 造 を保 存 すると、それと共 に結 合 位 置 も保 存 されます。
結 合 位 置 の規 則 は次 のとおりです。
部 分 構 造 に同 じ原 子 が 2 つある場 合 は、シリアル番 号 の最 も小 さい原 子 が最 初 の結 合 位 置 になります。
空 き原 子 価 が満 たされておらず、選 択 原 子 と結 合 している原 子 は、非 選 択 原 子 と結 合 している原 子 より後 に結
合 します。
自 動 修 正 原 子 にのみ結 合 している原 子 は、非 自 動 修 正 原 子 に結 合 している原 子 より後 に結 合 します。
上 記 の基 準 において同 じ条 件 の原 子 が 2 つある場 合 は、シリアル番 号 の最 も小 さい原 子 と結 合 している原 子 の方
が先 に結 合 します。
モデルの最 適 化
3D モデルの作 成 後 、幾 何 学 的 かつ構 造 的 に正 しくなるように、さらなる最 適 化 が必 要 になる場 合 があります。たとえ
ば、モデルの作 成 中 にオブジェクト をあちこち移 動 させたり削 除 したりすると、結 合 角 と結 合 長 が化 学 的 に正 確 でなくな
る可 能 性 があります。また、他 の原 子 を削 除 した場 合 には、モデルの原 子 を調 整 して原 子 価 を調 節 しなければならな
いこともあります。
原子の調整
モデルの原 子 を調 整 すると、選 択 した各 原 子 が適 切 な数 の原 子 に結 合 されるように、必 要 に応 じて水 素 原 子 が追
加 または削 除 されます。適 切 な数 は、原 子 タイプの原 子 価 によって指 定 されます。Rectify コマンド では、原 子 タイプの
割 り当 てを行 ってから結 合 を調 整 します。
選 択 されている原 子 の原 子 タイプは、隣 接 する原 子 の要 求 する結 合 次 数 や結 合 先 の原 子 タイプに合 うように変 更 さ
れます。
選 択 されている原 子 の原 子 価 を満 足 するように結 合 を追 加 および削 除 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 調 整 する原 子 を選 択 します。
2. Structure メニューの Rectify をクリックします。
結 合 調 整 をデフォルト として設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Model Building タブを選 択 します。
2. Rectify を選 択 します。
3. OK をクリックします。
注 : 結 合 調 整 設 定 は、既 にモデル ウィンド ウに表 示 されているフラグメントには影 響 しません。既 存 の原 子 を調 整
するには、原 子 を選 択 し、Structure メニューの Rectify をクリックします。
Model Building タブの Correct Building Type と Rectify がオンのときは、使 用 している結 合 ツールに応 じて原 子 タイプ
が設 定 され、適 切 な数 の水 素 原 子 が追 加 されます。
PDB ファイルでの原子の調整
PDB ファイルを開 いているときは、PDB ファイルのモデルの水 素 が調 整 されるように指 定 できます。
PDB ファイルに水 素 を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
第 3 章: 基本的なモデル作成
28 / 308
ChemBio3D 13.0
1. File、Open の順 に選 択 します。
2. 開 く PDB ファイルを選 択 します。
3. 次 のチェック ボックスをオンにします。
Compute Atom Types and Bond Orders
Rectify Atoms
4. Open をクリックします。
インポート 時 に、PDB ファイルから分 子 に水 素 が追 加 されます。
モデルの整形
モデルを作 成 したときや、モデル ウィンド ウでオブジェクト を任 意 に移 動 させたとき、モデルが歪 んで表 示 される場 合 があり
ます。この歪 みを修 正 するには、Clean Up コマンド を使 用 します。モデル中 の選 択 されている原 子 の位 置 を修 正 するに
は、次 の操 作 を行 ってください。
1. 整 形 するモデルの一 部 またはすべてを選 択 します。
2. Structure メニューの Clean Up をクリックします。
Clean Up コマンド を使 用 すると、結 合 長 や結 合 角 のエラーをなくすように、選 択 されている原 子 の位 置 が修 正 されま
す。平 面 原 子 は平 面 化 され、二 重 結 合 の周 りの二 面 角 は 0 度 または 180 度 回 転 されます。
また、Measurement テーブルに設 定 した結 合 長 や結 合 角 は無 効 になります。ChemBio3D では、その測 定 値 が
Optimal 列 の値 と一 致 するように構 造 が調 整 されます。この最 適 値 は、Bond Stretching Parameters テーブルおよび
Angle Bending Parameters テーブルの標 準 測 定 値 です。Clean Up または MM2 計 算 を実 行 すると、他 のすべての値 も
変 更 されます。これらの計 算 に独 自 の値 を適 用 するには、拘 束 を適 用 する必 要 があります。詳 細 については、80 ペー
ジの 「拘 束 の適 用 」 を参 照 してください。
コピーと印 刷
ChemBio3D には、モデルのコピー、埋 め込 み、印 刷 のためのオプションが複 数 用 意 されています。最 適 なオプションは、
ニーズや好 みによって異 なります。
コピー
ChemBio3D モデルを、デスクト ップ パブリッシング プログラムなどの他 のアプリケーションにコピーできます。モデルのコピー
方 法 は、そのモデルを新 しいアプリケーションでどう表 示 するかによって異 なります。
モデルを ChemBio3D から別 のアプリケーションにコピーするとき、オリジナルの特 性 は保 持 されます。モデルを編 集 する場
合 は、ChemBio3D を使 用 してしか編 集 できません。構 造 式 を編 集 して保 存 した後 で、モデルを貼 り付 けたアプリケー
ションに変 更 が反 映 されます。
編集可能なモデルとしてのコピー
モデルをコピーするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ChemBio3D 内 でモデルを選 択 します。
第 3 章: 基本的なモデル作成
29 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Edit メニューの Copy をクリックします。
3. 転 送 先 のソフト ウェア アプリケーションで、開 いたファイルにモデルを貼 り付 けます。たとえば Microsoft® Word では
Ctrl + V キーを押 します。
アプリケーションにモデルを貼 り付 けた後 で、必 要 なときにこのモデルを編 集 できます。
貼 り付 けたモデルを編 集 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデルを貼 り付 けたアプリケーションで、モデルの画 像 をダブルクリックします。モデルが ChemBio3D で開 かれます。
2. ChemBio3D 内 でモデルを編 集 します。
3. ChemBio3D で File メニューの Exit & Return をクリックします。ChemBio3D が終 了 します。
静的な画像としてのコピー
モデルをビット マップか Enhanced Meta ファイル (EMF) のどちらかとしてコピーできます。ビット マップでは ChemBio3D に表
示 されている背 景 が保 持 されますが、EMF では貼 り付 け先 のアプリケーションで使 用 されている背 景 (通 常 は白 ) が採
用 されます。
図 3.1: ビットマップ (左 ) と EMF (右 ) としてインポートされたアスパラギンのモデル
他 のアプリケーションに貼 り付 けると、これらのファイルは静 的 な画 像 となり、変 更 できません。ただし、ビット マップや EMF
ファイルは通 常 、埋 め込 みモデルよりもファイル サイズが小 さくなります。
モデルを静 的 な画 像 としてコピーし、貼 り付 けるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデルを選 択 します。
2. Edit メニューの Copy As をクリックし、Bitmap または Enhanced Metafile を選 択 します。
3. 転 送 先 のソフト ウェア アプリケーションで、開 いたファイルにモデルを貼 り付 けます。たとえば Microsoft® Word では
Ctrl + V キーを押 します。
グラフィック形 式 でコピーする場 合 、ChemBio3D からクリップボード にコピーするファイルのサイズは、モデル ウィンド ウのサ
イズによって決 まります。コピーする分 子 のサイズを調 整 するには、コピーする前 にモデル ウィンド ウのサイズを変 更 してく
ださい。
ヒント: すべて同 じサイズになるように複 数 のモデルのコピーをエクスポートするには、同 じサイズになるようにモデル ウィ
ンド ウを調 整 して、Fit Model to Windows がオンになっていることを確 認 します。Fit Model to Window 機 能 をオンにす
るには、File、Model Settings の順 に選 択 し、Model Building タブで Fit Model to Window チェック ボックスをオンにし
ます。
第 3 章: 基本的なモデル作成
30 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemBioDraw へのコピー
ChemBioDraw にコピーするモデルは、2 次 元 作 画 として表 示 されます。これは、他 のすべての ChemBioDraw 構 造 式
のように作 画 を編 集 できることを意 味 します。
モデルを ChemBioDraw にコピーするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデルを選 択 します。
2. Edit、Copy As、ChemDraw Structure の順 に選 択 します。
3. ChemBioDraw で Edit メニューの Paste をクリックします。
単一の文字列表記としてのコピー
モデルを SMILES、InChI、または InChIKey の文 字 列 としてコピーするには、モデルを選 択 し、Editメニューの Copy As
をクリックし、SMILES、InChI、または InChIKey を選 択 します。
埋め込み
ChemBio3D 13.0 ActiveX コント ロールを使 って、モデルを Microsoft PowerPoint、Word、HTML ベースの文 書 、または
任 意 の COM 対 応 アプリケーションに埋 め込 むことができます。
注 : Microsoft Word に埋 め込 まれた ChemBio3D のオブジェクトを表 示 するには、マクロのセキュリティ設 定 を調 整 す
ることが必 要 な場 合 があります。マクロのセキュリティ設 定 は、有 効 なマクロについて「低 」または「中 」のどちらかにする
必 要 があります。
モデルを埋 め込 んだ場 合 、ChemBio3D にある多 くの機 能 を使 用 してこのモデルを表 示 できます。たとえば、モデルの回
転 、拡 大 と縮 小 、モデルの表 示 モード の変 更 ができます。
モデルを埋 め込 むには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ChemBio3D 内 で Ctrl + A キーを押 してモデルを選 択 します。
2. Edit、Copy As、Embedded Object の順 に選 択 します。
3. 他 のアプリケーション (PowerPoint など) を起 動 します。
4. オブジェクト をターゲット ド キュメント に貼 り付 けるには、Ctrl+ V キーを押 します。
注 : PowerPoint に埋 め込 んだモデルを表 示 するには、PowerPoint で F5 キーを押 してスライド ショーを開 始 します。
図 3.2: FrontPage に埋 め込 んだ ChemBio3D モデル
第 3 章: 基本的なモデル作成
31 / 308
ChemBio3D 13.0
注 : このマニュアルでは、HTML に埋 め込 まれた画 像 の修 正 については説 明 しません。3 次 元 モデルの HTML ページ
を作 成 している場 合 は、ChemBio3D アプリケーション フォルダ内 の ReadMeC3DP.htm を参 照 してください。
PowerPoint プレゼンテーションにモデルを埋 め込 む場 合 は、表 示 特 性 を修 正 することができます。右 クリックで表 示 され
るコンテキスト メニューから Properties を選 択 します。
埋 め込 みオブジェクト で変 更 できる特 性 を以 下 に示 します。
AutoRedraw。 これは、デフォルト で True に設 定 されています。
DemoAxis。 DemoMode に DemoRock か DemoSpin を選 択 した場 合 、回 転 軸 を定 義 します。
DemoMode。 スライド ショー内 でモデルをロックするか、回 転 するか、静 止 したままにするかを決 定 します。
DemoSpeed。 DemoMode に DemoRock か DemoSpin を設 定 している場 合 の、相 対 的 な回 転 速 度 。
EncodeData。 編 集 できません。これは、デフォルト で True に設 定 されています。
Fullscreen。 編 集 できません。これは、デフォルト で False に設 定 されています。
Height。 オブジェクト ウィンド ウの高 さを定 義 します。
Left。 オブジェクト ウィンド ウの左 端 の配 置 を定 義 します。
Modified。 編 集 できません。
Rock amplitude。 DemoMode を DemoRock に設 定 している場 合 に、モデルがロックされる振 幅 。
ShowContextMenu。 オブジェクト ウィンド ウを右 クリックしたときに表 示 されるコンテキスト メニューの表 示 /非 表 示 を切
り替 えます。
ShowRotationBar。 回 転 ツールバーの表 示 /非 表 示 を切 り替 えます。
ShowToolbar。 ツールバーの配 置 (左 、右 、上 、下 ) を指 定 するか、ツールバーを非 表 示 にします。
Top。 オブジェクト ウィンド ウの上 端 を、スライド の上 端 からの測 定 距 離 で定 義 します。
ViewOnly。 デフォルト で False に設 定 されています。
Visible。 オブジェクト ウィンド ウの表 示 /非 表 示 を切 り換 えます。
Width。 オブジェクト ウィンド ウの幅 を定 義 します。
印刷
モデルは、Adobe PostScript または非 PostScript プリンタで印 刷 できます。
モデルを印 刷 するとき、画 像 の縮 尺 や解 像 度 など、いくつかのオプションを指 定 できます。
印 刷 オプションを設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Print Setup をクリックします。Print Setup ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Printer ド ロップダウン リスト でプリンタを選 択 します。
3. Form ド ロップダウン リスト で用 紙 サイズを選 択 します。
4. 印 刷 の向 きを選 択 します。
5. 以 下 のオプションから選 択 します。
Scale To Full Page。 モデル サイズをページ サイズに合 わせて調 整 します。
Scale to____ mm/Angstrom。
Always print with White Background。 画 面 の背 景 色 を白 に置 き換 えます。
High resolution Printing。 印 刷 品 質 を高 めます。印 刷 時 間 を短 くしたいときは、オフにしてください。
第 3 章: 基本的なモデル作成
32 / 308
ChemBio3D 13.0
Include a Footer。 用 紙 にフッターを印 刷 します。
6. OK をクリックします。
印 刷 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Print をクリックします。Print ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. OK をクリックします。
オンラインでの構 造 式 の検 索
ChemBio3D には、構 造 式 をダウンロード できるオンライン リソースが含 まれています。ダウンロード した構 造 式 はモデル
ウィンド ウで表 示 できます。たとえば、Protein Data Bank (PDB)、Crystallographic Information File (CIF)、または
Available Chemicals Exchange (ACX) のデータベースからファイルをダウンロード できます。PDB ファイルまたは CIF ファイ
ルをダウンロード するには、ファイルの PDB 番 号 または CIF 番 号 が必 要 です。ACX ファイルをダウンロード するに
は、ACX 番 号 または構 造 式 名 が必 要 です。
注 意 : 大 きな構 造 式 をダウンロード 中 に ChemDraw パネルを開 いた場 合 、次 のようなエラー メッセージが表 示 され
ることがあります。「The number of atoms in this molecule exceeds the atom synchronization limit. (この分 子 の原 子
数 は、原 子 の同 期 制 限 を超 えています。)The ChemDraw panel cannot load the molecular structure. (ChemDraw
パネルに分 子 構 造 式 をロード できません。)」エラー メッセージを閉 じます。ダウンロード した構 造 式 はモデル ウィンド ウ
には表 示 されますが、ChemDraw パネルには表 示 されません。
PDB および CIF ファイル
PDB ファイルまたは CIF ファイルをダウンロード するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Online メニューの Find Structure from PDB ID をクリックします。ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. 表 示 されたダイアログ ボックスで、PDB ID ド ロップダウン リスト に構 造 式 の PDB ID を入 力 するか、リスト から選 択 しま
す。
3. Format ド ロップダウン リスト で、PDB または CIF を選 択 します。
4. ファイルを保 存 する場 所 を入 力 するには、Save As をクリックして保 存 場 所 に移 動 します。
5. Get File をクリックします。ファイルがダウンロード され、新 しいモデル ウィンド ウに表 示 されます。
ACX ファイル
その ACX 番 号 を使 用 して ACX ファイルをダウンロード するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Online メニューの Find Structure from ACX Number をクリックします。ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. 表 示 されたダイアログ ボックスで、ACX No ド ロップダウン リスト に構 造 式 の ACX 番 号 を入 力 するか、リスト から選 択
します。
3. ファイルを保 存 する場 所 を入 力 するには、Save As をクリックして保 存 場 所 に移 動 します。
4. Get File をクリックします。ファイルがダウンロード され、新 しいモデル ウィンド ウに表 示 されます。
構 造 式 名 を使 用 して ACX ファイルをダウンロード するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Online メニューの Find Structure from Name at ChemACX.com をクリックします。ダイアログ ボックスが表 示 されま
す。
第 3 章: 基本的なモデル作成
33 / 308
ChemBio3D 13.0
2. 表 示 されたダイアログ ボックスで、Name ド ロップダウン リスト に構 造 式 名 を入 力 するか、リスト から選 択 します。
3. ファイルを保 存 する場 所 を入 力 するには、Save As をクリックして保 存 場 所 に移 動 します。
4. Get File をクリックします。ファイルがダウンロード され、新 しいモデル ウィンド ウに表 示 されます。
ChemACX からの注文
ChemBio3D のメイン メニューから ChemACX を通 じて化 学 物 質 を注 文 できます。
注 : 化 学 物 質 を注 文 するには、ChemDraw ActiveX コントロールをインストールしておく必 要 があります。
化 学 物 質 を注 文 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル ウィンド ウのモデルで、Online メニューの Find Suppliers on ChemACX.com をクリックします。
2. プロンプト が表 示 されたら、ChemDraw ActiveX コント ロールをインスト ールします。
注 : 次 の手 順 に進 む前 に、PerkinElmer Web サイトに登 録 してログインする (またはこのサイトにログインする) 必 要
があります。
3. ブラウザに ChemACX Database の Web サイト が開 き、構 造 式 が表 示 されます。
4. Suppliers list で、注 文 する販 売 会 社 を選 択 します。選 択 した販 売 会 社 の製 品 リスト が表 示 されます。
5. 製 品 リスト 内 で注 文 する製 品 を 1 つ以 上 選 択 し、Add to Cart をクリックします。
6. 準 備 が整 ったら、View Shopping Cart をクリックして注 文 を終 了 します。
注 : ChemACX を使 用 して化 学 物 質 を注 文 する方 法 の詳 細 については、ChemACX のメイン メニューの Help をク
リックしてください。
第 3 章: 基本的なモデル作成
34 / 308
ChemBio3D 13.0
モデルの表 示
ChemBio3D の表 示 オプションでは、モデルに視 覚 的 効 果 を追 加 できるだけでなく、構 造 特 性 を調 べることができます。
基 本 ツールを使 用 して、モデル内 のさまざまなオブジェクト を拡 大 /縮 小 、回 転 、移 動 できます。オブジェクト を識 別 する
ために色 を追 加 したり、原 子 間 距 離 や結 合 角 の測 定 値 を表 示 できます。
表 示 モード
表 示 モード によって結 合 や原 子 の表 示 方 法 が決 まります。デフォルト では、モデルはボール & スティック表 示 モード で表
示 されます。表 示 モード を変 更 するには、View、Model Display、Display Mode の順 に選 択 し、表 示 モード オプション
を選 択 します。モデルのフラグメント の表 示 モード も変 更 できます。58 ページの 「フラグメント の表 示 モード 」 を参 照 してく
ださい。表 示 モード について、次 に説 明 します。
デフォルト の表示モード の設定
ChemBio3D では、新 しいモデル ウィンド ウを開 くと常 にデフォルト の表 示 モード が適 用 されます。
デフォルト の表 示 モード を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Model Display タブをクリックします。
3. Model Type ド ロップダウン リスト でオプションを選 択 します。
4. Set as Default をクリックします。
5. OK をクリックします。
次 の表 に、表 示 モード を示 します。
第 4 章: モデルの表示
35 / 308
ChemBio3D 13.0
表 示 モード
説明
ワイヤ フレーム
ワイヤ フレームは、最 も単 純 な表 示 モード です。結 合 はピクセル幅
の線 で表 示 されます。原 子 は明 示 的 には表 示 されず、結 合 の各 半
分 が原 子 の元 素 色 を表 す色 で表 示 されます。ワイヤ フレーム モデル
は、タンパク質 など巨 大 なモデルに最 適 です。
スティック
スティック モデルは、ワイヤ フレーム モデルに似 ていますが、結 合 がや
や太 めです。また、このモデルは、タンパク質 などの非 常 に大 きなモデ
ルを視 覚 化 するのに適 しています。
ボール & スティック
これらのモデルでは、結 合 は太 い線 で、原 子 は塗 りつぶされた球 形
で表 示 されます。原 子 球 は、原 子 の元 素 または位 置 に対 応 するパ
ターンや色 で塗 りつぶされています。
シリンダ結 合
これらのモデルは、結 合 タイプがシリンダで描 かれている点 を除 き、
ボール & スティック モデルに似 ています。
空間充填
これらのモデルは、原 子 の物 理 的 な相 対 サイズを把 握 するのに最 適
です。それぞれの原 子 のサイズは、原 子 のファンデルワールス (VDW)
半 径 によって決 まります。作 画 が複 雑 なモデルなので、表 示 に時 間
がかかる場 合 があります。原 子 は、Atom Types テーブルで指 定 され
ているファンデルワールス半 径 の実 寸 (100% のスケール) で描 かれて
います。
ファンデルワールス半 径 は、非 結 合 原 子 間 の重 なり部 分 が大 きな
(約 0.5 kcal/mole) 反 発 相 互 作 用 を表 するように設 定 されます。
第 4 章: モデルの表示
36 / 308
ChemBio3D 13.0
表 示 モード
説明
リボン
これらのモデルは、二 次 構 造 および三 次 構 造 を明 解 に示 す形 式
で、大 きなタンパク質 分 子 に使 用 します。
リボン形 式 では Colored by Group オプションを使 って、アミノ酸 の成
分 を識 別 できます。リボン形 式 を表 示 するには、タンパク質 のバック
ボーンを形 成 する必 要 があります。
アニメーション
アニメーション形 式 は、リボン モデルのように、二 次 構 造 および三 次
構 造 を明 解 に示 す形 式 で、大 きなタンパク質 分 子 に使 用 します。
リボン モデルとアニメーション モデルの表 示 モード では、情 報 をポップ
アップで表 示 しません。また、ビット マップとして印 刷 することを目 的 とし
ていません。
原 子 および結 合 のサイズ
ボール & スティック、シリンダ結 合 、空 間 充 填 の各 モデルでは、原 子 および結 合 のサイズを調 整 できます。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Atom & Bond タブを選 択 します。
3. 適 用 する前 に変 更 内 容 を表 示 するには、Preview を選 択 します。
4. 原 子 サイズを調 整 するには、Atom Size スライダを動 かします。
5. 結 合 サイズを調 整 するには、Bond Size スライダを動 かします。
6. OK をクリックします。
原 子 サイズ の値 0 (小 ) ～ 100 (大 ) は、Elements テーブルで各 原 子 に指 定 された共 有 結 合 半 径 の割 合 を表 します。
原 子 サイズが 100 のとき、原 子 は最 大 半 径 に縮 尺 変 更 されます。この設 定 の値 は、ボール & スティック モデルとシリンダ
結 合 モデルに影 響 します。
注 : Elements テーブルを開 くには、View、Parameter Tables、Elements の順 に選 択 します。
ド ット 面 の表 示
モデルの任 意 の表 示 モード にド ット 面 を追 加 できます。View、Model Display、Show Atom Dots の順 に選 択 します。
スティック モデルを使 用 した例 を次 に示 します。
第 4 章: モデルの表示
37 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.1: ド ット面 の表 示
選 択 中 の原 子 の原 子 ド ット だけを表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル ウィンド ウで 1 つ以 上 の原 子 を選 択 します。
2. 選 択 した原 子 のいずれかを右 クリックします。
3. コンテキスト メニューから Atom Dots メニューの Show Atom Dots をクリックします。
すべての原 子 にデフォルト でド ット 面 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Atom & Bond タブを選 択 します。
2. Atom Dot Surfaces セクションの Show by Default チェック ボックスをオンにします。
3. Density スライダを使 ってド ット 面 の密 度 を調 整 し、Apply をクリックします。
4. OK をクリックします。
シリアル番 号
モデル内 の各 原 子 には、その他 すべての原 子 と区 別 するために、固 有 のシリアル番 号 が割 り当 てられています。そのた
め、Model Explorer や Measurement テーブルを表 示 したときに、各 原 子 を識 別 できます。
シリアル番 号 を表 示 するには、次 のいずれかのオプションを選 択 します。
個 々 の原 子 については、選 択 ツールで原 子 をポイント します。ポップアップ メニューにシリアル番 号 が表 示 されます。
View、Model Display、Show Serial Numbers の順 に選 択 します。すべての原 子 のシリアル番 号 が表 示 されます。
File、Model Settings、Model Display タブの順 に選 択 し、Show Serial Numbers チェック ボックスをオンにしま
す。Apply をクリックし、OK をクリックします。
モデル表 示 ツールバーにあるシリアル番 号 ト グルをクリックします。
シリアル番号の変更
シリアル番 号 は自 動 的 に作 成 順 に割 り当 てられますが、後 で番 号 を付 け直 すこともできます。
第 4 章: モデルの表示
38 / 308
ChemBio3D 13.0
原 子 のシリアル番 号 を付 け直 すには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer で、番 号 を変 更 する原 子 を選 択 します。
2. 選 択 した原 子 を右 クリックし、Atom Serial Numbers、Hide Atom Serial Numbers の順 に選 択 します。
注 : Model Explorer は、シリアル番 号 が表 示 された状 態 でモデルが変 更 された場 合 、その変 更 内 容 に合 わせてシリ
アル番 号 を更 新 することができません。このステップを実 行 しないと、ツリー コントロールとモデルの番 号 が一 致 しなくな
ります。その場 合 には、シリアル番 号 を一 時 的 に非 表 示 にしてから、再 び表 示 してください。
3. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
4. シリアル番 号 を付 け直 したい原 子 をクリックします。原 子 が選 択 され、テキスト ボックスが表 示 されます。
5. テキスト ボックスにシリアル番 号 を入 力 します。
6. Enter キーを押 します。
7. 番 号 を割 り当 て直 した原 子 を右 クリックし、Atom Serial Numbers、Show Atom Serial Numbers の順 に選 択 しま
す。原 子 の新 しいシリアル番 号 が表 示 されます。
8. 番 号 を割 り当 て直 すすべての原 子 について、手 順 4 ～ 7 を繰 り返 します。
他 の原 子 に付 いている番 号 と競 合 する番 号 が使 用 された場 合 は、競 合 する番 号 を持 つ原 子 の番 号 も変 更 されま
す。
別 の原 子 を次 の番 号 に付 け直 すには、変 更 したい次 の原 子 をダブルクリックします。
複 数 の原 子 のシリアル番 号 を同 時 に変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
2. Shift キーを押 しながら、複 数 の原 子 を選 択 します。
3. テキスト ボックスに最 初 のシリアル番 号 を入 力 します。
4. Enter キーを押 します。
通 常 、選 択 されている原 子 は元 の番 号 の順 に従 って新 しい番 号 が割 り当 てられます。ただし、最 初 に選 択 した 4 個
の原 子 には、選 択 した順 序 で番 号 が割 り当 てられます。
原 子 の表 示
Model Explorer を使 って、モデル ウィンド ウに表 示 される原 子 を制 御 できます。
原 子 または原 子 団 を非 表 示 にするには、任 意 のレベルで右 クリックし、Visibility をポイント して Hide...(Atom Group な
ど) をクリックします。非 表 示 になった原 子 や原 子 団 はツリー コント ロールで括 弧 内 に表 示 されます。
デフォルト ではすべての階 層 レベルがその上 のレベルの設 定 を継 承 するように設 定 されていますが、原 子 団 を非 表 示 に
してその中 にある個 々 の原 子 は表 示 するように設 定 を変 更 することもできます。
原子の表示
非 表 示 になっている原 子 団 に属 する原 子 を表 示 するには、原 子 を Model Explorer で右 クリックし、Visibility をポイント
して Show をクリックします。
第 4 章: モデルの表示
39 / 308
ChemBio3D 13.0
すべての原子の表示
大 きなモデルでは、原 子 や原 子 団 が非 表 示 になっていると作 業 がしづらくなります。非 表 示 になっているすべての原 子
を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ツリー コント ロールで非 表 示 になっている原 子 や原 子 団 の上 のレベルを選 択 するか、Shift キーを押 しながらモデル全
体 をクリックします。
2. コンテキスト メニューの Select をポイント し、Select All Children をクリックします。
3. もう一 度 右 クリックし、Show をポイント して Inherit Setting をクリックします。
原子記号
モデルの原 子 に記 号 を表 示 して、その原 子 が表 わす元 素 を明 示 できます。
図 4.2: 原 子 記 号 が表 示 されたグルタミン酸
すべての原 子 に記 号 を表 示 するには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
View、Model Display、Show Atom Symbols の順 に選 択 します。
モデル表 示 ツールバーにある原 子 記 号 アイコンをクリックします。
モデル ウィンド ウの空 白 部 分 を右 クリックし、コンテキスト メニューの Show Atom Symbols を選 択 します。
選 択 中 の原 子 の元 素 記 号 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル ウィンド ウで原 子 を選 択 します。
ヒント: Model Explorer で原 子 を選 択 することもできます。Shift キーまたは Ctrl キーを押 しながらリストから原 子 をク
リックします。
2. 選 択 した原 子 のいずれかを右 クリックします。コンテキスト メニューが表 示 されます。
第 4 章: モデルの表示
40 / 308
ChemBio3D 13.0
3. Atom Symbols メニューの Show Atom Symbols をクリックします。
原 子 記 号 の外 観 をデフォルト に設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。
2. Colors & Fonts タブで、原 子 ラベルのフォント 、ポイント サイズ、および色 を選 択 します。
3. Set as Default をクリックします。現 在 モデル ウィンド ウにあるすべての原 子 が、選 択 したオプションで表 示 されます。
4. OK をクリックします。
注 : デフォルトの外 観 設 定 は、シリアル番 号 にも影 響 します。
モデルの回 転
デフォルト では、モデルを回 転 させると、モデル ウィンド ウ内 のすべてのオブジェクト が一 緒 に回 転 します。ただ
し、ChemBio3D にはオブジェクト の回 転 に関 するさまざまなオプションが用 意 されています。各 フラグメント (またはフラグメ
ント の一 部 ) を回 転 させたり、軸 、特 定 の結 合 、二 面 角 の結 合 を中 心 にしてオブジェクト を回 転 させたりできます。
自由回転
モデル全 体 を任 意 の軸 を中 心 に任 意 の角 度 まで自 由 に回 転 できます。
モデルを自 由 に回 転 させるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 回 転 (
) ツールを選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 の任 意 の部 分 をクリックしてド ラッグします。
ステータス バーに X 軸 と Y 軸 の回 転 が表 示 されます。
フラグメント の回転
また、選 択 した 1 つ以 上 のフラグメント を回 転 することもできます。
1 つ以 上 のフラグメント を回 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 回 転 したいフラグメント ごとに、1 つの原 子 を選 択 します。
2. 回 転 ツールを選 択 し、Shift キーを押 しながらモデル ウィンド ウ内 をクリックしてド ラッグします。
軸回転
X、Y、Z 軸 を中 心 にしてモデルを回 転 できます。これらの軸 はモデル ウィンド ウで定 義 します。ウィンド ウの水 平 軸 と垂 直
軸 により、回 転 の X 軸 と Y 軸 が定 義 されます。Z 軸 はウィンド ウに対 して垂 直 です。これらの軸 は、表 示 の軸 とモデルの
軸 とは無 関 係 です (表 示 の軸 とモデルの軸 の詳 細 については、24 ページの 「オブジェクト の配 置 」 を参 照 してください)。
第 4 章: モデルの表示
41 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.3: 回 転 バー、A) 結 合 回 転 バー、X) X 軸 回 転 バー、Y) Y 軸 回 転 バー、Z) Z 軸 回 転 バー
X、Y、Z 軸 のいずれかに沿 ってモデルを回 転 させるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. (オプション) View、Model Display、Model Axes の順 に選 択 して、表 示 の軸 を表 示 します。
2. 回 転 (
) ツールを選 択 します。
3. モデル ウィンド ウの端 をポイント すると、回 転 バーが表 示 されます。
4. ポインタをクリックして、モデルを回 転 させる軸 の回 転 バーに沿 ってド ラッグします。
ステータス バーに回 転 の角 度 が表 示 されます。
回転バーの非表示
回 転 バーは、デフォルト では使 用 するときにだけ画 面 に表 示 されます。この回 転 バーは、使 用 するときも含 めて常 に非
表 示 にすることができます。
回 転 バーの非 表 示 と表 示 を切 り替 えるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Preferences をクリックし、GUI タブを選 択 します。
2. 回 転 バーの表 示 と非 表 示 を切 り替 えるには、Show Mouse Rotation Zones を選 択 するか選 択 解 除 します。
3. Apply をクリックし、OK をクリックします。
注 : 回 転 ツールを選 択 していれば、回 転 バーはたとえ非 表 示 でもアクティブになっています。
結合を中心にした回転
結 合 を中 心 にしてモデルを回 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 選 択 ツールを用 いて結 合 を選 択 します。
2. 回 転 ツールを使 用 して、モデル ウィンド ウの左 側 にある Rotate About Bond 回 転 バーに沿 ってマウス ポインタをド
ラッグします。
第 4 章: モデルの表示
42 / 308
ChemBio3D 13.0
回転ダイヤル
回 転 ダイヤルを使 用 すると、結 合 または二 面 角 を中 心 とする回 転 の角 度 を指 定 して、モデルの異 なった立 体 配 座 を
作 成 できます。
回 転 ダイヤルを開 くには、回 転 ツールの横 にある矢 印 をクリックします。
図 4.4: 回 転 ダイヤル: A) 角 度 表 示 ボックス、B) 座 標 軸 を中 心 とした回 転 、C) ローカル軸 (結 合 軸 ) を中 心 とした回
転 、D) 二 面 角 の回 転
二面角を中心とした回転
二 面 角 を中 心 として回 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 2 個 または 4 個 の隣 接 する原 子 を選 択 します。
2. 回 転 ダイヤルで、どちらかの二 面 角 回 転 オプションを選 択 します。
3. 回 転 ダイヤルの角 度 表 示 ボックスに値 を入 力 するか、ダイヤルをクリックして目 的 の角 度 までド ラッグします。
ヒント: キーボード ショートカットの Shift + B キーと Shift + N キーを使 用 して、二 面 角 回 転 でモデルのどの部 分 を移
動 するかを制 御 します。
モデルの向 きを指 定 した軸 に対 して変 えることができます。ただし、モデルを移 動 しても、原 点 (0,0,0) は常 にモデル ウィ
ンド ウの中 央 に置 かれます。原 点 の変 更 については、24 ページの 「選 択 部 分 を中 央 に表 示 」 を参 照 してください。
結合を中心にした回転
結 合 を軸 にして回 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 2 個 の隣 接 する原 子 または 1 つの結 合 を選 択 します。
2. 回 転 ダイヤルで、ローカル軸 オプションをクリックします。
3. 回 転 ダイヤルの角 度 表 示 ボックスに値 を入 力 するか、ダイヤルをクリックして目 的 の角 度 までド ラッグします。
原 子 特 性 と結 合 特 性
原 子 または結 合 をポイント すると、その特 性 がポップアップ ウィンド ウに表 示 されます。
第 4 章: モデルの表示
43 / 308
ChemBio3D 13.0
原 子 の例 を次 に示 します。
次 の例 は、結 合 の場 合 です。
特 性 は原 子 ラベルで始 まり、原 子 の場 合 は C(1)、結 合 の場 合 は C(1)-C(2) のようになります。表 示 するその他 の情 報
を選 択 するには、File メニューの Preferences をクリックし、Popup Info. タブを選 択 します。
オプションについて、次 に説 明 します。
Cartesian Coordinates。 原 子 の位 置 を、X、Y および Z 軸 上 の 3 つの数 字 で表 示 します。
Atom Type。 Atom Types テーブルの最 初 の列 のレコード に対 応 する原 子 タイプを表 示 します。
Internal coordinates。 モデル内 の原 子 の位 置 と角 度 を原 点 原 子 からの相 対 値 として一 覧 表 示 します。
Measurements。 選 択 した 2 個 の原 子 間 の距 離 、選 択 した 3 個 の原 子 で形 成 される角 度 、
選 択 した 4 個 の原 子 によって形 成 される二 面 角 が表 示 されます。
Bond Length。 結 合 によって結 ばれた 2 個 の原 子 間 の距 離 をオングスト ローム単 位 で表 示 します。
Bond Order。 エネルギーの最 小 化 、立 体 エネルギー、分 子 力 学 で計 算 される結 合 次 数 を表 示 します。
結 合 次 数 は通 常 、単 結 合 の場 合 は Single、二 重 結 合 は Double、三 重 結 合 は Triple と表 示 されます。計 算 によっ
て得 られる結 合 次 数 には、上 記 以 外 の端 数 が出 ることがあります。
注 : MM2 力 場 が計 算 されている場 合 には、必 ず非 局 在 化 pi システムの正 確 な結 合 次 数 が表 示 されます。
Partial Charge。 現 在 選 択 されている計 算 による部 分 電 荷 を表 示 します。
第 4 章: モデルの表示
44 / 308
ChemBio3D 13.0
計 算 の選 択 方 法 については、63 ページの 「表 面 タイプ」 を参 照 してください。
Group Name。 選 択 した原 子 が原 子 団 の一 部 である場 合 は、原 子 団 名 が表 示 されます。
Show MM2 Bond Order Instead of ChemBio3D Bond Order。 MM2 計 算 に基 づいて結 合 次 数 を表 示 します。
Show Customized Atom Properties。 Atom Property テーブルの列 に表 示 される特 性 を表 示 します。Atom Property
テーブルを表 示 するには、View、Atom Property Table の順 に選 択 します。列 には、さまざまな方 法 (MM2 最 小 化 の
実 行 など) でデータが表 示 されます。
水 素 結 合 の表 示
ChemBio3D 13.0 では、水 素 結 合 と極 性 水 素 原 子 を検 出 して表 示 できるようになりました。ChemBio3D では、次 の
水 素 結 合 供 与 体 と水 素 受 容 体 が識 別 されます。
水素結合供与体:
*-N-H
*-O-H
水素結合受容体:
使 用 可 能 な孤 立 原 子 対 を少 なくとも 1 つ持 つ酸 素 原 子
使 用 可 能 な孤 立 原 子 対 を少 なくとも 1 つ持 つ窒 素 原 子
水 素 結 合 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
View、Model Display、Show Hydrogen Bonds の順 に選 択 し、Show Intermolecular または Show All をクリック
します。
File メニューの Model Settings をクリックし、Model Display タブを選 択 します。Hydrogen Bonds ド ロップダウン リス
ト から、Show intermolecular または Show All を選 択 します。
水 素 結 合 は供 与 体 水 素 と受 容 体 原 子 を結 ぶ点 線 で表 されます。理 想 的 な幾 何 学 構 造 になっていない結 合 は青 い
色 で表 示 されます。結 合 が理 想 から外 れるほど色 が濃 くなります。
第 4 章: モデルの表示
45 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.5: MM2 で最 適 化 された水 の水 素 結 合
水 素 原 子 と孤 立 電 子 対 の専 用 のコント ロールがあり、極 性 水 素 (酸 素 や窒 素 に結 合 したもの) だけを表 示 することも
できます。
水 素 原 子 と孤 立 電 子 対 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Model Display タブをクリックします。
3. Hydrogen Atoms ド ロップダウン リスト から、Show All をクリックします。
4. Lone Pairs ド ロップダウン リスト から、Show をクリックします。
5. OK をクリックします。
デフォルト では、巨 大 分 子 PDB または mmCIF ファイルがロード されたときには、Show Polar が選 択 されます。
これらの表 示 モード は全 体 に有 効 なオプションですが、Model Explorer で特 定 の原 子 や原 子 団 の表 示 モード を変 更 す
れば、そちらが優 先 されます。
水 素 と孤 立 電 子 対
モデル内 のすべての水 素 原 子 または孤 立 電 子 対 を表 示 するには、View メニューの Model Display をクリックし、次 の
いずれかの操 作 を行 います。
Show hydrogen atoms の Show All をクリックします。
Show Lone Pairs の Show All をクリックします。
第 4 章: モデルの表示
46 / 308
ChemBio3D 13.0
モデルの移 動
移 動 ツールを使 用 して、モデルのビューを縦 向 きおよび横 向 きに移 動 することができます。ウィンド ウ内 のオブジェクト は移
動 せず、モデルを表 示 する位 置 を変 更 するだけです (Web ブラウザでスクロール バーを使 用 する場 合 と同 じです)。
モデルを移 動 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 作 成 ツールバーで移 動 ツール
を選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 の任 意 の部 分 をクリックしてド ラッグします。
移 動 ツールを使 用 してオブジェクト を移 動 することもできます。
1. モデル ウィンド ウで 1 つ以 上 のオブジェクト を選 択 します。
2. Shift キーを押 しながら、移 動 ツールを使 用 して、選 択 したオブジェクト をクリックしてド ラッグします。
モデルの拡 大 縮 小
ズーム ツール
を選 択 した状 態 で、モデル ウィンド ウ内 でクリックして垂 直 方 向 にド ラッグすると、モデルのサイズが拡 大
または縮 小 されます。モデルの座 標 は変 わりません。スクロール機 能 付 きのマウスを使 用 している場 合 は、ホイールを使
うこともできます。
モデルが表 示 されるウィンド ウに合 うように、モデルの縮 尺 を変 更 できます。
ウィンド ウに合 わせてモデルの縮 尺 を変 更 するには、View、View Position、Fit to Window の順 に選 択 します。
注 : Fit コマンド はモデルの縮 尺 のみに影 響 します。原 子 の半 径 や原 子 間 距 離 は修 正 されません。
モデルをウィンド ウに合わせる
変 更 を加 えたときに、モデルのサイズを変 更 してモデル ウィンド ウの中 心 に表 示 するかどうかを指 定 できます。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。
2. Model Building タブで Fit Model to Window を選 択 し、OK をクリックします。
モデルの整 列
モデルは、座 標 軸 に沿 って、または平 面 上 に整 列 させることができます。
座標軸への整列
1 つのモデルに含 まれる任 意 の原 子 を 2 つ選 択 し、X 軸 、Y 軸 、または Z 軸 のいずれかに整 列 させることができます。原
子 は、同 じ構 造 になっている必 要 はありません。
1. 座 標 軸 を表 示 させるには、モデル表 示 ツールバーにあるモデルの軸 ボタン
ます。
、および表 示 の軸 ボタン
を選 択 し
2. 任 意 の原 子 を 2 つ選 択 します。
3. Structure、Model Position、Align Model with (X, Y, or Z) Axis の順 に選 択 します。
選 択 した 2 つの原 子 が選 択 された軸 に平 行 になるように向 きを決 めます。Align View (X, Y, or Z) Axis with
Selection により、選 択 した原 子 に結 合 された軸 が X 軸 、Y 軸 、または Z 軸 と平 行 に整 列 されます (Z 軸 は画 面 と直
交 、X 軸 は左 右 、Y 軸 は画 面 の上 下 の方 向 です)。
第 4 章: モデルの表示
47 / 308
ChemBio3D 13.0
選 択 した原 子 を画 面 の向 き合 わせるには、次 の操 作 を行 ってください。
4. 整 列 した原 子 が選 択 された状 態 であること確 認 します (または再 度 選 択 します)。
5. View、View Position、Align View (X, Y, or Z) Axis with Selection の順 に選 択 します。
たとえば、エタノールのモデルを終 端 が手 前 になるように表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 選 択 ツールをクリックします。
2. Shift キーを押 しながら C(1) と C(2) をクリックします。
図 4.6: 整 列 のための原 子 を選 択
3. View、View Position、Align View Z Axis With Selection の順 に選 択 します。
平面への整列
定 義 する任 意 の直 交 座 標 にモデルを整 列 させることができます。モデルを平 面 に整 列 させるにはまず、最 低 3 つの原
子 を選 択 して、平 面 を定 義 します。3 つ以 上 の原 子 を選 択 すると、選 択 した原 子 から平 面 までの平 均 距 離 が最 も小
さくなるように平 面 が計 算 されます (この面 のことを通 常 、最 良 適 合 面 といいます)。
モデルを平 面 に整 列 させるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 3 個 以 上 の原 子 を選 択 します。
2. Structure、Model Position、Align Model (平 面 を選 択 ) With Selection の順 に選 択 します。
算 出 された平 面 が、選 択 した平 面 (X-Y、Y-Z、または -Z) に平 行 になるように、モデルが回 転 します。
2 個 の原 子 を座 標 軸 に揃 え、第 3 の原 子 で定 義 した平 面 を座 標 平 面 に揃 えるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. まず 2 個 の原 子 を選 択 します。
2. View、View Position、Align View (軸 を選 択 ) With Selection の順 に選 択 します。
3. Shift キーを押 しながら、3 つ目 の原 子 をクリックします。
4. View、View Position、Align View (平 面 を選 択 ) With Selection の順 に選 択 します。
第 4 章: モデルの表示
48 / 308
ChemBio3D 13.0
たとえば、いす形 シクロヘキサンを回 転 して、環 の中 の 3 個 の原 子 を XY 平 面 に揃 えるには、次 の操 作 を行 ってくださ
い。
1. 環 の中 の隣 接 しない 2 つの炭 素 原 子 を選 択 します。
2. View、View Position、Align View X Axis With Selection の順 に選 択 します。
モデルは、図 B に示 す位 置 に移 動 します。
3. 環 の中 の隣 接 していない 3 つ目 の炭 素 原 子 を選 択 します。
4. View、View Position、Align View X-Y Plane With Selection の順 に選 択 します。
モデルは、図 C に示 す位 置 に移 動 します。
色 の適 用
色 を使 用 してモデルに視 覚 的 効 果 を追 加 することができます。また、色 は、モデル フラグメント 、官 能 基 、表 面 、個 々
の原 子 を識 別 するための重 要 なツールでもあります。
背景のカスタマイズ
背 景 色 を変 更 したり、背 景 を画 像 (会 社 のロゴなど) に置 き換 えたりすることができます。リボン形 式 のフルカラー表 示 に
は濃 い色 の背 景 が適 していることが多 いですが、印 刷 用 には淡 い色 の背 景 の方 が向 いています。
第 4 章: モデルの表示
49 / 308
ChemBio3D 13.0
背 景 をカスタマイズするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Background タブを選 択 します。
2. 次 のいずれかのオプションを選 択 します。
背 景 色 を変 更 するには、Background Color ド ロップダウン リスト から選 択 します。
画 像 を挿 入 するには、Background Picture を選 択 してから、画 像 を変 更 するために Transparency オプションと
Position オプションを選 択 します。
デフォルト の背 景 に戻 すには、Reset to Default をクリックします。
3. OK をクリックします。
注 : リボン表 示 の使 用 時 を除 き、背 景 色 を PostScript ファイルに保 存 したり印 刷 に使 ったりはできません。
選択した原子の色分け
1 つ以 上 の原 子 の色 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 を選 択 します。
2. 選 択 した原 子 を右 クリックし、コンテキスト メニューから Color の Select Color をクリックします。Color ダイアログ
ボックスが表 示 されます。
3. 色 を選 択 し、OK をクリックします。原 子 の色 が、新 しく選 んだ色 に変 わります。
モデル表 示 から原 子 の任 意 の色 を取 り消 すには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 表 示 色 を変 えたい原 子 を選 択 します。
2. 選 択 した原 子 を右 クリックし、Color、Apply Object Color、Inherit Object Color の順 に選 択 します。
モデルの色の表示
モデル表 示 に使 用 する色 を設 定 するには 2 つの方 法 があります。Model Settings か Model Display メニューのどちらかで
色 を設 定 できます。
Model Settings を使 用 して色 を適 用 するには、File メニューの Model Settings をクリックし、Colors & Fonts タブを
選 択 します。
一 時 的 に変 更 するには、View、Model Display、Color By の順 にクリックし、メニュー項 目 を選 択 します。
第 4 章: モデルの表示
50 / 308
ChemBio3D 13.0
次 の項 目 で色 分 けできます。
Monochrome - 原 子 や結 合 がグレースケールで表 示 されます。
Chain
Element - 原 子 は、原 子 が表 す元 素 のデフォルト の色 設 定 を継 承 します。
Group - 原 子 は、原 子 団 に色 が割 り当 てられてる場 合 に、原 子 が所 属 する原 子 団 に割 り当 てられた色 を継 承 しま
す。
Depth - 原 子 の色 は、その Z 軸 上 の相 対 位 置 で決 まります。
注 : Monochrome および Chain は、リボン形 式 またはアニメーション形 式 の表 示 モード でタンパク質 を表 示 するときに
だけ使 用 できます。
元素ごとの色分け
元 素 ごとの色 分 けは、小 さい分 子 のデフォルト モード です。デフォルト の色 は、Elements テーブルに格 納 されます。
Elements テーブルで指 定 されている元 素 の色 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、Elements の順 に選 択 します。Elements テーブルが表 示 されます。
2. 元 素 の Color フィールド をダブルクリックします。Color ダイアログ ボックスが表 示 されます。
3. 使 用 する色 を選 択 し、OK をクリックします。
4. テーブルを閉 じて、保 存 します。
注 : 新 しい色 を有 効 にするには、変 更 内 容 を保 存 する必 要 があります。
原子団ごとの色分け
モデル内 の原 子 団 (部 分 構 造 ) に異 なる色 を割 り当 てられます。
アクティブ モデル内 で原 子 団 の色 を変 えるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer で原 子 団 の名 前 を右 クリックし、Color、Select Color の順 に選 択 します。Color ダイアログ ボックス
が表 示 されます。
2. 使 用 する色 を選 択 し、OK をクリックします。
部分構造ごとの色分け
モデル内 の原 子 団 が Substructures テーブル (substructures.xml) で部 分 構 造 として定 義 されている場 合 、その原 子
団 に標 準 色 を割 り当 てることができます。
色 の割 り当 てや変 更 を行 うには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、Substructures の順 に選 択 します。
2. 色 の割 り当 てを変 更 する部 分 構 造 に対 応 するセルを Color 列 でダブルクリックします。Color ダイアログ ボックスが表
示 されます。
3. 色 を選 択 し、OK をクリックします。
4. Substructures テーブルを閉 じて保 存 します。
Substructures テーブルで色 を割 りてると、原 子 団 ごとに色 を適 用 できるようになります。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。
2. Colors & Fonts タブをクリックします。
第 4 章: モデルの表示
51 / 308
ChemBio3D 13.0
3. Color by セクションで Group をクリックします。モデル内 の各 原 子 がそれぞれの原 子 団 の色 で色 分 けされます。
注 : Color by Group は、リボン形 式 とアニメーション形 式 の表 示 モード の場 合 にのみ表 示 されます。
部分電荷による色分け
部 分 電 荷 により色 分 けをする場 合 、負 の部 分 電 荷 が大 きい原 子 は濃 い青 色 になります。正 の部 分 電 荷 が大 きい原
子 は濃 い赤 で表 示 されます。部 分 電 荷 が 0 に近 づくにつれて色 が淡 くなります。部 分 電 荷 が 0 の原 子 は白 く表 示 され
ます。
部 分 電 荷 は、Extended Hückel、CS MOPAC、または Gaussian 計 算 により求 められます。計 算 を行 っていない場
合 、原 子 の部 分 電 荷 は 0 です。
図 4.7: 部 分 電 荷 による色 分 け
Model Explorer
Model Explorer により複 雑 なマクロ分 子 も含 めてすべてのモデルの構 造 を簡 単 に調 べることができ、また表 示 特 性 も階
層 レベルごとに変 更 できます。Model Explorer には、モデル ウィンド ウ内 のすべての構 造 式 、そこに含 まれる原 子 、定 義
した構 造 的 特 徴 (タンパク質 活 性 部 位 など) が表 示 されます。Model Explorer を表 示 するには、View メニューの
Model Explorer をクリックします。
表 示 特 性 としては次 のものを指 定 できます。
表 示 モード (ボール & スティックやワイヤ フレームなど)
各 フラグメント の表 示 設 定
各 フラグメント の原 子 の色
原 子 レベルでは、次 の要 素 の表 示 /非 表 示 を切 り替 えられます。
原子球
原 子 ド ット
元素記号
シリアル番 号
Model Explorer では、Structure Browser ウィンド ウにフラグメント を追 加 したり、Structure Browser ウィンド ウからフラグメ
ント を削 除 したりすることもできます。
第 4 章: モデルの表示
52 / 308
ChemBio3D 13.0
Model Explorer のオブジェクト
Model Explorer には、モデルのすべてのオブジェクト が表 示 されます。モデルが複 数 の構 造 式 で構 成 される場 合 、各 構
造 式 は、子 オブジェクト に結 合 と原 子 を持 つフラグメント として定 義 されます。各 オブジェクト は一 連 の特 性 を持 っていま
す。この特 性 には、親 オブジェクト に対 する所 属 関 係 も含 まれます。
Model Explorer を使 用 してオブジェクト をグループ化 し、特 性 を割 り当 てることができます。グループ化 されたオブジェクト
は、モデルで隣 接 オブジェクト にする必 要 はありません。また、同 じ構 造 式 に含 める必 要 もありません。詳 細 については、
グループを参 照 してください。
注 : Model Explorer を表 示 するには、View メニューの Model Explorer をクリックします。
デフォルト の設 定 では、オブジェクト のすべての特 性 はその親 から継 承 されます。したがって、特 に変 更 しない限 りは、親
オブジェクト の特 性 が子 オブジェクト に継 承 されます。子 オブジェクト の特 性 を変 更 すると、モデルの調 べたい部 分 を可 視
化 することができます。
Model Explorer は次 のような作 業 に使 用 します。
オブジェクト の定 義
グループへのオブジェクト の追 加
オブジェクト の名 前 変 更
オブジェクト と内 容 の削 除 、オブジェクト のみの削 除
Model Explorer に表 示 される各 オブジェクト タイプの詳 細 は次 のとおりです。
原子
Model Explorer 内 の原 子 オブジェクト は、モデル内 の原 子 を表 します。原 子 を、その原 子 を含 むフラグメント の外 へ移 動
することはできません。原 子 または原 子 団 をフラグメント から削 除 すると、モデル本 体 が変 更 されます。
結合
結 合 オブジェクト は Model Explorer のデフォルト 設 定 では表 示 されません。結 合 を表 示 するには、File メニューの
Preferences をクリックします。GUI タブで、Show Bonds を選 択 します。
フラグメント
モデル ウィンド ウに表 示 される各 構 造 式 は、Model Explorer ではフラグメント として表 示 されます (イオンは複 数 のフラグメ
ント として表 示 される場 合 があります)。Model Explorer のフラグメント リスト を展 開 すると、フラグメント に含 まれている原
子 が表 示 されます。フラグメント は、モデルの最 上 位 レベルの親 オブジェクト を表 し、通 常 は構 造 式 全 体 を表 します。モ
デルが複 数 の構 造 式 で構 成 される場 合 、Model Explorer には各 構 造 式 のフラグメント が表 示 されます。フラグメント は
モデルの分 かれた各 部 を表 すので、1 つのフラグメント で原 子 を開 始 した場 合 、一 連 の結 合 をたどって別 のフラグメント
内 にある原 子 に接 続 することはできません。このような 2 原 子 間 に結 合 を追 加 すると、ChemBio3D は階 層 構 造 をなく
して平 らにし、1 つのフラグメント を作 成 します。フラグメント オブジェクト は通 常 、鎖 と原 子 団 から構 成 されますが、個 別
の原 子 や結 合 も含 まれる場 合 があります。
PDB ファイルの結合鎖
結 合 鎖 は PDB ファイルに指 定 されている特 殊 な原 子 団 です。ChemBio3D では結 合 鎖 と原 子 団 が同 じ機 能 を果 た
します。原 子 団 を結 合 鎖 として名 前 を付 け直 したり、結 合 鎖 を原 子 団 として名 前 を付 け直 すと、それに応 じてアイコン
第 4 章: モデルの表示
53 / 308
ChemBio3D 13.0
が変 わります。Group メニューのすべてのコマンド は鎖 に適 用 されます。
溶媒
溶 媒 オブジェクト グループには、モデル内 のすべての溶 媒 分 子 が含 まれます。個 々 の原 子 は、溶 媒 オブジェクト 内 にあ
る子 原 子 団 として表 示 されます。溶 媒 オブジェクト は他 のオブジェクト の子 となることはできません。
注 : PDB 分 子 をインポートすると、溶 媒 が鎖 内 に表 示 されることがあります。ChemBio3D では、PDB ファイルを再 び
保 存 するためにこの構 造 が維 持 されます。
骨格構造
骨 格 構 造 オブジェクト は、タンパク質 の炭 素 と窒 素 の骨 組 みを表 示 するために用 意 されているオブジェクト です。Model
Explorer では、子 を持 たない個 別 のオブジェクト として表 示 されます。骨 格 構 造 を構 成 する原 子 と結 合 は、他 の鎖 や
原 子 団 に所 属 していると同 時 に、骨 格 構 造 オブジェクト の子 でもあります。そのため、骨 格 構 造 の表 示 特 性 を選 択 し
て、階 層 ツリーでその親 にあたる鎖 や原 子 団 の表 示 特 性 を上 書 きすることができます。
オブジェクト の非表示
Model Explorer のリスト に表 示 される各 オブジェクト の隣 には、色 分 けされたアイコンがあります。色 は、オブジェクト の表
示 状 態 を表 します。
緑 : 原 子 は表 示 されています。
赤 : フラグメント (または原 子 ) は非 表 示 ですが、存 在 しています。
青 : フラグメント (または原 子 ) の表 示 状 態 は、親 原 子 団 または親 フラグメント から継 承 されています。
フラグメント や原 子 の非 表 示 または表 示 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer でフラグメント または原 子 を選 択 します。
2. コンテキスト メニューで Visibility をポイント し、適 切 なオプションを選 択 します。
Inherit Settings
Show Fragment (または Atom)
Hide Fragment (または Atom)
オブジェクト の選択
Model Explorer を使 って、次 のような複 数 の方 法 で原 子 や結 合 を選 択 できます。
原 子 または結 合 を 1 つ選 択 する。
複 数 の原 子 を選 択 する (一 度 に 1 原 子 ずつ)。
原 子 団 を定 義 し、その原 子 団 を選 択 する。
距 離 または半 径 に基 づいて原 子 や原 子 団 を選 択 する。
Model Explorer で原 子 を 1 つ選 択 するには、その原 子 をクリックします。複 数 の原 子 を選 択 するには、Shift キーまたは
Ctrl キーを押 しながらクリックします。
選 択 していた原 子 や結 合 の選 択 を解 除 するには、Ctrl キーを押 しながら Model Explorer でその原 子 をクリックします。
第 4 章: モデルの表示
54 / 308
ChemBio3D 13.0
距離による選択
選 択 したオブジェクト の原 子 や原 子 団 の近 くにある原 子 や原 子 団 を選 択 することができます。この機 能 は、タンパク質 の
結 合 部 位 を強 調 表 示 するときに特 に便 利 です。
距 離 によって原 子 や原 子 団 を選 択 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer を使 って原 子 やフラグメント を選 択 します。
2. 選 択 したオブジェクト を右 クリックします。コンテキスト メニューの Select をポイント し、適 切 なオプションをクリックしま
す。
Select Atoms within Distance of Selection: 現 在 選 択 している部 分 から指 定 の距 離 内 にある原 子 がすべて選
択 されます。
Select Groups within Distance of Selection: 現 在 選 択 している部 分 から指 定 の距 離 内 にある 1 つ以 上 の原
子 が含 まれている原 子 団 がすべて選 択 されます。
Select Atoms within Radius of Selection Centroid: 現 在 選 択 している中 心 から指 定 の距 離 内 にある原 子 が
すべて選 択 されます。
Select Groups within Radius of Selection Centroid: 現 在 選 択 している中 心 から指 定 の距 離 内 にある 1 つ以
上 の原 子 が含 まれている原 子 団 がすべて選 択 されます。
注 : ただし、既 に選 択 された原 子 や原 子 団 は含 まれません。また、複 数 選 択 を使 用 しない限 り、現 在 の選 択 は選
択 解 除 されます。複 数 選 択 は Shift キーを押 しながら行 います。
オブジェクト の色の選択
デフォルト では、すべての原 子 に Elements テーブルで定 義 された色 が割 り当 てられています。Model Explorer では、選
択 範 囲 の強 調 表 示 色 をフラグメント や原 子 団 ごとに指 定 できます。(このとき、Elements テーブルで定 義 された色 は、
変 更 されません。)
Model Explorer で、オブジェクト のデフォルト の色 をカスタム色 に変 更 できます。
カスタム色 を選 択 するには、オブジェクト を右 クリックし、Color メニューの Select Color をクリックします。
デフォルト の色 に戻 すには、Model Explorer でオブジェクト を右 クリックして、Color、Apply Atom Color、Inherit Atom
Color の順 に選 択 します。
もう一 度 カスタム色 を選 択 するには、オブジェクト を右 クリックして、Color、Apply Atom Color、Apply Atom Color の
順 に選 択 します。
原子団
Model Explorer では、モデル内 の複 数 の原 子 を選 択 して、それらを 1 つのリスト にグループ化 できます。原 子 団 を作 成
すると、原 子 を個 別 に選 択 しなくても、その原 子 団 のすべての原 子 に色 を付 けたり、非 表 示 にしたり、表 示 モード を変
更 したりすることができます。原 子 団 を利 用 して、タンパク質 の活 性 部 位 のようなモデルの特 定 部 分 を視 覚 効 果 のため
に強 調 表 示 できます。原 子 団 のオブジェクト はモデルの中 で互 いに結 び付 いている必 要 はなく、これらのオブジェクト は
他 の原 子 団 、原 子 、結 合 で構 成 されることがあります。
原 子 団 を作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
第 4 章: モデルの表示
55 / 308
ChemBio3D 13.0
Model Explorer で、Ctrl キーを押 しながら、原 子 団 に含 める原 子 を選 択 します。
モデル ウィンド ウで、Shift キーを押 しながら、原 子 団 に含 める原 子 を選 択 します。
2. Model Explorer で、選 択 対 象 を右 クリックし、コンテキスト メニューの New Group を選 択 します。
3. (任 意 ) 新 しい名 前 を入 力 して原 子 団 の名 前 を変 更 します。
原子団の選択
原 子 団 を選 択 するには、Model Explorer で原 子 団 をクリックします。
原子団の展開
原 子 団 を展 開 または簡 略 化 するには、原 子 団 の + アイコンまたは - アイコンをクリックします。
原子団へのオブジェクト の追加
下 位 レベルのオブジェクト を既 存 の原 子 団 に追 加 したり、原 子 団 を組 み合 わせて新 しい原 子 団 を形 成 することができ
ます。
原 子 団 にオブジェクト を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer で、原 子 団 に追 加 するオブジェクト を選 択 します。連 続 した複 数 のオブジェクト を選 択 するには Shift
キー、連 続 していない複 数 のオブジェクト を選 択 するには Ctrl キーを押 しながらクリックします。
2. 選 択 対 象 を右 クリックし、コンテキスト メニューから New Group を選 択 します。
3. 必 要 に応 じて原 子 団 の名 前 を変 更 します。
注 : このときオブジェクトの選 択 順 序 が重 要 となります。オブジェクトの追 加 先 となる原 子 団 や鎖 は最 後 に選 択 してく
ださい。
原子団の削除
オブジェクト やモデルに影 響 を与 えずに原 子 団 を削 除 できます。また、原 子 団 とその中 のすべてのオブジェクト を削 除 する
こともできます。
Delete Group to をオンにすると、原 子 団 を削 除 した後 もその内 容 は残 ります。
Delete Group and Contents to をオンにすると、原 子 団 はモデルから削 除 されます。
原子団の色分け
原 子 団 ごとに色 分 けしてモデルをわかりやすく表 示 することもできます。Model Explorer で変 更 した原 子 団 の色
は、Elements テーブルと Substructures テーブルで指 定 されている標 準 の色 設 定 を上 書 きします。
原 子 団 の色 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 団 を 1 つ以 上 選 択 します。
2. 選 択 した原 子 団 を右 クリックし、コンテキスト メニューから Color、Select Color の順 に選 択 します。Color ダイアログ
ボックスが表 示 されます。
3. 色 を選 択 し、OK をクリックします。
デフォルト の色 設 定 に戻 すには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 団 を 1 つ以 上 選 択 します。
2. 選 択 範 囲 を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューで Color、Apply Group Color の順 にクリックし、Inherit Group Color を選 択 します。
第 4 章: モデルの表示
56 / 308
ChemBio3D 13.0
デフォルト にリセット
変 更 内 容 を元 に戻 すには、コンテキスト メニューから Reset Children to Default コマンド を使 用 します。
原子団ラベル
原 子 団 を作 成 するときは、Model Explorer では汎 用 名 を使 用 して原 子 団 が表 示 されます。名 前 は変 更 してモデル
ウィンド ウに表 示 することができます。
原 子 団 のラベルを設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer をまだ開 いていない場 合 は、View、Model Explorer をクリックします。
2. Model Explorer のリスト で、原 子 団 を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューの Group Labels をポイント し、目 的 のオプションを選 択 します。
図 4.8: 原 子 団 ラベル
原子団ラベルの表示
モデルに原 子 団 ラベルを表 示 できます。ラベルを表 示 するには、Model Explorer で原 子 団 を右 クリックし、コンテキスト メ
ニューの Group Labels をクリックしてオプションを 1 つ選 択 します。
Inherit Settings--親 の原 子 団 が表 示 されるとラベルが表 示 されます。
Show Group Label (this group and children)--原 子 団 と子 の原 子 団 を表 示 します。
Show Group Label (this group only)--この原 子 団 のみを表 示 します。子 の原 子 団 には影 響 しません。
Hide Group label (this group and children)--この原 子 団 と子 の原 子 団 を非 表 示 にします。
オブジェクト の移動
オブジェクト を原 子 団 にまとめて、原 子 団 の内 外 でオブジェクト を移 動 することができます。この機 能 が役 に立 つのは、モ
デルの複 数 の部 分 を強 調 表 示 にしたり、属 性 を割 り当 てたりするときです。オブジェクト を移 動 するには、オブジェクト をク
リックして別 の原 子 団 にド ラッグします。複 数 のオブジェクト を移 動 するには、先 に Ctrl キーまたは Shift キーを押 しながら
オブジェクト をクリックして選 択 します。
第 4 章: モデルの表示
57 / 308
ChemBio3D 13.0
オブジェクト の入れ子
オブジェクト を他 のオブジェクト 内 に収 めることもできます。たとえば、DNA フラグメント に 2 つのヘリックス原 子 団 がある場
合 に、さらにこの原 子 団 に核 酸 の原 子 団 を収 めることができます。
オブジェクト を移 動 するときは、以 下 の点 に注 意 してください。
フラグメント 間 でオブジェクト をクリックとド ラッグで移 動 することはできません(たとえば、原 子 を分 子 間 で移 動 することは
できません)。
原 子 団 の中 で原 子 を並 べ替 えることはできません。
フラグメント の表示モード
Model Explorer を使 用 して、1 つ以 上 のフラグメント の表 示 モード を変 更 できます。
1. Model Explorer でフラグメント を選 択 します。
2. Model Explorer ウィンド ウを右 クリックします。
3. Display Mode から表 示 モード オプションを選 択 します。
詳 細 については、35 ページの 「表 示 モード 」 を参 照 してください。
図 4.9: Model Explorer のアニメーション形 式 (左 ) とリボン形 式 (右 ) の表 示 モード
Structure Browser: フラグメント の追加と削除
Model Explorer から Structure Browser にフラグメント を追 加 したり、Structure Browser のフラグメント を削 除 したりするこ
とができます。Structure Browser に追 加 したフラグメント は、モデル ウィンド ウに表 示 されます。
Structure Browser にフラグメント を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer をまだ開 いていない場 合 は、View、Model Explorer をクリックします。
2. Model Explorer で、Structure Browser に追 加 するフラグメント を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューの Add to Structure Browser をクリックします。
Structure Browser からフラグメント を削 除 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer をまだ開 いていない場 合 は、View、Model Explorer をクリックします。
2. Model Explorer で、Structure Browser から削 除 するフラグメント を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューの Remove from Structure Browser をクリックします。
第 4 章: モデルの表示
58 / 308
ChemBio3D 13.0
Structure Browser でフラグメント を除外する
Model Explorer では、Structure Browser でフラグメント を排 他 的 に使 用 可 能 にすることができます。Model Explorer で 1
個 以 上 のフラグメント を選 択 して、そのフラグメント を Structure Browser で排 他 的 にすることができます。Structure
Browser でフラグメント を排 他 的 にした場 合 、Structure Browser ではその項 目 しか使 用 できません。
Structure Browser でフラグメント を排 他 的 にするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer をまだ開 いていない場 合 は、View、Model Explorer をクリックします。
2. Model Explorer で、Structure Browser で排 他 的 にするフラグメント を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューの Make exclusive in Structure Browser を選 択 します。
分 子 の測 定
原 子 間 の距 離 、結 合 角 、二 面 角 をモデル ウィンド ウに表 示 できます。ここでは、個 々 の測 定 を表 示 する方 法 について
説 明 します。モデルにすべての測 定 を表 示 する方 法 についてはMeasurement テーブルを参 照 してください。
原 子 間 の距 離 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 を選 択 します。原 子 は、結 合 を共 有 する必 要 はありません。
2. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。
ヒント: または、2 つの原 子 を選 択 し、選 択 した原 子 の 1 つの上 にカーソルを移 動 します。ポップアップ ウィンド ウに距
離 が表 示 されます。
第 4 章: モデルの表示
59 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.10: ポップアップ ウィンド ウに、別 々 のフラグメント内 にある原 子 間 の距 離 が表 示 されます。
2 つの結 合 の間 の角 度 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 2 つの隣 接 する結 合 または 3 つの隣 接 する原 子 を選 択 します。
2. Structure、Measurements、Display Bond Angle Measurements の順 に選 択 します。
二 面 角 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 二 面 角 を構 成 する 3 つの連 続 する結 合 または 4 つの連 続 する原 子 を選 択 します。
2. Structure、Measurements、Display Dihedral Measurement の順 に選 択 します。
デフォルト で、モデル ウィンド ウ内 の測 定 は、小 数 点 以 下 の桁 数 が 1 桁 で表 示 されます。測 定 値 を調 整 するには、次
の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Preferences をクリックします。
2. Preferences ダイアログ ボックスで Measurements タブを選 択 します。
3. Display decimal places スクロール ボックスで、測 定 値 に表 示 する小 数 点 以 下 の桁 数 を選 択 します。
4. 設 定 が完 了 したら、OK をクリックします。
注 : 選 択 した測 定 の表 示 値 は、モデル ウィンド ウでのみ値 に影 響 します。
Measurement テーブル
Measurement テーブルには、生 成 したモデルのすべての測 定 値 をまとめたリスト が表 示 されます。必 要 な測 定 値 を生 成
したら、モデルに表 示 されるように測 定 値 をテーブルから選 択 できます。Measurement テーブルを開 くには、View メニュー
の Measurement Table をクリックします。
第 4 章: モデルの表示
60 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.11: Measurement テーブル:A) 結 合 距 離 、B) 結 合 角
1. 測 定 値 を生 成 するには、Structure、Measurements、Generate All (Bond Lengths、Bond Angles、Dihedral
Angles、または Close Contacts) の順 に選 択 します。Measurement テーブルが表 示 されます。
2. モデル ウィンド ウに測 定 値 が表 示 されるようにするには、対 応 する Display チェック ボックスをオンにします。
注 : テーブル内 で測 定 値 を変 更 することもできます。78 ページの 「測 定 値 の設 定 」 を参 照 してください。
最適値データ
最 適 値 は、Clean Up Structure コマンド などを実 行 する際 、標 準 のデータの代 わりにいつでも使 用 できます。最 適 値
データは Measurement テーブルが表 示 されているときのみ使 われます。いったん Measurement テーブルを閉 じると、標 準
データがパラメータ テーブルから適 用 されます。
データの最 適 値 を指 定 するには、Optimal 列 の値 を編 集 します。
ChemBio3D は Align コマンド でも最 適 値 を使 用 します。Structure メニューの Align を選 択 すると、一 方 のフラグメント を
他 方 との関 係 を正 確 に保 ちながら移 動 することで、2 つのフラグメント の原 子 間 の実 際 の距 離 が最 適 な値 に調 整 され
ます。
測定値の削除
モデルに影 響 を与 えずに、Measurement テーブルから情 報 を削 除 することもできま
す。Structure、Measurements、Clear の順 に選 択 します。
原子座標の表示
座 標 テーブルには、モデル内 の各 原 子 の位 置 が表 示 されます。Internal coordinate (内 部 座 標 ) テーブルには、原 子 の
位 置 が別 の原 子 との相 対 位 置 で表 示 されます。Cartesian (直 交 ) テーブルには、原 子 の X、Y、および Z 座 標 が空 間
の固 定 位 置 との相 対 位 置 で表 示 されます。
Internal coordinates テーブルを表 示 するには、View メニューの Cartesian Table をクリックします。
内部座標 (Z-Matrix 座標)
Internal coordinates テーブルの最 初 の原 子 が原 点 原 子 になります。テーブル内 の他 のすべての原 子 は、原 点 原 子 との
相 対 位 置 で示 されます。
Internal coordinates テーブルを表 示 するには、View メニューの Internal coordinates Table をクリックします。
第 4 章: モデルの表示
61 / 308
ChemBio3D 13.0
テーブル内 のレコード を選 択 すると、モデル内 の対 応 する原 子 が選 択 されます。逆 に、モデル内 の原 子 を選 択 すると、そ
れに対 応 するレコード がテーブル内 で選 択 されます。
原 点 原 子 にする原 子 を変 更 するには、Structure、Set Internal Coordinates、Set Origin Atom の順 に選 択 します。
直交座標
Cartesian Coordinates テーブルの各 フィールド には、原 子 名 とその原 子 の X、Y、Z の各 座 標 が表 示 されます。原 子 は
シリアル番 号 順 に表 示 されます。1 つのフラグメント を構 成 する原 子 のレコード は、連 続 して表 示 されます。水 素 、孤 立
電 子 対 、ダミー原 子 は、最 後 に表 示 されます。
他 のテーブルと同 様 に、このテーブルでも値 を編 集 すると、モデルが更 新 されて変 更 が反 映 されます。
Cartesian Coordinates テーブルを表 示 するには、View メニューの Cartesian Table をクリックします。
オーバーレイによるモデルの比 較
オーバーレイ機 能 を使 って分 子 を重 ね合 わせて配 置 できます。この機 能 が役 立 つのは、構 成 要 素 の異 なる 2 つのモデ
ルの構 造 上 の類 似 を比 較 する場 合 や、同 じモデルの立 体 配 座 を比 較 する場 合 です。
たとえば、メタンフェタミンとエピネフリンの構 造 的 な類 似 性 を比 較 するとします。
1. File メニューの New をクリックして新 しいモデル ウィンド ウを開 きます。
2. テキスト 作 成 ツールを選 択 し、モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. テキスト ボックスに「Epinephrine」と入 力 し、Enter キーを押 します。エピネフリン分 子 がモデル ウィンド ウに表 示 されま
す。
4. モデル ウィンド ウで、エピネフリン分 子 の下 方 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
5. 「Methamphetamine」と入 力 し、Enter キーを押 します。メタンフェタミンの分 子 が、エピネフリン分 子 の下 に表 示 されま
す。
この 2 つの構 造 式 を作 成 した後 で、オーバーレイを適 用 するのに使 用 する原 子 対 を少 なくとも 3 つ指 定 する必 要 があり
ます。それぞれの対 は、各 構 造 式 から選 択 した原 子 1 つずつで構 成 します。
注: 原子対は、一定の距離を置いて別々のフラグメント内に存在する 2 つの原子で構成されます。
1. 1 つ目 の原 子 対 には、エピネフリン フラグメント とメタンフェタミン フラグメント のベンゼン環 の第 三 級 炭 素 を選 択 します
(選 択 ツールを使 用 して、Shift キーを押 しながら両 方 の原 子 をクリックします。)。
2. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。Measurement テーブルに選 択
した 2 つの原 子 間 の距 離 が表 示 されます。
3. 2 つ目 の原 子 対 には、それぞれの構 造 式 で、1 つ目 の原 子 対 で選 択 した炭 素 原 子 の反 対 側 の炭 素 を選 択 しま
す。
4. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。
5. 3 つ目 の原 子 対 には、各 構 造 式 の窒 素 原 子 を選 択 します。
6. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。
原 子 対 を定 義 した後 で、各 原 子 対 の Distance Measurement を 0 に設 定 してからオーバーレイ計 算 を実 行 すること
で、一 方 の構 造 式 をもう一 方 の構 造 式 にオーバーレイします。
7. Measurement テーブルで各 原 子 対 の Optimal 列 に「0」と入 力 し、Enter キーを押 します。
第 4 章: モデルの表示
62 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.12: Measurement テーブルへの最 適 値 の追 加
8. Structure、Overlay、Minimize の順 に選 択 します。Overlay ダイアログ ボックスが表 示 されます。
9. Minimum RMS Error に「0.100」、Minimum RMS Gradient に「0.010」と入 力 します。
RMS Error が Minimum RMS Error の値 より小 さくなるか、RMS Gradient が Minimum RMS Gradient の値 より小 さく
なると、オーバーレイ計 算 が終 了 します。
10.Display Every Iteration をクリックします。
11.Start をクリックします。
オーバーレイ計 算 が完 了 するたびに、各 フラグメント の動 きを表 示 することができます。
あらかじめ設 定 されたミニマムに達 する前 にオーバーレイ計 算 を停 止 するには、ツールバーの Stop Calculation をクリック
します。オーバーレイと記 録 の処 理 が停 止 します。
分子表面
分 子 表 面 には、構 造 の表 示 により提 供 される原 子 と結 合 の情 報 ではなく、分 子 全 体 に関 する情 報 が表 示 されます。
表 面 の表 示 では分 子 の物 理 的 特 性 や化 学 的 物 性 がわかります。これらの表 示 は外 側 の表 面 インターフェイスや分 子
の電 子 分 配 を示 します。
ほとんどの場 合 、分 子 表 面 を表 示 する前 に、Extended Hückel または Gaussian で使 用 可 能 な方 法 のいずれかを使 っ
て表 面 の記 述 に必 要 なデータを計 算 しなければなりません。
Solvent Accessible Surface については、計 算 の必 要 はありません。この表 面 は、パラメータ テーブルのデータに基 づい
てレンダリングされます。
表面タイプ
次 の表 に、表 面 タイプとその表 示 に必 要 な計 算 を示 します。
注 : スピン密 度 マップでは、CS MOPAC または Gaussian 計 算 が開 殻 系 の波 動 関 数 によって実 行 される必 要 があ
ります。
表 面 タイプ
Extended Hückel CS MOPAC Gaussian
溶 媒 アクセス可 能
該 当 なし
該 当 なし
該 当 なし
コノリー分 子
はい
はい
はい
総電荷密度
はい
はい
はい
分 子 軌 道 のマップ
はい
はい
はい
第 4 章: モデルの表示
63 / 308
ChemBio3D 13.0
表 面 タイプ
Extended Hückel CS MOPAC Gaussian
スピン密 度 のマップ
いいえ
はい
はい
部分電荷
はい
はい
はい
分 子 静 電 位 のマップ いいえ
はい
はい
総 スピン密 度
いいえ
はい
はい
分子静電位
いいえ
はい
はい
分子軌道
はい
はい
はい
分 子 表 面 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Extended Hückel または Gaussian のうち適 した方 法 を使 って計 算 を実 行 します。
2. Molecular Surfaces の特 性 計 算 を使 用 できる場 合 は、これも必 ず含 めます。
注 : Gaussian 表 面 計 算 は、ChemBio3D Ultra にのみ使 用 できます。
計算タイプ
計 算 タイプによって異 なった結 果 が得 られます。モデル上 で複 数 の計 算 (たとえば、Extended Hückel と AM1 計 算 の両
方 ) を実 行 した場 合 、表 面 を生 成 するときに、どの計 算 を使 用 するかを選 択 する必 要 があります。
計 算 タイプを選 択 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Surfaces メニューの Choose Calculation Result をクリックし、計 算 タイプを選 択 します。
2. Surfaces メニューの Choose Surface をクリックし、表 面 タイプを選 択 します。
注: Choose Surface コマンド は表示と非表示を切り替えるトグル スイッチです。一度に複数の表面を表示することができま
す。表面が表示されると、そのアイコンが強調表示されます。
3. 表 面 表 示 ツールを使 って表 示 を調 整 します。
ヒント: 表 示 についてたくさんの調 整 を行 う場 合 、表 面 ツールバーをアクティブにして、ツールを切 り離 してください。
すべての表 面 をすべての計 算 で表 示 できるわけではありません。たとえば、分 子 静 電 位 のある表 面 は、Gaussian 計 算
または CS MOPAC 計 算 のみで表 示 できます。表 示 できない表 面 は、サブメニューのコマンド がグレー表 示 されます。
CS MOPAC または Gaussian から表 面 を生 成 するには、プログラムによって計 算 される特 性 の 1 つとして Molecular
Surfaces を選 択 する必 要 があります。
表面表示タイプ
ChemBio3D はそれぞれ異 なった特 性 を持 つ 4 つの形 式 の表 面 表 示 を提 供 します。次 の表 で、これらの形 式 について
示 します。
第 4 章: モデルの表示
64 / 308
ChemBio3D 13.0
表 面 表 示 タイプ
説明
純 色 (Solid)
表 面 の表 示 は不 透 明 です。純 色 は、表 面 自 体 の詳 細 に関 心 があり、その
下 にある原 子 と結 合 には特 に関 心 がない場 合 に適 したオプションです。
ワイヤ メッシュ (Wire
表 面 は線 が接 続 された網 目 状 で表 示 されます。ワイヤ メッシュは、表 面 の
Mesh)
特 徴 に焦 点 を当 てたいが、原 子 と結 合 の構 造 も表 示 させたい場 合 に適 し
たオプションです。
ド ット (Dots)
表 面 はつながりのない一 連 のド ット として表 示 されます。ド ット は、主 に基 本
的 な構 造 に関 心 があり、表 面 形 状 は概 要 だけ分 かれば良 いという場 合 に
適 したオプションです。
半 透 明 (Translucent)
表 面 は半 透 明 の純 色 球 として表 示 され、その中 にある原 子 と結 合 も見 るこ
とができます。半 透 明 は、表 面 表 示 形 式 としてはバランスの取 れたものとい
えます。
表面解像度
表 面 解 像 度 によって、表 面 がどれくらい滑 らかに表 示 されるかが決 まります。解 像 度 が高 いほど、より多 くのポイント が
表 面 の計 算 に使 われ、表 面 はより滑 らかに見 えます。ただし、解 像 度 値 を高 くすると計 算 時 間 も長 くなります。デフォル
ト 値 の 30 は、速 度 と滑 らかさのバランスを考 慮 した適 切 な値 であることがわかっています。
解 像 度 を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Surfaces メニューの Resolution をクリックします。Resolution スライダが表 示 されます。
2. スライダを使 って解 像 度 を調 整 します。
指 定 した解 像 度 は、Resolution ツールの下 中 央 に表 示 されます。
第 4 章: モデルの表示
65 / 308
ChemBio3D 13.0
表面の色
表 面 のタイプに応 じて、分 子 表 面 の色 を設 定 します。
溶 媒 接 触 、コノリー分 子 、総 電 荷 密 度 の各 表 面 に色 を設 定 するには、Surfaces、Color Mapping、Surface Color
の順 に選 択 して新 しい色 を選 択 します。
総 スピン密 度 、分 子 静 電 位 、分 子 軌 道 の各 表 面 では、2 つの色 を指 定 する必 要 があります。Surfaces メニューの
Color A または Color B を選 択 します。
表面のマッピング
Mapping property により、 原 子 、原 子 団 、疎 水 性 、部 分 電 荷 、静 電 位 を溶 媒 接 触 表 面 上 に重 ね合 わせる形 で色
分 けして表 示 できます。
Surface Color。 分 子 表 面 色 に選 択 した色 です。
Atom Color。 表 示 された原 子 の色 に基 づいています。これはデフォルト の元 素 の色 である場 合 もあります。
Element Color。 Elements テーブルで指 定 されたデフォルト の色 に基 づいています。
Group Color。 Model Explorer で原 子 団 の作 成 中 に指 定 した色 がある場 合 にはそれに基 づいています。
疎 水 性 (Hydrophobicity)。 アミノ酸 の疎 水 性 に端 を発 して広 く使 われている色 分 けに従 って表 示 されます。この色
分 けでは、疎 水 性 が最 も高 い (親 油 性 の) 部 分 が赤 で、疎 水 性 が最 も低 い (疎 油 性 の) 部 分 が青 で表 示 されます。
部 分 電 荷 と静 電 位 (部 分 電 荷 から)。 これらの特 性 は現 在 選 択 している計 算 から得 ることができます。複 数 の計 算 を
モデルで行 った場 合 、使 用 する計 算 を指 定 できます。Surfaces メニューの Choose Result をクリックします。
同値
同 値 は表 面 の形 成 に使 用 される定 数 です。それぞれの表 面 の特 性 により、スペースの中 で値 を計 算 することができま
す。たとえば、静 電 位 は分 子 の各 原 子 に近 い場 合 は高 く、遠 くの場 合 はきわめて低 くなります。ChemBio3D では、ス
ペースの中 で同 値 を持 つすべてのポイント を接 続 することにより表 面 が生 成 されます。天 気 図 は 2 次 元 における同 値 の
良 い例 で、等 しい温 度 (等 温 線 ) か等 しい気 圧 (等 圧 線 ) の位 置 を接 続 します。同 値 には 2 つのタイプがあり、どちらを
選 択 するかはどの表 面 を選 択 するかで決 まります。総 電 荷 密 度 表 面 の場 合 は同 電 荷 値 を設 定 し、分 子 軌 道 表 面
の場 合 は同 輪 郭 値 を設 定 します。
同 値 の設 定 。 同 値 を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Surfaces メニューの Choose Surface をクリックし、表 面 タイプを選 択 します。
2. Surfaces メニューの Iso、contour または Iso、charge を選 択 します。
3. スライダを使 って新 しい同 値 を調 整 します。
指 定 した同 値 は、Isocontour ツールの下 中 央 に表 示 されます。
溶媒半径
スライダを使 って、溶 媒 半 径 を設 定 することができます。デフォルト 溶 媒 半 径 は 1.4 Å で、これは水 の値 です。その他 の
一 般 的 な溶 媒 半 径 を以 下 の表 に示 します。
第 4 章: モデルの表示
66 / 308
ChemBio3D 13.0
Solvent (溶
媒)
半 径 (Å)
水
1.4
メタノール
1.9
エタノール
2.2
アセト ニト リ
2.3
ル
アセト ン
2.4
エーテル
2.4
ピリジン
2.4
DMSO
2.5
ベンゼン
2.6
クロロホルム
2.7
溶 媒 半 径 を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Surfaces メニューの Solvent Radius をクリックします。Radius スライダが表 示 されます。
2. スライダを使 って解 像 度 を調 整 します。
指 定 した半 径 は、Radius ツールの下 中 央 に表 示 されます。
Extended Huckel
Extended Hückel は基 本 的 な半 経 験 的 方 法 で、ほとんどの分 子 のモデル表 面 をすばやく生 成 するのに使 用 できま
す。Extended Hückel 計 算 を適 用 することは、より高 度 な方 法 を使 用 して表 面 を予 測 するために行 われる一 般 的 な
準 備 手 順 です。
Extended Hückel 法 を使 って分 子 表 面 を計 算 するには、Calculations、Extended Hückel、Calculate Surfaces の
順 に選 択 します。
注 : ChemBio3D 13.0 では、Extended Hückel 計 算 を実 行 する前 に、孤 立 電 子 対 とダミー原 子 がすべて削 除 され
ます。
この段 階 では、計 算 は既 に実 行 されていて、計 算 結 果 はモデルに記 憶 されます。
Extended Hückel 法 を使 って部 分 電 荷 を計 算 するには、Calculations、Extended Hückel、Calculate Charges の
順 に選 択 します。
第 4 章: モデルの表示
67 / 308
ChemBio3D 13.0
モデルの各 原 子 に、原 子 とその電 荷 を一 覧 にしたメッセージが作 成 されます。Model Settings ダイアログ ボックスの Popup Information タブで Partial Charge を選 択 した場 合 、原 子 にマウス ポインタを合 わせるとポップアップ情 報 として部
分 電 荷 が表 示 されます。
溶媒接触表面
その名 前 が意 味 するように、溶 媒 接 触 表 面 は、溶 媒 分 子 によりアクセスできる分 子 の一 部 を意 味 します。
溶 媒 接 触 表 面 を決 めるには、溶 媒 分 子 をシミュレート している小 さな調 査 球 体 が分 子 の表 面 (すなわち、ファンデル
ワールス表 面 ) を転 がっているかを確 かめます。溶 媒 接 触 表 面 は、次 の図 のように、調 査 球 体 の中 心 点 で示 された軌
跡 として定 義 されます。
図 4.13: ファンデルワールス表 面 : A) ファンデルワールス表 面 、B) 溶 媒 接 触 表 面 、C) 溶 媒 プローブ
コノリー分子表面
コノリー表 面 は、分 子 表 面 または溶 媒 排 斥 表 面 とも言 われますが、溶 媒 球 体 がファンデルワールス表 面 に接 触 して形
成 される表 面 として定 義 されています。コノリー表 面 に包 まれる容 積 は、溶 媒 排 斥 容 積 と呼 ばれます。
これらの表 面 を次 の図 に示 します。
第 4 章: モデルの表示
68 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.14: コノリー分 子 表 面 : A) ファンデルワールス表 面 、B) コノリー表 面 、C) 溶 媒 接 触
図 4.15: icrn のコノリー表 面
総電荷密度
総 電 荷 密 度 (Total Charge Density) とは、分 子 の核 を囲 むスペースの電 子 密 度 、または分 子 の周 りのスペースで電 子
が見 つかる確 率 関 数 のことです。デフォルト 同 電 荷 値 は 0.002 原 子 ユニット (a.u.) です。この値 は分 子 のファンデルワー
ルス半 径 に似 ていて、分 子 によって占 められる 3 次 元 スペース全 体 のおよそ 95% をカバーします。
総 電 荷 密 度 表 面 は、分 子 の形 を視 覚 的 に表 現 する最 も優 れた手 段 であり、分 子 の電 荷 分 布 によって求 められま
す。総 電 荷 密 度 表 面 は、各 分 子 に対 してゼロから計 算 され、一 般 に空 間 充 填 表 示 よりも正 確 です。
総 電 荷 密 度 表 面 のマッピングに使 用 できる特 性 は、分 子 軌 道 、スピン密 度 、静 電 位 、および部 分 電 荷 です。マッピン
グの色 には特 性 の強 度 が最 も高 いものに赤 、最 も低 いものに青 を使 います。中 間 は白 です。
Surfaces メニューの Molecular Orbital ツールを使 って、表 面 へのマッピングに分 子 軌 道 を使 うよう指 定 できま
す。HOMO/LUMO サブメニューに軌 道 の番 号 が表 示 されます。
第 4 章: モデルの表示
69 / 308
ChemBio3D 13.0
分子軌道
分 子 軌 道 (MO) の表 面 は、分 子 のさまざまな安 定 した電 子 分 布 を表 示 します。最 先 端 の軌 道 理 論 によると、最 高
被 占 分 子 軌 道 (HOMO) と最 低 空 分 子 軌 道 (LUMO) の形 状 と対 称 性 は、生 物 の反 応 や、化 学 反 応 の立 体 化 学
的 、位 置 化 学 的 結 果 を予 測 するうえで極 めて重 要 です。
モデルの HOMO/LUMO 軌 道 のリスト を表 示 するには、Surfaces メニューの Select Molecular Orbital をクリックします。
表 示 する軌 道 を選 択 します。
Surfaces メニューの Isocontour ツールを使 って、計 算 された MO 表 面 すべての同 輪 郭 値 を指 定 できます。新 しく計
算 した表 面 の同 輪 郭 値 のデフォルト は、その前 に計 算 した表 面 に指 定 された値 に設 定 されます。同 輪 郭 値 を指 定 し
なかった場 合 には、デフォルト 値 が 0.01 になります。
総スピン密度
総 スピン密 度 表 面 は、分 子 スペースの任 意 の領 域 での、上 向 きスピンと下 向 きスピンの電 子 間 の密 度 差 を記 述 しま
す。任 意 の領 域 においてその違 いが大 きければ大 きいほど、その領 域 は不 対 電 子 に近 くなります。総 スピン密 度 が他
の表 面 (たとえば総 電 荷 密 度 ) にマッピングされると、総 スピン密 度 表 面 領 域 での電 子 の相 対 的 な傾 向 が、上 向 きス
ピンか下 向 きスピンかで色 分 けされて見 ることができます。完 全 に上 向 きスピン (正 の値 ) の電 子 は赤 、完 全 に下 向 きス
ピン (負 の値 ) の電 子 は青 、電 子 対 (中 間 ) は白 で表 示 されます。
総 スピン密 度 表 面 は、分 子 の不 対 電 子 を調 べるのに使 用 できます。この表 面 は、不 対 電 子 がある場 合 のみに形 成
されます。総 スピン密 度 表 面 を表 示 するには、CS MOPAC または Gaussian で開 殻 系 の波 動 関 数 を使 ってスピン密
度 と分 子 表 面 の両 方 を計 算 する必 要 があります。
分子静電位
分 子 静 電 位 (MEP) は分 子 と陽 子 の間 の引 力 や反 発 力 を表 します。引 力 は負 の値 によって表 され、反 発 力 は正 の
値 によって表 されます。MEP 実 験 値 は X 線 回 折 か電 子 回 折 技 法 によって得 られ、分 子 のどの領 域 が求 電 子 性 や求
核 性 攻 撃 により影 響 されやすいかなどの、役 に立 つ情 報 を提 供 します。MEP 比 較 値 は、MEP が他 の表 面 (総 電 荷
密 度 ) にマッピングされているときに色 分 けすることができます。正 の方 向 に最 大 の MEP 値 は赤 、負 方 向 の最 大 値 は
青 、中 間 値 は白 で表 されます。
MEP の詳 細 については、292 ページの 「MEP」 を参 照 してください。
部分表面
多 くの場 合 、タンパク質 -配 位 子 相 互 作 用 を研 究 している科 学 者 は、配 位 子 を含 めないでタンパク質 のみの分 子 表
面 を生 成 します。ChemBio3D Ultra 13.0 では、配 位 子 を除 外 したり、モデルの選 択 した部 分 を除 外 することによって、
部 分 的 な溶 媒 接 触 表 面 およびコノリー表 面 を生 成 できるようになっています。
部 分 表 面 を生 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Surfaces メニューの Advanced Molecular Surfaces をクリックします。
2. Advanced Molecular Surfaces ダイアログ ボックスで、表 面 タイプおよび含 めたり除 外 したりするものを選 択 します。
溶 媒 原 子 はデフォルト で除 外 されますが、チェック ボックスを使 って含 めることもできます。非 表 示 の原 子 (通 常 は水 素 )
も含 めたり除 外 したりすることができます。
第 4 章: モデルの表示
70 / 308
ChemBio3D 13.0
図 4.16: 溶 媒 原 子 を除 外 した部 分 表 面
表 面 を表 示 した後 で、表 面 の透 明 度 と反 射 率 を設 定 できます。表 面 の色 は、任 意 の単 色 にするほか、原 子 の色 、
元 素 の色 、原 子 団 の色 、または原 子 団 の疎 水 性 で指 定 することができます。
選 択 した原 子 団 からの距 離 もしくはフラッディングによって表 面 を制 限 することもできます。
ボリューム スライス
ボリューム スライス ツールを使 用 することにより、ほぼすべての分 子 表 面 を 2 次 元 平 面 に投 影 することができます。表 面
を計 算 した後 、X、Y、Z のいずれかの平 面 でモデルをスライスし、必 要 に応 じてスライスの位 置 を調 整 できます。
1. 必 要 な面 を計 算 します。詳 細 については、63 ページの 「分 子 表 面 」 を参 照 してください。
2. 表 面 を表 示 するには、Surface メニューの Choose Surface をクリックし、表 示 する面 を選 択 します。
注: ボリューム スライス ツールは、コノリー表面には適用できません。
3. モデル表 示 ツールバーで、ボリューム スライス ボタン
ます。
をクリックします。volume slicing ダイアログ ボックスが表 示 され
volume slicing ダイアログ ボックスには、モデル ウィンド ウの各 平 面 の位 置 を調 整 できる 3 つのスライダがあります。
4. ダイアログ ボックスで、表 示 させる平 面 のチェック ボックスを 1 つ以 上 オンにします。
5. スライダを動 かして、各 平 面 の位 置 を調 整 します。
6. ユーザー自 身 に正 対 する (画 面 と平 行 方 向 にする) ように平 面 の向 きを変 更 するには、Face User の下 にある該 当
するボタンをクリックします。+ ボタンをクリックすると選 択 した平 面 の 1 つが表 示 され、- ボタンをクリックすると反 対 側 の
平 面 が表 示 されます。
7. 面 の表 示 /非 表 示 を切 り替 えるには、Show Surface/Orbital を選 択 、または選 択 解 除 します。
8. 設 定 が完 了 したら、OK をクリックします。
立 体 視 の使 用
Stereo Pairs (立 体 視 ) は、ステレオメガネの光 学 原 理 に基 づく表 示 技 術 です。この技 術 では 2 つのイメージをわずかに
ずらして表 示 することにより、立 体 効 果 が得 られます。
注 : ステレオメガネは、写 真 を 3 次 元 で表 示 するための装 置 です。
第 4 章: モデルの表示
71 / 308
ChemBio3D 13.0
立 体 表 示 には、Parallel (平 行 法 ) と Reverse (交 差 法 ) があります。平 行 法 の方 が立 体 効 果 を得 やすい場 合 もありま
すが、人 によっては両 目 を寄 せる交 差 法 で 2 つのイメージに焦 点 を合 わせた方 が立 体 効 果 が高 まることもあります。い
ずれの場 合 も、立 体 効 果 は画 面 上 よりも印 刷 したモデルの方 が簡 単 に得 られます。なるべく小 さいイメージを使 用 し、
目 との距 離 を調 整 してください。
Stereo Pairs パラメータの設定
Stereo Pairs パラメータを設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Stereo & Depth タブをクリックします。立 体 表 示 コント ロール パネルが表
示 されます。
2. Render Stereo Pairs を選 択 して、 2 つのモデルを並 べて表 示 します。左 側 のモデルを Y 軸 を中 心 に回 転 させたモ
デルが右 側 に表 示 されます。
3. スライダを使 って Eye Separation (Stereo Offset) を指 定 します。このスライダは Y 軸 を中 心 とした回 転 角 度 を調 整
します。
4. Separation スライダを使 って、回 転 角 度 を指 定 します。立 体 効 果 を得 るには幅 の約 5% に設 定 してください。
交 差 法 か平 行 法 かを選 択 するには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
右 側 のフレームを左 側 のフレームまで回 転 させるには、Reversed を選 択 します。左 目 の焦 点 を右 側 のモデルに合
わせたり、右 目 の焦 点 を左 側 のモデルに合 わせると、2 つの立 体 表 示 が重 なり合 います。
右 側 のモデルをさらに右 へ回 転 させるには、Parallel を選 択 します。
立体効果
ChemBio3D 13.0 では、ステレオ OpenGL 機 能 を持 つハード ウェア用 のステレオ グラフィック表 示 が可 能 です。さまざまな
ステレオ グラフィック カード や、ステレオ グラス、3D モニタを使 用 できます。
立 体 効 果 をアクティブにするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Preferences をクリックし、OpenGL タブを選 択 します。
2. Use Hardware Stereo when Available をクリックします。
3. OK をクリックします。
ハード ウェアが有 効 になった後 で、立 体 効 果 を 3D ウィンド ウで使 用 できます。
注 : ディスプレイ アダプタのプロパティ コントロールおよび ChemBio3D の Preferences ダイアログ ボックスで "stereo in
OpenGL" を有 効 にし、使 用 しているグラスやモニタに合 ったモード を選 択 する必 要 があります。
ハード ウェア機 能 と共 に遠 近 の影 付 けや遠 近 法 を使 用 することはできますが、他 のステレオ モード はアクティブにしない
でください。
距離の調整
Eye Separation を調 整 することで、立 体 効 果 を調 整 できます。
1. File メニューの Model Explorer をクリックし、Stereo & Depth タブを選 択 します。
2. General Stereo Settings で、Eye Separation スライダを調 整 します。
第 4 章: モデルの表示
72 / 308
ChemBio3D 13.0
3. OK をクリックします。
ビュー フォーカスの設 定
モデルが大 きくなると、どの部 分 を作 業 しているか把 握 するのが困 難 になります。ビュー フォーカス機 能 を使 用 すると、必
要 に応 じてパンできるように、選 択 した原 子 にフォーカスを設 定 できます。
ビュー フォーカスを設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. フラグメント 、または原 子 や結 合 の集 まりを選 択 します。
2. View、View Focus、Set Focus to Selection の順 に選 択 します。
ビュー フォーカス設 定 後 、結 合 ツールを使 用 してモデルの作 成 を続 けると、ChemBio3D ではビュー フォーカス内 の原 子
が常 にすべて表 示 されるように表 示 サイズと位 置 が変 更 されます。現 在 のモデルに新 しい原 子 を追 加 すると、その原 子
もビュー フォーカスに含 まれます。
表 示 を手 動 で回 転 またはサイズ変 更 するとき、回 転 、サイズ変 更 はビュー フォーカスを中 心 として行 われます。
モデル ウィンド ウの中 心 にビュー フォーカスを設 定 するには、View、View Position、Center View on Focus の順 に選
択 します。
モデル ウィンド ウの中 心 にモデルで選 択 した原 子 を配 置 するには、View、View Position、Center View on Selection
の順 に選 択 します。
第 4 章: モデルの表示
73 / 308
ChemBio3D 13.0
高 度 なモデルの作 成
ChemBio3D の高 度 な作 成 機 能 には、基 本 モデル構 造 式 の強 化 、独 自 の作 成 パラメータの定 義 、他 のソースのデー
タと構 造 式 を使 ったモデルの作 成 用 のオプションが含 まれています。
ダミー結 合 とダミー原 子
ダミー結 合 を使 えば、定 義 済 みの結 合 タイプがなくても 2 つの原 子 間 の結 合 を指 定 できます。ダミー結 合 は、無 機 化
合 物 の配 位 複 合 体 で使 用 されることが多 く、後 で別 の元 素 に変 更 されます。
ダミー原 子 は、別 のアプリケーションへ転 送 して分 析 する場 合 などで、原 子 を Z-Matrix に配 置 するときにも便 利 です。こ
れはモデルが大 きくなって結 合 関 係 の指 定 が困 難 なときによく利 用 されます。
注 : ダミー結 合 とダミー原 子 はすべての計 算 で無 視 されます。
ダミー結 合 とダミー原 子 を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ダミー結 合 ツールを選 択 します。
2. 原 子 をポイント し、その原 子 からド ラッグします。ダミー結 合 とダミー原 子 がモデルに追 加 されます。ここで作 成 された
原 子 には、ChemBio3D 元 素 記 号 でダミー原 子 を表 す Du のラベルが付 けられます。
ダミー原 子 のみを追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 既 存 の原 子 を選 択 します。
2. テキスト 作 成 ツールを使 用 して、選 択 した原 子 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. テキスト ボックスに「Du」と入 力 し、Enter キーを押 します。
図 5.1: A) ダミー原 子
第 5 章: 高度なモデルの作成
74 / 308
ChemBio3D 13.0
部分構造
大 きいモデルの場 合 は、一 度 に 1 原 子 ずつモデルを作 成 するのではなく、 部 分 構 造 の使 用 を検 討 することをお勧 めし
ます。部 分 構 造 は、環 系 、その他 の構 造 的 特 徴 など定 義 済 みの原 子 団 です。たとえば、ベンゼンの部 分 構 造 を使
用 してベンゼン環 を追 加 したり、COOH を使 用 してカルボキシル酸 官 能 基 を追 加 したりできます。部 分 構 造 の定 義 は
すべて、Substructure パラメータ テーブルに保 存 されています。 の順 に選 択 します。
詳 細 については、143 ページの 「Substructures テーブル」 を参 照 してください。
部分構造を使ったモデルの作成
モデル ウィンド ウへの部 分 構 造 のコピーと貼 り付 けを行 うには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Substructures パラメータ テーブルを開 くには、View メニューで Parameter Tables、Substructures の順 に選 択 しま
す。
2. 部 分 構 造 テーブルで、部 分 構 造 名 が含 まれているセルまたは行 全 体 を選 択 します。
3. 選 択 したセルまたは行 を右 クリックし、コンテキスト メニューから Copy を選 択 します。
4. モデル ウィンド ウで Ctrl + V キーを押 します。または、ウィンド ウを右 クリックし、コンテキスト メニューから Paste を選 択
します。
テキスト ツールを使 用 することもできます。
1. テキスト 作 成 ツールでモデル ウィンド ウ内 をクリックします。
2. テキスト ボックスに部 分 構 造 の名 前 を入 力 して、Enter キーを押 します。部 分 構 造 がモデル ウィンド ウに追 加 されま
す。
注 : テキスト ツールを使 用 する場 合 は、Substructure テーブルを開 く必 要 はありません。
部分構造のモデルへの追加
既 存 のモデルに部 分 構 造 を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル内 で、部 分 構 造 に結 合 する原 子 を選 択 します。
注: 選択した原子が部分構造と置き換わります。
2. 選 択 した原 子 を右 クリックし、Replace with Text Tool を選 択 します。
3. テキスト ボックスに部 分 構 造 の名 前 を入 力 して、Enter キーを押 します。
ヒント: 部 分 構 造 名 のリストを参 照 するには、View、Parameter Tables、Substructuresの順 に選 択 します。
部分構造を使用した例
部 分 構 造 を使 用 した例 をいくつか次 に示 します。
例 1. エタンの作成
部 分 構 造 を使 ってエタンのモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールでモデル ウィンド ウ内 をクリックします。
第 5 章: 高度なモデルの作成
75 / 308
ChemBio3D 13.0
2. 原 子 を選 択 しないで、テキスト ボックスに、「Et」または「EtH」と入 力 します。
3. Enter キーを押 します。エタンのモデルが表 示 されます。
注: 自動結合調整機能がオンになっていると、エチルラジカルの原子価を満足する水素原子との結合が作成されます。自動
結合調整機能がオフになっている場合、同じ結果を得るには、「 EtH」と入力する必要があります。原子価の満たされていない
原子が複数ある部分構造の場合は、原子価の満たされていない原子ごとに明示的に末端の原子を指定してください。
例 2. 部分構造と他の元素を使用した作成
部 分 構 造 と元 素 を使 用 してモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールでモデル ウィンド ウ内 をクリックします。
2. 原 子 を選 択 しないで、テキスト ボックスに「PrNH2」と入 力 します。
3. Enter キーを押 します。プロピルアミンのモデルが作 成 されます。
例 3. ポリペプチド
部 分 構 造 を使 用 してタンパク質 などの生 体 高 分 子 モデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 が選 択 されていない状 態 で、テキスト ボックスに「HAlaGlyPheOH」と入 力 します。追 加 の H と OH はポリペプチド
の両 端 に付 きます。これらが両 端 に付 かず、自 動 結 合 調 整 機 能 がオンになっていると、ChemBio3D は原 子 価 に満
たない原 子 を満 たそうと試 みます。
注: アミノ酸の繰り返しに何度もアミノ酸を入力する代りに、繰り返し部分をカッコで囲み、その後に繰り返し数を指定します。
たとえば、「 HAla(Pro)10GlyOH」と入力します。
2. Enter キーを押 します。
注: 部分構造に原子価に満たない原子が 2 つ以上含まれている場合、ChemBio3D 13.0 は原子価に満たない原子の部位
間に結合を作成して、環を作成します。
アラニン、グリシン、フェニルアラニンから成 るα型 の中 性 ポリペプチド 鎖 が作 成 されます。
注: 「 Hβ–Alaβ–Glyβ–PheOH」のようにアミノ酸の名前の前に「 β–」を付けて、β型立体配座を指定することができます。 βとい
う文字を入力するには、Alt キーを押しながら数値パッド で「0223」と入力します。
部 分 構 造 では各 アミノ酸 に適 切 な結 合 と二 面 角 があらかじめ定 義 されています。
第 5 章: 高度なモデルの作成
76 / 308
ChemBio3D 13.0
HAlaGlyPheOH ポリペプチド のモデル
ヒント: αへリックス生 成 をよく見 るには、回 転 ツールを使 用 してモデルの終 端 が手 前 にくるように方 向 を変 更 します。
ポリペプチド を両 性 イオンに変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールを選 択 します。
2. 末 端 の窒 素 をクリックします。窒 素 原 子 の上 にテキスト ボックスが表 示 されます。
3. 「+」と入 力 し、Enter キーを押 します。
窒 素 原 子 に電 荷 が付 加 されます。その原 子 タイプが変 わり、水 素 原 子 が追 加 されます。
4. 末 端 の酸 素 をクリックします。
酸 素 原 子 の上 にテキスト ボックスが表 示 されます。
5. テキスト ボックスに「-」と入 力 し、Enter キーを押 します。
酸 素 原 子 に負 電 荷 が設 定 されます。その原 子 タイプが変 わり、水 素 原 子 が削 除 されます。
例 4. その他のポリマー
4 つの構 成 単 位 を持 つポリエチレン テレフタラート (PET) のモデルを作 成 するには、原 子 を選 択 しない状 態 で、テキスト
ボックスに「OH(PET)4H」と入 力 し、Enter キーを押 します。ポリマーの両 端 に H と OH が付 いています。PET モデルを次 に
示 します。
図 5.2: 4 つのユニットを持 つ PET ポリマー
第 5 章: 高度なモデルの作成
77 / 308
ChemBio3D 13.0
近接結合
指 定 の距 離 内 (結 合 距 離 内 ) にある原 子 同 士 が自 動 的 に結 合 を形 成 するようにすることができます。
ChemBio3D は 2 個 の原 子 が結 合 距 離 内 にあるかどうかを、原 子 の直 交 座 標 値 と両 原 子 間 に適 用 される標 準 結 合
長 に基 づいて判 断 します。
1 対 の原 子 が、標 準 結 合 長 を一 定 の割 合 以 上 超 えない距 離 にあれば、結 合 距 離 にあると判 断 されます。この割 合
を小 さく設 定 しておくと、標 準 結 合 長 により近 い距 離 にあるもののみが結 合 されます。標 準 結 合 長 は Bond Stretching
Parameters テーブルに保 存 されています。
この割 合 の値 を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Model Building タブを選 択 します。
3. Bond Proximate Addition% スライダを使 って、標 準 結 合 長 に加 えられる百 分 率 を調 整 します。ChemBio3D はこの
割 合 だけ増 加 した標 準 結 合 長 の値 を、結 合 距 離 の最 大 許 容 値 として使 います。
設 定 できる割 合 (%) の値 は 0 から 100 までです。この値 が 50 の場 合 には、標 準 結 合 長 の 1.5 倍 の距 離 までは結 合
距 離 内 にあると見 なされます。0 の場 合 、2 個 の原 子 間 の距 離 が標 準 結 合 長 より少 しでも離 れていると結 合 距 離 内
にあると見 なされません。
近 接 する原 子 を結 合 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 結 合 を作 成 する 2 つの原 子 を選 択 します。
2. Structure メニューの Bond Proximate をクリックします。
選 択 した 2 つの原 子 が結 合 距 離 内 にあれば、結 合 が作 成 されます。
測 定 値 の設 定
モデルを作 成 するとき、ChemBio3D は長 さと角 度 の標 準 測 定 値 のセット を使 用 して、配 置 する原 子 同 士 の相 対 的 な
位 置 を決 定 します。必 要 に応 じて、標 準 測 定 値 を上 書 きできます。
モデルで使 用 されている標 準 測 定 値 を表 示 するには、Structure、Measurements、Generate All (Bond Lengths ま
たは Bond Angles) の順 に選 択 します。Measurement テーブルの Optimal (または Equilibrium) 列 に標 準 測 定 値 が表
示 されます。モデルの測 定 値 を編 集 するには、Measurement テーブルの Actual 列 の目 的 の値 を置 換 して、Enter キー
を押 します。
標 準 測 定 値 以 外 の項 目 も表 示 できます。二 面 角 や非 結 合 原 子 間 の距 離 も表 示 できます。測 定 値 を変 更 する方 法
については、80 ページの 「拘 束 の適 用 」 を参 照 してください。
結合長の設定
共 有 結 合 、イオン結 合 、水 素 結 合 を共 有 する 2 個 の原 子 間 の長 さを設 定 できます。
2 個 の原 子 の間 の結 合 長 を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. まず 2 個 の原 子 を選 択 します。
第 5 章: 高度なモデルの作成
78 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。原 子 間 の距 離 が
Measurement テーブルに表 示 されます。
3. Actual 列 の値 をクリックして編 集 します。
4. Enter キーを押 します。
結合角の設定
結 合 角 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 角 度 を定 義 する 3 個 の隣 接 した原 子 を選 択 します。
2. Structure、Measurements、Display Bond Angle Measurement の順 に選 択 します。角 度 の値 が Measurement
テーブルに表 示 されます。
3. Actual 列 の値 をクリックして編 集 します。
4. Enter キーを押 します。
二面角の設定
二 面 角 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 二 面 角 を定 義 する 4 個 の隣 接 した原 子 を選 択 します。
注: 最初に選択した方の原子が、結合が回転するときに移動します。
2. Structure、Measurements、Display Dihedral Measurement の順 に選 択 します。角 度 の値 が Measurement
テーブルに表 示 されます。
3. Actual 列 の値 をクリックして編 集 します。
4. Enter キーを押 します。
近接距離の設定
結 合 を共 有 しない原 子 は、近 接 状 態 と見 なされます。
近 接 状 態 の 2 個 の原 子 間 の距 離 を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 結 合 を共 有 していない任 意 の原 子 を 2 個 選 択 します。
注: 選択した原子間に距離を設定すると、最後に選択した方の原子が移動します。
2. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。2 個 の原 子 間 の距 離 が
Measurement テーブルに表 示 されます。
3. Actual 列 の値 をクリックして編 集 します。
4. Enter キーを押 します。
注 : 移 動 ツールを使 用 して原 子 を移 動 することもできます。Measurement テーブルは、原 子 の新 しい位 置 を反 映 し
て自 動 的 に更 新 されます。
第 5 章: 高度なモデルの作成
79 / 308
ChemBio3D 13.0
原子の移動
値 を変 更 すると、最 後 に選 択 された原 子 が移 動 します。ChemBio3D では、移 動 原 子 に結 合 している原 子 が移 動
し、選 択 された他 の原 子 に結 合 している原 子 は除 外 します。
測 定 値 の変 更 に関 係 する原 子 がすべて同 じ環 に属 する場 合 、移 動 原 子 は次 の基 準 で決 定 されます。
測 定 値 の変 更 に関 係 する原 子 1 個 のみを移 動 する。
2 個 の原 子 間 の結 合 長 、あるいは距 離 を変 更 した場 合 、選 択 した原 子 のうち移 動 しない原 子 に結 合 している原
子 は移 動 しない。移 動 原 子 に結 合 している原 子 が移 動 する。
Model Building タブ (File、Model Settings、Model Building タブの順 に選 択 ) の Rectify チェック ボックスがオンのとき
は、移 動 する原 子 と相 対 的 な位 置 関 係 にある修 正 原 子 も移 動 する。
たとえば、 次 のような構 造 式 について考 えてみます。
図 5.3: シクロペンチルメタノールのモデル
C(1)-C(2)-C(3) の結 合 角 を 108 度 に設 定 すると、C(3) は移 動 原 子 になり、C(1) と C(2) は静 止 したままです。H(11) と
H(12) は、移 動 原 子 に結 合 されるため移 動 します。Automatically Rectify チェック ボックスがオンになっていると、H(10)
も移 動 します。これはこの原 子 が修 正 原 子 であり、C(3) との関 係 で配 置 されているからです。
拘束の適用
ChemBio3D で原 子 の配 置 に用 いられる標 準 値 を、拘 束 を適 用 して変 更 することができます。特 定 の結 合 長 、結 合
角 、二 面 角 、または非 結 合 距 離 に対 して拘 束 を使 用 でき、Clean Up の使 用 時 や、整 列 、オーバーレイ、または
MM2 計 算 の実 行 時 に、標 準 測 定 ではなくこれらの拘 束 が適 用 されます。
拘 束 を適 用 するには、Measurement テーブルの Optimal フィールド に、新 しい値 を入 力 します。
二 面 角 と非 結 合 距 離 の場 合 、拘 束 によってその値 は設 定 した値 (または近 似 値 ) に維 持 されますが、モデルの残 りの
部 分 は計 算 の影 響 を受 けます。制 約 によってその原 子 が計 算 から削 除 されることはありません。
原 子 タイプと作 成 タイプ
作 成 タイプとはモデルの構 造 (結 合 長 、結 合 角 、原 子 自 体 の相 対 サイズ) を決 めるものです。ChemBio3D では、事 前
に定 義 された作 成 タイプを使 用 してモデルを作 成 すると、デフォルト で作 成 タイプが割 り当 てられますが、独 自 の作 成 タ
第 5 章: 高度なモデルの作成
80 / 308
ChemBio3D 13.0
イプを作 成 することもできます。
作 成 タイプがモデルの構 造 面 を定 義 するのに対 して、原 子 タイプは結 合 エネルギー、熱 特 性 、その他 の非 構 造 的 な
特 性 などの属 性 を定 義 します。力 場 では、データを使 用 してモデルの特 性 を計 算 し、モデルの動 作 を予 測 します。
力 場 計 算 には、モデル内 の各 原 子 のタイプ、原 子 の位 置 、原 子 が属 する官 能 基 が考 慮 されます。たとえば、カルボキ
シル炭 素 とアルキル炭 素 では原 子 タイプが異 なります。ChemBio3D に原 子 タイプを追 加 する方 法 の詳 細 について
は、140 ページの 「パラメータ テーブルの編 集 」 を参 照 してください。
Correct Atom Types について。 Correct Atom Types は、作 成 時 に各 原 子 に原 子 タイプを割 り当 てるかどうかを決 定
します。C Alkane などの原 子 タイプによって、原 子 の原 子 価 、結 合 長 、結 合 角 、および立 体 構 造 が指 定 されます。
タイプ特性の作成
原 子 に作 成 タイプを割 り当 てるためには、原 子 の特 性 が ChemBio3D の以 下 のタイプ特 性 と一 致 している必 要 があり
ます。
原子記号
結 合 先 タイプ (このタイプが作 成 タイプに指 定 されている場 合 )
結 合 先 次 数 (結 合 先 タイプが指 定 されている場 合 )
二 重 結 合 、三 重 結 合 、非 局 在 化 した結 合 の数
注 : 結 合 次 数 を比 較 する場 合 は、2 つの非 局 在 化 結 合 を含 む原 子 (ベンゼンなど) に、1 つの二 重 結 合 を含 む作
成 タイプが割 り当 てられます。
作 成 タイプの Maximum Ring Size フィールド が指 定 されている場 合 、対 応 する作 成 タイプを割 り当 てるには、指 定 のサ
イズまたはそれ以 下 のサイズの環 内 に原 子 が存 在 する必 要 があります。
作 成 タイプの幾 何 学 的 構 造 により、指 定 された配 位 子 数 より少 ない配 位 子 数 に原 子 が結 合 されている場 合 、修 正
タイプが指 定 されていれば、その作 成 タイプに原 子 を割 り当 てることができます。空 き原 子 価 が修 正 原 子 で満 たされま
す。
たとえば、エタン酸 の構 造 について作 成 タイプを考 えます。
O(3) は、作 成 タイプ O カルボニルに指 定 した条 件 に一 致 します。特 に、"O" ラベルが付 いていること、C カルボニルに二
重 結 合 で結 合 していること、1 つの二 重 結 合 のみで結 合 している (三 重 結 合 がない) ことが理 由 に挙 げられます。
第 5 章: 高度なモデルの作成
81 / 308
ChemBio3D 13.0
1 つの原 子 に複 数 の作 成 タイプを割 り当 てることができる場 合 、作 成 タイプは次 の順 序 で割 り当 てられます。
1. 結 合 先 タイプが指 定 されており、結 合 先 タイプが修 正 タイプと異 なる作 成 タイプ
2. 結 合 先 タイプが指 定 されており、結 合 先 タイプと修 正 タイプが同 じ作 成 タイプ
3. 結 合 先 タイプが指 定 されていない作 成 タイプ
たとえば、上 に示 すモデルでは、O(4) は複 数 の作 成 タイプに当 てはまります。まず、結 合 先 タイプが指 定 されていないと
いう理 由 で、この原 子 は O エーテルに当 てはまります (上 の 3 番 の場 合 )。あるいは、結 合 先 タイプが修 正 タイプの H ア
ルコールと同 じとの理 由 で、この原 子 は O アルコールに当 てはまります (上 の 2 番 の場 合 )。最 後 に、結 合 先 タイプが C
カルボニルであり、修 正 タイプが H カルボキシルであるとの理 由 で、O カルボキシルに当 てはまります (上 の 1 番 の場 合 )。
指 定 した結 合 先 タイプが修 正 タイプと異 なる場 合 (上 の 1 番 の場 合 )、その結 合 先 タイプの特 性 が最 優 先 されるため、
酸 素 原 子 に O カルボキシル作 成 タイプが割 り当 てられます。
作成タイプの変更
テキスト ボックスで、作 成 タイプや結 合 特 性 を変 更 することができます。たとえば、アルカンからアルケンへ変 更 できます。
原 子 の作 成 タイプを変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールを使 用 して、炭 素 原 子 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
2. 隣 接 する炭 素 原 子 を、Shift キーを押 しながらクリックします。両 方 の原 子 が選 択 されます。
3. テキスト ボックスの内 部 をクリックし、「C Alkene」と入 力 します。
4. Enter キーを押 します。
作 成 タイプと結 合 次 数 が変 わり、モデルが新 しくできます。原 子 や結 合 にポインタを置 くとその情 報 を表 示 できます。
作成タイプの割り当て
最 も簡 単 なモデル作 成 方 法 では、ChemBio3D 13.0 によって作 成 過 程 で原 子 に作 成 タイプが割 り当 てられます。
作 成 するときに作 成 タイプが割 り当 てられるようにするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。Model Settings ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Model Settings ダイアログ ボックスを開 き、Model Building タブをクリックします。
3. Correct Building Type チェック ボックスをオンにします。
4. OK をクリックします。
Correct Building Type チェック ボックスがオンのときは、原 子 や結 合 を追 加 、削 除 、または置 換 する際 に作 成 タイプが
修 正 されます。
例:
1. 次 のようなメタンのモデルを作 成 します。
第 5 章: 高度なモデルの作成
82 / 308
ChemBio3D 13.0
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. 水 素 原 子 をクリックします。下 図 のようなテキスト ボックスが表 示 されます。
4. テキスト ボックスに「C」と入 力 し、Enter キーを押 します。
Correct Building Type チェック ボックスがオンの場 合 は、次 の図 が表 示 されます。
Correct Building Type チェック ボックスがオフの場 合 は、次 の図 が表 示 されます。
第 5 章: 高度なモデルの作成
83 / 308
ChemBio3D 13.0
上 の例 に示 されているように、作 成 タイプが割 り当 てられ、原 子 を置 換 すると、ChemBio3D は各 原 子 の情 報 (原 子 の
記 号 や結 合 数 など) と Atom Type テーブルの各 レコード を照 合 し、各 原 子 に最 適 なタイプを割 り当 てようとします。
また、いずれかのタイプの原 子 をタイプの異 なる別 の原 子 に置 き換 える際 に、既 存 の原 子 の作 成 タイプが変 更 されるこ
ともあります。
作成タイプの定義
いくつかのインスタンスでは、モデル作 成 用 の作 成 タイプ テーブルに追 加 する場 合 も、インポート 用 のファイル形 式 イン
タープリタに追 加 する場 合 も、独 自 の作 成 タイプを定 義 できます。
独 自 の作 成 タイプを定 義 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、ChemBio3D Building Atom Types の順 に選 択 します。ChemBio3D Building Atom
Types テーブルのウィンド ウが開 きます。
2. 作 成 タイプの編 集 のみを行 う場 合 は、変 更 するセルをクリックして、新 しい情 報 を入 力 します。
3. テーブルの各 フィールド に適 切 なデータを入 力 します。パラメータ テーブルの中 でパラメータ名 が重 複 していないことを
確 認 してください。
4. テーブルを閉 じて、保 存 します。これで、新 しく定 義 した作 成 タイプが使 用 可 能 になりました。
立体化学構造
反 転 や鏡 像 によって、モデルの立 体 化 学 構 造 を変 更 することができます。
反転
反 転 は、選 択 したキラル原 子 に付 いている側 鎖 を配 置 し直 します。
たとえば、C(2) 炭 素 (下 図 で強 調 表 示 ) を軸 に N-メチルシクロヘキシルアミンを反 転 するとします。
第 5 章: 高度なモデルの作成
84 / 308
ChemBio3D 13.0
図 5.4: C(2) 原 子 を選 択 した N-メチルシクロヘキシルアミン
反 転 後 の構 造 式 は次 のようになります。
図 5.5: N-メチルシクロヘキシルアミンを反 転 したモデル
キラル原 子 を軸 に対 称 に反 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 原 子 を選 択 します。
2. Structure メニューの Invert をクリックします。
複 数 の二 面 角 (環 のすべての二 面 角 など) を一 度 に反 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 反 転 する二 面 角 を選 択 します。
2. Structure メニューの Invert をクリックします。
環 を形 成 するすべての二 面 角 の符 号 が変 わります。つまり、環 に対 して平 行 に配 置 されていた原 子 は垂 直 に配 置 さ
れ、環 に対 して垂 直 に配 置 されていた原 子 は平 行 に配 置 されます。
モデルの鏡像
X-Y、X-Z、Y-Z 平 面 のいずれかかモデルの原 点 のどちらか (この平 面 と原 点 は、モデルの軸 ではなく表 示 の軸 によって定
義 されます) の鏡 像 を作 成 するには Reflect コマンド を使 用 します。
モデルの鏡 像 を作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
Structure メニューの Reflect Model をクリックしてオプションを 1 つ選 択 します。
Through X-Y Plane
Through X-Z Plane
Through Y-Z Plane
第 5 章: 高度なモデルの作成
85 / 308
ChemBio3D 13.0
Invert through Origin
平 面 を軸 にしてモデルの鏡 像 を作 成 すると、第 3 軸 の座 標 値 の符 号 が変 わります。Invert through Origin を選 択 す
ると、モデルのすべての直 交 座 標 値 の符 号 が変 わります。
キラル中 心 が含 まれているモデルは、鏡 像 作 成 によりその鏡 像 体 に変 更 されます。さらに、Pro-R 配 置 の原 子 すべてが
Pro-S になり、Pro-S 配 置 の原 子 すべてが Pro-R になります。原 子 を配 置 するために使 用 されたすべての二 面 角 の符
号 が変 わります。
注 : ChemBio3D における Pro-R と Pro-S は、化 学 の標 準 用 語 で使 用 される R や S とは等 価 でありません。
たとえば、次 の構 造 で、いずれかの原 子 を選 択 し、Structure、Reflect Model Through X-Z Plane の順 に選 択 しま
す。
図 5.6: 平 面 に対 する鏡 像 の作 成
ChemBio3D によって次 のような鏡 像 体 が生 成 されます。
図 5.7: 鏡 像 作 成 で生 成 された鏡 像 体
Cartesian テーブルを使 った作 成
Cartesian (直 交 ) テーブルには、モデルの X、Y、および Z 座 標 がモデルの軸 の原 点 との相 対 位 置 で表 示 されます。新 し
いモデルを作 成 する 1 つの方 法 は、直 交 座 標 をスプレッド シート (またはその他 のテーブル) から空 の ChemBio3D
Cartesian テーブルに貼 り付 ることです。データを貼 り付 けた後 、ChemBio3D では最 小 化 パラメータと原 子 タイプが適 用
され、モデルの構 造 式 が特 定 されます。
直 交 座 標 や Z-Matrix 座 標 を ChemBio3D にコピーするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト ファイルまたはスプレッド シート ファイルでテーブルを選 択 します。
2. Ctrl + C キーを押 して、データをクリップボード にコピーします。
3. View メニューの Cartesian Table をクリックします。テーブルが表 示 されます。
4. 空 白 の Cartesian テーブル内 を右 クリックし、Paste を選 択 します。
例 1:クロロエタンの Cartesian テーブル
第 5 章: 高度なモデルの作成
86 / 308
ChemBio3D 13.0
(スペース区 切 り)
C 0 -0.464725 0.336544 0.003670
C 0 0.458798 -0.874491 0.003670
Cl 0 0.504272 1.818951 0.003670
H 0 -1.116930 0.311844 0.927304
H 0 -1.122113 0.311648 -0.927304
H 0 -0.146866 -1.818951 0.003670
H 0 1.116883 -0.859095 0.923326
H 0 1.122113 -0.858973 -0.923295
------------------------例 2:エタンの Cartesian テーブル (タブ区 切 り)
C -0.4956 0.5782 0.0037
C 0.4956 -0.5782 0.0037
H 0.0552 1.5557 0.0037
H -1.1517 0.5252 0.9233
H -1.1569 0.5248 -0.9233
H -0.0552 -1.5557 0.0037
H 1.1517 -0.5252 0.9233
H 1.1569 -0.5248 -0.9233
----------------------例 3:エタノールの Z-Matrix テーブル (タブ区 切 り)
C
C 1 1.33
O 2 1.32 1 119.73
H 3 0.978 2 109 1 180
H 2 0.99 1 119 3 180
H 1 0.989 2 119.5 3 180
H 1 0.988 2 119 3 0
ISIS/Draw を使 ったモデル作 成
ISIS/Draw を使 用 してモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ISIS/Draw で構 造 式 を作 画 します。
2. 構 造 式 をクリップボード にコピーします。
3. ChemBio3D で Edit メニューの Paste をクリックします。
注 : モデルは ISIS/Draw からモデル ウィンド ウに貼 り付 けることができます。ただし、ChemDraw パネルへの貼 り付 けは
できません。モデルがモデル ウィンド ウに表 示 されたら、ChemDraw パネルに作 画 が表 示 されるようにウィンド ウを同
期 させることができます。
孤立電子対
アミンやカルボキシル酸 など、孤 立 電 子 対 のある分 子 では、モデルを変 更 するときに孤 立 電 子 対 の追 加 や削 除 を行 え
ます。孤 立 電 子 対 の追 加 後 、モデルの化 学 構 造 を変 更 しないで電 子 の表 示 と非 表 示 を切 り替 えることができます。
第 5 章: 高度なモデルの作成
87 / 308
ChemBio3D 13.0
孤立電子対の追加
孤 立 電 子 対 をモデルに追 加 するには、Structure、Lone Pair、Add の順 に選 択 します。
孤立電子対の削除
電 子 対 を削 除 するには、Structure、Lone Pair、Remove の順 に選 択 します。
孤立電子対の表示/非表示
電 子 対 を表 示 するか非 表 示 にするかを指 定 することができます。
注 : 非 表 示 にした電 子 対 はモデルの一 部 として残 っています。
孤 立 電 子 対 を表 示 または非 表 示 にするには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
Structure の Lone Pair をクリックし、Add, Show または Hide を選 択 します。
View、Model Display、Show Lone Pairs の順 に選 択 し、Hide または Show をクリックします。
第 5 章: 高度なモデルの作成
88 / 308
ChemBio3D 13.0
計 算 エンジン
計 算 化 学 は、化 学 上 の問 題 を解 決 するために、化 学 、数 学 、およびソフト ウェアに適 用 されます。分 子 特 性 やシミュ
レーション実 験 結 果 を計 算 するための手 法 などがあります。
計 算 方 法 は、次 のカテゴリに分 類 されます。
力場計算法
Ab initio 法
半経験的方法
これらの手 法 を実 装 するアプリケーションは、計 算 エンジンと呼 ばれます。この項 では、MM2、MMFF94、Gaussian、CS
MOPAC、および CS GAMESS の各 計 算 エンジンについて説 明 します。
これらの手 法 は、あらゆる目 的 に最 適 であったり、3 つの計 算 カテゴリすべてを実 装 していたりするわけではありません。
ニーズに合 った手 法 と計 算 エンジンを選 択 する必 要 があります。
計 算 方 法 の選 択 は、下 記 のようないくつかの要 因 で決 まります。
分 子 の特 性 とサイズ。
情 報 のタイプ。
実 験 的 に決 定 された適 切 なパラメータ (計 算 方 法 によっては必 要 )。
コンピュータ リソース。
特 定 の特 性 を計 算 するために使 用 するエンジンを判 断 するには、「化 学 的 物 性 」を参 照 してください。
Ab initio 法
Ab initio 法 は、量 子 化 学 に基 づいた計 算 方 法 です。この方 法 では、シュレディンガーの方 程 式 、基 礎 定 数 の値 、およ
び存 在 する原 子 の原 子 番 号 を使 用 して分 子 構 造 が計 算 されます。
Gaussian および CS GAMESS の各 計 算 エンジンはいずれも Ab initio 法 を使 用 しています。
半経験的方法
半 経 験 的 方 法 では、実 験 データの近 似 値 を使 用 して、数 理 モデルに対 する入 力 を作 成 します。
CS MOPAC および Gaussian の計 算 エンジンはいずれも半 経 験 的 方 法 を使 用 しています。
力場計算法
力 場 とは、分 子 特 性 を予 測 するために使 用 される計 算 の形 式 およびパラメータのことです。たとえば、力 場 計 算 によっ
て、結 合 のねじれ角 の制 約 や分 子 間 の斥 力 を予 測 することができます。力 場 は、さまざまな計 算 に利 用 され、多 くの
場 合 に実 験 値 によって正 確 性 が確 認 されています。
特 性 の計 算
特 定 の立 体 構 造 の分 子 エネルギーの計 算 は、シングル ポイント エネルギー計 算 と呼 ばれます。特 性 の計 算 では、シン
グル ポイント エネルギーの計 算 を表 し、モデルの現 在 立 体 配 座 の立 体 エネルギーの総 量 を示 します。
注 : 立 体 エネルギーは MM2 エネルギー最 小 化 の最 後 に計 算 されます。
第 6 章: 計算エンジン
89 / 308
ChemBio3D 13.0
分 子 のさまざまな立 体 配 座 における立 体 エネルギーを比 較 すると、各 立 配 座 の相 対 的 な安 定 度 がわかります。
注 : MM2 でサポートされていない原 子 タイプがモデル内 にあるという理 由 でパラメータが使 えない場 合 、ChemBio3D
は概 算 します。分 析 の終 了 後 、概 算 パラメータは、Show Used Parameters コマンド を使 用 して確 認 できます。
シス型 2-ブテンとトランス型 2-ブテンの立 体 エネルギーを比 較 してみます。
トランス型 2-ブテンを作 成 して特 性 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールを選 択 します。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. テキスト ボックスに「trans-2-butene」と入 力 し、Enter キーを押 します。
トランス型 2-ブテン分 子 が、モデル ウィンド ウに表 示 されます。
5. Calculations、MM2、Compute Properties の順 に選 択 します。Compute Properties ダイアログ ボックスが表 示 され
ます。
6. Run をクリックします。
立 体 エネルギーの計 算 が終 了 すると、立 体 エネルギーの各 項 と立 体 エネルギー総 量 が Output ウィンド ウに表 示 されま
す。Output ウィンド ウのスクロール バーを使 用 するとすべての出 力 が見 えます。各 項 に使 用 される単 位 は kcal/mol で
す。計 算 の開 始 時 に、パラメータが Quality=4、つまり実 験 的 に測 定 、確 認 された結 果 であることが最 初 のメッセージに
示 されます。
注 : エネルギーの値 は概 算 であり、計 算 に使 用 されるプロセッサの種 類 によって多 少 異 なる場 合 があります。
これらの値 は次 のように表 示 されます。
Stretch は、最 適 結 合 長 からのずれに関 するエネルギーを示 します。
Bend は、最 適 結 合 角 からのずれに関 するエネルギーを示 します。
Stretch-Bend 項 は結 合 角 を大 きく圧 縮 した場 合 に、その結 合 角 を形 成 する 2 つの結 合 を伸 ばすために必 要 なエネ
ルギーを示 します。
Torsion 項 は、最 適 分 子 ねじれ角 からのずれに関 するエネルギーを示 します。
Non-1,4 van der Waals 項 は、は 3 つ以 上 の原 子 に隔 てられた原 子 の非 結 合 相 互 作 用 エネルギーを示 します。
たとえば、 トランス型 2-ブテンの場 合 、Non-1,4 van der Waals エネルギー項 には、C(1) に結 合 している水 素 原 子 と、C
(4) に結 合 している水 素 原 子 との間 の相 互 作 用 エネルギーが含 まれます。
1,4 van der Waals 項 は、2 つの原 子 に隔 てられた原 子 間 の非 結 合 相 互 作 用 エネルギーを示 します。たとえば、 ト
ランス型 2-ブテンの場 合 、1,4 van der Waals エネルギー項 には、C(1) に結 合 している水 素 原 子 と、C(2) に結 合 して
いる水 素 原 子 間 の相 互 作 用 エネルギーが含 まれます。
Dipole/Dipole 立 体 エネルギー項 は、結 合 双 極 子 間 の相 互 作 用 に関 係 するエネルギーを示 します。たとえば、 トラ
ンス型 2-ブテンの場 合 、Dipole/Dipole 項 には、2 つの C アルカン/C アルケン結 合 双 極 子 間 の相 互 作 用 エネルギー
が含 まれます。
力 場 計 算 法 を使 用 して、 シス型 2-ブテンとトランス型 で立 体 エネルギー値 を比 較 できます。
シス型 2-ブテンを作 成 して特 性 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
第 6 章: 計算エンジン
90 / 308
ChemBio3D 13.0
1. Edit メニューの Clear をクリックして、モデルを削 除 します。
2. モデル ウィンド ウをダブルクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. テキスト ボックスに「cis-2-butene」と入 力 し、Enter キーを押 します。
シス型 2- ブテン分 子 がモデル ウィンド ウに表 示 されます。
4. Calculations、MM2、Compute Properties の順 に選 択 します。Output ウィンド ウにシス型 2-ブテンの立 体 エネル
ギー項 が表 示 されます。
5. Run をクリックします。
手 順 1～ 5 を繰 り返 して、ト ランス型 を作 成 します (手 順 3 で「trans-2-butene」と入 力 します)。
下 の表 は、 シス型 2-ブテンとトランス型 2-ブテンの立 体 エネルギーを比 較 したものです。
エネルギー項
ト ランス型 2-ブ
テン
(kcal/mol)
シス型 2-ブテン
(kcal/mol)
Stretch
0.0627
0.0839
Bend
0.2638
1.3235
Stretch-Bend
0.0163
0.0435
Torsion
-1.4369
-1.5366
-0.0193
0.3794
1,4 van der Waals
1.1742
1.1621
dipole/dipole
0.0767
0.1032
合計
0.137
1.5512
non-1,4 van der
Waals
シス型 2-ブテンとトランス型 2-ブテンでは、Bend 項 と Non-1,4 van der Waals 項 の値 が大 きく異 なります。 シス型 2-ブテン
の方 で Bend 項 が高 くなっているのは、C(1) と結 合 する水 素 と C(4) と結 合 する水 素 間 の相 互 作 用 による立 体 混 雑 を
緩 和 するために、結 合 角 C(1)-C(2)-C(3) と結 合 角 C(2)-C(3)-C(4) を最 適 値 の 122.0 度 から 127.4 度 にずらす必 要 が
あるためです。 トランス型 2-ブテンでは、C(1) と結 合 する水 素 と C(4) と結 合 する水 素 間 の相 互 作 用 がはるかに小 さいた
め、結 合 角 C(1)-C(2)-C(3) と結 合 角 C(2)-C(3)-C(4) は、最 適 値 122.0 度 にかなり近 い 123.9 度 になります。 トランス
型 2-ブテンの Bend 項 と Non-1,4 van der Waals 項 がより低 いため、 トランス型 2-ブテンの方 がシス型 2-ブテンより立 体 エ
ネルギーが小 さくなります。
複 数 の特 性 の計 算
Property Picker により、各 種 の計 算 エンジンを使 用 して、複 数 の化 学 的 物 性 、位 相 特 性 、熱 力 学 特 性 を計 算 する
ことができます。計 算 できる特 定 の特 性 の詳 細 については、217 ページの 「化 学 的 物 性 」 を参 照 してください。
第 6 章: 計算エンジン
91 / 308
ChemBio3D 13.0
Property Picker を適 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。Property Picker ダイアログ ボックスが表 示 されます。
このダイアログ ボックスでは、特 性 が GAMESS インターフェイスや分 子 ト ポロジなどのカテゴリに分 類 されます。
2. 必 要 なカテゴリ (複 数 も可 ) を展 開 して、計 算 する特 性 に対 応 するチェック ボックスをオンにします。
3. OK をクリックします。出 力 ウィンド ウに、選 択 した特 性 が表 示 されます。
MM2 と MMFF94
MM2 と MMFF94 は、力 場 計 算 法 を適 用 します。これらのエンジンは、立 体 エネルギー、熱 エネルギーなどの値 を計 算
するために設 計 されています。計 算 結 果 は、原 子 特 性 の一 部 として保 存 されます。
MM2 と MMFF94 の 2 つがあることから、同 じような結 果 を得 るために複 数 の計 算 手 法 が用 意 されていると思 われるか
もしれません。どの計 算 法 を使 うかは、モデルのタイプと計 算 する特 性 によって決 まります。
MM2
MM2 は、小 型 有 機 モデルの特 性 を計 算 するためによく推 奨 されます。MM2 手 順 は、ポテンシャル エネルギー曲 面 とモ
デルの立 体 配 座 の関 係 に関 する知 識 を前 提 としています。これらの概 念 の詳 細 については、292 ページの 「MM2 の参
考 文 献 」 を参 照 してください。
MM2 パラメータ
MM2 パラメータは、MM2 Atom Types テーブルにあります。テーブルを表 示 するには、View、Parameter Tables、MM2
Atom Types の順 に選 択 します。元 の MM2 パラメータには、有 機 化 合 物 に通 常 使 用 される、炭 素 、水 素 、窒 素 、酸
素 、硫 黄 、ハロゲンなどの元 素 が含 まれています。これらの原 子 タイプの番 号 は、1 ～ 50 の範 囲 内 です。
その他 のパラメータは、オリジナルの MM2 力 場 には含 まれていない金 属 などの原 子 タイプや周 期 表 の元 素 です。
これらの原 子 タイプには、111 から 851 の原 子 タイプ番 号 が付 いています。MM2 Atom Type Parameters テーブル内 の
各 非 MM2 原 子 タイプの原 子 タイプ番 号 は、元 素 の原 子 番 号 と、その原 子 タイプの幾 何 学 的 構 造 内 の配 位 子 数 に
基 づいて決 められます。原 子 タイプ番 号 を求 めるには、原 子 番 号 を 10 倍 して、これに配 位 子 数 を加 えます。たとえ
ば、「Co Octahedral」の場 合 、原 子 番 号 は 27、配 位 子 数 は 6 です。したがって、原 子 タイプ番 号 は 276 ということにな
ります。
同 じ元 素 の複 数 の原 子 タイプが同 じ配 位 子 数 を持 つ場 合 は、2 番 目 の幾 何 学 的 構 造 に「9」を使 用 します (例 : 原
子 タイプ番 号 774 の「Iridium Tetrahedral」と、原 子 タイプ番 号 779 の「Iridium Square Planar」など)。
ChemBio3D Parameter テーブル内 の、すべての非 MM2 原 子 タイプの結 合 調 整 タイプは水 素 (H) です。結 合 調 整 タイ
プの詳 細 は、141 ページの 「作 成 タイプ」 を参 照 してください。
MM2 パラメータの表示
MM2 計 算 を実 行 するために ChemBio3D 13.0 で使 用 されるパラメータを表 示 するには、View、Parameter
Tables、MM2 Atom Type Parameters の順 に選 択 します。
MM2 パラメータの編集
ChemBio3D のデフォルト のパラメータは編 集 が可 能 です。追 加 や変 更 するパラメータは、推 定 や概 算 によるものや、文
献 から得 た値 に基 づいたものでもかまいません。
また、MM2 Constants テーブルには調 整 可 能 なパラメータがいくつかあります。
注 : 編 集 を行 う前 に、C3DTable ディレクトリ内 にあるパラメータ ファイルをバックアップしてください。
第 6 章: 計算エンジン
92 / 308
ChemBio3D 13.0
たとえば、Torsional Parameters テーブルに新 しいパラメータを追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View、Parameter Tables、Torsional Parameters の順 に選 択 します。
2. パラメータ テーブルの各 フィールド に、適 切 なデータを入 力 します。パラメータ テーブルの中 でパラメータ名 が重 複 して
いないことを確 認 してください。
3. テーブルを閉 じて、保 存 します。
使用されたパラメータの表示
MM2 計 算 で使 用 するすべてのパラメータを出 力 ウィンド ウに表 示 できます。使 用 されたパラメータを表 示 するに
は、Calculations、MM2、Show Used Parameters の順 に選 択 します。各 パラメータの評 価 が載 っています。経 験 的
に得 られた (最 も質 の高 い) パラメータには 4 の評 価 がついています。「最 善 の推 測 」である (最 も質 の低 い) パラメータは
1 と評 価 されます。
計算の再実行
1. Calculations、MM2、Repeat MM2 Job の順 に選 択 します。
2. 必 要 に応 じてパラメータを変 更 し、Run をクリックします。計 算 が実 行 されます。
MMFF94
MMFF94 は、タンパク質 やその他 の生 物 学 的 構 造 のエネルギー最 小 化 計 算 に使 用 されます。
複数のプロセッサ
分 子 モデリングの力 場 計 算 は時 間 がかかるため、大 規 模 な分 子 には不 向 きです。この問 題 は、マルチプロセッサの利
用 によって克 服 できます。
複 数 のプロセッサが使 われていることを確 認 するには、次 の操 作 を行 ってください。
Calculations、MMFF94、Perform MMFF94 minimization の順 に選 択 します。
Preferences タブで、Enable Multiprocessor support を選 択 します。
MMFF94 原子タイプの表示
モデルの MMFF94 原 子 タイプを、計 算 を実 行 することなく表 示 できます。Atom Property テーブルには、各 原 子 の名
前 、原 子 タイプ、および電 荷 が表 示 されます。
モデルの MMFF94 原 子 タイプのリスト を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View メニューの Atom Property Table をクリックします。
2. Calculations、MMFF94、Set Up MMFF94 Atom Types and Charges の順 に選 択 します。
ポテンシャル エネルギーの計算
モデルのポテンシャル エネルギーを MMFF94 で計 算 できます。事 前 にエネルギー最 小 化 を実 行 する必 要 はありません。
1. Calculations、MMFF94、Calculate MMFF94 Energy and Gradient の順 に選 択 します。
1. ダイアログ ボックスで Run をクリックします。
2. 結 果 を表 示 するには、View メニューの Atom Property Table をクリックします。
非 結 合 エネルギーは、相 互 作 用 を起 こしうるすべての非 結 合 原 子 対 のエネルギーの和 です。具 体 的 には、それら原 子
のすべてについてファンデルワールス相 互 作 用 と静 電 相 互 作 用 を足 し合 わせたものになります。
第 6 章: 計算エンジン
93 / 308
ChemBio3D 13.0
静電計算
静 電 エネルギーは、分 子 の非 結 合 原 子 の電 荷 、非 結 合 原 子 間 の距 離 、分 子 の誘 電 率 の関 数 で表 され、環 境 によ
る静 電 相 互 作 用 の減 衰 を説 明 します。これにより、空 間 的 に近 接 した粒 子 や原 子 間 の相 互 作 用 と、離 れた位 置 に
ある原 子 間 の相 互 作 用 が考 慮 されます。厳 密 な方 法 、高 速 多 重 極 展 開 法 (FMM)、および適 応 型 ツリー法 (ATC)
の 3 方 式 がサポート されています。こうして静 電 相 互 作 用 が近 似 されるため、カット オフ手 法 は計 算 に必 須 ではありませ
ん。
静 電 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MMFF94、Perform MMFF94 minimization の順 に選 択 します。Perform MMFF94 Minimization ダ
イアログ ボックスが表 示 されます。
2. Electrostatic Calculations タブをクリックします。
3. 計 算 方 法 を選 択 します。
厳 密 な計 算 法 では、誘 電 率 および誘 電 指 数 の値 を設 定 します。誘 電 指 数 の値 は 1 または 2 となります。
高 速 多 重 極 展 開 法 では、精 度 および展 開 レベルの値 を設 定 します。
適 応 型 ツリー法 では、テイラー展 開 の次 数 、BMAX MAC 許 容 パラメータ、ノード あたりの最 大 粒 子 数 を設 定 しま
す。
4. Run をクリックします。出 力 ウィンド ウに計 算 結 果 が表 示 されます。
注 : FMM または ATC の使 用 時 には、ファンデルワールスのカットオフ手 法 の 1 つを使 用 することを強 くお勧 めします。
そうしないと、原 子 の数 N に対 してファンデルワールス項 の数 が N の 2 乗 の規 模 になってしまいます。
ファンデルワールス計算
ファンデルワールス計 算 は、非 結 合 エネルギーに関 する計 算 です。引 力 は近 距 離 で発 生 し、作 用 し合 う原 子 どうしが
数 オングスト ローム離 れただけで急 速 に減 衰 します。相 互 に作 用 する原 子 間 の距 離 が各 原 子 の接 触 半 径 の和 よりも
少 しでも小 さくなると、斥 力 が生 じます。原 子 の数 が増 えるほど、ファンデルワールス計 算 にかかる時 間 は延 びま
す。ChemBio3D 13.0 には、原 子 の増 加 に伴 うファンデルワールス計 算 の所 要 時 間 増 大 を回 避 するために、次 の 3 つ
のカット オフ手 法 が導 入 されています。
シフト 関 数
スイッチング関 数
ト ランケーション関 数
ファンデルワールス計 算 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MMFF94、Perform MMFF94 minimization の順 に選 択 します。Perform MMFF94 Minimization ダ
イアログ ボックスが表 示 されます。
2. Van der Waals Calculations タブをクリックします。
3. カット オフ手 法 を使 って計 算 を行 うには、Exact calculation をオフにします。
4. カット オフ手 法 を選 択 し、対 応 するパラメータの値 を設 定 します。
5. Run をクリックします。出 力 ウィンド ウに計 算 結 果 が表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
94 / 308
ChemBio3D 13.0
エネルギー最小化
モデルを作 成 したときに、各 原 子 の位 置 が実 際 の分 子 中 の原 子 の位 置 を正 確 に表 していない場 合 があります。モデ
ルでは、さまざまな結 合 に高 いエネルギーが示 されたり、原 子 間 に立 体 配 座 の歪 みが生 じることがあります。その結 果 、
モデルが分 子 を正 確 に表 していない可 能 性 があります。
モデルを修 正 するには、MM2 または MMFF94 のエネルギー最 小 化 計 算 を実 行 します。計 算 を実 行 する
と、ChemBio3D ではモデルがチェックされ、各 種 の原 子 タイプが識 別 されます。次 に、モデルのポテンシャル エネルギーの
累 積 値 が最 小 になるように各 原 子 の位 置 が計 算 されます。新 しい位 置 の計 算 後 、総 エネルギーが最 小 になるように
各 原 子 がモデル内 で移 動 されます。
二 重 結 合 を含 むリン酸 基 を作 画 したモデルではエネルギーを最 小 化 できません。リン酸 基 を含 み、最 小 化 が可 能 なモ
デルの作 成 の詳 細 については、ChemBio3D Drawing FAQ ページを参 照 してください。
立体配座サンプリング
確 率 的 立 体 配 座 サンプリングは、初 期 状 態 における構 造 や原 子 の座 標 、確 定 済 みの結 合 から、分 子 の妥 当 な立
体 構 造 を決 定 します。
原 子 の X、Y、Z 初 期 座 標 のそれぞれは乱 数 との組 み合 わせによって変 更 され、新 たなランダム座 標 位 置 が生 成 され
ます。
こうして歪 められた立 体 配 座 は、MMFF94 計 算 を使 った最 小 化 の処 理 を経 て保 存 されます。その後 、また別 の乱 数
群 が生 成 され、それらを用 いて新 たな構 造 の原 子 の座 標 や立 体 エネルギーが計 算 されます。
立 体 配 座 サンプリングを実 行 するには、次 の操 作 を行 います。
1. Calculations、MMFF94、MMFF94 Stochastic Conformation Sampling の順 に選 択 します。ダイアログ ボックスが
表 示 されます。
2. 最 大 のランダム オフセット 値 を nm で指 定 します。
3. 表 示 する立 体 配 座 の数 を指 定 します。
4. 最 小 化 の最 大 ステップ数 を指 定 します。
5. Run をクリックします。結 果 が出 力 ウィンド ウに表 示 されます。
注: 立体配座サンプリングの確率的方法は、マクロ分子には適用できません。
6. 立 体 配 座 を表 示 するには、View、Model Explorer の順 にクリックし、フラグメント リスト から選 択 します。
MMFF94 を使ったエネルギー最小化
MMFF94 による最 小 化 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MMFF94、Perform MMFF94 Minimization の順 に選 択 します。Perform MMFF94 Minimization ダ
イアログ ボックスが表 示 されます。
2. Perform MMFF94 Minimization ダイアログ ボックスの Preferences タブで、次 のオプションのいずれかを選 択 します。
Display Every Iteration - 計 算 中 にモデルを表 示 します (表 示 や記 録 を毎 回 行 うと計 算 時 間 が延 びます)。
Copy Measurements to Output Box - 各 測 定 値 を Output ウィンド ウに表 示 します。
Setup new Atom Types before Calculation - モデルで定 義 したカスタムの MMFF94 原 子 タイプが削 除 されます。こ
れらを残 すには、このオプションをオフにします。
第 6 章: 計算エンジン
95 / 308
ChemBio3D 13.0
Setup new Atom Charges before Calculation - Atom Property テーブルに入 力 したカスタムの電 荷 が置 き換 えら
れます。カスタムの電 荷 を残 しておくには、このオプションをオフにします。
3. Run をクリックします。結 果 が出 力 ウィンド ウに表 示 されます。
MM2 を使ったエネルギー最小化
MM2 に基 づいて分 子 エネルギーを最 小 化 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Measurement テーブルの Optimal 列 を設 定 します (View メニューの Measurement table をクリックします)。
2. Calculations、MM2、Minimize Energy の順 に選 択 します。
3. Minimization Energy ダイアログ ボックスで、必 要 に応 じて次 のオプションを選 択 し、Run をクリックします。
Minimum RMS Gradient - ポテンシャル エネルギー面 の勾 配 の収 束 基 準 を指 定 します。大 きな値 を指 定 すると、
計 算 時 間 は短 縮 されますが計 算 結 果 の精 度 は低 くなります。小 さな値 を指 定 すると、計 算 結 果 は正 確 になりま
すが計 算 時 間 は長 くなります。(デフォルト 値 の 0.100 は適 正 な値 です)。
Display Every Iteration - 計 算 中 にモデルを表 示 します (表 示 を毎 回 行 うと計 算 速 度 が低 下 する可 能 性 があり
ます)。
Copy Measurements to Output Box - 各 測 定 値 を Output ウィンド ウに表 示 します。
Select Move Only Selected Atoms - 最 小 化 の実 行 中 におけるモデルの選 択 部 分 の動 きを制 限 します。計 算
結 果 への影 響 はありません。
注 : 最 小 化 を中 断 するには、Computing ダイアログ ボックスで Stop をクリックします。
注 : MM2 定 数 を変 更 する前 に、まずパラメータ テーブルのバックアップ コピーを作 成 します。
注 : MM2 でサポートされていない原 子 タイプを含 む構 造 の最 小 化 を試 みると、ChemBio3D 13.0 によってパラメータ
が推 測 されます。
計 算 が開 始 されると、計 算 のたびにデータが出 力 ウィンド ウに表 示 されます。(ただし、Copy Measurements to Output
オプションを選 択 していない場 合 は、前 回 の計 算 結 果 だけが表 示 されます)。
RMS 勾 配 が指 定 した値 より小 さくなると最 小 化 が終 了 し、各 立 体 エネルギー コンポーネント と全 体 のエネルギーの最
終 的 な値 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
中 間 の最 小 化 ステータスに関 するメッセージが出 力 ウィンド ウに表 示 されることもあります。また、最 小 化 開 始 時 の立 体
配 座 が適 切 でないため、最 小 化 が正 常 に終 了 できなかった場 合 もメッセージが表 示 されます。
モデル内 での移 動 、追 加 、および削 除 を除 く操 作 を ChemBio3D で行 うことができます。たとえば、最 小 化 の実 行 中
に、ウィンド ウの移 動 、設 定 の変 更 、あるいはモデルのサイズ変 更 ができます。
エネルギー最小化の例
エタン。 最 小 化 エネルギー (ねじれ型 ) と最 大 化 エネルギー (重 なり型 ) 配 座 がそれぞれ 1 つずつしかないエタンは、単 純
な最 小 化 の例 です。
エタンのエネルギーを最 小 化 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. (オプション) View、Model Display、Display Mode、Ball & Stick の順 に選 択 します。
2. エタンのモデルを空 白 のウィンド ウに作 成 します。
3. (オプション) View、Model Display、Show Serial Numbers の順 に選 択 します。
4. Calculations、MM2、Minimize Energy の順 に選 択 します。
第 6 章: 計算エンジン
96 / 308
ChemBio3D 13.0
5. Run をクリックします。
Output ボックスに計 算 結 果 が表 示 されます。
この立 体 配 座 の全 立 体 エネルギーは 0.8180 kcal/mol です。この内 の大 半 を占 めているのが 1,4 van der Waals 項
で、0.6756 になっています。これは H-H の斥 力 によるものです。
注 : ここに表 示 される各 エネルギー項 目 の値 はおよその値 です。計 算 に使 用 されているプロセッサの種 類 によって、
多 少 値 が異 なる場 合 があります。
1,4 van der Waals 項 に影 響 する二 面 角 の値 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Shift キーを押 しながら、H(7)、C(2)、C(1)、H(4) の順 にクリックして、次 の図 で二 面 角 を形 成 する原 子 を選 択 しま
す。
2. Structure、Measurements、Display Dihedral Measurement の順 に選 択 します。
図 6.1: エタンの二 面 角 データ
二 面 角 は、エタン モデルの最 もエネルギーの小 さい立 体 配 座 を表 します。
Optimal 列 に値 を入 力 すると、最 小 化 ルーチンに制 約 が課 されます。
上 記 の操 作 では、遷 移 状 態 に最 適 化 するために、立 体 エネルギー計 算 のねじれ項 のエネルギー定 数 を大 きくしたこと
になります。
1. 回 転 ツールを選 択 します。
2. X および Y 軸 回 転 バーをド ラッグして、モデルを配 向 し、先 端 を手 前 に表 示 します。
第 6 章: 計算エンジン
97 / 308
ChemBio3D 13.0
図 6.2: 終 端 が手 前 に表 示 されているエタン モデル
次 に、回 転 障 壁 を設 定 するために、遷 移 状 態 の立 体 配 座 で最 小 化 を収 束 させます。
1. Measurement テーブルで、 「0」を選 択 した二 面 角 の Optimal 列 に入 力 し、Enter キーを押 します。
2. Calculations、MM2、Minimize Energy の順 に選 択 します。Minimize Energy ダイアログ ボックスが表 示 されます。
3. Run をクリックします。
図 6.3: 終 端 が手 前 に表 示 されている最 小 化 エタン
最 小 化 が完 了 すると、モデルは重 なり型 の構 造 になり、エネルギー値 が Output ウィンド ウに表 示 されます。エネルギー
は、重 なり型 立 体 配 座 の方 がねじれ型 立 体 配 座 よりも大 きくなっています。エネルギー値 に大 な影 響 を及 ぼすのは、
ねじれエネルギーと 1,4 van der Waals 相 互 作 用 です。
注 : ここで表 示 されるエネルギー項 の値 は近 似 値 であるため、計 算 に使 用 されているプロセッサの種 類 によって多 少
値 が異 なる場 合 があります。
第 6 章: 計算エンジン
98 / 308
ChemBio3D 13.0
図 6.4: 重 なり型 エタン モデルの出 力
また、制 約 が課 されたため、二 面 角 の Actual 列 が 0 になっています。
グローバル ミニマム (前 回 の計 算 合 計 ) と遷 移 状 態 (今 回 の計 算 合 計 ) のエネルギー差 は 2.50 kcal/mole となります。
説 明 をさらに進 めるために、二 面 角 の Optimal 列 の値 を削 除 します。次 に、計 算 ツールバーの MM2 アイコンをクリック
します。
最 小 化 が終 了 した時 点 でも、二 面 角 は 0 度 のままです。MM2 最 小 化 を適 用 する場 合 には、この点 を考 慮 する必 要
があります。MM2 最 小 化 はエネルギーの一 次 導 関 数 を使 って、次 にエネルギーが低 くなる点 を決 定 します。ただし、鞍
点 (遷 移 状 態 ) では、ほとんど勾 配 がないため、MM2 は最 小 点 に達 していると判 断 し、処 理 を行 いません。開 始 点 が
最 小 点 でないと思 われる場 合 は、二 面 角 を 2 度 ほどずらした後 、もう一 度 最 小 化 を行 ってください。
シクロヘキサン。 この例 では、シクロヘキサンのねじれ舟 型 立 体 配 座 と、グローバル ミニマムである椅 子 型 を比 較 しま
す。
ニト ロベンゼンのモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。空 のモデル ウィンド ウが表 示 されます。
2. テキスト 作 成 ツールを選 択 します。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. 「CH2(CH2)5」と入 力 し、Enter キーを押 します。
注 意 : シクロヘキサンのモデルを作 成 する方 法 はいくつかありますが、この例 では、前 述 の方 法 を使 用 してください。
最 小 化 を行 う前 に、Clean Up Structure コマンド を使 ってモデルを整 えておきます。先 にこのコマンド を実 行 する
と、Minimize Energy コマンド で最 小 点 に到 達 する可 能 性 が高 くなります。
1. Edit メニューの Select All をクリックします。
2. Structure メニューの Clean Up をクリックします。
最 小 化 を実 行 するには、Calculations、MM2、Minimize Energy、Run の順 に選 択 します。
最 小 化 が終 了 したら、モデルを次 の図 のように配 向 します。
第 6 章: 計算エンジン
99 / 308
ChemBio3D 13.0
収 束 した立 体 配 座 は、グローバル ミニマムを表 す見 慣 れた椅 子 型 立 体 配 座 になっていません。モデルが収 束 したの
は、ローカル ミニマムを表 すねじれ舟 型 立 体 配 座 です。これは、開 始 時 の立 体 配 座 から最 も近 くにある小 エネルギーの
立 体 配 座 であるということです。
既 にエネルギーが最 小 化 されている部 分 構 造 を使 ってこの構 造 を作 成 した場 合 、つまり ChemDraw パネルの場 合
は、椅 子 型 立 体 配 座 に近 くなります。MM2 では、鞍 点 を超 えてグローバル ミニマムを見 つけられないため、最 も近 くに
あるエネルギー最 低 点 が検 索 されます。
図 6.1: ねじれ舟 型 立 体 配 座 のエネルギー値
モデルの要 素 のほとんどが 1,4 van der Waals 項 とねじれ型 の項 で占 められています。
シクロヘキサンの場 合 、ローカル ミニマム (ねじれ舟 型 ) が 6 通 り、グローバル ミニマム (椅 子 型 ) が 2 通 り、遷 移 状 態 が
多 数 (舟 型 立 体 配 座 1 つを含 む) 存 在 します。
最 も単 純 な分 子 でない限 り、グローバル ミニマムを求 めるのはとても困 難 です。 ローカル ミニマムの谷 ではなく、 グローバ
ル ミニマムの谷 にある立 体 配 座 から処 理 を開 始 する必 要 があります。シクロヘキサンの場 合 、グローバル ミニマムは 2 つ
の椅 子 型 立 体 配 座 のどちらかです。したがって、新 しい開 始 時 の立 体 配 座 を求 めるには、ねじれ型 配 座 の二 面 角 を
変 更 して、椅 子 型 配 座 のポテンシャル エネルギーの谷 を表 すようにします。
二 面 角 を正 確 に変 更 するには、二 面 角 を表 示 しながら、Measurement テーブルの Actual 値 を変 更 します。ただし、
特 に環 の場 合 には、原 子 をド ラッグして移 動 し、移 動 後 の立 体 配 座 を最 小 化 するほうが簡 単 です。
二 面 角 を変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. C1 を環 の平 面 より下 にド ラッグします。手 が付 いたボックス型 のカーソルが表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
100 / 308
ChemBio3D 13.0
2. C4 を環 の平 面 より上 にド ラッグします。
原 子 をド ラッグすると、結 合 長 と結 合 角 が変 更 されます。最 小 化 する前 に最 適 値 に戻 すには、選 択 ツールでボックスを
ド ラッグしてモデルを選 択 し、Clean Up を実 行 します。
それから最 小 化 を実 行 します。
1. Calculations、MM2、Minimize Energy 、 Runの順 に選 択 します。最 小 化 が終 了 するまで待 ちます。
2. 回 転 バーを使 ってモデルを配 向 して、最 終 的 な椅 子 型 立 体 配 座 を表 示 します。
注 : ここで表 示 されるエネルギー項 の値 は近 似 値 であるため、計 算 に使 用 されているプロセッサの種 類 によって多 少
値 が異 なる場 合 があります。
各 エネルギー項 と全 体 のエネルギーを見 ると、この立 体 配 座 はねじれ舟 型 に比 べ約 5.5 kcal/mole 安 定 していることが
わかります。
分 子 がシクロヘキサンより複 雑 で、グローバル ミニマムでの形 状 が分 からない場 合 は、他 の方 法 で開 始 時 に近 い構 造
を見 つける必 要 があります。大 きいエネルギーでの障 壁 を持 つ分 子 の立 体 配 座 空 間 に近 づく方 法 として、分 子 力 学 シ
ミュレーションがあります。つまり、分 子 を加 熱 することにより運 動 エネルギーを増 加 させ、エネルギー曲 面 からは好 ましくな
い遷 移 状 態 を超 えることができます。
分子動力学
分 子 動 力 学 では、ニュート ン力 学 を使 って原 子 運 動 のシミュレーションを行 います。運 動 のシミュレーションを行 うには、
分 子 の温 度 を変 化 させて、運 動 エネルギーを高 めたり低 めたりします。
分 子 動 力 学 では、計 算 結 果 を毎 回 保 存 して後 で各 フレームを調 べることにより、モデルで利 用 可 能 な立 体 配 座 空
間 が得 られます。
分 子 動 力 学 によるシミュレーションは、MM2 と MMFF94 のどちらかを使 用 して実 行 します。
MMFF94 を使用した分子動力学シミュレーション
分 子 動 力 学 でシミュレーションを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 計 算 に使 用 するモデル (またはフラグメント ) を作 成 します。
注 : 分 子 動 力 学 の計 算 速 度 は、使 用 するモデル表 示 タイプによって異 なります。計 算 速 度 は、ワイヤー フレーム <
スティック < ボール & スティック < シリンダー結 合 < リボン < 空 間 充 填 およびファンデルワールス ド ット面 < 分 子 表 面 の
順 に遅 くなります。
2. シミュレーション中 に測 定 値 を表 示 するには、次 の操 作 のいずれかを行 ってください。
Structure、Measurements、Generate All Bond Angles の順 に選 択 します。
Structure、Measurements、Generate All Bond Lengths の順 に選 択 します。
3. Measurement テーブルで、必 要 な測 定 値 を選 択 します。
4. Calculations、MMFF94、MMFF94 Molecular Dynamics の順 に選 択 します。Molecular Dynamics ダイアログ
ボックスが表 示 されます。
5. 適 当 な値 を入 力 します。
第 6 章: 計算エンジン
101 / 308
ChemBio3D 13.0
ステップ間 隔 。 シミュレーション ステップの間 隔 をフェムト 秒 (fs) 単 位 で指 定 します。ステップの間 隔 は周 波 数 が最 も高
い標 準 モード である振 幅 周 期 の 5% 未 満 に設 定 する必 要 があります (たとえば、3336 cm-1 H-X 伸 縮 振 幅 の場 合 は
10 fs)。通 常 は、ステップ間 隔 を 1 fs または 2 fs に設 定 すると、妥 当 な結 果 が得 られます。ステップ間 隔 が長 くなると、
ビーマン アルゴリズムの実 行 中 、位 置 の高 次 モーメント が無 視 されるため、積 分 法 が失 敗 する恐 れがあります。
フレーム間 隔 。 フレームや統 計 的 数 値 を収 集 する間 隔 を指 定 します。フレーム間 隔 を 10 fs または 20 fs に設 定 する
と、フレームがかなり滑 らかに連 続 します。長 い計 算 処 理 の途 中 で立 体 配 座 空 間 のサンプル データを収 集 したい場 合
には、100 fs 以 上 に設 定 します。
Terminate After。 指 定 したステップ数 の後 、分 子 力 学 計 算 が停 止 します。起 動 の合 計 時 間 は「ステップ間 隔 」に「ス
テップ数 」を掛 けたものです。
Heating/Cooling Rate。 温 度 調 節 を行 うかどうかを指 定 します。Heating/Cooling Rate チェック ボックスがオンになって
いる場 合 、Heating/Cooling Rate スライダは、目 標 の温 度 からかけ離 れている時 に、モデルのエネルギーを増 減 する速
度 を指 定 します。
(総 エネルギーが一 定 である) 等 エンタルピー軌 道 を計 算 するには、Heating/Cooling Rate チェック ボックスをオフにしま
す。
目 標 温 度 。 計 算 を行 う最 高 温 度 を指 定 します。計 算 した温 度 とこの目 標 温 度 の差 が 3% を超 える場 合 は、モデル
のエネルギーの増 減 が行 われます。
この時 に使 用 される計 算 温 度 は、直 前 約 20 ステップ (記 憶 可 能 な容 量 の半 分 ) の温 度 指 数 の荷 重 平 均 です。
6. Run をクリックします。
ジョブの保存
計 算 を実 行 する前 にダイアログ ボックスの Save As ボタンをクリックすると、ジョブ タイプと設 定 が JDF ファイルに保 存 され
ます。保 存 してからこれらの計 算 を後 の作 業 セッションで実 行 できます。
計算の開始
計 算 を開 始 するには、Run をクリックします。計 算 が開 始 されます。出 力 ウィンド ウに、計 算 ごとのメッセージと監 視 され
ているデータが表 示 されます。終 了 前 に計 算 を停 止 するには、Calculations ツールバーの Stop をクリックします。
MM2 を使用した分子動力学シミュレーション
分 子 動 力 学 でシミュレーションを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル (またはフラグメント ) を作 成 します。
注 : 分 子 動 力 学 の計 算 速 度 は、使 用 するモデル表 示 タイプによって異 なります。計 算 速 度 は、ワイヤー フレーム <
スティック < ボール & スティック < シリンダー結 合 < リボン < 空 間 充 填 およびファンデルワールス ド ット面 < 分 子 表 面 の
順 に遅 くなります。
2. シミュレーション中 に特 定 のデータを監 視 するには、適 切 な原 子 を選 択 し、次 の操 作 のいずれかを行 ってください。
Structure、Measurements、Set Bond Angle の順 に選 択 します。
Structure、Measurements、Set Bond Length の順 に選 択 します。
3. Calculations、MM2、Molecular Dynamics の順 に選 択 します。Molecular Dynamics ダイアログ ボックスが表 示 さ
れます。
4. 適 当 な値 を入 力 します。
第 6 章: 計算エンジン
102 / 308
ChemBio3D 13.0
ステップ間 隔 。 各 ステップ間 隔 を指 定 します。ステップの間 隔 は周 波 数 が最 も高 い標 準 モード である振 幅 周 期 の 5%
未 満 に設 定 する必 要 があります (たとえば、3336 cm-1 H-X 伸 縮 振 幅 の場 合 は 10 fs)。通 常 は、ステップ間 隔 を 1 fs ま
たは 2 fs に設 定 すると、妥 当 な結 果 が得 られます。ステップ間 隔 が長 くなると、ビーマン アルゴリズムの実 行 中 、位 置 の
高 次 モーメント が無 視 されるため、積 分 法 が失 敗 する恐 れがあります。
フレーム間 隔 。 フレームや統 計 的 数 値 を収 集 する間 隔 を指 定 します。フレーム間 隔 を 10 fs または 20 fs に設 定 する
と、フレームがかなり滑 らかに連 続 します。長 い計 算 処 理 の途 中 で立 体 配 座 空 間 のサンプル データを収 集 したい場 合
には、100 fs 以 上 に設 定 します。
Terminate After。 指 定 したステップ数 の後 、分 子 力 学 計 算 が停 止 します。起 動 の合 計 時 間 は「ステップ間 隔 」に「ス
テップ数 」を掛 けたものです。
Heating/Cooling Rate。 温 度 調 節 を行 うかどうかを指 定 します。Heating/Cooling Rate チェック ボックスがオンになって
いる場 合 、Heating/Cooling Rate スライダは、目 標 の温 度 からかけ離 れている時 に、モデルのエネルギーを増 減 する速
度 を指 定 します。
Heating/Cooling Rate を約 1.0 kcal/atom/picosecond に設 定 すると、軌 跡 の変 動 が最 小 限 になるように穏 やかなエネ
ルギー修 正 が行 われます。この値 を大 きくすると、モデルは急 速 に加 熱 されますが、統 計 上 意 味 がある結 果 を得 るに
は、平 衡 化 または安 定 化 のための時 間 が必 要 です。
(総 エネルギーが一 定 である) 等 エンタルピー軌 道 を計 算 するには、Heating/Cooling Rate チェック ボックスをオフにしま
す。
目 標 温 度 。 計 算 を行 う最 高 温 度 を指 定 します。計 算 した温 度 とこの目 標 温 度 の差 が 3% を超 える場 合 は、モデル
のエネルギーの増 減 が行 われます。
この時 に使 用 される計 算 温 度 は、直 前 約 20 ステップ (記 憶 可 能 な容 量 の半 分 ) の温 度 指 数 の荷 重 平 均 です。
5. Run をクリックします。
6. (オプション) 終 了 前 に計 算 を停 止 するには、Stop ボタンをクリックします。
ジョブの保 存 。 計 算 を実 行 する前 にダイアログ ボックスの Save As ボタンをクリックすると、ジョブ タイプと設 定 が JDF ファ
イルに保 存 されます。保 存 してからこれらの計 算 を後 の作 業 セッションで実 行 できます。
計 算 の開 始 。 計 算 を開 始 するには、Run をクリックします。計 算 が開 始 されます。出 力 ウィンド ウに、計 算 ごとのメッ
セージと監 視 されているデータが表 示 されます。指 定 した数 のステップが実 行 されるとシミュレーションは終 了 します。終
了 前 に計 算 を停 止 するには、Calculations ツールバーの Stop をクリックします。
Job Type の設 定 。 Job Type タブで計 算 のオプションを設 定 します。
以 下 のオプションから選 択 します。
Show Step Information。 Output ボックスに毎 回 の計 算 結 果 が表 示 されます。
Copy Measurements to Output Box。 特 定 の計 算 を監 視 します。
Move Only Selected Atoms。 最 小 化 中 、選 択 した分 子 の動 きを制 限 します。
Save Step Data In。 各 ステップの時 間 (ピコ秒 単 位 )、エネルギー総 量 、ポテンシャル エネルギー、温 度 のデータを保 存
します。加 熱 または冷 却 が行 われたステップには、"Heating" または "Cooling" が表 示 されます。このデータのサマリは、
新 しいフレームが作 成 されるたびに、Message テーブルに表 示 されます。
計 算 が開 始 されます。出 力 ウィンド ウに、計 算 ごとのメッセージとデータが表 示 されます。
指 定 した数 のステップが実 行 されるか、ユーザーが計 算 を停 止 すると、シミュレーションは終 了 します。
第 6 章: 計算エンジン
103 / 308
ChemBio3D 13.0
例 。 ポリテト ラフルオロエチレンの短 セグメント の分 子 力 学 軌 跡 の計 算
モデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールを選 択 します。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. テキスト ボックスに「F(C2F4)6F」と入 力 し、Enter キーを押 します。
モデル ウィンド ウに、テト ラフルオロエチレンの構 造 が 6 つ繰 り返 されたポリマー セグメント が表 示 されます。
計 算 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 左 端 にある炭 素 C(2) を選 択 し、Shift キーを押 しながら右 端 の炭 素 C(33) をクリックします。
2. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。
分 子 全 体 の長 さが Measurement テーブルに表 示 されます。
3. Calculations、MM2、Molecular Dynamics の順 に選 択 します。
4. Run をクリックします。
計 算 が開 始 されると、出 力 ウィンド ウが表 示 されます。
図 6.2: 計 算 前 の C(2) - C(33) の距 離
計 算 前 の C(2) - C(33) の距 離 は約 9.4 Å になっています。
5. 出 力 ウィンド ウの一 番 下 までスクロールし、0.190 ピコ秒 での C(2) - C(33) の距 離 を調 べます。
図 6.3: 計 算 後 の C(2) - C(33) の距 離
C(2) - C(33) の距 離 は約 13.7 Å で、最 初 の距 離 よりも 42% 大 きくなっています。
第 6 章: 計算エンジン
104 / 308
ChemBio3D 13.0
Gaussian
Gaussian は、 ab initio 法 と半 経 験 法 の両 方 を適 用 する、コマンド ライン ベースの計 算 化 学 アプリケーションです。このア
プリケーションは ChemBio3D に含 まれていませんが、PerkinElmer から購 入 できます。
注 : Gaussian は、ChemBio3D をインストールしているシステムにインストールする必 要 があります。
ChemBio3D には、Gaussian 計 算 用 のインターフェイスが用 意 されています。バージョン 13.0 では、以 下 の機 能 を含
め、すべての Gaussian 計 算 がサポート されています。
13C および 1H NMR スペクト ル予 測
IR および Raman スペクト ル予 測
複 数 ステップのジョブ
部分構造最適化
DFT 手 法 のサポート
上 級 モード
ChemBio3D では、Gaussian を使 って NMR、IR/Raman、および UV/VIS のスペクト ルを予 測 できます。スペクト ルを計
算 するには、Calculations メニューの Gaussian Interface をクリックし、目 的 のスペクト ルを選 択 します。
注 : 使 用 するコンピュータの速 度 とメモリ容 量 によっては、大 きなモデルの Gaussian 計 算 に数 分 間 かかる場 合 があり
ます。
ヒント: スペクトルの予 測 を実 行 する前 にエネルギーの最 小 化 を実 行 してください。Gaussian によるエネルギー最 小
化 より MM2 の方 が高 速 で、一 般 には適 切 でもあります。モデルが最 小 エネルギー状 態 にないと Gaussian でスペク
トルを生 成 できない場 合 があります。
スペクト ルの表示
予 測 されたスペクト ルを表 示 するには、View メニューの Spectrum Viewer をクリックします。対 象 の化 合 物 に対 して実
行 する予 測 ごとに、スペクト ル ビューアに新 しいタブが表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
105 / 308
ChemBio3D 13.0
図 6.4: クロロベンゼンの予 測 スペクトル
ヒント: スペクトル ビューアを使 用 すると、Gaussian 以 外 の計 算 エンジンで作 成 されたスペクトルを表 示 できます。例
については、134 ページの 「CS GAMESS」 を参 照 してください。
複数ステップのジョブ
複 数 のジョブを連 結 して 1 つのコマンド で実 行 することができます。連 結 できるジョブの数 に制 限 はありません。複 数 の
ジョブを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 1 番 目 のジョブ (通 常 は最 小 化 ) を選 択 するには、Calculations メニューの Gaussian Interface をクリックして目 的
のジョブを選 択 します。
2. + ボタンをクリックし、Job Type ド ロップダウン リスト を使 用 して新 しいジョブをキューに追 加 します。
3. (オプション) キューからジョブを削 除 するには、Link タブを選 択 し、- ボタンをクリックします。
4. ジョブ キューを実 行 します。途 中 で実 行 を終 了 するには、Calculations ツールバーの停 止 ボタンをクリックします。
部分構造最適化
部 分 構 造 最 適 化 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデルの一 部 を選 択 します。選 択 部 分 の最 適 化 と選 択 外 の部 分 の最 適 化 のどちらを行 うこともできます。
2. Calculations、Gaussian Interface、Optimize to Transition State の順 に選 択 します。Gaussian Interface ダイア
ログ ボックスの Coord. System テキスト ウィンド ウで Internal Coordinates をクリックします。
3. Move Which テキスト ウィンド ウで、選 択 した原 子 と選 択 していない原 子 のどちらの最 適 化 を行 うのかを指 定 しま
す。
4. Run をクリックします。
注 : Gaussian 09 を使 用 する場 合 、計 算 は Gaussian インターフェイス上 で行 われるため、結 果 を ChemBio3D で表
示 するには Gaussian 09 インターフェイスを閉 じる必 要 があります。
入力テンプレート
入 力 テンプレート は、値 が最 適 化 される変 数 で特 定 のフィールド を置 き換 えるテンプレート ファイルです。テンプレート
ファイルを使 用 して、エネルギー評 価 それぞれの現 在 の変 数 値 を含 む実 際 の Gaussian 入 力 ファイルを作 成 します。そ
の後 、Gaussian の固 定 点 計 算 を実 行 すると、各 ステップでこのエネルギーが計 算 されます。
Gaussian Interface ダイアログ ボックスの General タブに入 力 テンプレート があります。チェック ボックスで出 力 パラメータを
設 定 でき、実 行 ファイル内 でキーワード を編 集 できます。
第 6 章: 計算エンジン
106 / 308
ChemBio3D 13.0
上級モード
専 門 の方 は、入 力 テンプレート のようなテキスト 入 力 ウィンド ウを直 接 使 用 することができま
す。Calculations、Gaussian Interface、Use Advanced Mode の順 に選 択 します。Online Gaussian 2003
Keywords をクリックすると、Gaussian Web サイト のキーワード のページが表 示 されます。
遷移状態への最適化
モデルを遷 移 状 態 に最 適 化 するには、できるだけ遷 移 状 態 に近 い立 体 配 座 から始 める必 要 があります。このアルゴリ
ズムではローカル ミニマムやグローバル ミニマムの位 置 から構 造 を変 化 させることはできませんので、出 発 点 にしないよう
にしてください。
遷 移 状 態 に最 適 化 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、Gaussian Interface、Optimize to Transition State の順 に選 択 します。Gaussian Interface ダイア
ログ ボックスが表 示 され、デフォルト の Job Type として Optimize to Transition State が表 示 されます。
2. デフォルト 設 定 を使 用 することも、独 自 のパラメータを設 定 することもできます。
注: Gaussian に熟練していない場合は、Transition State のデフォルト設定を使用してください。
3. Properties タブで、最 適 化 した最 終 的 な立 体 配 座 から計 算 したい特 性 を選 択 します。
4. General タブで、最 適 化 の変 更 に使 用 するキーワード があれば入 力 します。
5. Run をクリックします。
エネルギーの最小化
エネルギー最 小 化 は一 般 に、モデルに対 して実 行 する最 初 の分 子 計 算 です。モデルの全 体 または一 部 分 のエネル
ギーを最 小 化 することができます。モデルの一 部 についてエネルギーを最 小 化 するには、まず最 小 化 の対 象 または対 象
外 とする部 分 を選 択 します。108 ページの 「その他 のオプション」 を参 照 してください。
1. Calculations、Gaussian Interface、Minimize (Energy/Geometry) の順 に選 択 します。Gaussian Interface ダイ
アログ ボックスが表 示 され、デフォルト の Job Type として Minimize が表 示 されます。
2. Jobs タブのデフォルト 設 定 を選 択 するか、独 自 のパラメータ設 定 を行 います。
Jobs タブで使 用 できるさまざまなフィールド を次 に示 します。
Job Type。 各 種 タイプの計 算 のデフォルト を設 定 します。
計 算 方 法 。 方 法 を選 択 します。
Basis Set。 基 底 関 数 系 を指 定 します。基 底 関 数 系 はほとんどの方 法 で指 定 する必 要 があります。例 外 について
は、Gaussian ヘルプを参 照 してください。
Wave Function。 閉 殻 系 または開 殻 系 を選 択 します。詳 細 については、298 ページの 「電 子 構 成 の指 定 」 を参 照 し
てください。
Polarization。 重 原 子 (P、S、またはそれ以 上 ) の分 極 関 数 を指 定 します。
H。 分 極 関 数 を選 択 した場 合 は、H 関 数 を選 択 します。
Diffuse。 基 底 関 数 系 に拡 散 関 数 を追 加 します。拡 散 関 数 を使 用 する場 合 は、Advanced タブの Tight
Convergence を指 定 します。詳 細 については Gaussian のマニュアルを参 照 してください。
第 6 章: 計算エンジン
107 / 308
ChemBio3D 13.0
Advanced タブには、頻 繁 には調 整 しないパラメータが表 示 されます。選 択 したジョブ タイプに適 用 されるパラメータのみ
が有 効 になっています。
最 小 化 の場 合 の適 用 されるパラメータは次 のとおりです。
Solvation Model。 溶 媒 和 モデルを選 択 します。手 法 の詳 細 については、Gaussian マニュアルの SCRF キーワード の
項 を参 照 してください。
Solvent。 溶 媒 和 モデルを選 択 すると、溶 媒 を選 択 できます。すべてのモデルのデフォルト の溶 媒 は水 です。
Force Constants。 選 択 できる項 目 は次 のとおりです。
No calculation
Initial force constants (CalcFC)
Calculate at each point (CalcAll)
Population Analysis。 選 択 できる項 目 は次 のとおりです。
None ― オプションなし
Full ― Regular と同 じ。ただし、すべての軌 道 を対 象 とします。
Minimum ― 総 原 子 荷 電 と軌 道 エネルギーを表 示 します。
Regular ― 上 位 5 つの最 高 被 占 軌 道 と下 位 5 つの最 低 仮 想 軌 道 、および密 度 マト リクスと全 Mulliken Population
Analysis を表 示 します。
その他のオプション
デフォルト では、Gaussian の計 算 速 度 を向 上 させるため、緩 やかな収 束 基 準 が使 用 されます。Use Tight
Convergence Criteria チェック ボックスをオンにすると、入 力 テンプレート に「tight」というキーワード が追 加 され、完 全 な
収 束 が指 定 されます。デフォルト の Use Formal Charge チェック ボックスをオフにすると電 荷 を追 加 できます。また
は、Spin Multiplicity を変 更 することもできます。スピンには正 の整 数 を指 定 します。電 荷 はプラスにもマイナスにもでき
ます。
Internal Coordinate を選 択 すると、Selected Atoms と Unselected Atoms のいずれかを選 択 してモデルの一 部 のみ
を最 小 化 できます。
General タブでは、出 力 を制 御 するパラメータを設 定 します。
Display Every Iteration。 計 算 結 果 を毎 回 表 示 して最 小 化 プロセスをその場 で確 認 します。
注 : Display Every Iteration パラメータを使 用 すると、構 造 の最 小 化 にかかる時 間 が延 びます。
Show Output in Notepad。 出 力 をテキスト ファイルに送 信 します。
Send Back Output。 各 測 定 値 を Output ウィンド ウに表 示 します。
注 : Send Back Output パラメータを使 用 すると、構 造 の最 小 化 にかかる時 間 が延 びます。
遷 移 状 態 への最 適 化 。 モデルを遷 移 状 態 に最 適 化 するには、できるだけ遷 移 状 態 に近 い立 体 配 座 から始 める必
要 があります。このアルゴリズムではローカル ミニマムやグローバル ミニマムの位 置 から構 造 を変
化 させることはできませんので、出 発 点 にしないようにしてください。
第 6 章: 計算エンジン
108 / 308
ChemBio3D 13.0
特性の計算
モデルの特 性 を予 測 する際 、計 算 のパラメータを設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、Gaussian、Compute Properties の順 に選 択 します。Gaussian Interface ダイアログ ボックスが表 示
され、Properties タブが開 きます。
2. 予 測 する特 性 を選 択 します。
3. Run をクリックします。
注 : Gaussian 09 を使 用 する場 合 、計 算 は Gaussian インターフェイス上 で行 われるため、結 果 を ChemBio3D で表
示 するには Gaussian 09 インターフェイスを閉 じる必 要 があります。
ジョブ記述ファイル形式
ジョブ記 述 ファイルには、Preferences ファイルの場 合 と同 様 に、ダイアログ ボックスの設 定 値 が保 存 されます。以 下 に説
明 する 2 つの種 類 があります。
JDT 形 式 。 JDT 形 式 は、 ジョブ タイプを派 生 できるテンプレート です。Minimize Energy ジョブ タイプと Compute
Properties ジョブ タイプは、読 み取 り専 用 ジョブ タイプの例 です。
JDF 形 式 。 JDF 形 式 は、ジョブ記 述 を保 存 するためのものです。ダイアログ ボックス内 の Save をクリックすると、警 告 や
確 認 のダイアログ ボックスの表 示 なしに変 更 が保 存 されます。
どちらかのファイル形 式 でファイルを Gaussian Job フォルダに保 存 すると、Gaussian サブメニューにそのファイルが追 加 さ
れ、それ以 降 のアクセスが容 易 になります。
入力ファイルの作成
Gaussian 入 力 ファイルを作 成 して実 行 することができます。同 じ計 算 を何 度 も実 行 したり、別 のコンピュータで再 び実
行 する場 合 に、この方 法 は便 利 です。入 力 ファイルを作 成 するには Gaussian をインスト ールする必 要 があります。
1. モデルを開 くか、作 成 します。
2. Calculation、Gaussian Interface、Create Input File の順 に選 択 します。
3. Create をクリックします。
入力ファイルの実行
GJF Gaussian 入 力 ファイルが既 に作 成 してある場 合 は、ChemBio3D 内 からそのファイルを実 行 することができます。
Gaussian 入 力 ファイルを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、Gaussian Interface、Run Input File の順 に選 択 します。Run Gaussian Input file ダイアログ ボック
スが表 示 されます。
2. Gaussian ファイルの完 全 なパスを入 力 するか、ファイルの場 所 を閲 覧 します。
3. 適 切 なオプションを選 択 します。
a. Show Output in Notepad: 出 力 をファイルに保 存 します。
b. Send Back Output: Output ウィンド ウに結 果 を表 示 します。
4. Run をクリックします。
入 力 ファイルが実 行 されます。ある時 点 になると新 しいタブが開 き、モデル ウィンド ウにモデルが表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
109 / 308
ChemBio3D 13.0
Gaussian ジョブの実行
ChemBio3D 13.0 では、以 前 に作 成 した Gaussian ジョブ記 述 ファイル (JDF) を選 択 することができます。JDF ファイル
は、特 定 のダイアログ ボックスに適 用 するオプションの一 式 に相 当 するものです。
どの Gaussian 計 算 (Minimize Energy、Optimize to Transition State) のダイアログ ボックスからでも、計 算 に必 要 なオプ
ションを設 定 してから Save As をクリックして、JDF ファイルを作 成 できます。JDF ファイルの詳 細 については、109 ページ
の 「ジョブ記 述 ファイル形 式 」 を参 照 してください。
Gaussian ジョブを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Gaussian サブメニューの Run Gaussian Job を選 択 します。Open ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. 実 行 するファイルを選 択 します。ファイル内 に保 存 されたジョブ タイプ (たとえば、Minimize Energy、Compute
Properties など) に対 応 するダイアログ ボックスが表 示 されます。
3. Run をクリックします。
Gaussian ジョブの再実行
Gaussian 計 算 を実 行 した後 、次 の操 作 を行 うとジョブを再 実 行 できます。
1. Gaussian サブメニューの Repeat [計 算 の名 前 ] をクリックします。ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. 必 要 に応 じてパラメータを変 更 し、Run をクリックします。計 算 が実 行 されます。
CONFLEX
CONFLEX は、CONFLEX Corporation が開 発 した立 体 配 座 解 析 パッケージです。CONFLEX を使 用 すると、モデル
内 で低 エネルギー配 座 異 性 体 を検 索 して、最 適 な状 態 でそれぞれのフラグメント を作 成 できます。CONFLEX を使 用
するには、モデルが 1 つのフラグメント のみで構 成 されるようにしてください。CONFLEX が検 出 するそれぞれの低 エネル
ギー配 座 異 性 体 は、Model Explorer で別 のフラグメント として表 示 されます。
エネルギー最小化
CONFLEX のインターフェイスは、分 子 のエネルギー最 小 化 を実 行 する際 にも役 立 ちます。以 下 の力 場 がサポート され
ます。
MM2
MM3
EMM2
MMFF
MMFF94S
エネルギー最 小 化 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 構 造 式 のモデルを作 成 します。
2. Calculations、CONFLEX Interface、Minimize (Energy/Geometry) の順 に選 択 します。CONFLEX Interface ダ
イアログ ボックスが表 示 されます。
3. Job & Theory タブの以 下 のオプションから選 択 します。
a. Energy Potential を選 択 します。
第 6 章: 計算エンジン
110 / 308
ChemBio3D 13.0
b. Optimization Method を選 択 します。
c. Max Computation Time を選 択 します。
4. General タブの以 下 のオプションから選 択 します。
a. Results in フィールド でディレクト リを選 択 します。このディレクト リは、計 算 結 果 ファイルが保 存 される場 所 です。
b. (オプション) Backup Calculations Files でディレクト リを選 択 します。バックアップ ファイルが、選 択 した場 所 に保 存
されます。
c. メモ帳 に表 示 する出 力 ファイルを選 択 します。計 算 が終 了 した後 に、選 択 したファイルがテキスト ファイル形 式 で
表 示 されます。
INI: このファイルに Job & Theory タブで選 択 したオプションが収 集 されます。
BSO: このファイルに、モデルの構 造 特 性 と熱 力 学 特 性 が収 集 されます。
5. Run をクリックします。
6. 確 認 ボックスで、最 小 化 した分 子 を ChemBio3D に戻 すかどうか尋 ねられたら Yes をクリックします。
注 : General タブで出 力 ファイルをメモ帳 に表 示 する場 合 は、ジョブの終 了 直 後 に INI ファイルと BSO ファイルを表 示
できます。
立体配座検索
配 座 異 性 体 を検 索 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 構 造 式 のモデルを作 成 します。
2. Calculations、CONFLEX Interface、Conformation Search の順 に選 択 します。CONFLEX Interface ダイアログ
ボックスが表 示 されます。
3. Job & Theory タブの以 下 のオプションから選 択 します。
a.
b.
c.
d.
Energy Potential を選 択 します。
Optimization Method を選 択 します。
Max Computation Time を選 択 します。
Conformation Search Limit を選 択 します。
4. General タブの以 下 のオプションから選 択 します。
a. Results in フィールド でディレクト リを選 択 します。このディレクト リは、計 算 結 果 ファイルが保 存 される場 所 です。
b. (オプション) Backup Calculations Files でディレクト リを選 択 します。バックアップ ファイルが、選 択 した場 所 に保 存
されます。
c. メモ帳 に表 示 する出 力 ファイルを選 択 します。計 算 が終 了 した後 に、選 択 したファイルがテキスト ファイル形 式 で
表 示 されます。
INI: このファイルに Job & Theory タブで選 択 したオプションが収 集 されます。
BSO: このファイルに、モデルの構 造 特 性 と熱 力 学 特 性 が収 集 されます。
FXO: このファイルに、モデルの構 造 的 特 徴 と、検 索 された立 体 配 座 に関 するデータが収 集 されます。
5. Run をクリックします。
MOPAC
ChemBio3D 13.0 は、複 数 の半 経 験 的 方 法 を特 徴 とする分 子 計 算 のアプリケーションである CS MOPAC Ultra をサ
ポート します。
第 6 章: 計算エンジン
111 / 308
ChemBio3D 13.0
注 : CS MOPAC をインストールする前 に、ChemBio3D 13.0 をインストールする必 要 があります。
CS MOPAC では、次 のことが可 能 です。
エネルギーの最 小 化
113 ページの 「構 造 の最 適 化 」
遷 移 状 態 への最 適 化
次 のような特 性 の計 算
双 極 子 モーメント (121 ページの 「例 1: 双 極 子 モーメント 」 )
カチオン安 定 性 (122 ページの 「例 2: カチオン安 定 性 」 )
電 荷 分 布 (123 ページの 「例 3: 電 荷 分 布 」 )
m-ニト ロト ルエンの分 極 率 (124 ページの 「例 4: m-ニト ロト ルエンの分 極 率 」 )
相 の安 定 性 (125 ページの 「例 5: 相 の安 定 性 」 )
超 微 細 結 合 定 数 (116 ページの 「特 性 の計 算 」 )
UHF スピン密 度 (128 ページの 「例 7: UHF スピン密 度 」 )
RHF スピン密 度 (129 ページの 「例 8: RHF スピン密 度 」 )
CS MOPAC の特 性 の使 用
CS MOPAC ファイルの使 用
ここで示 す各 種 手 順 を行 うには、半 経 験 的 手 法 の計 算 概 念 や用 語 の他 、構 造 の最 適 化 (エネルギーの最 小 化 ) や
固 定 ポイント エネルギー計 算 などに関 する概 念 についての基 礎 知 識 が必 要 となります。
エネルギーの最小化
通 常 、エネルギー最 小 化 はモデルにおける分 子 計 算 の第 一 歩 です。Calculations、MOPAC Interface、Minimize
Energy の順 に選 択 します。CS MOPAC Interface ダイアログ ボックスが表 示 され、デフォルト の Job Type として
Minimize が表 示 されます。
Job Type。 各 種 タイプの計 算 のデフォルト を設 定 します。
計 算 方 法 。 方 法 を選 択 します。
Wave Function。 閉 殻 系 か開 殻 系 かを選 択 します。詳 細 については、298 ページの 「電 子 構 成 の指 定 」 を参 照 して
ください。
Optimizer。 構 造 最 小 化 ルーチンを選 択 します。詳 細 については、113 ページの 「構 造 の最 適 化 」 を参 照 してくださ
い。
Solvent。 溶 媒 を選 択 します。溶 剤 効 果 の詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
Move Which。 これを選 択 することによって、モデルの一 部 を最 小 化 できます。
Minimum RMS。 ポテンシャル エネルギー曲 面 の勾 配 の収 束 基 準 を指 定 します。(117 ページの 「Gradient 標 準 」 も参
照 してください)。
Coord.System。 計 算 に使 用 する座 標 系 を指 定 します。
Use keyword 1SCF。 SCF を 1 回 行 って停 止 することを指 定 します。
Use keyword MMOK, GEO-OK。 アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定 し、いくつかの安 全 チェックを無 効 にします。
第 6 章: 計算エンジン
112 / 308
ChemBio3D 13.0
注釈
RMS。 エネルギー最 小 化 ルーチンでは、低 いエネルギーの探 索 を中 止 して現 在 の値 が最 小 値 を表 していることを受 け
入 れるタイミングを決 定 する条 件 として、直 交 座 標 に関 するエネルギーの導 関 数 の RMS (二 乗 平 均 ) が使 用 されま
す。理 論 上 、エネルギーの最 小 化 が実 現 した場 合 の RMS 勾 配 は 0 ですが、事 実 上 実 現 することができません。その
ため、構 造 最 適 化 の設 定 時 は、RMS 勾 配 のデフォルト 値 が設 定 されます。
デフォルト 値 0.100 は、精 度 と処 理 速 度 の両 方 を考 慮 した適 切 な値 であることがわかっています。値 を小 さくすると、エ
ネルギー最 小 点 により近 づけるために処 理 が継 続 され、計 算 時 間 が長 くなります。逆 にこの値 を大 きくすると計 算 時 間
は短 縮 されますが、エネルギー最 小 点 からは遠 くなります。エネルギー最 小 点 ではないことを前 提 に立 体 配 座 の最 小
化 を行 ってこれを比 較 データ計 算 用 に分 離 する場 合 には、この値 を大 きくします。
0.01 より小 さな値 を使 用 するには、キーワード セクションで LET を指 定 します (General タブ)。
Wave Function。 波 動 関 数 を選 択 するときは、RHF と UHF のどちらの計 算 法 を使 うかを決 めます。
RHF 法 は、デフォルト のハート レー - フォック近 似 手 法 で、閉 殻 系 に使 われます。RHF 法 を使 用 するには、Close
Shell (Restricted) 波 動 関 数 を選 択 します。
UHF 法 は、ハート レー - フォック近 似 手 法 の代 替 手 法 で、開 殻 系 に使 われます。UHF 法 を使 用 するには、Open
Shell (Unrestricted) 波 動 関 数 を選 択 します。超 微 細 結 合 定 数 を計 算 するときは、UHF 波 動 関 数 を選 択 しま
す。
注 : 一 般 に UHF 計 算 は RHF 計 算 に比 べてかなり時 間 がかかります。
構造の最適化
ChemBio3D は、Eigenvector Following (EF) ルーチンを最 小 化 計 算 のデフォルト の構 造 最 適 化 ルーチンとして使 用 し
ます。代 替 方 式 としては次 のものがあります。
TS。 TS 最 適 化 ルーチンは、遷 移 状 態 への最 適 化 に使 用 されます。これは、MOPAC Interface サブメニューの
Optimize to Transition State を選 択 すると自 動 的 に挿 入 されます。
BFGS。 大 きなモデル (500 ～ 1,000 個 以 上 の原 子 を持 つモデル) に使 用 する最 適 化 ルーチンとしては、BroydenFletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) が推 奨 されます。BFGS を指 定 すると、これが EF の代 わりに使 用 されます。
LBFGS。 非 常 に大 きな系 では、多 くの場 合 、LBFGS が唯 一 の使 用 可 能 な最 適 化 ルーチンです。これは BFGS 最
適 化 ルーチンに基 づいていますが、格 納 する代 わりに、必 要 に応 じて逆 ヘシアンを計 算 します。この場 合 メモリがほとん
ど使 用 されないため、非 常 に大 きなシステムに適 しています。ただし、他 の最 適 化 ルーチンと比 べて効 率 はよくありませ
ん。
キーワード の追加
General タブをクリックすると、ここで追 加 の CS MOPAC キーワード を指 定 できます。これにより、より厳 密 な要 件 を計
算 に適 用 できます。たとえば、キーワード を追 加 することで、収 束 基 準 の変 更 、基 底 状 態 ではなく励 起 状 態 での最 適
化 、その他 の特 性 の計 算 などを指 定 できます。
注 : このダイアログ ボックスのキーワード セクションで指 定 する特 性 によって、計 算 結 果 が変 わることがあります。詳 細
については、296 ページの 「キーワード の使 用 」 を参 照 してください。
第 6 章: 計算エンジン
113 / 308
ChemBio3D 13.0
Display Every
計 算 結 果 を毎 回 表 示 して最
Iteration
小 化 を確 認 します。
構 造 の最 小 化 にかかる時 間 が
増 加 します。
Show Output in
出 力 をテキスト ファイルに送 信
Notepad
します。
Send Back Output
各 測 定 を Output ウィンド ウに表
示 します。
構 造 の最 小 化 にかかる時 間 が
増 加 します。
遷 移 状 態 への最 適 化 。 モデルを遷 移 状 態 に最 適 化 するには、できるだけ遷 移 状 態 に近 い立 体 配 座 から始 める必
要 があります。このアルゴリズムではローカル ミニマムやグローバル ミニマムの位 置 から構 造 を変
化 させることはできませんので、出 発 点 にしないようにしてください。115 ページの 「例 」 も参 照 してください。
遷 移 状 態 に最 適 化 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Optimize to Transition State の順 に選 択 します。CS MOPAC Interface ダイ
アログ ボックスが表 示 されます。
2. Job & Theory タブで Method および Wave Function を選 択 します。
注 : CS MOPAC に熟 練 していない場 合 は、Transition State のデフォルト設 定 を使 用 してください。
3. Properties タブで、最 適 化 した最 終 的 な立 体 配 座 から計 算 したい特 性 を選 択 します。
4. General タブで使 用 する追 加 のキーワード を入 力 します。
5. Run をクリックします。モデルに関 する情 報 とキーワード が CS MOPAC プログラムに送 られます。Send Back Output
を選 択 していた場 合 は、Output ウィンド ウが表 示 されます。
最 小 化 中 は、状 況 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
次 の表 は、CS MOPAC に自 動 的 に送 られるキーワード と、収 束 に影 響 を与 えるために使 用 できるその他 のキーワード
です。
第 6 章: 計算エンジン
114 / 308
ChemBio3D 13.0
キーワード
説明
EF
自 動 的 に CS MOPAC に送 信 され、Eigenvector Following (EF) 構 造 最 小 化 ルーチンの
使 用 を指 定 します。
GEO-OK
自 動 的 に CS MOPAC に送 信 され、内 部 座 標 のチェックを無 効 にします。
MMOK
自 動 的 に CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定 します。このキー
ワード を無 効 にするには、追 加 キーワード 「NOMM」を指 定 します。
RMAX=n.nn エネルギー計 算 値 /予 測 値 の変 化 の割 合 の最 大 値 です。デフォルト 値 は 4.0です。
RMIN=n.nn
エネルギー計 算 値 /予 測 値 の変 化 の割 合 の最 小 値 です。デフォルト 値 は 0.000です。
PRECISE
計 算 を実 行 するたびに値 が変 動 しないように、精 度 の高 い SCF 計 算 を実 行 します。
LET
ジョブの時 間 を短 縮 するために安 全 チェックを無 効 にします。
RECALC=5 最 適 化 計 算 が遷 移 状 態 に収 束 しにくい場 合 は、このキーワード を使 用 します。
CS MOPAC で表 示 されるエラー メッセージの説 明 については、『MOPAC マニュアル』を参 照 してください。
最 小 化 を中 断 するには、Stop をクリックします。
例
この例 では、エタンの重 なり型 遷 移 状 態 を確 認 する方 法 について示 します。
次 の操 作 を行 って、エタンのモデルを作 成 します。
1. File メニューの New をクリックします。
2. モデル ウィンド ウをダブルクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. 「CH3CH3」と入 力 し、Enter キーを押 します。エタンのモデルが表 示 されます。
4. 回 転 ツールを選 択 します。
5. 回 転 ツールの横 にある矢 印 をクリックし、回 転 ダイヤルを下 にド ラッグします。
第 6 章: 計算エンジン
115 / 308
ChemBio3D 13.0
図 6.5: 回 転 ダイヤル: A) ここをクリックすると回 転 ダイヤルが開 く、B) 二 面 角 回 転
6. S キーを押 したまま、C(1) と C(2) 原 子 間 の結 合 を選 択 します。
注 : S キーを押 したままにすると、一 時 的 に選 択 ツールがアクティブになります。
7. 二 面 角 回 転 の 1 つを選 択 し、テキスト ボックスに「57」と入 力 して、Enter キーを押 します。ほぼ完 成 したエタンの重
なり型 配 座 が表 示 されます。
ヒント: Y 軸 上 でモデルを回 転 させて炭 素 が並 ぶようにすると、よりきれいに表 示 されます。
次 の操 作 を行 って、CS MOPAC を使 った正 確 な重 なり型 配 座 の遷 移 状 態 を作 成 します。
1. S キーと Shift キーを押 しながら、H(4) と H(7) のようにほぼ重 なっている水 素 原 子 を 2 つ選 択 して、確 認 する二 面
角 を指 定 します。これで H(4)-C(1)-C(2)-H(7) のような、ほぼ共 通 平 面 上 にある 4 つの原 子 鎖 が選 択 されました。
2. Structure、Measurements、Generate All Dihedral Angles の順 に選 択 します。選 択 した約 3 度 (実 験 によって
若 干 異 なります) の二 面 角 の実 際 の値 を示 した Measurement テーブルが表 示 されます。
3. Calculations、MOPAC Interface、Optimize to Transition State の順 に選 択 します。
4. Job Type タブの Copy Measurements to Messages をクリックします。
5. Run をクリックします。二 面 角 が 0 度 になるまで、エタン モデルが最 小 化 されます。これは、エタンの重 なり型 配 座
で、ローカル ミニマムとグローバル ミニマムを表 す 2 つのねじれ型 配 座 の遷 移 状 態 として知 られています。
重 なり型 エタン モデルのニューマン投 影 図 を見 るには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 両 方 の炭 素 原 子 を選 択 します。
2. View、View Position、Align View Z Axis With Selection の順 に選 択 します。
注 : 同 じ二 面 角 からエネルギー最 小 化 を実 行 すると、エタンのモデルは遷 移 状 態 ではなく、二 面 角 が 60 度 のねじ
れ型 の立 体 配 座 に最 適 化 されます。
特性の計算
モデルの現 在 における立 体 配 座 のシングル ポイント エネルギー計 算 を行 うには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。Compute Properties ダイアログ
ボックスが表 示 されます。
2. Job & Theory タブで、計 算 に使 用 するポテンシャル エネルギー関 数 を選 択 します。
3. Properties タブで次 の操 作 を行 ってください。
a. 特 性 を選 択 します。
b. charges を選 択 します。
c. 誘 電 率 の値 を設 定 します。
4. 必 要 に応 じて、General タブで追 加 のキーワード を入 力 します。
5. Run をクリックします。
第 6 章: 計算エンジン
116 / 308
ChemBio3D 13.0
CS MOPAC の特性
ここでは、モデルの立 体 配 座 に関 して計 算 可 能 な特 性 について説 明 します。特 性 は、Compute Properties コマンド を
使 用 したシングル ポイント エネルギー計 算 として、あるいは Minimize Energy コマンド または Optimize to Transition
State コマンド による最 小 化 の後 で計 算 されます。
生 成 熱 ∆H 。 これは、モデルの現 在 における立 体 配 座 の生 成 熱 を表 します。同 じモデルの複 数 の立 体 配 座 の安 定
f
度 を比 較 する際 に役 立 ちます。
注 : 生 成 熱 にはゼロ ポイント エネルギーも含 まれます。立 体 配 座 のゼロ ポイント エネルギーを求 めるには、キーワー
ド FORCE を使 って強 制 計 算 を行 います。ゼロ ポイント エネルギーは、*.out ファイルの一 番 下 に表 示 されます。
CS MOPAC で求 められる生 成 熱 は、298K の標 準 状 態 で各 元 素 から 1 モルの化 合 物 が生 成 される際 の気 相 中 の生
成 熱 です。
生 成 熱 は次 の各 項 で構 成 されます。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
E
elec
は SCF 計 算 の計 算 値
は分 子 中 の原 子 核 に基 づく核 間 斥 力
nucl
E
および E
は分 子 中 の元 素 のポテンシャル関 数 で与 えられたパラメータ
isol
atoms
注 : キーワード ENPART を使 用 し、計 算 後 に *.out ファイルを開 くと、生 成 熱 と SCF 計 算 値 を構 成 する各 エネル
ギー要 素 を表 示 できます。詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
E
Gradient 標 準 。 これは最 適 化 にフラグされた構 造 変 数 に関 する導 関 数 のベクト ルのスカラ値 です。この特 性
(『MOPAC マニュアル』では GNORM と呼 ばれます) は GNORM を計 算 し、選 択 された最 小 勾 配 と
比 較 する最 小 化 のために自 動 的 に選 択 されます。選 択 された最 小 点 に達 すると、最 小 化 が終 了 します。
Compute Properties 操 作 にこの特 性 を選 択 すると (最 小 化 は実 行 されません)、特 定 の計 算 に対 するモデルが最 適 構
造 にどれくらい近 いかが判 断 されます。
注 : CS MOPAC のキーワード GNORM と GNORM の特 性 を混 同 しないでください。詳 細 については、『MOPAC マ
ニュアル』を参 照 してください。
双 極 子 モーメント 。 双 極 子 モーメント は、加 電 場 に関 するエネルギーの一 次 導 関 数 です。分 子 の電 荷 分 布 の非 対 称
性 を示 す 3 次 元 のベクト ルとして提 示 されます。
双 極 子 の値 は、Mulliken 電 荷 、Wang-Ford 電 荷 、静 電 的 ポテンシャルのいずれを選 択 するかによって変 わります。これ
は、各 特 性 の計 算 で使 用 される密 度 マト リクスが異 なるためです。
注 : 詳 細 については、『MOPAC マニュアル』を参 照 してください。
電 荷 。 この特 性 は以 降 の節 で説 明 する、テクニックを使 って原 子 の電 荷 を決 定 するものです。この例 での電 荷
は、Wang-Ford から導 き出 した静 電 的 ポテンシャルです。Wang-Ford 電 荷 は化 学 的 な安 定 性 (つまり反 応 性 )
を知 るのに役 立 つため、ここで取 り上 げました。
第 6 章: 計算エンジン
117 / 308
ChemBio3D 13.0
Mulliken 電 荷 。 この特 性 は、SCF 計 算 による密 度 マト リクスを補 正 して導 かれる原 子 単 位 の電 荷 を求 めます。前 の
例 で使 用 した Wang-Ford 電 荷 とは異 なり、Mulliken 電 荷 では分 子 内 の電 荷 分 布 が簡 単 に調 査 できます。
注 : 詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
これは CS MOPAC に送 信 されるキーワード です。
キーワード
説明
MULLIK
CS MOPAC に送 信 され、Mulliken Population Analysis を生 成 し
ます。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効 にします。
MMOK
CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定 し
ます。このキーワード を無 効 にするには、追 加 キーワード 「NOMM」
を指 定 します。
静 電 的 ポテンシャル。 静 電 的 ポテンシャル電 荷 の計 算 から、化 学 反 応 に関 する有 益 な情 報 が得 られます。
静 電 的 ポテンシャルは、静 電 的 ポテンシャル グリッド を作 成 することで計 算 されます。ChemBio3D ではグリッド から導 か
れる点 電 荷 を報 告 します。
一 般 に、Coulson 密 度 マト リクス (電 荷 ) または Mulliken population analysis (Mulliken 電 荷 ) で導 かれる原 子 の電 荷
と、これらの原 子 の点 電 荷 を比 較 して、結 合 しやすい場 所 を推 測 できます。静 電 的 ポテンシャルによる電 荷 の使 用 法
も、原 子 の電 荷 とほぼ同 じです。他 の例 についての詳 細 は、117 ページの 「電 荷 」 を参 照 してください。
原 子 の点 電 荷 の計 算 には、Wang-Ford 電 荷 と静 電 的 ポテンシャルの 2 つの特 性 を使 用 できます。
Wang-Ford 電 荷 。 この点 電 荷 計 算 特 性 は、ポテンシャル関 数 が AM1 の場 合 だけ使 用 できます。
注 : AM1 ポテンシャル関 数 で使 用 できない元 素 の場 合 は、静 電 的 ポテンシャルの特 性 を使 用 します。
次 に示 すのは CS MOPAC に送 信 されるキーワード です。
キーワード
説明
PMEP
CS MOPAC に送 信 され、PMEP から点 電 荷 を指 定 します。
QPMEP
CS MOPAC に送 信 され、Wang/Ford 静 電 的 ポテンシャル ルーチンを指 定 し
ます。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効 にします。
MMOK
CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定 します。この
キーワード を無 効 にするには、追 加 キーワード 「NOMM」を指 定 します。
第 6 章: 計算エンジン
118 / 308
ChemBio3D 13.0
静 電 的 ポテンシャル。 対 象 分 子 内 に、AM1 ポテンシャル関 数 で使 用 できない元 素 が含 まれている場 合 に、静 電 的 ポ
テンシャルの特 性 を使 用 します。詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
この表 は、CS MOPAC に送 られるキーワード と、使 用 するとこの特 性 に影 響 するキーワード を示 します。
キーワード
説明
ESP
CS MOPAC に送 信 され、静 電 的 ポテンシャル ルーチンを指 定 する
キーワード です。
POTWRT
ESP マップの値 を出 力 する場 合 は、このキーワード を追 加 します。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効 にします。
MMOK
CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定 しま
す。このキーワード を無 効 にするには、追 加 キーワード 「NOMM」を指
定 します。
分 子 表 面 。 分 子 表 面 は、総 電 荷 密 度 、分 子 静 電 的 ポテンシャル、スピン密 度 、分 子 軌 道 表 面 を実 用 化 するため
のデータを計 算 します。
分 極 率 。 分 極 率 (および超 分 極 率 ) を使 用 すると、加 電 場 の存 在 に基 づく電 子 の分 布 情 報 がわかります。一 般 に、
分 極 率 の値 は非 局 在 化 した電 子 が多 い分 子 ほどが高 くなります。
分 極 率 データは分 子 の光 学 的 特 性 の方 程 式 などによく使 われます。詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュア
ル』を参 照 してください。
分 極 率 と超 分 極 率 は、1 次 (alpha) テンソル (xx, yy, zz, xz, yz, xy)、2 次 (beta) テンソル、および 3 次 (gamma) テンソ
ルで表 示 されます。
注 : MINDO/3 ポテンシャル関 数 を使 って分 極 率 を計 算 することはできません。
水 中 の COSMO 溶 媒 和 。 COSMO 法 は、溶 媒 中 のさまざまな化 学 種 の安 定 性 を定 義 する上 で便 利 な方 法 です。
デフォルト の溶 媒 は水 です。詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してく
ださい。
COSMO 法 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Job & Theory タブの Solvent フィールド で COSMO を選 択 します。
3. Properties タブで COSMO Area 特 性 と COSMO Volume 特 性 またはそのいずれかをオンにします。
注 : キーワード H2O を使 って、Miertus-Scirocco-Tomasi 溶 媒 和 モデルを使 うこともできます。ただし、この方 法 は、
水 以 外 の溶 媒 にはお勧 めできません。この方 法 の詳 細 については、『CS MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 して
ください。
超 微 細 結 合 定 数 。 超 微 細 連 結 定 数 (Hyperfine Coupling Constants) は ESR (電 子 スピン共 鳴 ) スペクト ルのシミュ
レーションに使 用 すると便 利 です。
第 6 章: 計算エンジン
119 / 308
ChemBio3D 13.0
中 央 陽 子 およびその他 の同 等 な陽 子 を持 つ不 対 電 子 の超 微 細 相 互 作 用 は、ESR スペクト ルで複 雑 なスプリット パ
ターンを引 き起 こします。強 力 な磁 気 フィールド に配 置 されると、ESR 分 光 器 は、不 対 の陽 子 によるマイクロ波 放 射 線
の吸 収 を検 出 します。
超 微 細 結 合 定 数 (HFCs) には、ESR スペクト ルの超 微 細 なパターン内 の線 の間 隔 や、ピーク間 の距 離 が関 係 しま
す。
不 対 電 子 を含 む化 学 種 は次 のとおりです。
フリー ラジカル
奇 数 個 の電 子 を持 つ分 子
遷移金属錯体
希 土 類 イオン
三 重 項 状 態 の分 子
詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
この表 は、CS MOPAC に送 られるキーワード と、使 用 するとこの特 性 に影 響 するキーワード を示 します。
キーワード
説明
UHF
"Open Shell(Unrestricted)" 波 動 関 数 を使 用 し、Unrestricted
Hartree-Fock 法 の使 用 を指 定 した場 合 は、CS MOPAC に送
信 されます。
Hyperfine
CS MOPAC に送 信 され、超 微 細 計 算 を指 定 します。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効 にします。
MMOK
CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定
します。このキーワード を無 効 にするには、追 加 キーワード
「NOMM」を指 定 します。
スピン密 度 。 スピン密 度 は、不 対 電 子 が含 まれる分 子 で発 生 します。スピン密 度 のデータから、特 定 の状 態 における
alpha スピン電 子 の相 対 的 な量 がわかります。
スピン密 度 は、反 応 場 所 の特 定 や ESR スペクト ルのシミュレーションを行 う上 で便 利 です。
不 対 電 子 の存 在 する分 子 のスピン密 度 の計 算 方 法 には、RHF スピン密 度 と UHF スピン密 度 の 2 種 類 の方 法 があり
ます。
UHF スピン密 度 。 UHF スピン密 度 法 では、閉 殻 系 に対 する制 限 がありません。そのため、alpha スピン電 子 と beta ス
ピン電 子 の波 動 関 数 が別 々 に計 算 されます。詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
この表 は、CS MOPAC に送 られるキーワード と、使 用 するとこの特 性 に影 響 するキーワード を示 します。
第 6 章: 計算エンジン
120 / 308
ChemBio3D 13.0
キーワード
説明
UHF
"Open Shell(Unrestricted)" 波 動 関 数 を使 用 し、Unrestricted
Hartree-Fock 法 の使 用 を指 定 した場 合 は、CS MOPAC に送 信 さ
れます。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効 にします。
MMOK
CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学 修 正 を指 定 しま
す。このキーワード を無 効 にするには、追 加 キーワード 「NOMM」を指
定 します。
スピン密 度 マト リクスを *.out ファイルに出 力 する場 合 は、このキー
SPIN
ワード を追 加 します。
RHF スピン密 度 。 RHF スピン密 度 法 では、1/2 電 子 による修 正 とシングル配 置 間 相 互 作 用 計 算 を使 って、分 子 内
の alpha スピン密 度 を分 離 します。この方 法 は、大 きな分 子 を評 価 する場 合 など、UHF スピン密
度 法 ではリソースの使 用 量 が大 きすぎる場 合 に便 利 です。詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 し
てください。
この表 は、CS MOPAC に送 られるキーワード と、使 用 するとこの特 性 に影 響 するキーワード を示 します。
キーワード
説明
ESR
CS MOPAC に送 信 され、RHF スピン密 度 計 算 を指 定 します。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効 にします。
例 1: 双 極 子 モーメント 。 この例 は、ホルムアルデヒド の双 極 子 モーメント の計 算 をする方 法 を示 しています。
1. File メニューの New Model をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. 「H2CO」と入 力 し、Enter キーを押 します。ホルムアルデヒド のモデルが表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
121 / 308
ChemBio3D 13.0
図 6.6: ホルムアルデヒド のモデル
5. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
6. Theory タブで AM1 を選 択 します。
7. Properties タブで Dipole を選 択 します。
8. Run をクリックします。
Messages ウィンド ウに表 示 された結 果 を見 ると、酸 素 原 子 の方 向 に電 子 分 布 が歪 んでいることがわかります。
X
双 極 子 (vector Debye)
Y
Z
合計
0.000
0.000
2.317
モデルを回 転 させると、X、Y、Z の各 要 素 は変 わりますが、双 極 子 の合 計 は変 わりません。この例 では、X 軸 沿 いの要
素 が大 きくなるようにモデルを配 置 しています。
例 2: カチオン安 定 性 。 この例 では、分 子 の同 族 列 におけるカチオン安 定 性 を比 較 します。
モデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. ト リクロロの場 合 、「C+Cl3」と入 力 し、Enter キーを押 します。
5. 他 のカチオンすべてについて、ステップ 1 ～ 4 を繰 り返 します。ジクロロの場 合 は、「C+Cl2」、モノクロロの場 合 は
「C+Cl」、メチルカチオンの場 合 は「CH3+」とそれぞれ入 力 します。
注 : この例 のカチオンはすべて偶 数 個 の電 子 を持 つ閉 殻 系 で、一 重 項 の基 底 状 態 にあるものとします。追 加 キー
ワード で変 更 する必 要 はありません。デフォルトの RHF 法 で計 算 されます。
計 算 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
2. Theory タブで AM1 を選 択 します。
3. Properties タブの Properties リスト で Charges を選 択 します。
4. Charges リスト で Wang-Ford を選 択 します。
第 6 章: 計算エンジン
122 / 308
ChemBio3D 13.0
5. Run をクリックします。計 算 が終 了 すると、Message ウィンド ウに各 モデルの結 果 が表 示 されます。
分 子 は平 面 構 造 になり、中 心 の炭 素 の sp2 混 成 軌 道 を反 映 しています。
この簡 単 な計 算 から、カチオンの電 荷 は中 心 炭 素 に局 在 化 されず、CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力
学 修 正 を指 定 する MMOK によって、別 の方 向 に分 散 されると推 論 できます。このキーワード を無 効 にするには、追 加
キーワード 「NOMM」を指 定 します。
例 3: 電 荷 分 布 。 この例 では、1 原 子 置 換 のフェノキシ イオン列 の電 荷 分 布 を分 析 しています。
1. File メニューの New Model をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。
4. 「PhO-」と入 力 し、Enter キーを押 します。フェノール塩 イオンのモデルが表 示 されます。
注 : 比 較 対 象 となる 1 原 子 置 換 フェノールはすべて偶 数 個 の電 子 を持 つ閉 殻 系 で、一 重 項 の基 底 状 態 にあるも
のとします。追 加 キーワード で変 更 する必 要 はありません。デフォルトの RHF 法 で計 算 されます。
5. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
6. Theory タブで PM3 を選 択 します。これにより、Charges リスト から Mulliken が自 動 的 に選 択 されます。
7. Property タブで Charges を選 択 します。
8. Run をクリックします。
パラニト ロフェノール塩 イオンを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
2. H10 をクリックし、「NO2」と入 力 して、Enter キーを押 します。パラニト ロフェノール塩 イオンが表 示 されます。
最 後 に、最 小 化 を実 行 します。
最 後 の 2 つの 1 原 子 置 換 ニト ロフェノールについては、まず、選 択 ツールを使 ってニト ロ基 を選 択 し、Delete キーを押 し
ます。ニト ロ 基 をメタ (H9) またはオルト (H8) に追 加 して、分 析 を繰 り返 します。
一 連 の分 析 データを次 に表 します。パラ、メタ、オルト のニト ロ基 を置 換 すると、メタ、パラ、オルト の順 に、フェノキシ酸 素
の負 の電 荷 が減 少 し、オルト 置 換 で負 の電 荷 が最 も減 少 しています。このデータから、フェノキシイオンはオルト のニト ロ
置 換 によって安 定 化 されると推 論 できます。
フェノール塩
p-ニト ロ
m-ニト ロ
o-ニト ロ
C1 0.39572
C1 0.41546
C1 0.38077
C1 0.45789
C2 -0.46113
C2 -0.44929
C2 -0.36594
C2 -0.75764
C3 -0.09388
C3 -0.00519
C3 -0.33658
C3 0.00316
C4 -0.44560
C4 -0.71261
C4 -0.35950
C4 -0.41505
C5 -0.09385
C5 -0.00521
C5 -0.10939
C5 -0.09544
第 6 章: 計算エンジン
123 / 308
ChemBio3D 13.0
フェノール塩
p-ニト ロ
m-ニト ロ
o-ニト ロ
C6 -0.46109
C6 -0.44926
C6 -0.41451
C6 -0.38967
O7 -0.57746
O7 -0.49291
O7 -0.54186
O7 -0.48265
H8 0.16946
H8 0.18718
H8 0.21051
N8 1.38805
H9 0.12069
H9 0.17553
N9 1.31296
H9 0.16911
H10 0.15700
N10 1.38043
H10 0.19979
H10 0.17281
H11 0.12067
H11 0.17561
H11 0.14096
H11 0.13932
H12 0.16946
H12 0.18715
H12 0.17948
H12 0.18090
O13 -0.70347
O13 -0.65265
O13 -0.71656
O14 -0.70345
O14 -0.64406
O14 -0.65424
例 4: m- ニト ロト ルエンの分 極 率 。 モデルの双 極 モーメント を計 算 する例 をもう 1 つ取 り上 げます。今 回 は、 m-ニト ロト ル
エンを使 用 します。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. 「m-nitrotoluene」と入 力 し、Enter キーを押 します。m-ニト ロト ルエンのモデルが表 示 されます。回 転 ツールを使 用 し
て、次 のようにモデルを配 向 します。
図 6.7: m-ニトロトルエンのモデル
第 6 章: 計算エンジン
124 / 308
ChemBio3D 13.0
5. Edit メニューの Select All をクリックします。
6. View、Model Display、Show Serial Numbers の順 に選 択 します。
7. テキスト 作 成 ツールで H(11) をクリックし、表 示 されたテキスト ボックスに「NO2」と入 力 します。
8. Enter キーを押 します。 m-ニト ロト ルエンのモデルが表 示 されます。
次 の操 作 を行 い、CS MOPAC を使 って双 極 子 モーメント を見 つけます。
1. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
2. Theory タブで AM1 を選 択 します。
3. Property タブで Polarizabilities を選 択 します。
4. Run をクリックします。
次 の表 は、 m-ニト ロト ルエンの一 次 分 極 率 に対 する加 電 場 の影 響 を示 す結 果 の一 部 です。
加 電 場 (eV)
alpha xx
alpha yy
alpha zz
0.000000
108.23400
97.70127
18.82380
0.250000
108.40480
97.82726
18.83561
0.500000
108.91847
98.20891
18.86943
下 の表 は、CS MOPAC に送 られるキーワード と、使 用 するとこの特 性 に影 響 するキーワード を示 します。
キーワード
説明
POLAR (E=(n1, n2, n3))
CS MOPAC に送 信 され、分 極 率 ルーチンを指 定 し
ます。n には開 始 電 圧 (eV 単 位 ) を指 定 します。デ
フォルト 値 は E = 1.0です。
n に別 の値 を指 定 してキーワード を再 入 力 すると、
開 始 電 圧 を変 更 できます。
GEO-OK
CS MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを無 効
にします。
MMOK
CS MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子 力 学
修 正 を指 定 します。このキーワード を無 効 にするに
は、追 加 キーワード 「NOMM」を指 定 します。
例 5: 相 の安 定 性 。 この例 では、水 および気 相 中 におけるグリシン両 性 イオンの安 定 性 を比 較 します。
安 定 性 を比 較 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。
第 6 章: 計算エンジン
125 / 308
ChemBio3D 13.0
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. 「HGlyOH」と入 力 し、Enter キーを押 します。グリシンのモデルが表 示 されます。
図 6.8: グリシンのモデル
5. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
6. Job & Theory タブで PM3 を選 択 します。
7. Properties タブで、Heat of Formation, COSMO Area および COSMO Volume をクリックします。
8. Run をクリックします。Messages ウィンド ウに結 果 が表 示 されます。
9. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
10.Property タブで、COSMO Area および COSMO Volume を選 択 解 除 します。
11.Run をクリックします。Messages ウィンド ウに結 果 が表 示 されます。
両 性 イオン フォームを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
2. 窒 素 原 子 をクリックして「+」を入 力 し、Enter キーを押 します。
3. 酸 素 原 子 をクリックして「-」を入 力 し、Enter キーを押 します。グリシン両 性 イオンが形 成 されます。
図 6.9: グリシン両 性 イオン
第 6 章: 計算エンジン
126 / 308
ChemBio3D 13.0
4. グリシン モデルの場 合 と同 様 に、COSMO Area および COSMO Volume 特 性 を使 用 した状 態 と使 用 しない状 態
で最 小 化 を行 います。
この表 は、上 記 の 4 つの分 析 結 果 をまとめたものです。
グリシンの形 態
∆H (kcal/mole)
溶 媒 接 触 表 面 Å2
中 性 (H2O)
-108.32861
52.36067
両 性 イオン (H2O)
-126.93974
52.37133
中 性 (気 体 )
-92.75386
両 性 イオン (気 体 )
-57.83940
このデータにより、H2O ではグリシン両 性 イオンが最 も優 先 的 な配 座 であり、気 相 では中 性 が優 先 的 であると推 論 でき
ます。
例 6。 これは超 微 細 結 合 定 数 の例 であり、エチル基 を使 用 します。
モデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New Model をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. 「EtH」と入 力 し、Enter キーを押 します。
5. 選 択 ツールをクリックします。
6. H(8) を選 択 します。
7. Backspace キーを押 して、H(8) 水 素 を削 除 します。
原 子 価 の自 動 結 合 調 整 がオンになっている場 合 は、この機 能 をオフにしてから計 算 を行 うように指 示 するメッセージが
表 示 されます。
8. Turn Off Automatic Rectification をクリックします。エチル基 が表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
127 / 308
ChemBio3D 13.0
図 6.10: エチル基 のモデル
HFC 計 算 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
2. Job & Theory タブで PM3 ポテンシャル関 数 および Open Shell (Unrestricted) 波 動 関 数 を選 択 します。
3. Properties タブで Hyperfine Coupling Constants を選 択 します。
4. Run をクリックします。
この表 は、超 微 細 結 合 定 数 を示 したものです。
超微細結合定数
C1
0.02376
C2
-0.00504
H3
-0.02632
H4
-0.02605
H5
0.00350
H6
0.05672
H7
0.05479
例 7: UHF スピン密 度 。 今 回 もエチル基 を使 って UHF スピン密 度 を計 算 します。
1. 120 ページの 「スピン密 度 」 の説 明 に従 って、エチル基 を作 成 します。
2. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
3. Theory タブで PM3 を選 択 します。
4. Properties タブで、Open Shell (Unrestricted) および Spin Density を選 択 します。
5. Run をクリックします。
Messages テーブルに原 子 軌 道 スピン密 度 のリスト が表 示 されます。
各 値 の原 子 軌 道 にはラベルが付 いていませんが、一 般 的 なルールは次 の表 のとおりです (CS MOPAC では、s 軌
道 、px 軌 道 、py 軌 道 、pz 軌 道 のみを使 います)。
第 6 章: 計算エンジン
128 / 308
ChemBio3D 13.0
スピン密 度
原子軌道。
0.07127
C1 s
0.06739
C1 px
0.08375
C1 py
0.94768
C1 pz
-0.01511
C2 S
-0.06345
C2 px
-0.01844
C2 py
-0.03463
C2 pz
-0.07896
H3 s
0.07815
H4 s
0.01046
H5 s
0.05488
H6 s
0.05329
H7 s
この結 果 から、エチル基 の不 対 電 子 は C1 の pz 軌 道 の方 に局 在 化 していると推 論 できます。これは一 般 に、反 応 場
所 を示 します。
例 8: RHF スピン密 度 。 この例 ではエチル基 を使 用 して RHF スピン密 度 を計 算 します。
1. ラジカルを作 成 するには、モデル ウィンド ウ内 でクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
2. 「EtH」と入 力 し、Enter キーを押 します。
3. 選 択 ツールをクリックします。
4. H(8) を選 択 します。
5. Backspace キーを押 して、H(8) 水 素 を削 除 します。
原 子 価 の自 動 結 合 調 整 がオンになっている場 合 は、この機 能 をオフにしてから計 算 を行 うように指 示 するメッセージ
が表 示 されます。
6. Turn Off Automatic Rectification をクリックします。エチル基 が表 示 されます。
第 6 章: 計算エンジン
129 / 308
ChemBio3D 13.0
7. Calculations、MOPAC Interface、Minimize Energy の順 に選 択 します。
8. Theory タブで PM3 および Closed Shell (Restricted) を選 択 します。
9. Properties タブで Spin Density を選 択 します。
10.Run をクリックします。
Message ウィンド ウに、各 原 子 の総 スピン密 度 のリスト が表 示 されます (各 原 子 ごとに、すべての軌 道 のスピン密 度 が
合 計 されます)。
注 : *.out ファイルを調 べると、各 原 子 軌 道 のスピン密 度 の内 容 がわかります。
総 スピン密 度
Atom
0.90744
C1
0.00644
C2
0.00000
H3
0.00000
H4
0.00001
H5
0.04395
H6
0.04216
H7
0.90744
C1
0.00644
C2
第 6 章: 計算エンジン
130 / 308
ChemBio3D 13.0
総 スピン密 度
Atom
0.00000
H3
0.00000
H4
0.00001
H5
0.04395
H6
0.04216
H7
この結 果 から、エチル基 の不 対 電 子 は C1 の方 に局 在 化 していると推 論 できます。これは一 般 に、反 応 場 所 を示 しま
す。
IR スペクト ルの予測
選 択 した分 子 の IR スペクト ルを表 示 するグラフを生 成 できます。
IR スペクト ルを生 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、Mopac interface、Predict IR Spectrum の順 に選 択 します。CS MOPAC Interface ダイアログ
ボックスが表 示 されます。
2. Properties タブで、Job type リスト から Predict IR Spectrum を選 択 します。
3. Job & Theory タブで、方 式 、波 動 関 数 、溶 媒 、および座 標 系 の値 を設 定 します。
4. Run をクリックします。グラフを表 示 するスペクト ル ビューアが表 示 されます。
CS MOPAC ファイル
出力ファイルの使用
CS MOPAC で計 算 を行 うたびに、その計 算 に関 するすべての情 報 を保 存 する *.out ファイルが作 成 されます。*.arax サ
マリ ファイルも作 成 されます (x の部 分 は、計 算 が完 了 するたびに a から z まで順 に変 化 します)。*.out ファイルは計 算 の
たびに上 書 きされますが、*.arax サマリ ファイルは計 算 のたびに新 しいファイル (*.araa、*.arab など) が作 成 されます。
第 6 章: 計算エンジン
131 / 308
ChemBio3D 13.0
OUT ファイルと AAX ファイルのデフォルト の保 存 場 所 は、My Documents フォルダの \MOPAC Interface サブフォルダで
す。CS MOPAC Interface ダイアログ ボックスの General タブで、これ以 外 の保 存 場 所 を指 定 することもできます。各 計
算 においてサマリ ファイルに保 存 される情 報 は次 のとおりです。
電 子 エネルギー (Eelectronic)
核 間 斥 力 エネルギー (Enuclear)
対称性
イオン化 ポテンシャル
HOMO/LUMO エネルギー
デフォルト では、次 の情 報 が *.out ファイルに保 存 されます。
開 始 時 の原 子 の座 標
開 始 時 の内 部 座 標
分 子 軌 道 エネルギー (固 有 値 )
終 了 時 の原 子 の座 標
多 くの計 算 作 業 も、計 算 を実 行 する前 に適 切 なキーワード を指 定 することによって *.out ファイルに出 力 することができ
ます。たとえば、キーワード MECI を指 定 すると、RHF 1/2 電 子 近 似 法 で使 用 される Microstate の方 程 式 を示 すことが
できます。詳 細 については、296 ページの 「キーワード の使 用 」 を参 照 してください。
注 : CS MOPAC 計 算 の実 行 中 に *.out ファイルを閉 じると、CS MOPAC アプリケーションの動 作 が停 止 します。
入力ファイル
CS MOPAC 入 力 ファイル (.MOP) は、モデルとそのダイアログ ボックス設 定 に関 連 付 けられます。
CS MOPAC 入 力 ァイルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Create Input File の順 に選 択 します。
2. 適 切 な設 定 をすべて選 択 して、Create をクリックします。
入 力 ファイルを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Run Input File の順 に選 択 します。Run MOPAC Input File ダイアログ ボックス
が表 示 されます。
2. CS MOPAC ファイルの完 全 なパス名 を入 力 するか、閲 覧 してファイルを選 択 します。
3. 適 切 なオプションを選 択 します。このオプションの詳 細 については、298 ページの 「電 子 構 成 の指 定 」 を参 照 してくだ
さい。
4. Run をクリックします。
新 しいモデル ウィンド ウが作 成 され、初 期 モデルが表 示 されます。CS MOPAC ジョブが起 動 し、結 果 が表 示 されます。
ジョブに要 求 される特 性 はすべて *.out ファイルに表 示 されます。この方 法 でジョブを実 行 した場 合 は、計 算 回 数 を示 す
メッセージのみが表 示 されます。
注 : 原 子 価 の満 たされていないモデルを含 む CS MOPAC ファイルを開 く場 合 は、Building コントロール パネルの
Automatically Rectify ボックスの選 択 を解 除 しておくと、ChemBio3D による座 標 の再 調 整 を防 止 できます。
第 6 章: 計算エンジン
132 / 308
ChemBio3D 13.0
注 : 対 象 となる Z-Matrix インスタンスを複 数 含 む CS MOPAC 入 力 ファイルは、ChemBio3D では正 しく表 示 されま
せん。たとえば、キーワード SADDLE を使 用 する計 算 や、モデル反 応 座 標 構 造 を含 む CS MOPAC 入 力 ファイルな
どは、正 しく表 示 されません。
CS MOPAC ジョブの実行
ChemBio3D では、以 前 に作 成 した CS MOPAC ジョブ記 述 ファイル (JDF) を選 択 することができます。JDF ファイルは、
特 定 のダイアログ ボックスに適 用 するオプションの一 式 に相 当 するものです。
JDF ファイルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Create Input File の順 に選 択 し、計 算 を選 択 します。
2. 計 算 に必 要 な設 定 を指 定 し、Save As をクリックします。
JDF ファイルから CS MOPAC ジョブを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MOPAC Interface、Run MOPAC Job の順 に選 択 します。Open ダイアログ ボックスが表 示 されま
す。
2. 実 行 する JDF ファイルを選 択 します。ファイルに保 存 されたジョブのタイプに相 当 するダイアログ ボックスが表 示 されま
す。
3. Run をクリックします。
CS MOPAC 計 算 を実 行 した後 、次 の操 作 を行 うとジョブを再 実 行 できます。
1. Calculations、MOPAC Interface、Repeat [計 算 の名 前 ] の順 に選 択 します。適 切 なダイアログ ボックスが表 示 さ
れます。
2. 必 要 に応 じてパラメータを変 更 し、Run をクリックします。計 算 が実 行 されます。
ARC ファイルからの構造式の作成
CS MOPAC 計 算 を実 行 すると、結 果 が ARC ファイルに保 存 されます。このファイルは My Documents フォルダの
\MOPAC Interface サブフォルダにあります。
ARC ファイルから構 造 式 を作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト エディタで ARC ファイルを開 きます。
2. 次 のイメージのように、ファイルのキーワード セクションの上 部 にあるテキスト を削 除 します。
第 6 章: 計算エンジン
133 / 308
ChemBio3D 13.0
ARC ファイル: A) この行 のテキストを削 除 する、B) キーワード セクション
3. ファイルに MOP 拡 張 子 を付 けて保 存 します。
4. MOP ファイルを開 きます。
CS GAMESS
General Atomic and Molecular Electronic Structure System (CS GAMESS) は、一 般 的 な ab initio 量 子 化 学 パッケー
ジです。RHF、ROHF、UHF、GVB および MCSCF を使 用 する波 動 関 数 の計 算 ができます。これらの中 には、CI や
MP2 エネルギー修 正 で利 用 できるものもあります。
CS GAMESS は、ChemBio3D 13.0 に組 み込 まれています。GAMESS 計 算 には次 の機 能 があります。
エネルギーの最 小 化
遷 移 状 態 への最 適 化
特 性 の計 算
Run Frequency
IR/Raman スペクト ル予 測
NMR スペクト ル予 測
第 6 章: 計算エンジン
134 / 308
ChemBio3D 13.0
いずれかの計 算 オプションを選 択 すると、CS GAMESS インターフェイスのダイアログ ボックスが開 き、その計 算 に関 するデ
フォルト の推 奨 パラメータが表 示 されます。計 算 を実 行 する前 に、このダイアログ ボックスのタブ付 きページでパラメータを
変 更 できます。どのようなパラメータ設 定 を使 用 すればよいかわかっている場 合 は、いずれかのオプションを出 発 点 として
計 算 を実 行 できます。CS GAMESS キーワード を熟 知 している場 合 は、Use Advanced Mode を選 択 すると、コマンド
ライン インターフェイスの GUI 版 を使 用 できます。
スペクト ルの表示
予 測 されたスペクト ルを表 示 するには、View メニューの Spectrum Viewer をクリックします。対 象 の化 合 物 に対 して実
行 する予 測 ごとに、スペクト ル ビューアに新 しいタブが表 示 されます。
図 6.11: GAMESS を使 用 したクロロベンゼンの UV-Vis スペクトル予 測
UV-Vis のピークの表示
UV-Vis Peaks テーブルを使 用 して、GAMESS UV-Vis スペクト ルにおけるピークの強 度 と位 置 を表 示 します。このテーブ
ルを表 示 するには、View メニューの UV-Vis peaks をクリックします。テーブル内 の行 をクリックすると、対 応 するピークがス
ペクト ル内 で強 調 表 示 になります。
ヒント: スペクトル ビューアを使 用 すると、GAMESS の他 に計 算 エンジンで作 成 されたスペクトルを表 示 できます。
エネルギーの最小化
モデルで CS GAMESS エネルギー最 小 化 の計 算 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、GAMESS、Minimize Energy の順 に選 択 します。GAMESS Interface ダイアログ ボックスが開
き、Job & Theory タブが表 示 されます。
2. タブで計 算 をカスタマイズします。詳 細 については、次 の各 セクションを参 照 してください。
3. Run をクリックします。
計算の設定の指定
Job & Theory タブで、基 底 関 数 系 と特 定 の電 子 構 造 論 の組 み合 わせを指 定 できます。このタブの設 定 のデフォルト で
は、 ab initio 計 算 に最 適 化 されています。
基 底 関 数 系 の詳 細 については、CS GAMESS のド キュメント のセクション『$BASIS』を参 照 してください。
計 算 の設 定 を指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Method リスト から方 式 を選 択 します。
2. Wave Function リスト から関 数 を選 択 します。
第 6 章: 計算エンジン
135 / 308
ChemBio3D 13.0
3. Basis Set リスト から基 底 関 数 系 を選 択 します。
注 : リストにない方 式 や基 底 関 数 系 を使 用 する場 合 は、General タブの Additional Keywords グループ ボックスで入
力 します。詳 細 については、298 ページの 「電 子 構 成 の指 定 」 を参 照 してください。
4. Diffuse リスト から、基 底 関 数 系 に追 加 する拡 散 関 数 を選 択 します。
5. Polarization 関 数 を設 定 します。Heavy Atom 関 数 を選 択 する場 合 、 H オプションも選 択 します。
6. Spin Multiplicity の値 を 選 択 します。
7. Net Charge の値 を選 択 します。
出力オプションの設定
General タブで、計 算 結 果 の表 示 と記 録 のオプションを設 定 します。
ジョブ タイプのオプションを設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Minimize Energy ダイアログ ボックスで Job Type タブをクリックします。
2. 次 のオプションから適 切 なものを選 択 します。
Display Every Iteration。 計 算 結 果 を毎 回 表 示 して最 小 化 プロセスを確 認 します。
計 算 結 果 を毎 回 表 示 または記 録 すると、構 造 の最 小 化 に要 する時 間 が長 くなります。
Send output to notepad。 メモ帳 ファイルで出 力 を指 定 した場 所 に保 存 します。
Kill temporary files。 出 力 ファイルのみを CS GAMESS インターフェイス フォルダに生 成 して入 力 ファイルを生 成 しませ
ん。
Send Back Output。 コメント ボックスに出 力 を表 示 します。
Average Equivalent Hydrogens。 同 一 陽 子 を統 計 処 理 します。
計算する特性の指定
計 算 する特 性 を指 定 できます。デフォルト の Population Analysis タイプは Mulliken です。
特 性 を指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Minimize Energy ダイアログ ボックスで Properties をクリックします。
2. Properties タブで、次 のオプションを設 定 します。
計 算 する特 性 を選 択 します。
Population Analysis タイプを選 択 します。
一般設定の指定
General タブで、モデルの計 算 をカスタマイズします。
一 般 設 定 を指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Minimize Energy ダイアログ ボックスで General タブをクリックします。
2. General タブで、次 のオプションを設 定 します。
溶 媒 和 モデルを選 択 します。
溶 媒 の誘 電 率 を入 力 します。気 体 相 の計 算 ではこのボックスは表 示 されません。
Results In ボックスで、結 果 を保 存 するディレクト リへのパスを直 接 入 力 するか、閲 覧 して指 定 します。
必 要 に応 じて、Additional Keywords ダイアログ ボックスに CS GAMESS キーワード を入 力 します。
第 6 章: 計算エンジン
136 / 308
ChemBio3D 13.0
GAMESS IR 振動の表示とアニメーション
GAMESS を使 用 して赤 外 線 スペクト ルを作 成 した後 、モデル ウィンド ウで IR モード の表 示 やアニメーションを行 うことが
できます。
IR スペクト ルを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 構 造 式 を作 画 します。
2. Calculations、GAMESS Interface、Predict IR/Raman Spectrum の順 に選 択 します。GAMESS Interface ダイア
ログ ボックスが開 きます。
3. ダイアログ ボックスで Job & Theory タブをクリックします。
4. Run をクリックします。計 算 が終 了 すると、スペクト ルが表 示 されます。
注 : モデルが大 きい場 合 、計 算 に数 分 間 かかる可 能 性 があります。
IR 振 動 をアニメーションとして再 生 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル表 示 ツールバーの IR Spectrum ボタン
表 示 されます。
をクリックします。Animate IR vectors for model ダイアログ ボックスが
2. 表 示 されたダイアログ ボックスで、Frequency モード か Intensity モード をクリックします。ド ロップダウン リスト は、選 択
したモード でソート されます。
3. ド ロップダウン リスト で、アニメーションに使 用 する周 波 数 と強 度 を選 択 します。それぞれの数 値 のペアの最 初 の数 値
が、選 択 したモード のものです。
4. 以 下 のオプションから選 択 します。
Show Vectors: 振 動 の方 向 を示 す矢 印 を表 示 します。
Displacement: 原 子 が移 動 する範 囲 を制 御 します。
Speed: アニメーションの速 度 を制 御 します。
5. play をクリックします。
6. アニメーションを停 止 するには、stop をクリックします。
7. モデルを元 の開 始 位 置 に戻 すには、reset をクリックします。
NMR スペクト ル
GAMESS を使 用 して、モデルの 13C および 1H NMR スペクト ルを予 測 することができます。ChemBio3D によるスペクト
ルの計 算 が終 わると、スペクト ル ビューアにスペクト ルが表 示 されます。スペクト ル ビューアでは、スペクト ルの表 示 、印
刷 、保 存 を行 うことができます。NMR スペクト ルは cdx ファイル形 式 で保 存 され、ChemBioDraw で開 くことができます。
計 算 されたスペクト ルを表 示 するには、スペクト ル ビューア上 部 でスペクト ルを選 択 します。
NMR スペクト ルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、GAMESS Interface、Predict NMR Spectrum の順 に選 択 します。
2. GAMESS Interface ダイアログ ボックスで、必 要 なオプションを選 択 し、Run をクリックします。
スペクト ルを保 存 または印 刷 するには、スペクト ルを右 クリックし、Save as または Print をクリックします。
第 6 章: 計算エンジン
137 / 308
ChemBio3D 13.0
カスタマイズしたジョブ記述の保存
ジョブ記 述 をカスタマイズした後 、それを Job Description ファイルとして保 存 して、後 で使 用 できます。詳 細 について
は、109 ページの 「ジョブ記 述 ファイル形 式 」 を参 照 してください。
CS GAMESS ジョブを保 存 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. General タブで、Menu Item Name テキスト ボックスにファイル名 を入 力 します。選 んだ名 前 が GAMESS メニューに
表 示 されます。
2. Save As をクリックします。Save ダイアログ ボックスが表 示 されます。
3. \ChemBio3D\C3D Extensions\GAMESS Job フォルダを開 きます。
注 : ファイルを GAMESS Job フォルダに保 存 しないと、メニューに表 示 されません。
4. .jdf または .jdt ファイル タイプを選 択 します。
5. Save をクリックします。
CS GAMESS ジョブの実行
ChemBio3D で INP GAMESS ジョブ ファイルを実 行 することができます。
ジョブ ファイルを実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、GAMESS、Run a Job の順に選択します。 Open ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. CS GAMESS ファイルの完 全 なパス名 を入 力 するか、そのファイルの場 所 を閲 覧 します。
3. Open をクリックします。適 切 なダイアログ ボックスが表 示 されます。
4. 必 要 に応 じてタブの設 定 を変 更 します。
5. Run をクリックします。
CS GAMESS ジョブの再実行
CS GAMESS ジョブを再 実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、GAMESS、Repeat [計 算 の名 前 ] の順 に選 択 します。適 切 なダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. 必 要 に応 じてパラメータを変 更 し、Run をクリックします。
第 6 章: 計算エンジン
138 / 308
ChemBio3D 13.0
パラメータ テーブル
ChemBio3D は、モデルの作 成 および分 析 にパラメータ テーブルを使 用 します。このテーブルには、元 素 、結 合 タイプ、原
子 タイプおよびその他 のパラメータに関 するエネルギー データおよびト ポロジ データが含 まれています。ChemBio3D では、
これらのテーブルを使 用 して実 際 の分 子 の化 学 的 に正 確 なモデルを作 成 するため、通 常 はユーザーがテーブルを編 集
する必 要 はありません。しかし、専 門 の方 が必 要 に応 じて変 更 することは可 能 です。テーブルを編 集 する場 合 は、テー
ブルは C3D Items ディレクト リに格 納 する必 要 があります。
パラメータ テーブルには次 のものがあります。
3-Membered Ring Angles。 3 員 環 を形 成 する結 合 の結 合 角 。力 場 分 析 において、3 員 環 を形 成 する結 合 が対 象
となる力 場 の、結 合 屈 曲 部 分 。
4-Membered Ring Angles。 4 員 環 を形 成 する結 合 の結 合 角 。力 場 分 析 において、4 員 環 を形 成 する結 合 が対 象
となる力 場 の、結 合 屈 曲 部 分 。
4-Membered Ring Torsionals。 4 員 環 を形 成 する原 子 が対 象 となる力 場 の、モデルのねじれ角 の部 分 。
Angle Bending Parameters。 標 準 結 合 角 。力 場 分 析 において、結 合 が対 象 となる力 場 の、結 合 屈 曲 部 分 。
Bond Stretching Parameters。 標 準 結 合 長 。力 場 分 析 において、結 合 が対 象 となる力 場 の、結 合 伸 縮 と静 電 の
部分。
ChemBio3D Building Atom Types。 モデルを作 成 するために使 用 可 能 な作 成 タイプ。
Conjugated Pisystem Atoms。 pi 系 に含 まれる結 合 の結 合 長 。Pi 原 子 が対 象 となる力 場 の、Pi 系 の部 分 。
Conjugated Pisystem Bonds。 Pi 結 合 が対 象 となる力 場 の、Pi 系 の部 分 。
Electronegativity Adjustments。 原 子 が、陰 性 原 子 に結 合 されている場 合 、原 子 間 の結 合 長 を最 適 化 します。
Elements。 モデルを作 成 するために使 用 可 能 な元 素 が含 まれています。
MM2 Atom Type Parameters。 各 原 子 が対 象 となる力 場 を計 算 するためのファンデルワールス パラメータ。
MM2 Atom Types。 モデル内 で、MM2 計 算 に使 用 できる原 子 タイプ。
MM2 Constants。 MM2 力 場 の計 算 に使 用 する定 数 。
Out-of-Plane Bending Parameters。 三 面 平 面 を形 成 する原 子 が平 面 のままであることを保 証 するパラメータ。力 場
分 析 において、三 面 平 面 を形 成 する原 子 が平 面 のままであることを保 証 するパラメータ。
References。 パラメータ情 報 の派 生 元 に関 する情 報 が含 まれています。
Substructures。 モデルを短 時 間 で作 成 するためにあらかじめ作 画 された部 分 構 造 が入 っています。
Torsional Parameters。 力 場 の、モデルのねじれ角 の部 分 を計 算 します。
VDW Interactions。 水 素 結 合 などの特 定 のファンデルワールス相 互 作 用 を調 整 します。
モデル作 成 時 、ChemBio3D 13.0 は、モデルの結 合 長 と結 合 角 がパラメータ テーブルで指 定 した条 件 を満 たすようにし
ます。
モデルへのパラメータの適用
モデルにパラメータ テーブルを適 用 させるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Model Building タブを選 択 します。
2. Apply Standard Measurements を選 択 します。
第 7 章: パラメータ テーブル
139 / 308
ChemBio3D 13.0
パラメータ テーブルの制 約 を受 けずにモデルを作 成 する場 合 は、Apply Standard Measurements オプションの選 択 を
解 除 します。ただし、パラメータが適 用 されないため、モデルが正 確 でなくなる可 能 性 があります。
推定パラメータ
場 合 により、ChemBio3D 13.0 がパラメータを推 定 します。たとえば、MM2 分 析 の実 行 中 、非 MM2 原 子 がモデル内 に
あることを発 見 したとします。原 子 タイプは Atom Types テーブルで定 義 されていますが、この原 子 の場 合 、必 要 な
MM2 パラメータは定 義 されていません。たとえば、ねじれ角 がありません。通 常 このような問 題 は、無 機 化 合 物 の場 合
に生 じるもので、MM2 ではうまく対 応 できません。有 機 化 合 物 には、より多 くのパラメータがあります。
この場 合 ChemBio3D は可 能 な限 り、経 験 に基 づいた推 測 を試 行 します。分 析 を開 始 する前 にメッセージが表 示 さ
れ、モデルにエラーが含 まれているとされる場 合 もあります。エラーを無 視 する場 合 は、分 析 後 に、推 測 されたパラメータ
を確 定 することができます。
MM2 分 析 で使 用 されたパラメータを表 示 するには、Calculations、MM2、Show Used Parameters の順 に選 択 しま
す。推 測 されたパラメータの Quality 値 は 1 です。
パラメータ テーブルの編集
注 : 発 表 されて間 もなくのパラメータ情 報 など、追 加 する情 報 が確 かでない場 合 、パラメータの追 加 や変 更 はお勧
めしません。
パラメータ テーブルにパラメータを追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. View メニューの Parameter Tables をクリックし、開 くパラメータ テーブルを選 択 します。
2. 次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
テーブルの列 のヘッダーを右 クリックし、コンテキスト メニューの Append Row を選 択 します。リスト の一 番 下 に空 の
行 が追 加 されます。
行 のヘッダーをクリックして行 を選 択 し、その行 を右 クリックして、Insert Row をクリックします。選 択 した行 の上 に空
の行 が追 加 されます。
3. 新 しいパラメータに関 する情 報 を入 力 します。
4. 次 の操 作 で、ファイルを閉 じて、保 存 してください。
注 : パラメータ テーブルの行 が重 複 しないように注 意 してください。重 複 したパラメータが存 在 する場 合 、どのパラメー
タが計 算 に使 用 されるか分 かりません。
注 意 : パラメータ テーブルは、編 集 できるように設 計 されています。ただし、専 門 の方 以 外 はテーブルを編 集 しないこ
とを強 くお勧 めします。パラメータを変 更 する前 に、元 のパラメータ テーブルのバックアップ コピーを作 成 して、C3D
Items ディレクトリから削 除 してください。
元素
Elements テーブル (Elements.xml) には、モデルを作 成 するための元 素 が含 まれます。Elements テーブルを構 成 する
フィールド を次 に示 します。
Symbol 。 通 常 、モデルを作 成 する場 合 、Elements テーブルの第 1 列 のみを使 用 します。テキスト を編 集 していない
状 態 で、元 素 記 号 の最 初 の文 字 を 1 つ以 上 入 力 すると、元 素 から元 素 に素 早 く移 動 できます。
Cov Rad。 共 有 結 合 半 径 は、原 子 間 の結 合 長 を概 算 するために使 用 されます。
第 7 章: パラメータ テーブル
140 / 308
ChemBio3D 13.0
Pattern。 元 素 のパターン。
Color。 コント ロール パネルで Color by Element チェック ボックスがオンになっている場 合 、元 素 が色 付 けされます。元 素
の色 を変 更 するには、現 在 の色 をダブルクリックします。Color Picker ダイアログ ボックスが表 示 され、元 素 の新 しい色 を
指 定 できます。
モデルに元 素 を使 用 するには、その記 号 を Replacement テキスト ボックスに入 力 し (または、Symbol フィールド のセル
をクリップボード にコピーして、テキスト ボックスに貼 り付 け)、原 子 が選 択 された状 態 で Enter キーを押 すか、原 子 をダブ
ルクリックします。原 子 が選 択 されていないと、フラグメント が追 加 されます。
Atomic number。 元 素 の原 子 番 号 。原 子 番 号 は孤 立 電 子 対 または一 般 的 な原 子 には割 り当 てられません。重 水
素 の原 子 番 号 は 1.2 です。
作 成 タイプ
Building Atom Types テーブル (ChemBio3D Building Atom Types.xml) には、モデルの作 成 に使 用 する原 子 タイプが含
まれています。通 常 、モデルを作 成 する場 合 、テーブルの第 1 列 のみを使 用 します。モデルに作 成 タイプを使 用 するに
は、その記 号 を Replacement テキスト ボックスに入 力 し (または、名 前 セルをクリップボード にコピーしてテキスト ボックス
に貼 り付 け)、原 子 が選 択 された状 態 で Enter キーを押 すか、原 子 をダブルクリックします。原 子 が選 択 されていないと、
フラグメント が追 加 されます。作 成 タイプのレコード を構 成 するフィールド は、次 のとおりです。
Name (名 前 )。 レコード は、原 子 タイプ名 によってアルファベット 順 に並 べられています。作 成 タイプ名 は一 意 である必
要 があります。
Symbol (元 素 記 号 )。 このフィールド には作 成 タイプに関 連 する元 素 記 号 が表 示 されます。この記 号 は、ChemBio3D
Building Atom Types テーブルと Elements テーブルにリンクしています。この元 素 記 号 は原 子 ラベルにも使 用 され、さら
に、MDL MolFile のように、作 成 タイプをサポート しないファイル形 式 でファイルを保 存 するときにも使 われます。
van der Waals Radius (ファンデルワールス半 径 )。 ファンデルワールス (van der Waals) 半 径 は、ボール & スティック、シ
リンダー結 合 、または空 間 充 填 モデルを表 示 するときの、原 子 のボールとド ット 面 の表 示 サイズを指 定 します。
近 接 状 態 を生 成 する (Structure、Measurements、Generate All Close Contacts の順 に選 択 ) とき、ChemBio3D
13.0 では、2 つの非 結 合 原 子 間 の距 離 を、それぞれの原 子 のファンデルワールス半 径 の合 計 と比 較 して、近 接 状 態 を
決 定 します。
注 : MM2 計 算 の結 果 には、ChemBio3D Building Atom Types テーブルで指 定 されたファンデルワールス半 径 による
影 響 はありません。MM2 計 算 で使 用 する半 径 は、MM2 Atom Types テーブルで指 定 されたものです。
Text (テキスト )。 テキスト 番 号 は、他 のパラメータ テーブルで特 定 の原 子 群 にどの計 算 を適 用 するか決 定 します。
たとえば、C アルカンの作 成 タイプ番 号 は 1 で、O アルコールの作 成 タイプ番 号 は 6 です。C アルカン原 子 と O アルコー
ル原 子 の間 にある結 合 の標 準 結 合 長 を得 るには、Bond Stretching テーブルで、1-6 レコード を参 照 します。
Charge (電 荷 )。 作 成 タイプをモデルの原 子 に割 り当 てるときに作 成 タイプの電 荷 が使 用 されます。
原 子 に関 する情 報 を表 示 するとき、電 荷 は常 に原 子 記 号 の後 に表 示 されます。電 荷 が分 数 の場 合 もあります。たと
えば、シクロペンタジエン環 に含 まれる炭 素 原 子 の電 荷 は 0.200 です。
ChemBio3D では、原 子 に割 り当 てられた形 式 電 荷 を表 示 し、非 局 在 化 電 荷 を計 算 します。マウス ポインタを原 子
上 に移 動 すると、両 方 の電 荷 がポップアップ ウィンド ウに表 示 されます (表 示 されない場 合 もあります)。
第 7 章: パラメータ テーブル
141 / 308
ChemBio3D 13.0
Max Ring Size (最 大 環 サイズ)。 Maximum Ring Size フィールド では、相 当 する作 成 タイプを、一 定 のサイズの環 に
含 まれる原 子 に制 限 するかどうかを指 定 します。このセルがゼロ、または空 白 の場 合 、この作 成 タイプは制 限 されていま
せん。たとえば、C シクロプロパンの最 大 環 サイズは 3 です。
Rectification Type (結 合 調 整 タイプ)。 Rectification Type は原 子 価 に満 たない原 子 を満 たす原 子 タイプを指 定 しま
す。この原 子 は、モデルの作 成 時 に追 加 または削 除 されます。修 正 をアクティブ化 するには、File メニューの Model
Settings をクリックします。Model Building タブで Rectify チェック ボックスをオンにします。
使 用 できる結 合 調 整 タイプは次 のとおりです。
D
H
H Alcohol
H Amide
H Amine
H Ammonium
H Carboxyl
H Enol
H Guanidine
H Thiol
結 合 調 整 タイプを指 定 する場 合 、結 合 調 整 タイプの結 合 先 タイプと作 成 タイプの間 に矛 盾 がないように注 意 してくださ
い。原 子 は、結 合 調 整 タイプがない場 合 、一 切 調 整 されません。
たとえば、O カルボキシルの結 合 調 整 タイプが H Carboxyl である場 合 、H カルボキシルの結 合 先 タイプを O Carboxyl ま
たは空 にします。そうしないと、作 成 タイプを割 り当 てる際 に、O カルボキシル原 子 に結 合 している水 素 原 子 の原 子 タイ
プに H Carboxyl が割 り当 てられません。
Geometry (幾 何 学 的 構 造 )。 作 成 タイプの幾 何 学 的 構 造 は、その原 子 タイプから拡 張 する結 合 数 と、その結 合 が
形 成 する角 を記 述 します。
使 用 できる幾 何 学 的 構 造 は次 のとおりです。
配位子数 0
配位子数 1
配位子数 5
屈曲
直線
八面体
平面正方形
四面体
三 方 両 ピラミッド
三面平面
三 面 ピラミッド
注 : 結 合 角 の標 準 パラメータは、中 心 原 子 の立 体 構 造 が、四 面 体 、三 面 体 、または屈 曲 構 造 の場 合 にのみ使
用 されます。
Double Bonds、Triple Bonds、Delocalized Bonds (二 重 結 合 、三 重 結 合 、非 局 在 結 合 )。 二 重 結 合 数 、三 重
結 合 数 、非 局 在 結
合 数 は整 数 であり、その範 囲 は、0 から立 体 構 造 に指 定 されている配 位 子 の数 までです。ChemBio3D では、この情
第 7 章: パラメータ テーブル
142 / 308
ChemBio3D 13.0
報 を利 用 して、結 合 次 数 に基 づいて作 成 タイプを割 り当 てたり、作 成 タイプに基 づいて結 合 次 数 を割 り当 てたりしま
す。
Bound to Order (結 合 先 次 数 )。 作 成 タイプと、結 合 先 タイプで指 定 された原 子 タイプの間 で可 能 な結 合 次 数 で
す。
たとえば、 C カルボニルの場 合 、二 重 結 合 のみが結 合 先 タイプ O Carboxylate を形 成 できます。結 合 先 タイプが指 定 され
ていなければ、このフィールド は空 になります。結 合 先 次 数 は、単 一 、二 重 、三 重 、または非 局 在 化 のいずれかです。
注 : 結 合 先 次 数 は、この原 子 タイプの二 重 結 合 数 、三 重 結 合 数 、非 局 在 結 合 数 と整 合 性 があることが必 要 で
す。原 子 タイプの結 合 先 タイプが指 定 されていない場 合 、結 合 先 次 数 は無 視 されます。
Bound to Type (結 合 先 タイプ)。 原 子 の結 合 先 となる作 成 タイプを指 定 します。制 限 がない場 合 、このフィールド は
空 になります。Bound to Type は、Bound to Order フィールド とともに使 用 します。
Bound to Type の値 が空 白 でない場 合 、次 のようになります。
C Alkene
C Carbocation
C Carbonyl
C Carboxylate
C Cyclopentadienyl
C Cyclopropene
C Epoxy
C Isonitrile
C Metal CO
C Thiocarbonyl
H Alcohol
H Thiol
N Ammonium
N Azide Center
N Azide End
N Isonitrile
N Nitro
O Carbonyl
O Carboxylate
O Epoxy
O Metal CO
O Nitro
O Oxo
O Phosphate
P Phosphate
S Thiocarbonyl
Substructures テーブル
Substructures テーブル (Substructures.xml) には、モデルの作 成 時 に使 用 する部 分 構 造 を集 めたライブラリが含 まれて
います。部 分 構 造 は、新 しいフラグメント を作 成 するときのテンプレート として使 用 することも、既 存 モデルに追 加 すること
もできます。
既 存 のモデルに部 分 構 造 を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールを使 用 して、モデル内 の原 子 をクリックします。
2. 部 分 構 造 の名 前 (Substructure パラメータ テーブルの 1 列 目 を参 照 ) を入 力 して、Enter キーを押 します。
第 7 章: パラメータ テーブル
143 / 308
ChemBio3D 13.0
部 分 構 造 から新 しいフラグメント を作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Substructure パラメータ テーブルで、Model 列 にある部 分 構 造 の画 像 を右 クリックして、コンテキスト メニューから
Copy を選 択 します。
2. モデル ウィンド ウを右 クリックして、コンテキスト ウィンド ウから Paste を選 択 します。
Substructure テーブルの編集
テーブルから部 分 構 造 を削 除 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 削 除 する部 分 構 造 の行 番 号 をクリックします。行 が強 調 表 示 されます。
2. 行 で強 調 表 示 されたセルを右 クリックし、Delete row を選 択 します。行 が削 除 されます。
テーブルに行 を追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
既 存 の行 の前 に行 を追 加 するには、既 存 の行 を右 クリックし、Insert Row を選 択 します。
テーブルの一 番 下 に行 を追 加 するには、セルを右 クリックして、Append Row を選 択 します。
2. 新 しい行 の Name 列 に、部 分 構 造 の名 前 を追 加 します。
3. モデル ウィンド ウで部 分 構 造 モデルを作 成 します。
4. モデルを選 択 します。
5. Edit メニューの Copy をクリックします。
6. Substructure テーブルで新 しい行 の Model セルを右 クリックして、Paste を選 択 します。
7. Color セルをダブルクリックして、部 分 構 造 に色 を割 り当 てます。
8. Substructure ウィンド ウを閉 じて、要 求 に応 じて変 更 を保 存 します。
References
References テーブル (References.xml) の中 には、他 のパラメータの源 に関 する情 報 が入 っています。References テー
ブルを使 用 しても他 のテーブルに影 響 はありません。
各 参 照 レコード では、Reference Number と Reference Description のフィールド が使 用 されます。
Number (数 字 )。 Reference Number は参 考 資 料 を整 理 する指 数 です。各 計 算 法 にも、その計 算 法 の源 を示 す参
照 番 号 が入 っている参 照 フィールド が必 要 です。
説 明 。 Reference Description の中 には、参 考 資 料 を説 明 するために必 要 な任 意 のテキスト が入 っています。Journal
references または文 献 のデータは一 般 的 な例 です。
Bond Stretching Parameters
Bond Stretching Parameters テーブル (Bond Stretching Parameters.xml) の中 には、さまざまな原 子 タイプの原 子 間 の
標 準 結 合 長 に関 する情 報 が入 っています。標 準 結 合 長 の他 に、ChemBio3D の MM2 計 算 で使 用 する情 報 もありま
す。
第 7 章: パラメータ テーブル
144 / 308
ChemBio3D 13.0
Bond Stretching テーブルの中 には、モデル内 の結 合 が対 象 となる力 場 の、結 合 伸 縮 と静 電 の部 分 を計 算 するときに
必 要 な情 報 が入 っています。
Bond Stretching Parameters レコード は、Bond Type、KS、Length、Bond Dpl、Quality、Reference の 6 つのフィールド
から成 ります。
Bond Type (結 合 タイプ)。 Bond Type フィールド には、結 合 された 2 つの原 子 の作 成 タイプ番 号 が入 っています。
たとえば Bond Type 1-2 は、アルカン炭 素 とアルケン炭 素 の間 にある結 合 を指 定 します。
KS。 KS (または結 合 伸 縮 力 定 数 ) フィールド の中 には、2 つの原 子 の間 にある結 合 の強 度 に直 接 影 響 がある比 例
定 数 が入 っています。KS 値 が大 きいほど、その結 合 を圧 縮 または伸 縮 することが難 しくなります。
Length (結 合 長 )。 3 つ目 のフィールド 、Length の中 には、特 定 の結 合 タイプの結 合 長 が入 っています。Length フィー
ルド にある数 字 が大 きいほどそのタイプの結 合 は長 くなります。
Bond Dpl (結 合 双 極 子 )。 Bond Dpl フィールド の中 には、特 定 の結 合 タイプの結 合 双 極 子 が入 っています。このセル
内 の数 字 は、結 合 の極 性 を示 します。値 が 0 の場 合 、特 定 の結 合 の原 子 の間 に、陰 性 の差 がないことを示 します。
結 合 双 極 子 の値 が正 の場 合 、Bond Type フィールド 内 の第 1 原 子 タイプ番 号 で指 定 する作 成 タイプの陰 性 が、第 2
原 子 タイプ番 号 で指 定 する作 成 タイプの陰 性 よりも弱 いことを示 しています。結 合 双 極 子 の値 が負 の場 合 、Bond
Type フィールド 内 の第 1 原 子 タイプ番 号 で指 定 する作 成 タイプの陰 性 が、第 2 原 子 タイプ番 号 で指 定 する作 成 タイ
プの陰 性 よりも強 いことを示 しています。
たとえば、結 合 を形 成 する両 方 のアルカン炭 素 が同 じ陰 性 を持 つため、1-1 の結 合 タイプの結 合 双 極 子 は 0 です。
エーテルまたはアルコール酸 素 の陰 性 はアルカン炭 素 の陰 性 よりも強 いため、1-6 の結 合 タイプの結 合 双 極 子 は 0.440
です。
シラン珪 素 の陰 性 はアルカン炭 素 の陰 性 よりも弱 いため、1-19 の結 合 タイプの結 合 双 極 子 は -0.600 です。
注 : 炭 素 と水 素 の陰 性 が異 なっていますが、1-5 の結 合 タイプの結 合 双 極 子 は 0 です。この概 算 によって、計 算 す
る双 極 子 の数 が大 幅 に減 少 し、合 理 的 な結 果 を得 ることができます。
Angle Bending Parameters
これらのパラメータ テーブルは、ChemBio3D 13.0 がさまざまなタイプの原 子 間 での結 合 角 を決 定 するのに使 用 する標
準 結 合 角 を提 供 します。変 角 エネルギー パラメータ テーブルは 3 種 類 あります。
テーブル名
Angle Bending
Parameters
ファイル名
説明
Angle Bending 中 心 原 子 の追 加 物 の数 が 4 以 下 で、結 合 角 が 3 員 環 や 4 員 環
Parameters.xml に含 まれていない場 合 に適 用 されます。
3-Membered
3-Membered Ring
Ring
Angles
Angles.xml
3 員 環 に適 用 されます。
4-Membered
4-Membered Ring
Ring
Angles
Angles.xml
4 員 環 に適 用 されます。
第 7 章: パラメータ テーブル
145 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemBio3D では、3 員 環 または 4 員 環 に含 まれるモデルの結 合 角 全 体 が対 象 となる MM2 力 場 の、結 合 角 曲 げの
部 分 を計 算 するときに必 要 な追 加 情 報 を使 用 します。
これらのテーブルはそれぞれ、以 下 に説 明 するフィールド から成 ります。
Angle Type。 このフィールド の中 には、結 合 角 を形 成 する 3 つの原 子 の原 子 タイプ番 号 が入 っています。
たとえば、1-2-1 の結 合 角 は、アルカン炭 素 がアルケン炭 素 と結 合 し、このアルケン炭 素 がさらに、別 のアルカン炭 素 に
結 合 して形 成 される結 合 角 です。ここでは、アルケン炭 素 が結 合 角 の中 心 原 子 であることに注 目 してください。
KB。 KB (または結 合 角 曲 がり定 数 ) の中 には、3 つの原 子 によって定 義 される結 合 角 を曲 げるために必 要 なエネル
ギーの測 定 値 が入 っています。KB 値 が大 きいほど、その結 合 角 を圧 縮 または伸 縮 することが難 しくなります。
-XR2-。 このフィールド の中 には、中 心 原 子 が水 素 原 子 と一 切 結 合 していない結 合 角 の最 適 値 が入 っています。が
結 合 角 の中 心 原 子 を表 し、R は X と結 合 する、水 素 以 外 の原 子 を表 します。
たとえば、2,2-ジクロロプロピオン酸 の 1-1-3 結 合 角 タイプでは、中 心 炭 素 (C-2) に水 素 原 子 が結 合 されていないの
で、-XR2- 結 合 角 の 107.8 度 が最 適 値 になります。
N,N,N-ト リエチルアミンの 1-8-1 結 合 角 タイプでは、中 心 窒 素 に水 素 原 子 が結 合 されていないので、-XR2- 結 合 角 の
107.7 度 が最 適 値 になります。中 心 窒 素 の立 体 構 造 が三 面 ピラミッド 型 であるため、結 合 した水 素 以 外 の原 子 の片
方 が孤 立 電 子 対 で、もう片 方 が炭 素 であることに注 目 してください。
-XRH-。 -XRH- フィールド の中 には、中 心 原 子 が、水 素 原 子 および水 素 以 外 の原 子 と結 合 している結 合 角 の最 適
値 が入 っています。X が結 合 角 の中 心 原 子 を表 し、R は X と結 合 する、水 素 以 外 の原 子 を表 します。また、H は X と
結 合 する水 素 原 子 を表 します。
たとえば、2-クロロプロピオン酸 の 1-1-3 結 合 角 タイプでは、中 心 炭 素 (C-2) に水 素 原 子 が 1 つ結 合 されているので、XRH- 結 合 角 の 109.9 度 が最 適 値 になります。N,N- ジエチルアミンの 1-8-1 結 合 角 タイプでは、中 心 窒 素 に水 素 原
子 が結 合 されているので、-XRH- 結 合 角 の 107.7 度 が最 適 値 になります。この場 合 、1-8-1 結 合 角 の -XR2-値 と XRH-値 は同 じです。上 の N,N,N-ト リエチルアミンの例 と同 様 、唯 一 の水 素 以 外 の原 子 は孤 立 電 子 対 です。
-XH2-。 -XH2- フィールド の中 には、中 心 原 子 がさらに、2 つの水 素 原 子 と結 合 している結 合 角 の最 適 値 が入 ってい
ます。
たとえば、プロピオン酸 の 1-1-3 結 合 角 タイプでは、中 心 炭 素 (C-2) に水 素 原 子 が 2 つ結 合 されているので、-XH2- 結
合 角 の 110.0 度 が最 適 値 になります。
Conjugated Pisystem Bonds
ChemBio3D は、Conjugated Pisystems Bonds テーブル (Conjugated PI System Bonds.xml) のパラメータを使 用 し
て、pi 系 に含 まれる結 合 の長 さと角 度 を修 正 します。ChemBio3D では、モデルの pi 結 合 が対 象 となる MM2 力 場
の、pi 系 の部 分 を計 算 するときに必 要 な追 加 情 報 を使 用 します。
Pi Bonds テーブルのレコード の中 には、次 の 5 つのフィールド があります。Bond
Type、dForce、dLength、Quality、Reference です。
Bond Type (結 合 タイプ)。 Bond Type は、2 つの結 合 された原 子 の原 子 タイプ番 号 を表 します。
たとえば、2-2 の結 合 タイプは、2 つのアルケン炭 素 の間 にある結 合 です。
dForce。 dForce は、特 定 の共 役 二 重 結 合 の結 合 伸 縮 力 定 数 を減 少 するために使 用 する定 数 です。計 算 した pi
結 合 次 数 が x である結 合 のエネルギー定 数 Kx は次 の方 程 式 で計 算 します。Kx= K2 - (1 - x) * dForce
以 上 の K2 は、Bond Stretching テーブルから得 た、非 共 役 二 重 結 合 の力 定 数 です。
第 7 章: パラメータ テーブル
146 / 308
ChemBio3D 13.0
2 つの pi 原 子 の間 にある結 合 の Kx の値 が高 いほど、その結 合 を圧 縮 または伸 縮 することが難 しくなります。
dLength。 dLength フィールド の中 には、任 意 の共 役 二 重 結 合 の結 合 長 を延 長 するために使 用 する定 数 が入 ってい
ます。計 算 した pi 結 合 次 数 が x である結 合 の結 合 長 lx は次 の方 程 式 で計 算 します。
lx = l2 + (1 - x) * dLength
以 上 の l2 は、Bond Stretching テーブルから得 た、非 共 役 二 重 結 合 の結 合 長 です。2 つの pi 原 子 の間 にある結 合 の lx
の値 が高 いほど、その結 合 は長 くなります。
パラメータの Quality は、データの相 対 的 な精 度 を示 します。
Quality
精 度 のレベル
1
ChemBio3D によって推 定 されたパラメータ。140 ページの 「推
定 パラメータ」 を参 照 してください。
2
確 認 されていない、理 論 上 のパラメータ。
3
実 験 データから導 かれたパラメータ。
4
確 証 されたパラメータ。
計 算 の参 照 は、References テーブル内 の参 照 番 号 に相 当 します。参 照 は、パラメータ データの派 生 元 を示 します。
参 照 のリスト については、References パラメータ テーブルを参 照 してください。
Pi Atoms (Pi 原 子 )
Pi Atoms テーブル (Conjugated Pisystem Atoms.xml) の中 には、pi 系 の原 子 を修 正 するための電 子 特 性 パラメータが
入 っています。ChemBio3D では、pi 原 子 が対 象 となる MM2 力 場 の、pi 系 の部 分 を計 算 するときに必 要 な追 加 情 報
を使 用 します。
Pi Atoms テーブルのフィールド について、次 に説 明 します。
Atom Type 。 Atom type number フィールド の中 には、Conjugated Pisystem Atoms レコード の残 りに適 用 する原 子 タ
イプ番 号 が入 っています。
Electron (電 子 )。 Electron フィールド の中 には、pi 原 子 が pi 系 に提 供 する電 子 の数 が入 っています。
たとえば、原 子 タイプ番 号 が 2 であるアルケン炭 素 は、pi 系 に 1 つの電 子 を提 供 し、原 子 タイプ番 号 が 40 であるピロー
ル窒 素 は、pi 系 に 2 つの電 子 を提 供 します。
Ionization (イオン化 )。 Ionization フィールド の中 には、単 離 した pi 原 子 から pi 電 子 を除 去 するために必 要 なエネル
ギー量 が入 っています (単 位 : 電 子 ボルト (eV))。原 子 の陰 性 が強 くなるほど、イオン化 エネルギーが大 きくなります。
たとえば、アルケン炭 素 のイオン化 エネルギーは -11.160 eV で、より強 い陰 性 を有 すピロール窒 素 のイオン化 エネルギー
は -13.145 eV です。
Repulsion (斥 力 )。 Repulsion フィールド の中 には次 のものが入 っています。
それぞれ別 の pi 原 子 に属 する 2 つの電 子 が掛 け離 れるのを防 ぐために必 要 なエネルギー。
第 7 章: パラメータ テーブル
147 / 308
ChemBio3D 13.0
同 じ pi 原 子 の同 じ起 動 に含 まれる 2 つの電 子 が掛 け離 れるのを防 ぐために必 要 なエネルギー (単 位 : 電 子 ボルト
(eV))。
原 子 の陰 性 が強 くなるほど、斥 力 エネルギーが大 きくなります。たとえば、アルケン炭 素 の斥 力 エネルギーは 11.134 eV
で、より強 い陰 性 を有 すピロール窒 素 の斥 力 エネルギーは 17.210 eV です。
パラメータの Quality は、データの相 対 的 な精 度 を示 します。
Quality
精 度 のレベル
1
ChemBio3D によって推 定 されたパラメータ。140 ページの 「推
定 パラメータ」 を参 照 してください。
2
確 認 されていない、理 論 上 のパラメータ。
3
実 験 データから導 かれたパラメータ。
4
確 証 されたパラメータ。
計 算 の参 照 は、References テーブル内 の参 照 番 号 に相 当 します。参 照 は、パラメータ データの派 生 元 を示 します。
参 照 のリスト については、References パラメータ テーブルを参 照 してください。
Electronegativity adjustments
ChemBio3D では、Electronegativity Adjustments テーブル (Electronegativity Adjustments.xml) に入 っているパラメータ
を使 用 して、片 方 の原 子 が、陰 性 を有 す 3 つ目 の原 子 と結 合 している場 合 、2 つの原 子 の間 で最 適 な結 合 長 を調
節 します。たとえば、エタンにおける炭 素 と炭 素 の単 結 合 の長 さは、エタノールにおける炭 素 と炭 素 の単 結 合 の長 さとは
異 なります。MM2 パラメータのセット には、炭 素 と炭 素 の単 結 合 長 に対 する 1 つのパラメータがあります (1.523 Å)。陰 性
の修 正 パラメータを使 用 して、エタノールの C-C 結 合 を修 正 できます。Electronegativity Corrections テーブルで使 用 さ
れる陰 性 パラメータは 1-1-6 結 合 角 タイプです。ここで、原 子 タイプ 1 は C アルカン、原 子 タイプ 6 は O アルコールです。
このパラメータの値 は -0.009 Å です。つまり、エタノールの C-C 結 合 長 は、標 準 の C-C 結 合 長 より 0.009 Å 短 くなりま
す。
MM2 Constants
MM2 Constants テーブル (MM2 Constants.xml) の中 には、ChemBio3D が MM2 力 場 を計 算 するために使 用 するパラ
メータが入 っています。
三 次 伸 縮 定 数 と四 次 伸 縮 定 数 。 フックの法 則 における方 程 式 を積 分 することにより、ボール＆ スプリング モデルの位
置 エネルギーを現 すフック法 則 のポテンシャル関 数 が得 られます。このポテンシャル関 数 は、通 常 のポテンシャル井 戸 の
形 をしています。
第 7 章: パラメータ テーブル
148 / 308
ChemBio3D 13.0
フックの法 則 のポテンシャル関 数 は、二 次 関 数 であるため、形 成 されるポテンシャル井 戸 は対 称 的 な形 です。ポテン
シャル井 戸 の実 形 は非 対 称 的 な形 であり、モース関 数 によって定 義 されますが、フックの法 則 のポテンシャル関 数 は、
ほとんどの分 子 に適 しています。
フックの法 則 では適 当 に表 せない長 い結 合 を含 む分 子 もあります。したがって、三 次 伸 縮 項 が MM2 力 場 に含 まれて
います。三 次 伸 縮 項 は、非 対 称 的 なポテンシャル井 戸 の形 を可 能 として、これらの長 い結 合 に敵 応 できます。ただし、
三 次 伸 縮 項 では極 端 に長 い結 合 には対 応 できません。したがって、四 次 伸 縮 項 が MM2 力 場 に含 まれており、これら
の非 常 に長 い結 合 から生 じる問 題 を解 決 します。
C-C-C 結 合 角 のタイプ 2 (-CHR-) 変 角 力 パラメータ。
1-1-1 角 の -CHR- 変 角 定 数 K
4 員 環 の 1-1-1 角 の -CHR- 変 角 定 数 K
3 員 環 の 22-22-22 角 の -CHR- 変 角 定 数 K
これらの定 数 は Angle Bending テーブルで指 定 された力 定 数 とは異 なるものです。MM2 Angle Bending Parameters
テーブルにリスト される 1-1-1 角 (1 は、C アルカン原 子 タイプの原 子 タイプ番 号 です) の曲 げ力 定 数 (K) は、水 素 以 外 の
基 が結 合 されるアルカン炭 素 に使 用 されます。1 つまたは 2 つの水 素 と結 合 する炭 素 の角 曲 げパラメータは、水 素 と結
合 していない炭 素 のものと異 なります。1 つまたは 2 つの水 素 と結 合 する炭 素 は数 多 くあるので、これらの結 合 角 では
別 々 の力 定 数 を使 用 します。
1-1-1 角 の -CHR- Bending K によって、タイプ 1 (-CH2-) およびタイプ 2 (-CHR-) 相 互 作 用 に、より正 確 な力 定 数 を指
定 できます。さらに、4 員 環 の 1-1-1 角 の -CHR- Bending K および 3 員 環 の 22-22-22 角 (22 は、C シクロプロパン原 子
タイプの原 子 タイプ番 号 です) の -CHR- Bending K は、上 記 1-1-1 角 の -CHR- Bending K とは異 なり、個 別 な定 数 を
正 確 に指 定 する必 要 があります。
伸 縮 -変 角 パラメータ。
X-B、C、N、O-Y 伸 縮 -曲 げ相 互 作 用 力 定 数
X-B、C、N、O-H 伸 縮 -曲 げ相 互 作 用 力 定 数
X-Al、S-Y 伸 縮 -変 角 力 定 数
X-Al、S-H 伸 縮 -変 角 力 定 数
X-Si、P-Y 伸 縮 -変 角 力 定 数
X-Si、P-H 伸 縮 -変 角 力 定 数
X-Ga、Ge、As、Se-Y 伸 縮 -変 角 力 定 数
伸 縮 -変 角 パラメータは、上 記 元 素 リスト での伸 縮 -曲 げ相 互 作 用 項 で使 用 する力 定 数 です。X および Y は水 素 以
外 の任 意 の原 子 です。
角 度 が圧 縮 される場 合 、MM2 力 場 は力 定 数 を使 ってその角 の中 心 原 子 から両 方 の原 子 までの結 合 長 を大 きくしま
す。
たとえば、シクロブタンの正 常 な C-C-C 結 合 角 は 88.0 度 で、比 較 してシクロヘキサンの C-C-C 結 合 角 は 110.8 度 で
す。伸 縮 -変 角 力 定 数 を使 用 して、シクロヘキサンにおいて 1.536 Åの C-C 結 合 長 から、シクロブタンにおいて 1.550 Å
にまで C-C 結 合 を伸 ばします。
第 7 章: パラメータ テーブル
149 / 308
ChemBio3D 13.0
六 次 変 角 定 数 。 六 次 変 角 定 数 (* 10**8)
ChemBio3D は、六 次 変 角 定 数 を使 用 して、最 適 値 から大 きくひずむ角 のエネルギーを増 加 します。
Dielectric Constants (誘 電 率 )。
電 荷 の誘 電 率
双 極 子 の誘 電 率
誘 電 率 は逆 比 例 定 数 として静 電 エネルギー項 に使 用 されます。誘 電 率 は電 荷 と双 極 子 と分 けてあるので、片 方 を
部 分 的 に、または完 全 に除 去 できます。
電 荷 ｰ双 極 子 相 互 作 用 は、電 荷 と双 極 子 の誘 電 率 の幾 何 平 均 を使 用 します。
たとえば、双 極 子 の誘 電 率 を増 加 した場 合 、双 極 子 または双 極 子 エネルギーが減 少 します。結 果 的 に、分 子 の総
合 立 体 エネルギーに対 する双 極 子 ｰ双 極 子 相 互 作 用 の影 響 が減 少 します。
静 電 およびファンデルワールスのカット オフ パラメータ。 これらのパラメータが定 義 する最 短 距 離 を超 えると、リスト された
相 互 作 用 の計 算 に 5 次 の多 項 スイッチング関 数 を使 用 します。
電 荷 または電 荷 相 互 作 用 のカット オフ距 離 電 荷 または双 極 子 相 互 作 用 のカット オフ距 離
双 極 子 または双 極 子 相 互 作 用 のカット オフ距 離
ファンデルワールス相 互 作 用 のカット オフ距 離
MM2 Atom Type Parameters
MM2 Atom Types テーブル (MM2 Atom Types.xml) の中 には、モデル内 の各 原 子 が対 象 となる力 場 を計 算 するときに
必 要 な van der Waals パラメータが入 っています。
各 MM2 Atom Type レコード は、次 の 8 つのフィールド を含 みます。Atom type number、R*、Eps、Reduct、Atomic
Weight、Lone Pairs、Quality、Reference です。
Text type number
Text Type number フィールド は、MM2 Atom Type Parameter レコード の残 りが適 用 する原 子 タイプです。MM2 Atom
Type テーブル ウィンド ウのレコード は、Atom Type Atom type number の昇 順 にソート されます。
R。 R フィールド は、特 定 の原 子 のファンデルワールス半 径 です。原 子 のファンデルワールス半 径 が大 きいほど、その原
子 は大 きくなります。
注 : ChemBio3D では、MM2 Atom Types テーブルのファンデルワールス半 径 R を 計 算 に使 用 します。これは、モデ
ルを表 示 するときに使 用 する Atom Types テーブルのファンデルワールス半 径 とは異 なります。
Eps。 Eps または Epsilon フィールド は、ポテンシャル井 戸 の深 さと比 例 する定 数 です。エプシロンの値 が増 大 するに連
れて、ポテンシャル井 戸 の深 さが増 大 し、原 子 と他 の原 子 の間 にある反 発 的 および引 力 的 な相 互 作 用 も増 大
します。
注 : 特 定 のファンデルワールス相 互 作 用 では、MM2 Atom Types テーブルに含 まれた値 の代 わりに、van der Waals
Interactions テーブルの R および Eps 値 を使 用 します。詳 細 については「ファンデルワールス相 互 作 用 」を参 照 してく
ださい。
Reduct。 Reduct は、結 合 した炭 素 原 子 の核 に向 けて、水 素 の電 子 雲 の中 心 を、両 原 子 間 の距 離 の約 10% に位
置 するために使 用 される定 数 です。
第 7 章: パラメータ テーブル
150 / 308
ChemBio3D 13.0
ファンデルワールス ポテンシャル関 数 に含 まれている原 子 はすべて、その核 を中 心 とした球 形 の電 子 雲 を有 する必 要 が
あります。大 きな原 子 のほとんどの場 合 この想 定 は妥 当 ですが、水 素 のような小 さい原 子 については妥 当 ではありませ
ん。水 素 の核 を中 心 とした球 形 の電 子 雲 に基 づいた原 子 力 学 計 算 では正 しい結 果 は得 られません。
しかし、水 素 を覆 う電 子 雲 が球 形 であって、その中 心 が水 素 の核 でないという折 中 案 は妥 当 です。Reduct 定 数 を通
常 の結 合 長 で掛 けて、位 置 を変 える電 子 雲 の中 心 となる新 しい結 合 長 を計 算 します。
水 素 以 外 の他 の原 子 の場 合 、Reduct フィールド の値 はゼロです。
Atomic weight。 第 5 フィールド の Atomic Weight は、原 子 タイプ番 号 で表 す原 子 の原 子 量 です。
注 : 原 子 量 は等 方 的 に純 粋 な元 素 のものです。たとえば、原 子 番 号 1 の原 子 量 は 12.000 で、 12C の原 子 量 で
す。
孤 立 電 子 対 。 Lone Pairs フィールド には、特 定 の原 子 タイプの付 近 にある孤 立 電 子 対 の数 が入 っています。原 子 タイ
プ番 号 8 のアミン窒 素 は孤 立 電 子 対 を 1 つ、原 子 タイプ番 号 6 のエーテル酸 素 は孤 立 電 子 対 を 2 つ
有 することに注 目 してください。これらの原 子 のように電 子 雲 の分 配 が明 らかに非 球 形 である原 子 の孤 立 電 子 対 は、
明 示 的 に処 理 されます。電 子 雲 がほぼ球 形 である O カルボニルのような元 素 には、明 示 的 に孤 立 電 子 対 を処 理 す
る必 要 はありません。
注 : 孤 立 電 子 対 は、原 子 で必 要 とされる場 合 でも自 動 的 には表 示 されません。
Torsional Parameters
Torsional Parameters テーブル (Torsional Parameters.xml) には、モデルのねじれ角 に対 する MM2 力 場 の要 素 を計 算
するのに使 用 されるパラメータが含 まれています。4-Membered Ring Torsional Parameters テーブル (4-membered Ring
Torsionals.xml) には、4 員 環 内 の原 子 のねじれパラメータが含 まれています。
Torsional Parameters テーブル および 4-Membered Ring Torsional Parameters テーブルの角 レコード は、次 に示 す 6 つ
のフィールド から成 ります。Dihedral Type、V1、V2、V3、Quality、Reference。
Dihedral Type (二面角のタイプ)
Dihedral Type フィールド の中 には、二 面 角 を定 義 する 4 つの原 子 タイプの原 子 タイプ番 号 が入 っています。
たとえば、1-2-2-1 の結 合 角 タイプは、アルカン炭 素 、アルケン炭 素 アルケン炭 素 、アルカン炭 素 を順 番 に結 合 して形 成
される二 面 角 です。すなわち、1-2-2-1 の結 合 角 タイプは、2-ブテンに含 まれる両 メチル基 の間 にある二 面 角 です。
両 方 のアルケン炭 素 は、二 面 角 の中 心 原 子 です。
V1
V1、または 360 度 周 期 ねじれ定 数 と呼 ばれるフィールド には、原 子 の総 ねじれエネルギーを計 算 するために必 要 であ
る、主 な 3 つのねじれ定 数 の第 1 番 目 が入 っています。周 期 が 360 度 のねじれ定 数 では、1 つのねじれエネルギー最
小 値 および 1 つのねじれエネルギー最 高 値 のみが可 能 であることから、V1 の名 前 が派 生 しています。周 期 は、-180 度
で始 まり 180 度 で終 わります。
陽 性 な V1 の値 は、360 度 の周 期 内 で、最 大 値 が 0 度 に、最 小 値 が ±180 度 に生 じることを意 味 します。陰 性 の V1
の値 は、360 度 の周 期 で、最 小 値 が 0 度 に、最 大 値 が ±180 度 に生 じることを意 味 します。V1 の意 味 は、次 にある
V2 の説 明 の後 の例 で説 明 します。
第 7 章: パラメータ テーブル
151 / 308
ChemBio3D 13.0
V2
V2、または 180 度 周 期 ねじれ定 数 と呼 ばれるフィールド には、原 子 の総 ねじれエネルギーを計 算 するために必 要 であ
る、主 な 3 つのねじれ定 数 の第 2 番 目 が入 っています。V2 という名 前 は、周 期 が 180 度 のねじれ定 数 では、2 つのね
じれエネルギー最 小 値 および 2 つのねじれエネルギー最 高 値 のみが、360 度 の周 期 内 で可 能 であることに由 来 していま
す。
陽 性 の V2 の値 は、360 度 の周 期 内 で、最 小 値 が 0 度 および +180 度 に、最 大 値 が -90 度 および +90 度 に生 じること
を意 味 します。陽 性 な V2 の値 では、最 大 値 と最 小 値 の位 置 が、以 上 の V1 の場 合 のように入 れ替 わります。
2-ブテンのねじれパラメータ 1-2-2-1 は V1 および V2 ねじれ定 数 の意 味 に適 する例 です。V1 および V2 の Torsional
Parameters テーブル内 の値 はそれぞれ -0.100 および 10.000 です。
最 小 値 が 0 度 および +180 度 にあることを陽 性 の V2 の値 が示 すため、これらの最 小 値 はそれぞれシス-2-ブテンおよびト
ランス-2-ブテンを意 味 します。炭 素 － 炭 素 二 重 結 合 を軸 とするねじりの V2 ねじれパラメータはすべて、範 囲 が約
V2=8.000 から V2=16.250 の値 であることに注 目 してください。なお、炭 素 － 炭 素 単 結 合 を軸 とするねじれの V2 ねじれ
パラメータはすべて、範 囲 が約 V2=-2.000 から V2=0.950 の値 です。
炭 素 － 炭 素 単 結 合 を軸 とするねじれよりも炭 素 － 炭 素 二 重 結 合 を軸 とするねじれの方 が V2 の値 が高 いです。この
V2 の値 の差 によって、二 重 結 合 を軸 とする回 転 のエネルギー障 壁 が、単 結 合 を軸 とする回 転 の障 壁 よりもはるかに高
くなります。
V1 ねじれ定 数 によって、V2 定 数 のねじれエネルギー最 小 値 で表 す 2 つの配 座 の間 にねじれエネルギー差 が生 じま
す。以 上 で説 明 したとおり、陰 性 の V1 の値 は最 小 値 が 0 度 に、最 大 値 が 180 に生 じることを意 味 します。V1=-0.100
の値 は、シス-2-ブテンが、ト ランス-2-ブテンで示 すねじれエネルギーの最 高 値 より 0.100 kcal/mole 低 いねじれエネルギー
の最 小 値 であることを意 味 します。
V1 フィールド が陰 性 であるという非 直 観 的 なことは、総 エネルギーのみが実 験 データと比 較 できることを思 い出 せば理
解 できます。実 際 、ト ランス-2-ブテンの総 エネルギーは、シス-2-ブテンの総 エネルギーより 1.423 kcal/mole 低 いと計 算 さ
れます。この値 は実 験 結 果 に近 く相 当 します。二 重 結 合 の反 対 端 にあるメチル基 や水 素 の間 に生 じるエネルギー差
は、ファンデルワールス斥 力 のみに基 づくと過 大 評 価 されてしまい、陰 性 V1 値 を導 入 することによって補 償 できます。こ
の例 では、次 の重 要 なことが分 かります。
MM2 計 算 に使 用 される特 定 のパラメータと分 子 の特 定 の物 理 的 特 性 の間 には、必 ずしも対 応 性 があるとは限 りませ
ん。
V3
V3、または 120 度 周 期 ねじれ定 数 と呼 ばれるフィールド には、原 子 の総 ねじれエネルギーを計 算 するために必 要 であ
る、主 な 3 つのねじれ定 数 の第 3 番 目 が入 っています。V3 という名 前 は、周 期 が 120 度 のねじれ定 数 では、3 つのね
じれエネルギー最 小 値 および 3 つのねじれエネルギー最 高 値 が、360 度 の周 期 内 で可 能 であることに由 来 しています。
陽 性 の V3 の値 は、360 度 の周 期 内 で、最 小 値 が -60 度 、+60 度 および +180 度 、最 大 値 が -120 度 、0 度 および
+120 度 に生 じることを意 味 します。陽 性 な V3 の値 では、最 大 値 と最 小 値 の位 置 が、以 上 の V1 および V2 の場 合 の
ように逆 になります。V3 の意 味 は、次 の例 で説 明 します。
n-ブタンのねじれパラメータ 1-1-1-1 は V3 ねじれ定 数 の例 です。V1、V2 および V3 の Torsional Parameters テーブル内
の値 はそれぞれ 0.200、0.270 および 0.093 です。最 小 値 が -60 度 、+60 度 および +180 度 にあり、最 大 値 が -120
度 、0 度 および +120 度 にあることを陽 性 の V3 の値 が示 すため、±60 度 にある最 小 値 は、そのメチル基 同 士 が 60 度 の
第 7 章: パラメータ テーブル
152 / 308
ChemBio3D 13.0
二 面 角 にある n-ブタンの両 方 のゴーシュ配 座 を意 味 します。+180 度 にある最 小 値 は、そのメチル基 同 士 が反 対 向 き
に配 向 しているアンチ型 配 座 を現 します。0 度 にある最 高 値 は、そのメチル基 同 士 が重 なっているエクリプス型 配 座 を
現 します。±120 度 にある最 高 値 は、そのメチル基 と水 素 が重 なっている n-ブタンのエクリプス型 配 座 を現 します。
この例 では、炭 素 － 炭 素 二 重 結 合 を軸 としたねじれの場 合 使 用 する V1 ねじれ定 数 と同 様 に、V1 および V2 ねじれ
定 数 がねじれエネルギーに影 響 します (前 の例 を参 照 してください)。
注 : V3 ねじれ定 数 のみを使 用 した (V1 および V2 をゼロに設 定 した) 場 合 、炭 化 水 素 を対 象 とした MM2 計 算 の
結 果 は、炭 化 水 素 を対 象 とした実 験 データとの一 致 が不 十 分 です。しかし、炭 化 水 素 を対 象 とした MM2 計 算
に、V1 および V2 ねじれ定 数 に低 値 を含 めると、MM2 の結 果 と実 験 データの一 致 が大 幅 に向 上 します。このような
V1 および V2 の使 用 法 では、炭 化 水 素 の特 定 の物 理 的 特 性 に相 当 するものは提 供 しません。
Out-of-Plane Bending
Out-of-Plane Bending テーブル (Out-of-Plane Bending Parameters.xml) の中 には、MM2 計 算 で三 面 平 面 構 造 の原
子 が常 に平 面 内 に保 持 されるために使 用 するパラメータが入 っています。テーブルには次 の 4 つのフィールド が含 まれま
す。Bond Type、Force Constant、Quality、Reference。
Bond Type (結合タイプ)
第 1 フィールド の Bond Type は、結 合 される 2 つの原 子 の原 子 タイプ番 号 によって定 義 されます。
たとえば、2-3 の Bond Type は、アルケン炭 素 とカルボニル炭 素 の間 にある結 合 です。
Force constant
force constant フィールド 、または out-of-plane bending constant (平 面 外 への曲 げ定 数 ) フィールド は、三 面 平 面 原 子
を非 平 面 にするために必 要 なエネルギー量 を示 します。原 子 の力 定 数 が大 きいほど、その原 子 が非 平 面 になるよう強
制 するのが難 しくなります。
注 : 平 面 外 への変 角 パラメータは、非 対 称 的 なものです。たとえば、2-3 結 合 の力 定 数 は、タイプが 2 の原 子 を含
む平 面 を示 します。3-2 結 合 の力 定 数 は、タイプが 3 の原 子 を含 む平 面 を示 します。
Quality
パラメータの Quality は、データの相 対 的 な精 度 を示 します。
Quality
精 度 のレベル
1
ChemBio3D によって推 定 されたパラメータ。140 ページの 「推
定 パラメータ」 を参 照 してください。
2
確 認 されていない、理 論 上 のパラメータ。
3
実 験 データから導 かれたパラメータ。
4
確 証 されたパラメータ。
第 7 章: パラメータ テーブル
153 / 308
ChemBio3D 13.0
Reference
計 算 の参 照 は、References テーブル内 の参 照 番 号 に相 当 します。参 照 は、パラメータ データの派 生 元 を示 します。
参 照 のリスト については、References パラメータ テーブルを参 照 してください。
ファンデルワールス相 互 作 用
van der Waals パラメータ テーブル (van der Waals Interaction.xml) の中 に入 っているパラメータは、水 素 結 合 等 の、分
子 内 の特 定 のファンデルワールス相 互 作 用 を調 節 し、MM2 力 場 の計 算 と実 験 データとの改 善 した一 致 を提 供 するた
めにするために使 用 されます。
アルカン炭 素 (Atom Type 1) および水 素 (Atom Type 5) の間 にあるファンデルワールス相 互 作 用 を例 とします。通 常 で
は、ファンデルワールス エネルギーは、Atom Types テーブルにある各 原 子 のファンデルワールス半 径 の合 計 値 (原 子 タイ
プ番 号 1 の 1.900 Å + 原 子 タイプ番 号 2 の 1.400 Å = 3.400 Å) に基 づきます。しかし、van der Waals Interactions テー
ブルにあるこの特 定 の原 子 対 に関 する値 (Atom Types 1-5 = 3.340 Å) を、この合 計 値 と置 換 することにより、計 算 した
ファンデルワールス エネルギーと実 験 データとの改 善 した一 致 を得 ることが可 能 です。同 様 に、特 定 の原 子 対 の Eps パ
ラメータは、それらの原 子 タイプが van der Waals Interactions テーブルに含 まれている場 合 、幾 何 平 均 によって置 換 さ
れます。
第 7 章: パラメータ テーブル
154 / 308
ChemBio3D 13.0
ドッキング
ド ッキングによって、小 さな分 子 (配 位 子 ) を大 きな分 子 (受 容 体 ) のキャビティ内 にエネルギー曲 面 から好 ましい向 きに
組 み込 む方 法 を決 定 できます。たとえば、薬 品 候 補 の配 座 異 性 体 を調 べて、選 択 したタンパク質 の結 合 部 位 に追
加 できるかどうかを判 断 できます。
ChemBio3D には、ド ッキング計 算 を実 行 するための AutoDock へのインターフェイスがあります。AutoDock では、まず配
位 子 のランダムに生 成 された形 状 の集 合 が表 示 されます。形 状 は、特 定 の向 き、場 所 、立 体 配 座 での配 位 子 の実
例 です。AutoDock は集 合 から最 適 なポーズを選 択 して、残 りは廃 棄 します。AutoDock は選 択 したものから新 しい
ポーズを開 発 し、遺 伝 的 アルゴリズムを使 用 して集 合 を再 構 築 します1 。各 選 択 /再 構 築 サイクルは世 代 と呼 びま
す。AutoDock は、定 義 されている世 代 の最 大 数 だけこのサイクルを繰 り返 します。AutoDock は、最 終 世 代 から最 適
なポーズを取 得 し、それらを最 終 計 算 結 果 として報 告 します。
注 : AutoDock の機 能 により、ログ ファイルが生 成 されます。AutoDock でエラーが報 告 された場 合 は、ログ ファイルを
参 照 して、エラーが AutoDock の機 能 によるものか ChemBio3D の機 能 によるものかを特 定 します。テクニカル サポー
ト を参 照 してください。
AutoDock のインスト ール
AutoDock を使 用 する前 に、AutoDock と AutoDockTools の両 方 をインスト ールする必 要 があります。AutoDock の
Web サイト から無 料 でダウンロード できます。1 回 だけインスト ールすれば済 みます。
AutoDock をインスト ールするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ChemBio3D 13.0 で、Calculations、AutoDock Interface、Install AutoDock/AutoDock Tools の順 に選 択 しま
す。
2. AutoDock ダイアログ ボックスで Download AutoDock をクリックします。Web ブラウザで AutoDock の Web サイト が
開 き、ダウンロード 手 順 が示 されます。
3. AutoDock 4 をローカル ハード ド ライブにダウンロード してインスト ールします。
注: AutoDock Vina ではなく AutoDock 4 をダウンロード してください。
4. AutoDock ダイアログ ボックスで Set AutoDock Path をクリックして、AutoDock のインスト ール先 へのパスを選 択 しま
す。
AutoDock Tools のインスト ール
AutoDock と同 様 に、AutoDock Tools も無 料 でダウンロード できます。これも 1 回 だけインスト ールすれば済 みます。
AutoDock Tools をインスト ールするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ChemBio3D 13.0 で、Calculations、AutoDock Interface、Install AutoDock/AutoDock Tools の順 に選 択 しま
す。
2. AutoDock ダイアログ ボックスで Download AutoDock Tools をクリックします。Web ブラウザで AutoDock の Web サ
イト が開 き、ダウンロード 手 順 が示 されます。
1詳 細 については、『AutoDock User Guide』を参 照 してください。
第 8 章: ド ッキング
155 / 308
ChemBio3D 13.0
3. AutoDock Tools をローカル ハード ド ライブにダウンロード してインスト ールします。
注: インストールの最後に表示されるパッケージを受け入れたり、インストールしたりする必要はありません。これらは、AutoDock
Tools を使用するのに必要ありません。
4. AutoDock ダイアログ ボックスで Set AutoDockTools Path をクリックして、AutoDock Tools のインスト ール先 へのパス
を選 択 します。
AutoDock の設 定
AutoDock および AutoDock Tools をインスト ールする際 、ファイルを保 存 する場 所 をローカル ド ライブ内 で指 定 します。
必 要 に応 じて、これらのファイルを別 のディレクト リに移 動 したり、再 びダウンロード することができます。AutoDock で生 成
されたログ ファイルの保 存 場 所 を変 更 することもできます。
AutoDock を設 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. AutoDock Interface が開 いていない場 合 は、Calculations、AutoDock Interface、Setup AutoDock Calculation
の順 に選 択 します。
2. General タブを選 択 します。
3. AutoDock の作 業 用 フォルダを変 更 するには、Working Directory の Change Directory をクリックします。このフォル
ダには、AutoDock の実 行 中 に使 用 されるすべての一 時 ファイルが含 まれます。
a. ログ ファイルを保 存 する新 しいフォルダを参 照 して、OK をクリックします。
注 : 作 業 用 のディレクトリにファイルがある場 合 、計 算 は実 行 できません。Change Directory オプションを使 用 して
別 のディレクトリを選 択 するか、作 業 用 のディレクトリに移 動 してファイルを削 除 する必 要 があります。
4. (オプション) AutoDock のファイル用 フォルダを変 更 するには、AutoDock の Change Directory をクリックします。この
フォルダには、AutoDock の実 行 可 能 ファイルが含 まれます。この場 所 は、AutoDock の実 行 可 能 ファイルの場 所 が
変 更 された場 合 にのみ変 更 します。
a. AutoDock ファイルを保 存 する新 しいフォルダを参 照 して、OK をクリックします。
5. (オプション) AutoDock Tools のファイル用 フォルダを変 更 するには、AutoDock Tools の Change Directory をクリック
します。このフォルダには、AutoDock Tools の実 行 可 能 ファイルが含 まれます。この場 所 は、AutoDock Tools の実
行 可 能 ファイルの場 所 が変 更 された場 合 にのみ変 更 します。
a. AutoDock Tools ファイルを保 存 する新 しいフォルダを参 照 して、OK をクリックします。
6. (オプション) AutoDock をインスト ールするには、次 の操 作 を行 ってください。
a. AutoDock ダイアログ ボックスで Download AutoDock をクリックします。Web ブラウザに AutoDock のダウンロード
手 順 が表 示 されます。
b. 最 新 バージョンの AutoDock をローカル ハード ド ライブにダウンロード してインスト ールします。
c. AutoDock ダイアログ ボックスで Set AutoDock Directory をクリックして、AutoDock のインスト ール先 へのパスを
選 択 します。
7. (オプション) AutoDock Tools をインスト ールするには、次 の操 作 を行 ってください。
a. AutoDock ダイアログ ボックスで Download AutoDock Tools をクリックします。
Web ブラウザに AutoDock Tools のダウンロード 手 順 が表 示 されます。
b. AutoDock をローカル ハード ド ライブにダウンロード してインスト ールします。
第 8 章: ド ッキング
156 / 308
ChemBio3D 13.0
c. AutoDock ダイアログ ボックスで Set AutoDockTools Directory をクリックして、AutoDock Tools のインスト ール先
へのパスを選 択 します。
AutoDock Interface での操 作
ChemBio3D の AutoDock Interface では、ド ッキング計 算 を実 行 することができます。AutoDock 計 算 の準 備 は複 数 の
ステップで構 成 され、各 ステップは AutoDock Interface のタブベース ダイアログにまとめられています。
次 に、ド ッキング計 算 に含 まれるさまざまなステップを示 します。
1. 受 容 体 の準 備 。このステップでは、受 容 体 を定 義 します。多 くの場 合 、受 容 体 は ChemBio3D で既 に開 かれている
ファイルまたはモデルにあります。
2. 配 位 子 の準 備 。このステップでは、受 容 体 にド ッキングする 1 つ以 上 の配 位 子 を定 義 します。多 くの場 合 、配 位 子
は ChemBio3D で開 かれているファイルまたはモデルにあります。
3. 原 子 団 の定 義 。このステップでは、ド ッキング後 の分 析 で使 用 する名 前 付 き原 子 団 を定 義 できます。ポーズを分 析
して、名 前 付 き原 子 団 と相 互 作 用 するかどうかを確 認 します。これらの原 子 団 は、あるポーズが受 容 体 と重 要 な相
互 作 用 を持 つかどうかを迅 速 に判 断 するのに特 に便 利 です。このステップはオプションです。
4. GPF の準 備 。このステップでは、グリッド パラメータ ファイル (GPF) を準 備 します。GPF を使 用 して、計 算 に使 用 する
ファイルやパラメータを指 定 します。特 に、このステップでは、ド ッキング キャビティの場 所 とサイズを定 義 します。
5. DPF の準 備 。このステップでは、ド ッキング パラメータ ファイル (DPF) を準 備 します。DPF を使 用 して、ド ッキング計 算
に使 用 するファイルやパラメータを指 定 します。特 に、このステップでは、遺 伝 的 探 索 アルゴリズムのパラメータを定 義
します。
6. ド ッキング。このステップでは、ド ッキング計 算 を実 行 します。
ド ッキング計 算 の実 行 後 、Calculations、AutoDock Interface にある AutoDock Results オプションを使 用 してド ッキ
ング結 果 を確 認 できます。
ステップ 1: 受 容 体 の準 備
まず、受 容 体 をロード します。多 くの場 合 、受 容 体 は ChemBio3D で既 に開 かれているファイルまたはモデルにあります。
その後 、AutoDock を使 用 して分 子 全 体 の電 荷 と原 子 タイプを特 定 します。
注 : AutoDock はマクロ分 子 として認 識 した分 子 のみを受 け入 れます。これらは一 般 に、標 準 的 な残 基 で構 成 され
るタンパク質 配 列 またはポリペプチド 配 列 です。
受 容 体 を準 備 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、AutoDock Interface、Setup AutoDock Calculation の順 に選 択 します。AutoDock Interface ダイ
アログ ボックスが開 きます。
ヒント: AutoDock の使 用 中 、AutoDock Interface ダイアログ ボックスを常 に表 示 することができます。このダイアログ
ボックスを常 に表 示 するには、ダイアログ ボックスのタイトル バーを右 クリックして、Always on Top を選 択 します。
2. Prepare Receptor タブを選 択 します。
3. 受 容 体 をロード するには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
Browse をクリックして、受 容 体 をファイルから AutoDock にロード します。
Import をクリックして、現 在 ChemBio3D でモデルとして開 かれている受 容 体 をロード します。
第 8 章: ド ッキング
157 / 308
ChemBio3D 13.0
注: インポートするには、モデルがアクティブな ChemBio3D ウィンド ウに存在する必要があります。
4. (オプション) AutoDock が受 容 体 に新 しい電 荷 を割 り当 てないようにするには、Preserve all input charges を選 択
します。
5. 受 容 体 の電 荷 を計 算 して原 子 タイプを特 定 するには、Run をクリックします。
電 荷 と原 子 タイプを特 定 すると、AutoDock により結 果 が AutoDock 作 業 フォルダに保 存 されます。
注 : このファイルは .pdbqt というファイル形 式 で AutoDock 作 業 フォルダに保 存 されます。デフォルトのファイル名 の形
式 は、<InputFileName>_adv.pdbqt です。たとえば、インポートした入 力 ファイルが "receptor.pdb" の場 合 、出 力 ファ
イルのデフォルトのファイル名 は "receptor_adv.pdbqt" になります。
結 果 および発 生 した可 能 性 のあるエラーについてのレポート が、AutoDock Interface ダイアログ ボックスの下 部 に表 示 さ
れます。
AutoDock 作 業 フォルダを設 定 するには、General タブに移 動 して Browse Work Folder をクリックします。
ウィンド ウをクリアするには、Clear Log をクリックします。
ログをファイルに保 存 するには、Save Log をクリックします。ログ ファイルが作 業 用 ディレクト リに保 存 されます。
ファイルが保 存 されているフォルダを変 更 する場 合 、またはログ ファイルを開 く場 合 は、Browse Work Folder をク
リックします。
注 意 : 受 容 体 を準 備 した後 に、AutoDock Interface を閉 じないでください。ド ッキング計 算 を完 了 する前 にこのダイ
アログ ボックスを閉 じると、始 めからやり直 す必 要 があります。
ステップ 2: 配 位 子 の準 備
受 容 体 を準 備 した後 、受 容 体 にド ッキングする 1 つ以 上 の配 位 子 を準 備 する必 要 があります。多 くの場 合 、配 位 子
は ChemBio3D で開 かれているファイルまたはモデルにあります。その後 、AutoDock を使 用 して配 位 子 の回 転 可 能 結
合 および原 子 タイプを特 定 します。AutoDock ではこのデータを使 用 して、配 位 子 の立 体 配 座 空 間 および相 互 作 用 の
タイプを記 述 します。
配 位 子 を準 備 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. AutoDock Interface ダイアログ ボックスで Prepare Ligand タブを選 択 します。
2. 配 位 子 をロード するには、次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
Browse をクリックして、配 位 子 をファイルから AutoDock にロード します。
Import をクリックして、現 在 ChemBio3D でモデルとして開 かれている配 位 子 をロード します。
注: モデルをインポートするには、モデルがアクティブな ChemBio3D ウィンド ウに存在する必要があります。
3. (オプション) 必 要 に応 じて、他 の配 位 子 を参 照 またはインポート します。ロード した配 位 子 は、List Ligands に表 示
されます。
4. 配 位 子 の回 転 可 能 結 合 とその原 子 タイプを特 定 するには、Run をクリックします。
回 転 可 能 結 合 と原 子 タイプを特 定 すると、AutoDock により結 果 が AutoDock 作 業 フォルダに保 存 されます。
第 8 章: ド ッキング
158 / 308
ChemBio3D 13.0
注 : このファイルは .pdbqt というファイル形 式 で AutoDock 作 業 フォルダに保 存 されます。デフォルトのファイル名 の形
式 は、<InputFileName>.pdbqt です。たとえば、インポートした入 力 ファイルが "ligand.mol2" の場 合 、出 力 ファイルの
デフォルトのファイル名 は "ligand.pdbqt" になります。
結 果 および発 生 した可 能 性 のあるエラーについてのレポート が、AutoDock Interface ダイアログ ボックスの下 部 に表 示 さ
れます。
ウィンド ウをクリアするには、Clear Log をクリックします。
ログをファイルに保 存 するには、Save Log をクリックします。
ファイルが保 存 されているフォルダを変 更 するには、Browse Work Folder をクリックします。
ステップ 3: (オプション) 原 子 団 の定 義
原 子 団 は、受 容 体 の受 容 部 位 で定 義 する対 象 結 合 部 位 を表 します。原 子 団 には、結 合 部 位 に選 択 するすべての
原 子 (最 大 10) および結 合 部 位 について定 義 する半 径 (オングスト ローム単 位 ) が含 まれます。
注 : ド ッキング計 算 を実 行 するために原 子 団 を定 義 する必 要 はありません。ただし、定 義 する場 合 は、受 容 体 の原
子 団 を定 義 する前 に受 容 体 を準 備 する必 要 があります。157 ページの 「ステップ 1: 受 容 体 の準 備 」 を参 照 してくだ
さい。
ド ッキングを実 行 する際 、AutoDock は各 配 位 子 のポーズをチェックします。その後 、ChemBio3D が、定 義 した各 原 子
団 の半 径 内 に収 まる配 位 子 の原 子 があるかどうかを判 断 します。原 子 団 を定 義 したら、 排 他 領 域 または含 有 領 域 と
して割 り当 てます。排 他 領 域 は、ポーズ内 のすべての配 位 子 原 子 が原 子 団 半 径 の外 部 に位 置 する必 要 のある結 合
部 位 です。含 有 領 域 は、ポーズ内 の少 なくとも 1 つの配 位 子 原 子 が原 子 団 半 径 の内 部 に位 置 する必 要 のある結 合
部 位 です。
各 名 前 付 き原 子 団 は、名 前 付 き原 子 団 の名 前 を列 見 出 しとして、ChemBio3D の最 終 ド ッキング テーブルに新 しい
列 を生 成 します。このテーブルには、ポーズごとに 1 つの行 があります。ポーズが名 前 付 き原 子 団 に定 義 されている含 有
ルールまたは排 他 ルールに準 拠 している場 合 、値 "true" が表 示 されます。
原 子 団 を定 義 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 受 容 体 モデルで、最 大 10 個 の原 子 を選 択 し、配 位 子 の名 前 付 き原 子 団 として指 定 します。
2. AutoDock Interface で Define Groups タブを選 択 します。
3. Add New Group From Selected Atoms をクリックします。作 成 した新 しい原 子 団 が、ダイアログ ボックスのリスト に
表 示 されます。
4. ダイアログ ボックスのリスト に、原 子 団 の Group Name (原 子 団 名 ) を入 力 します。
5. 原 子 団 の Radius (結 合 半 径 ) を入 力 します。デフォルト は 3.5 オングスト ロ―ムです。名 前 付 き原 子 団 の各 原 子 の
周 りに、任 意 の半 径 の球 を配 置 して実 装 します。
6. AutoDock が原 子 団 を Exclusion Zone (排 他 領 域 ) と見 なすか Inclusion Zone (含 有 領 域 ) と見 なすかを選 択 し
ます。
7. (オプション) 上 のステップを繰 り返 して、さらに原 子 団 を定 義 します。
原 子 団 を定 義 したら、これらを使 用 してド ッキングのためのキャビティを準 備 します。
第 8 章: ド ッキング
159 / 308
ChemBio3D 13.0
ステップ 4: キャビティの準 備 (GPF の準 備 )
キャビティは、小 さな分 子 を結 合 する、受 容 体 の内 部 にある空 洞 です。ド ッキングする空 間 を探 す場 所 を AutoDock に
指 示 するには、キャビティを定 義 する必 要 があります。キャビティを定 義 するには、キャビティの境 界 上 の任 意 の点 にある
原 子 または原 子 団 を選 択 します。ChemBio3D では、選 択 した原 子 または原 子 団 を使 用 してキャビティの図 心 を計 算
し、図 心 を囲 むようにグリッド ボックスを定 義 します。グリッド ボックスの位 置 とサイズ (グリッド ポイント の数 およびポイント
の間 隔 ) を調 整 し、AutoDock で計 算 に使 用 するキャビティの境 界 上 にある、選 択 した原 子 または原 子 団 を囲 みま
す。AutoDock の計 算 対 象 は、定 義 されたグリッド ボックス内 に制 限 されます。ステップ 3 で名 前 付 き原 子 団 を定 義 し
た場 合 、グリッド ボックス内 でこれらの原 子 団 が除 外 されていることを確 認 します。除 外 されていない場 合 、配 位 子 が
相 互 作 用 できません。
ド ッキングを計 算 する前 に、AutoDock は配 位 子 原 子 タイプごとに 1 つ、一 連 のグリッド マップを作 成 します。各 グリッド
マップは、各 グリッド ポイント に原 子 タイプのプローブ原 子 を配 置 し、受 容 体 との相 互 作 用 エネルギーを計 算 することで
作 成 されます。ド ッキング中 、配 位 子 はグリッド ボックス内 に表 示 され、グリッド マップを使 用 してタンパク質 との相 互 作
用 エネルギーが計 算 されます。
図 8.1: キャビティ内 にグリッド ボックスのあるタンパク質 (わかりやすくするために、ここではボックスを白 色 で表 示 しています)
第 8 章: ド ッキング
160 / 308
ChemBio3D 13.0
図 8.2: エネルギー グリッド ポイントが計 算 され、配 位 子 にポーズが付 いた 2 次 元 のグリッド ボックスのイメージ
キャビティを準 備 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. AutoDock Interface で Prepare GPF タブを選 択 します。
2. モデル ウィンド ウで、受 容 体 内 にあるキャビティの境 界 上 で少 なくとも 1 つの原 子 または原 子 団 を選 択 します。
ヒント: キャビティ計 算 を正 確 に行 うために、境 界 上 の異 なる場 所 で少 なくとも 3 つの原 子 または原 子 団 を選 択 する
ことを検 討 してください。
3. Centroid of the Selection をクリックします。AutoDock で、選 択 内 容 に基 づいてキャビティの図 心 が計 算 されます。
これは、グリッド ボックスの最 初 の位 置 を設 定 するのに便 利 なツールです。Set GridBox to Receptor Size をクリックし
て、構 造 全 体 を囲 むようにボックスを配 置 することもできます。
4. (オプション) モデル ウィンド ウにグリッド ボックスを表 示 するには、Display Grid Box を選 択 します。グリッド ボックスの中
心 がキャビティの中 心 に配 置 されます。ド ロップダウン ボックスからグリッド の色 を選 択 することもできます。
5. Centroid of the Grid Map で X、Y、Z 座 標 を入 力 し、必 要 に応 じてグリッド ボックスを動 かします。
6. Number of Grid Points で X 軸 、Y 軸 、Z 軸 で使 用 するグリッド ポイント の数 を入 力 します。値 を編 集 すると、それに
応 じてグリッド ボックスのサイズが変 更 されます。
注: X、Y、Z の値を変更するには、テキスト ボックスに値を入力するか、スクロール矢印を使用します。
7. Spacing of Grids をオングスト ローム単 位 で選 択 します。値 を入 力 すると、このグリッド ボックスのサイズが変 更 されま
す。
8. (オプション) GPF ファイルを手 動 で編 集 するには、Advanced Options で Edit をクリックします。GPF ファイルがテキスト
エディタで開 き、必 要 な変 更 を加 えることができます。
注 意 : GPF ファイルを手 動 で編 集 することはお勧 めできません。手 動 による編 集 でミスが生 じた場 合 、AutoDock で
ド ッキング ジョブを正 しく実 行 できなくなる可 能 性 があります。
9. Run をクリックします。
第 8 章: ド ッキング
161 / 308
ChemBio3D 13.0
結 果 が AutoDock 作 業 フォルダに保 存 されます。結 果 および発 生 した可 能 性 のあるエラーについてのレポート
が、AutoDock Interface ダイアログ ボックスの下 部 に表 示 されます。
ウィンド ウをクリアするには、Clear Log をクリックします。
ログをファイルに保 存 するには、Save Log をクリックします。
ファイルが保 存 されているフォルダを変 更 するには、Browse Work Folder をクリックします。
ステップ 5: ポーズ パラメータの選 択 (DPF の準 備 )
ド ッキング計 算 時 、AutoDock は配 位 子 が使 用 できる各 ポーズを確 認 して、最 適 なポーズを選 択 します。
入 力 するポーズ パラメータにより、AutoDock がド ッキング計 算 のためにポーズを使 用 する方 法 が決 定 されます。
No. of Individuals in Population (集 合 の個 体 数 )。 集 合 の個 体 数 です。各 個 体 は、遺 伝 子 型 およびそれに関 連 す
る表 現 型 のカップリングです。値 には正 の整 数 を指 定 します。一 般 によく使 用 される値 の範 囲 は、50 ～ 150 です。
Generations (世 代 )。 前 の世 代 から (遺 伝 的 アルゴリズムのルールを使 用 して) 新 しい種 類 の分 子 が作 成 される回 数
です。大 きな分 子 では、より多 くの世 代 が必 要 です。値 には正 の整 数 を指 定 します。デフォルト 値 は 27,000 です。一
般 によく使 用 される値 の範 囲 は、5,000 ～ 30,000 です。分 子 ごとの実 行 時 間 は、この数 値 に応 じて直 線 的 に増 加 し
ます。
Energy Evaluations (エネルギー評 価 )。 すべての世 代 において、1 回 の GA の実 践 で実 行 されるエネルギー評 価 の
合 計 数 の上 限 です。計 算 が永 久 に実 行 されるのを阻 止 するための、一 種 の "安 全 値 " です。値 には正 の整 数 を指 定
します。デフォルト 値 は 250,000 です。
Docking (ド ッキング)。 自 動 的 に実 行 するド ッキングの数 。一 般 によく使 用 される値 の範 囲 は、5 ～ 15 です。ド ッキング
計 算 時 間 は、この値 が増 えるにつれて増 加 します。
ポーズ パラメータを入 力 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. AutoDock Interface で Prepare DPF タブを選 択 します。
2. Parameter フィールド に、ポーズ パラメータを入 力 します。Advanced Options フィールド に表 示 される dpf ファイルに、
値 が保 存 されます。
3. (オプション) DPF ファイルを手 動 で編 集 するには、Advanced Options で Edit をクリックします。DPF ファイルがテキスト
エディタで開 き、必 要 な変 更 を加 えることができます。
注 意 : DPF ファイルを手 動 で編 集 することはお勧 めできません。手 動 による編 集 でミスが生 じた場 合 、AutoDock で
ド ッキング ジョブを正 しく実 行 できなくなる可 能 性 があります。
4. Run をクリックします。
5. これらの値 の詳 細 については、AutoDock の Web サイト を参 照 してください。
ステップ 6: ド ッキング
ド ッキング計 算 を開 始 するまでに、AutoDock では配 位 子 、受 容 体 、結 合 部 位 に関 するすべての必 要 な情 報 がログ
ファイル内 に用 意 されます。計 算 を実 行 する前 に、このログ ファイルにある情 報 を編 集 できます。
AutoDock は、グリッド パラメータ ファイル (GPF) とド ッキング パラメータ ファイル (DPF) という 2 つのファイルを使 用 して、
配 位 子 、受 容 体 、結 合 部 位 に関 する情 報 を記 録 します。
第 8 章: ド ッキング
162 / 308
ChemBio3D 13.0
GPF は、グリッド のサイズおよび場 所 、使 用 する原 子 タイプ、グリッド の計 算 用 のその他 のパラメータなど、計 算 で使 用 す
るファイルおよびパラメータを指 定 します。通 常 、グリッド パラメータ ファイルの拡 張 子 は ".gpf" です。
DPF は、ド ッキング計 算 に使 用 するファイルおよびパラメータを指 定 します。ド ッキングに使 用 するマップ ファイル、配 位 子
配 位 ファイル、および検 索 用 のパラメータも含 まれます。通 常 、ド ッキング パラメータ ファイルの拡 張 子 は ".dpf" です。
注 意 : AutoDock ログ ファイルの編 集 は、専 門 の方 のみ行 ってください。AutoDock 計 算 で不 適 切 な結 果 が生 成 さ
れることがあります。
1. AutoDock Interface で Docking タブを選 択 します。
2. (オプション) Edit GPF をクリックして、キャビティ パラメータのログ ファイルを編 集 します。
3. (オプション) Edit DPF をクリックして、ポーズ パラメータのログ ファイルを編 集 します。
4. Run AutoDock をクリックします。
ド ッキングが計 算 されると、AutoDock ではド ッキング ジョブが完 了 したことが報 告 され、結 果 を表 示 するかどうかを確 認
するメッセージが表 示 されます。その後 、Results ダイアログ ボックスが表 示 されます。ChemBio3D の Structure Browser
で結 果 を確 認 できます。
注 : 結 果 は .dlg というファイル形 式 で AutoDock 作 業 フォルダに保 存 されます。デフォルトのファイル名 の形 式
は、<ligand file name>_<receptor file name>_adv.dlg です。たとえば、受 容 体 の名 前 が "receptor.pdb" で、配 位 子
の名 前 が ligand.mol2 の場 合 、出 力 ファイルのデフォルトのファイル名 は "ligand_receptor_adv.dlg" になります。
ステップ 7: ド ッキング結 果 の表 示
ド ッキング結 果 を表 示 するには、次 に示 すステップに従 います。
1. Calculations、AutoDock Interface、AutoDock Results の順 に選 択 します。
2. AutoDock Results ダイアログ ボックスで Prepare Results をクリックします。ド ッキング ログ ファイルを開 くよう求 められ
ます。
3. ド ッキング ログ ファイルを開 きます。ChemBio3D でファイルが開 きます。
ChemBio3D モデル ウィンド ウに結 果 がモデルとして表 示 されます。ファイルには、受 容 体 と、ド ッキング用 に設 定 したパラ
メータを満 たすすべてのポーズが含 まれます。
前 の結 果 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. AutoDock Results ダイアログ ボックスの Previous Results で Browse Results をクリックします。
2. ド ッキング ログ ファイルを保 存 した場 所 に移 動 します。
3. ログ ファイルを開 きます。ChemBio3D でファイルが開 きます。
ポーズをチェックするには、次 の操 作 を行 ってください。
ド ッキング結 果 は Structure Browser に表 示 され、名 前 付 き原 子 団 およびさまざまなド ッキング エネルギー レベルは
Structure Browser の各 列 に表 示 されます。
1. モデル ウィンド ウで、ド ッキング結 果 モデルがアクティブなタブであることを確 認 します。
2. View メニューの Structure browser をクリックします。ファイル内 のすべてのポーズがリスト に表 示 されます。
第 8 章: ド ッキング
163 / 308
ChemBio3D 13.0
3. Structure Browser でチェック ボックスのオンとオフを切 り替 えて、モデル ウィンド ウでのポーズの表 示 /非 表 示 を切 り替
えます。
参考資料
AutoDock の詳 細 については、次 の参 考 資 料 を参 照 してください。
The AutoDock User Guide
AutoDock の一 般 的 な FAQ
AutoDock のパラメータについて
ド ッキングとエネルギー評 価 について
配 位 子 の制 限 事 項
第 8 章: ド ッキング
164 / 308
ChemBio3D 13.0
チュート リアル
ここでは、ChemBio3D 13.0 で実 行 できる一 部 の基 本 的 な作 業 を具 体 的 な例 を交 えて紹 介 します。
モデル作成
165 ページの 「チュート リアル 1: 2D でのモデル作 成 」
166 ページの 「チュート リアル 2: 結 合 ツールを使 ったモデル作 成 」
173 ページの 「チュート リアル 3: テキスト を使 ったモデルの作 成 」
モデルの検証
177 ページの 「チュート リアル 4: 立 体 配 座 の検 証 」
180 ページの 「チュート リアル 5: 二 面 角 ド ライバ 」
183 ページの 「チュート リアル 6: モデルのオーバーレイ」
185 ページの 「チュート リアル 7: モデルの整 列 」
188 ページの 「チュート リアル 8: 軌 道 の表 示 」
189 ページの 「チュート リアル 9: 表 面 のマッピング」
192 ページの 「チュート リアル 10: 部 分 電 荷 」
計算エンジンの使用
194 ページの 「チュート リアル 11: 回 転 異 性 体 の分 析 」
197 ページの 「チュート リアル 12: 回 転 結 合 の計 算 」
チュート リアルを開 始 する前 に、結 果 がこのガイド と同 じになるように、デフォルト 設 定 と適 切 な表 示 を選 択 することをお
勧 めします。
デフォルト 設 定 を適 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。
2. Model Settings ダイアログ ボックスの Reset to Default をクリックします。
3. OK をクリックします。
このチュート リアルと同 じようにモデルを表 示 するには、次 の操 作 を行 います。
1. View、Toolbars、Model Display の順 に選 択 します。
2. Model Display ツールバーの Display Mode ド ロップダウン メニューから Cylindrical Bonds を選 択 します。
モデル作 成
チュート リアル 1: 2D でのモデル作成
このチュート リアルでは、ChemDraw パネルを使 用 してフェノールのモデルを作 成 します。ChemDraw パネルで作 画 する
と、2 次 元 の ChemBioDraw 構 造 式 が ChemBio3D モデルとして表 示 されます。
1. File メニューの New をクリックして新 しいモデル ウィンド ウを開 きます。
2. View メニューの ChemDraw Panel をクリックします。ChemDraw パネルが開 きます。
第 9 章: チュート リアル
165 / 308
ChemBio3D 13.0
ヒント: ChemDraw パネルは、デフォルトで結 合 され、非 表 示 になっています。結 合 されているパネルを開 いたままに
するには、右 上 にあるピンをクリックします。
3. パネルの左 上 にある LiveLink (
) を選 択 します。
4. ChemDraw パネル内 をクリックします。ChemDraw ツール パレット が表 示 されます。
5. ChemDraw ツール パレット のベンゼン ツールを選 択 します。
6. ChemDraw パネル内 をクリックしてベンゼン環 を作 画 します。ChemDraw で描 いた構 造 式 が立 体 表 示 されます。
図 9.1: ベンゼンの 3 次 元 モデル
ベンゼン環 をフェノールに変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 作 成 ツールバーの結 合 ツールを選 択 します。
2. 3 次 元 モデル内 の任 意 の水 素 をダブルクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. テキスト ボックスに「OH」(大 文 字 を使 用 ) と入 力 し、Enter キーを押 します。
モデル ウィンド ウと ChemDraw パネルにフェノール分 子 が表 示 されます。
チュート リアル 2: 結合ツールを使ったモデル作成
このチュート リアルでは、エタンのモデルを用 いて ChemBio3D 13.0 の基 本 機 能 の一 部 を具 体 的 に説 明 します。ここで
説 明 する操 作 はモデルの回 転 、結 合 特 性 の表 示 、そして原 子 シリアル番 号 の追 加 です。まず、エタンのモデルを作 成
します。
第 9 章: チュート リアル
166 / 308
ChemBio3D 13.0
1. 作 成 ツールバーで単 結 合 ツール
をクリックします。
2. モデル ウィンド ウ内 をクリックしてド ラッグし、マウス ボタンを放 します。
デフォルト の炭 素 原 子 とデフォルト の H 配 置 で単 結 合 を作 画 したので、エタンのモデルが表 示 されます。
モデルの回転
モデルの 3 次 元 構 造 を調 べるには、回 転 ツール
を使 用 してモデルを回 転 させます。回 転 操 作 には、フリーハンド
による回 転 、X、Y、Z 軸 を中 心 にした回 転 、特 定 の結 合 を軸 とする回 転 の 3 つの方 法 があります。ステータス バーに回
転 の角 度 が表 示 されます。
フリーハンド 回 転 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 作 成 ツールバーで回 転 ツールを選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 の中 心 の近 くをクリックしてド ラッグします。
注 : 回 転 軸 はド ラッグの向 きによって決 まります。回 転 軸 は、画 面 平 面 上 でド ラッグ軸 と直 交 します。回 転 ツールは
ビューを回 転 させるだけです。原 子 の直 交 座 標 値 は変 化 しません。
軸 を中 心 にして回 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 選 択 した回 転 ツールで、カーソルをモデル ウィンド ウの上 端 に移 動 します。回 転 バーが表 示 されます。
2. モデル ウィンド ウの上 部 で、回 転 バーをクリックしてド ラッグします。モデルが Z 軸 を中 心 にして回 転 します。
3. (オプション) 右 および下 の回 転 バーをクリックしてド ラッグし、X 軸 と Y 軸 を中 心 にしてモデルを回 転 させます。
注 : 回 転 バーは、回 転 ツールを使 用 しているときにのみ表 示 されます。
結 合 を軸 にして回 転 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 作 成 ツールバーで選 択 ツール
をクリックします。
2. モデルで結 合 を選 択 します。
3. 回 転 ツールを選 択 します。
4. モデル ウィンド ウの左 側 にある Rotate About Bond 回 転 バー
をクリックしてド ラッグします。
結合と原子の特性
多 くのモデルの特 性 を一 目 で確 認 できます。結 合 または原 子 の上 にカーソルを置 くと、その特 性 が表 示 されます。
注 : 表 示 される特 性 を選 択 するには、File メニューの Preferences をクリックします。Popup Info. タブで、表 示 する
ポップアップ情 報 を選 択 します。
エタンの結 合 と原 子 の特 性 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 作 成 ツールバーで選 択 ツール
をクリックします。
2. カーソルを炭 素 原 子 の上 に置 きます。原 子 の横 に情 報 ボックスが表 示 されます。
デフォルト では、最 初 の行 は原 子 ラベルです。これは C(1) か C(2) です。2 行 目 には原 子 タイプの名 前 (C Alkane) が表
示 されます。その他 の情 報 は、選 択 した設 定 に応 じて表 示 されます。
第 9 章: チュート リアル
167 / 308
ChemBio3D 13.0
注 : 情 報 ダイアログ ボックスを表 示 するには、File、Preferences、Popup Info で次 のオプションが選 択 されている必
要 があります。
Atom Type
Measurement
Bond Length
図 9.2: 原 子 ラベルの表 示
3. ポインタを C-C 結 合 に置 くと、その特 性 が表 示 されます。
図 9.3: 結 合 長 の表 示
結 合 角 を表 示 するには、互 いに隣 接 する 3 つの原 子 を選 択 します。
1. Shift キーを押 しながら C(1)、C(2) および H(7) をクリックします。
2. 選 択 した原 子 または接 続 している結 合 のどれかをポイント します。
該 当 する角 度 が表 示 されます。
第 9 章: チュート リアル
168 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.4: 結 合 角 の表 示
隣 接 する原 子 の二 面 角 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Shift キーを押 しながら炭 素 および各 炭 素 の 1 つの水 素 をクリックします。原 子 は二 面 角 を形 成 します。
2. 選 択 したもののどこかにポインタを置 きます。二 面 角 データが表 示 されます。
図 9.5: 二 面 角 の表 示
結 合 次 数 を変 更 することもできます。この例 では、エタン モデルをエチレンに変 更 します。
1. 作 成 ツールバーで二 重 結 合 ツール
をクリックします。
2. マウス ポインタを C(1) から C(2) にド ラッグします。
3. C(1)-C(2) 結 合 をクリックします。結 合 長 が減 少 し、結 合 次 数 が上 がったことに注 意 してください。
第 9 章: チュート リアル
169 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.6: エチレンのモデル
環式化合物の作成
エチレン モデルから続 けてさらにシクロヘキサンを作 成 することができます。
最 初 に、エチレンをエタンに戻 します。
1. 作 成 ツールバーで選 択 ツールをクリックします。
2. 二 重 結 合 を右 クリックします。
3. コンテキスト メニューから Set Bond Order サブメニューの Single を選 択 します。
水素の非表示
モデルの作 成 を容 易 にするためにモデル内 の水 素 原 子 を非 表 示 にしたいことがあります。水 素 は見 えなくなるだけで、
まだ存 在 しており、化 学 的 な意 味 も持 っています。
水 素 を非 表 示 にするには、View、Model Display、Show Hydrogen Atoms、Hide の順 に選 択 します。
原子の追加
このモデルにさらに原 子 を追 加 してシクロヘキサン環 を作 成 します。
1. 作 成 ツールバーで単 結 合 ツール
をクリックします。
2. 左 の炭 素 を下 の方 向 にド ラッグします。別 の C-C 結 合 が表 示 されます。
3. 下 図 のような 6 個 の炭 素 からなるモデルが作 成 されるまで、結 合 の追 加 を続 けます。
第 9 章: チュート リアル
170 / 308
ChemBio3D 13.0
環の作成
1. 片 方 の端 にある炭 素 から、もう一 方 の端 にある炭 素 までド ラッグします。
2. マウス ボタンを離 すと、環 が閉 じます。
第 9 章: チュート リアル
171 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.7: 結 合 ツールによるシクロヘキサンの作 成
シリアル番号とラベル
モデルを作 成 したり調 査 したりするとき、当 然 ながら、同 じ種 類 の原 子 は見 た目 がすべて同 じになります。しかし、それ
らを区 別 できた方 が便 利 なことがあります。原 子 のシリアル番 号 とラベルは、このような場 合 に役 に立 ちます。
1. View、Model Display、Show Serial Numbers の順 に選 択 するか、モデル表 示 ツールバーの Serial Number アイコ
ンをクリックします。
2. View、Model Display、Show Atom Symbols, の順 にクリックするか、モデル表 示 ツールバーの Atom Symbol アイコ
ンをクリックします。
注 : 表 示 されるシリアル番 号 は正 常 な順 番 になっていませんが、これは小 さなモデルから始 めて原 子 を追 加 してきた
からです。
どの原 子 から番 号 を付 けるかを選 択 して番 号 付 けの順 序 を変 更 することもできます。
原 子 の番 号 付 けを変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツール
を選 択 します。
2. 番 号 を付 ける最 初 の原 子 をクリックします。原 子 の上 にテキスト ボックスが表 示 されます。
図 9.8: 原 子 記 号 と番 号 の追 加
3. この原 子 に割 り当 てる番 号 を入 力 します (たとえば、1)。
4. Enter キーを押 します。最 初 の原 子 に (1) が付 きます。
第 9 章: チュート リアル
172 / 308
ChemBio3D 13.0
5. 番 号 を付 けたい順 に原 子 をそれぞれダブルクリックします。
6. View、Model Display、Show Hydrogen atoms、Show All の順 に選 択 し、回 転 ツールを使 用 してモデルを調 査 し
ます。
構造式のクリーンアップ
モデルの作 成 中 、結 合 角 や結 合 長 を誤 って変 更 してしまうことがあります。これを訂 正 するには、次 の操 作 を行 ってくだ
さい。
1. Edit メニューの Select All をクリックします。モデル内 の原 子 がすべて選 択 されます。
2. Structure メニューの Clean Up をクリックします。
モデルの保存
次 のチュート リアルに進 む前 に、現 在 のモデルを保 存 して閉 じます。
1. File メニューの Save をクリックします。
2. ファイルを保 存 するディレクト リ (フォルダ) を選 択 します。
3. ダイアログ ボックスの一 番 下 のテキスト ボックスに「tut2」と入 力 します。
4. Save をクリックします。
5. モデル ウィンド ウをクリックしてアクティブにします。
6. File メニューの Close Window をクリックします。
チュート リアル 3: テキスト を使ったモデルの作成
このチュート リアルでは、テキスト 作 成 ツールを使 ったモデルの作 成 について、別 の方 法 を説 明 します。
名前によるモデルの作成
テキスト 作 成 ツールを使 うと、その化 合 物 名 を指 定 してモデルを作 成 できます。モデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 っ
てください。
1. 作 成 ツールバーでテキスト 作 成 ツール
を選 択 します。
2. モデル領 域 内 の任 意 の場 所 をクリックします。
3. 表 示 されたテキスト ボックスに化 合 物 名 (たとえば、cyclohexane) を入 力 します。
4. Enter キーを押 します。モデル ウィンド ウにモデルが表 示 されます。
原子の置換
シクロヘキサン モデルを使 用 し、水 素 原 子 を炭 素 原 子 に変 更 します。
1. テキスト 作 成 ツール
をクリックします。
2. 水 素 原 子 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. 大 文 字 の「C」と入 力 し、Enter キーを押 します。水 素 原 子 が炭 素 に変 化 します。
注 : 元 素 記 号 と部 分 構 造 名 は、大 文 字 と小 文 字 の区 別 があります。炭 素 原 子 を作 成 するには大 文 字 の C を入
力 してください。
自 動 結 合 調 整 がオンの場 合 は、炭 素 の原 子 価 が水 素 で満 たされます。28 ページの 「原 子 の調 整 」 を参 照 してくださ
い。
第 9 章: チュート リアル
173 / 308
ChemBio3D 13.0
テキスト ツールは、選 択 しなくても使 えます。移 動 ツールを使 ってダブルクリックすると、テキスト ツールでクリックするのと同
じ効 果 があります。たとえば、この方 法 でさらに 2 つの水 素 原 子 を置 き換 えます。
1. 回 転 ツール
2. 移 動 ツール
を選 択 します。これはモデルを回 転 させて、作 成 中 のモデルをよく見 るためです。
でさらに 2 つの水 素 原 子 をダブルクリックして、メチル基 に変 換 します。
ヒント: 前 にテキスト ツールで入 力 した "C" が、変 更 を加 えるまではデフォルトとして残 っています。テキスト作 成 ツー
ルでダブルクリックするだけで済 みます。
ファイルの保存
ファイルを保 存 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Save As をクリックします。
2. 「tut3a」と入 力 します。
3. ファイルを保 存 するディレクト リを選 び、Save ボタンをクリックします。
tut3b という名 前 でモデルのコピーを保 存 します。
以 上 2 つのモデルは、後 のチュート リアルで使 います。
ラベルを使ったモデルの作成
テキスト ボックスに原 子 ラベル (元 素 記 号 と番 号 ) を入 力 する方 法 でもモデルを作 成 できます。
たとえば、下 図 の 4-メチル-2-ペンタノールのモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
図 9.9: テキスト ボックスによるモデルの作 成
1. File メニューの New をクリックするか、標 準 ツールバーの新 規 作 成 ツールをクリックします。
2. テキスト 作 成 ツール
をクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. テキスト ボックスに、「CH3CH(CH3)CH2CH(OH)CH3」または「4-methyl-2-pentanol」と入 力 します。
ラベルの入 力 には、構 造 に名 前 を付 けるのと同 じ規 則 を使 用 してください。最 も長 い炭 素 鎖 を中 心 とし、他 の原 子 団
を置 換 基 として指 定 します。置 換 基 は括 弧 に入 れて、結 合 相 手 の原 子 の後 に記 入 します。
5. Enter キーを押 します。
第 9 章: チュート リアル
174 / 308
ChemBio3D 13.0
ヒント: テキスト作 成 ツールでは、SMILES 表 記 の構 造 を、キーボード から入 力 するか他 の文 書 から切 り貼 りすること
もできます。
Name=Struct
このモデルを作 成 するもう 1 つの方 法 は、Name=Struct を使 用 する方 法 です。
Name=Struct でモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. ChemDraw パネルの空 白 部 分 を右 クリックし、コンテキスト メニューから Structure、Convert Name to Structure の
順 に選 択 します。
2. Insert Structure ダイアログ ボックスに「4-methyl-2-pentanol」と入 力 し、OK をクリックします。ChemDraw パネルに構
造 式 が表 示 されます。
3. モデルがモデル ウィンド ウに表 示 されるようにするためには、ChemDraw パネル上 部 で LiveLink を選 択 しておきます。
ヒント: 一 時 的 に選 択 ツールをアクティブにするには、キーボード の文 字 S を押 したまま作 成 ツールのいずれかで操 作
を行 います。
立体化学構造
ラベルによるモデルの作 成 では、立 体 化 学 構 造 を指 定 することはできません。たとえば、1,2-ジメチル シクロペンタンはデ
フォルト でトランス型 の配 座 になります。ただし、デフォルト の構 造 式 を修 正 してシス型 にすることができます。
図 9.10: テキスト ボックスによるさらに複 雑 なモデルの作 成
説 明 のため、最 初 にデフォルト の構 造 式 を作 成 します。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツール
をクリックします。
3. モデル ウィンド ウの空 白 部 分 をクリックします。
4. 「1,2-dimethyl cyclopentane」と入 力 します。
5. Enter キーを押 します。 トランス型 が表 示 されます。
6. Edit メニューの Select All をクリックします。
7. Structure メニューの Clean Up をクリックします。
これをシス型 に反 転 します。
第 9 章: チュート リアル
175 / 308
ChemBio3D 13.0
1. 選 択 ツール
をクリックします。
2. C(1) を選 択 します。
3. Structure メニューの Invert をクリックします。
シス型 が表 示 されます。分 子 の反 転 後 、モデルを回 転 させると、異 性 体 同 士 の違 いを見 ることができます。
部分構造の使用
単 純 な構 造 の作 成 にはラベルが役 に立 ちます。しかし、より複 雑 で大 きな構 造 を作 成 する場 合 は、ラベルに加 えて、
あらかじめ定 義 された部 分 構 造 を使 うと作 成 がいっそう容 易 になります。
ChemBio3D 13.0 では 200 以 上 の部 分 構 造 があらかじめ定 義 されています。一 般 に用 いられる有 機 化 合 物 をほぼ網
羅 しています。
ヒント: あらかじめ定 義 された部 分 構 造 は、substructures.xml ファイルにリストされています。このリストを表 示 するに
は、View、Parameter Tables、Substructures の順 に選 択 します。テキスト ボックスに入 力 するテキストは大 文 字
と小 文 字 が区 別 されます (Substructures テーブルに記 載 されているとおり正 確 に入 力 する必 要 があります)。
部 分 構 造 を使 ってニト ロベンゼンのモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツール
をクリックします。
3. モデル ウィンド ウの空 白 部 分 をクリックします。
4. テキスト ボックスに「Ph(NO2)」と入 力 します。
5. Enter キーを押 します。ニト ロベンゼンのモデルが表 示 されます。
この例 で使 用 する部 分 構 造 はフェニル基 です。"Ph" と表 記 されます。部 分 構 造 は他 の部 分 構 造 との特 定 の結 合 点 と
共 に定 義 されています。フェニル基 の結 合 点 は C(1) です。
ペプチド のモデルを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツール
をクリックします。
3. モデル ウィンド ウ内 の空 白 部 分 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
4. 「H(Ala)12OH」と入 力 し、Enter キーを押 します。
5. モデルを回 転 して、αヘリックス型 が形 成 されていることを確 認 します。
モデル表示の変更
モデル表 示 タイプを変 更 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. モデル表 示 ツールバーのモデル表 示 モード ツールの右 側 にある矢 印 をクリックします。
2. モデル タイプとして Wire Frame を選 択 します。
第 9 章: チュート リアル
176 / 308
ChemBio3D 13.0
ヒント: Display Mode アイコンをクリックする方 法 もあります。その後 でクリック操 作 を行 うと Display Mode の各 オプショ
ンが順 次 切 り替 わります。
3. 回 転 ツール
を選 択 し、ヘリックスの中 心 を上 から見 るような向 きにモデルを回 転 させます。
4. モデル表 示 モード ツールを使 い、モデル形 式 として Ribbons を選 択 し、タンパク質 によく使 われるもう 1 つの表 示 形
式 を確 認 します。
モデルの検 証
チュート リアル 4: 立体配座の検証
このチュート リアルでは、立 体 エネルギー値 を用 いて重 なり型 エタンとねじれ型 エタンの立 体 配 座 を比 較 します。まず、ね
じれ型 の立 体 配 座 を作 成 し、立 体 エネルギーを計 算 します。次 に、重 なり型 の立 体 配 座 について同 様 に操 作 しま
す。その後 、2 つの立 体 エネルギー値 を比 較 します。
図 9.11: 重 なり型 エタン (A) とねじれ型 エタン (B) の立 体 エネルギーをこのチュートリアルで計 算 します。
ねじれ型 の立 体 配 座 を作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 単 結 合 ツール
を使 用 して、モデル ウィンド ウでエタンのモデルを作 画 します。
1. 作 成 ツールバーで回 転 ツール
を選 択 します。
2. クリックしてド ラッグすることでモデルを回 転 させます。
3. エタンの末 端 から見 た図 が表 示 されるまで回 転 します。
このように隣 接 した炭 素 に結 合 している水 素 原 子 が互 いに最 も離 れた位 置 にあるねじれ型 の立 体 配 座 は、エタンの
最 も安 定 した立 体 配 座 です。この立 体 配 座 では位 置 エネルギーが最 小 になります。
第 9 章: チュート リアル
177 / 308
ChemBio3D 13.0
この立 体 配 座 の立 体 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MM2、Compute Properties の順 に選 択 します。Compute Properties ダイアログ ボックスが表 示 さ
れます。
2. Properties タブで、Pi Bond Orders および Steric Energy Summary を選 択 します。
ヒント: 特 性 を選 択 するには、Shift キーを押 しながらクリックします。
3. Run をクリックします。
モデル ウィンド ウの下 に Output ボックスが開 き、立 体 エネルギーの計 算 結 果 が表 示 されます。最 後 の行 にはエネルギー
の合 計 が表 示 されます。
注 : エネルギー項 の値 は、計 算 に使 用 するプロセッサにより異 なります。
エタン モデルを重 なり型 立 体 配 座 にするには、二 面 角 (ねじれ角 とも言 う) を回 転 させます。これはモデルの立 体 配 座
空 間 の解 析 によく用 いられる方 法 です。
二 面 角 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Structure、Measurements、Generate All Dihedral Angles の順 に選 択 します。
第 9 章: チュート リアル
178 / 308
ChemBio3D 13.0
モデルのすべての二 面 角 の測 定 値 が、Measurement テーブルに追 加 されます。二 面 角 を変 更 する際 に個 々 の原
子 を確 認 できるようにするには、選 択 された原 子 にシリアル番 号 と元 素 記 号 を表 示 します。
2. Measurement テーブルで、表 示 されているいずれかの二 面 角 (たとえば H(3)-C(1)-C(2)-H(8)) の Display チェック
ボックスをオンにします。
注: Measurements ウィンド ウで選択している原子をモデルで表示するには、View メニューの Model Display を選択し、次に
Show Serial Numbers および Show Atom Symbols を選択します。
3. 回 転 ツール
離 します。
の横 にある矢 印 をクリックし、回 転 ダイヤルの一 番 上 にある青 いバーをド ラッグしてダイヤルを切 り
4. 回 転 ダイヤル下 部 のいずれかの二 面 角 回 転 ボタンをクリックします。
5. 次 のいずれかの操 作 を行 ってください。
a. 角 度 表 示 ボックスに値 「0.0」と入 力 します。
b. 緑 のボタンをクリックしてド ラッグし、回 転 ダイヤルを 0.0 に合 わせます。
図 9.12: 二 面 角 の回 転
立 体 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、MM2、Compute Properties の順 に選 択 します。
注 : Properties タブのデフォルトは、前 に計 算 したときのままになっているはずです。
2. Run をクリックします。
Output ボックスの最 後 の行 が表 示 されます。
第 9 章: チュート リアル
179 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.13: Output ボックス
注 : エネルギー項 の値 は、計 算 に使 用 するプロセッサの種 類 によって、わずかながら変 化 することがあります。
重 なり型 配 座 の立 体 エネルギー (~3.9 kcal/mole) は、ねじれ型 配 座 の立 体 エネルギー (~1 kcal/mole) より大 きくなって
います。これは、ねじれ型 配 座 が実 際 に存 在 する構 造 である可 能 性 が高 いことを意 味 します。
チュート リアル 5: 二面角ド ライバ
二 面 角 ド ライバは、選 択 する最 大 2 つの二 面 角 の角 度 を変 えることによって、モデルの配 座 エネルギーをグラフに表 示
します。各 二 面 角 の値 で、モデルは MM2 力 場 に基 づきエネルギーが最 小 化 され、モデルの立 体 エネルギーが計 算 さ
れ、グラフ表 示 されます。計 算 終 了 後 、データを調 べ、立 体 エネルギー値 が最 小 の立 体 配 座 を特 定 し、これを開 始 点
としてさらに微 調 整 を行 って安 定 した定 常 点 を見 つけることができます。
このチュート リアルでは、エタンに対 して二 面 角 ド ライバを用 いた単 一 角 グラフを示 します。
1. エタンのモデルを作 成 します。
2. 炭 素 -炭 素 結 合 を選 択 します。
3. Calculations、Dihedral Driver、Single Angle Plot の順 に選 択 します。
二 面 角 ド ライバ グラフが開 きます。計 算 が終 了 すると、エネルギーと選 択 した結 合 を軸 とする回 転 角 を比 較 するグラフ
が表 示 されます。
立 体 配 座 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. グラフで、曲 線 に沿 った任 意 の地 点 をクリックします。モデル内 の二 面 角 の結 合 が、グラフで選 択 した角 度 だけ回 転
します。
2. 一 定 の回 転 角 の範 囲 で立 体 配 座 エネルギーを調 べるには、モデルの表 示 中 にグラフをクリックしてド ラッグします。
第 9 章: チュート リアル
180 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.14: エタンの二 面 角 ド ライバのシングルプロット グラフ
注 : 二 面 角 は、5 度 単 位 で 360 度 、合 計 72 の立 体 配 座 を使 って回 転 するので、それを使 ってグラフを作 りま
す。Output ウィンド ウで、各 ポイントの最 小 化 エネルギー値 を見 ることができます。
もう一 方 の二 面 角 (結 合 の他 端 ) を回 転 させるには、二 面 角 グラフを右 クリックし、Rotate other End をクリックします。
最小化を実行した再計算
簡 易 な回 転 では、二 面 角 回 転 時 に発 生 する可 能 性 のある他 の立 体 配 座 の変 化 は考 慮 されません (変 角 エネルギー
など)。このため、モデルでは、さまざまな結 合 に高 い歪 みのエネルギーが示 されたり、原 子 間 に立 体 配 座 の歪 みが生 じ
ることがあります。この結 果 、モデルで実 際 の分 子 が正 確 に表 示 されず、それに対 応 して Dihedral Driver Chart ダイア
ログ ボックスのグラフも正 確 でなくなる可 能 性 があります。正 確 なグラフを得 るために、エネルギーを最 小 化 して再 計 算 す
ることを検 討 してください。
エネルギーを最 小 化 してグラフを作 成 するには、次 の操 作 を行 ってください。 1Dihedral Driver Chart ダイアログ ボックス
を右 クリックして、Recompute with Minimization を選 択 します。
2 つの二面角の回転
2 つの二 面 角 を回 転 させるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Shift キーを押 しながら 2 つの隣 接 した結 合 をクリックして選 択 します。
この場 合 、中 央 の原 子 の位 置 は変 わりません。
2. Calculations、Dihedral Driver、Double Angle Plot の順 に選 択 します。
Output ウィンド ウが表 示 されます。計 算 が終 わると、グラフにシータ 1 とシータ 2 が表 示 されます。
1計算化学では、エネルギー最小化方式を使用して分子および固体の平衡構成を計算します。
第 9 章: チュート リアル
181 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.15: 二 面 角 ド ライバ グラフ; A:凡 例 バー
注 : この結 果 は次 のようにして得 たものです。まず、一 方 の角 を固 定 して、もう一 方 の角 を 10 度 刻 みで 360 度 回
転 させます。次 に、固 定 した角 を 10 度 進 め、同 じ操 作 を繰 り返 します。
任 意 の点 の立 体 配 座 /エネルギーを調 べるには、グラフ内 の任 意 の点 をクリックします。モデル表 示 が、選 択 した立 体 配
座 /エネルギーの両 方 の二 面 角 に沿 って回 転 します。
二面角グラフのカスタマイズ
グラフの色 やデータの表 示 方 法 を変 更 できます。
凡例グラフ目盛の設定
デフォルト のグラフでは、データは線 形 目 盛 で表 示 されます。線 形 目 盛 から対 数 目 盛 に変 更 するには、次 の操 作 を
行 ってください (二 重 の二 面 角 グラフのみ該 当 )。
1. グラフ内 の任 意 の場 所 を右 クリックします。
2. コンテキスト メニューから Set Legend Function を選 択 します。
3. 必 要 なログ オプションを選 択 します。それに応 じてカラー マップも変 化 します。
軸の差し替え
二 重 角 の二 面 角 グラフでは、軸 を差 し替 えることができます。グラフを右 クリックし、Exchange Axis を選 択 します。
最小化を実行した再計算
モデルに歪 んだ結 合 が含 まれる場 合 (通 常 、原 子 の移 動 による)、エネルギーを最 小 化 して二 面 角 グラフを再 計 算 する
ことができます。グラフをクリックして、Recompute with Minimization を選 択 します。
ピークの切り捨て
二 重 の二 面 角 グラフでは、異 常 立 体 配 座 の高 エネルギー値 を切 り捨 てて、より意 味 のある立 体 配 座 に焦 点 を合 わせ
ることができます。凡 例 の上 限 と下 限 の値 を変 更 するには、凡 例 バーの上 部 と下 部 をクリックしてド ラッグします。これで
カラー マップが変 化 します。カラー マップの任 意 のポイント をクリックすると、その位 置 のエネルギー/立 体 配 座 が得 られま
す。また、上 限 をド ラッグして、上 限 値 よりも大 きいエネルギー値 を持 つすべての立 体 配 座 を無 視 すれば、ピークを切 り
捨 ててローカル ミニマムに焦 点 を合 わせることもできます。
第 9 章: チュート リアル
182 / 308
ChemBio3D 13.0
グラフの色の設定
グラフを右 クリックして、計 算 に使 う回 転 の間 隔 を設 定 します。リセット すると、新 しい間 隔 値 で二 面 角 計 算 が繰 り返 さ
れます。グラフ、背 景 、座 標 、ラベルの表 示 色 も選 択 できます。
グラフの解像度の設定
デフォルト では、配 座 エネルギーは 5 度 単 位 で計 算 されます。解 像 度 を変 更 にするには、グラフを右 クリックして Set
Resolution を選 択 し、リスト から新 しい値 を選 択 します。
グラフのコピー、保存および印刷
グラフを右 クリックして、次 のオプションから選 択 します。
Copy Picture: グラフをクリップボード にコピーします。
Copy Data: グラフ データをクリップボード にコピーします。
Save Picture: 画 像 を画 像 ファイルとして保 存 します。
Print: グラフを印 刷 します。
チュート リアル 6: モデルのオーバーレイ
オーバーレイは 2 つのモデル間 で構 造 の類 似 性 を比 較 したり、同 じモデルの配 座 を比 較 するために使 われます。
ChemBio3D 13.0 では 2 種 類 のオーバーレイ手 法 を使 用 できます。 高 速 オーバーレイ アルゴリズムまたは最 小 化 計 算
による手 動 方 式 を使 用 できます。
このチュート リアルでは高 速 オーバーレイ手 法 について説 明 します。最 小 化 方 式 については、62 ページの 「オーバーレイ
によるモデルの比 較 」 を参 照 してください。最 小 化 手 法 ではより正 確 な結 果 が得 られますが、高 速 オーバーレイ アルゴリ
ズムの方 が高 速 です。このチュート リアルで紹 介 する 2 つの例 では、メタンフェタミン分 子 をエピネフリン (アド レナリン) 分
子 上 に重 ねて、構 造 上 の類 似 点 を比 較 します。
2 つの分 子 をオーバーレイするには、まずそれらを作 成 する必 要 があります。
1. File メニューの New をクリックします。
2. View メニューの Model Explorer をクリックします (Model Explorer がまだ開 いていない場 合 )。
3. 作 成 ツールバーからテキスト 作 成 ツール
れます。
を選 択 し、モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 さ
4. 「Epinephrine」(‘E’ は大 文 字 ) と入 力 し、Enter キーを押 します。エピネフリン分 子 がモデル ウィンド ウに表 示 されます。
注 : 分 子 の名 前 を大 文 字 で始 めると、ChemBio3D で構 造 式 の生 成 に Substructures テーブルが使 用 され、構 造
式 の名 前 が Model Explorer に表 示 されます。それ以 外 の場 合 、Name>Struct により構 造 式 が生 成 さ
れ、‘fragment1’ が表 示 されます。
5. モデル ウィンド ウでもう一 度 クリックし、テキスト ボックスをもう 1 つ表 示 します。
6. テキスト ボックスで、「Epinephrine」という単 語 を「Methamphetamine」という単 語 に置 換 してから、Enter キーを押 しま
す。
Methamphetamine が Model Explorer に表 示 されます。
第 9 章: チュート リアル
183 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.16: 2 つのフラグメント
2 つのフラグメント が混 然 としている場 合 、これらを分 離 してオーバーレイの実 行 結 果 をクリアにすることを検 討 します。
いずれかのフラグメント を移 動 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Model Explorer でフラグメント 名 をクリックします。
2. 移 動 ツール
を使 い、モデル ウィンド ウ内 のフラグメント をクリックしてド ラッグします。
フラグメント をオーバーレイするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 移 動 ツール
を使 い、モデル ウィンド ウの空 白 領 域 をクリックして、すべてのフラグメント を選 択 解 除 します。
2. Model Explorer ウィンド ウの Epinephrine フラグメント をクリックして選 択 します。
3. Model Explorer でフラグメント を右 クリックし、Overlay の Set Target Fragment をクリックします。そのフラグメント が
ターゲット として選 択 されます。
注: ターゲットとしてのフラグメントを選択解除するには、Overlay の Clear Target Fragment をクリックします。
図 9.17: ターゲットが選 択 された状 態 の Model Explorer
4. Model Explorer ウィンド ウの Methamphetamine フラグメント を右 クリックします。
5. コンテキスト メニューで Overlay の fast overlay をクリックします。2 つのフラグメント がオーバーレイされます。
第 9 章: チュート リアル
184 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.18: オーバーレイしたフラグメント
チュート リアル 7: モデルの整列
Align コマンド を使 用 すると、フラグメント を別 のフラグメント に対 して任 意 の方 向 や距 離 に配 置 できます。整 列 計 算 が
完 了 するまで、各 フラグメント の移 動 はできません。
Align コマンド は、あるフラグメント の原 子 と別 のフラグメント の原 子 との間 の距 離 が 2 つ以 上 指 定 されている場 合 に使
用 できます。この距 離 は Measurement テーブル内 の Optimal フィールド のセルに入 力 されます。
整 列 を使 用 すれば、2 つの類 似 したポリマー鎖 上 にある、類 似 した脂 肪 親 和 性 と親 水 性 の領 域 の、結 合 のシミュレー
ションを実 行 できます。
このチュート リアルでは、Align コマンド を 2 つのポリマー鎖 に対 して使 います。
最初のポリマー鎖の作成
1. 新 規 のモデル ウィンド ウを開 き、テキスト 作 成 ツール
を選 択 します。
2. モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト ボックスが表 示 されます。
3. テキスト ボックスに「(AA-mon)3(C2F4)4(AA-mon)3H」と入 力 します。
4. Enter キーを押 します。
ポリアクリル酸 /ポリテト ラフルオロエチレン ブロック共 重 合 体 がモデル ウィンド ウに表 示 されます。 (AA-mon)3 というテキスト
は、3 つのアクリル酸 の繰 り返 しを含 むポリマー セグメント に変 換 されます。 (C2F4)4 というテキスト は、4 つのテト ラフルオロ
エチレンの繰 り返 しを含 むポリマー セグメント に変 換 されます。
鎖のコピーの作成
モデル ウィンド ウ内 の最 初 のモデルの右 上 をクリックします。入 力 済 みのテキスト ボックスが表 示 されるので、Enter キーを
押 します。第 二 のポリマー分 子 が表 示 されます。
鎖の向きの指定
1. モデル ウィンド ウの空 白 部 分 をクリックして、モデル ウィンド ウの原 子 の選 択 を解 除 します。
2. 回 転 ツール
の下 向 き矢 印 をクリックして回 転 ダイヤル ツールを開 きます。
3. Y 軸 を選 択 し、ダイヤルが 55 度 になるまでド ラッグします。
第 9 章: チュート リアル
185 / 308
ChemBio3D 13.0
ヒント: 正 確 に 55 度 にするには、数 値 ボックスで値 を編 集 してください。編 集 が済 んだら、Enter キーを押 します。ダ
イヤルの右 端 にある値 がボックスの値 と同 じになります。
結 果 は次 のようになります (お使 いになっているコンピュータ上 で、第 2 のモデルの表 示 位 置 は、この図 と同 じにならない
かもしれません)。
図 9.19: モデルの整 列
最適距離の設定
最 適 距 離 は、分 子 が整 列 する距 離 を決 定 します。ここでは、この距 離 を 5 Å に設 定 します。
1. Model Explorer で AA-mon 2 原 子 団 の Fragment1 にある C(6) を選 択 します。
2. Fragment 2 (AA-mon 12 原 子 団 ) にある C(98) 原 子 を見 つけ、Ctrl キーを押 しながらクリックして選 択 します。
3. Structure、Measurements、Display Distance Measurement の順 に選 択 します。
C(98)-C(6) 原 子 対 が Measurement テーブルに表 示 されます。
4. Optimal セルをクリックします。
5. 「5」と入 力 し、Enter キーを押 します。
C(6) と C(98) の間 の最 適 距 離 として 5.000 Å が指 定 されました。
正 しい整 列 を得 るには、 少 なくとも 4 組 の原 子 対 を指 定 する必 要 があります。フラグメント にある該 当 する原 子 対 につ
いてステップ 1 ～ 5 を繰 り返 してください。たとえば、各 原 子 団 から 1 対 ずつ選 択 した場 合 、リスト は次 のようになりま
す。下 表 の実 際 の値 は、異 なることがあります。
原子
実際
最適
C(1)-C(93)
21.2034
5.0000
C(98)-C(6)
21.1840
5.0000
C(104)-C(12)
21.2863
5.0000
第 9 章: チュート リアル
186 / 308
ChemBio3D 13.0
原子
実際
最適
C(108)-C(16)
21.1957
5.0000
C(22)-C(114)
20.6472
5.0000
C(28)-C(120)
20.7001
5.0000
C(34)-C(126)
20.1410
5.0000
C(133)-C(41)
20.3559
5.0000
C(45)-C(137)
20.3218
5.0000
C(50)-C(142)
20.4350
5.0000
第 2 のポリマー分 子 が作 成 された際 、Actual セルの距 離 は、最 初 のポリマー分 子 に相 対 的 な第 2 のポリマー分 子 の
位 置 によって変 化 するため、異 なる場 合 があります。
整 列 計 算 を開 始 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Structure メニューの Align をクリックします。Align ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. Minimum RMS Error の値 として「0.100」、Minimum RMS Gradient の値 として「0.010」と入 力 します。
RMS Error か RMS Gradient のどちらかが Minimum RMS Error と Minimum RMS Gradient の数 よりも少 なくなると、ド ッ
キング計 算 は終 了 します。
3. Display Each Iteration をクリックします。
これによりド ッキング計 算 の結 果 が毎 回 表 示 され、フラグメント がどれだけ移 動 したかがわかります。
4. Start をクリックします。
整 列 計 算 が実 行 されている間 、一 方 の分 子 は静 止 したままで、もう一 方 の分 子 が移 動 することに注 意 してください。
あらかじめ設 定 された RMS 値 に達 する前 に整 列 計 算 を停 止 するには、計 算 ツールバーの Stop Calculation をクリック
します。整 列 と記 録 の両 方 が停 止 します。ステータス バーに、計 算 ごとの値 が表 示 されます。
次 のイメージは、整 列 計 算 が終 了 したときの原 子 対 間 の距 離 を示 しています。Actual セルの距 離 は、Optimal セルの
距 離 の値 に非 常 に近 くなっています。
第 9 章: チュート リアル
187 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.20: ド ッキング後 のポリマーの測 定 値
ド ッキング後 の結 果 がここで記 述 されたものと同 じでなくても、異 常 ではありません。ド ッキング計 算 開 始 時 における 2 つ
のフラグメント または 2 つの分 子 の相 対 的 な位 置 関 係 は、結 果 に影 響 することがあります。より正 確 な結 果 を得 るに
は、Minimum RMS Gradient を小 さくします。
チュート リアル 8: 軌道の表示
一 般 に、最 高 被 占 分 子 軌 道 (HOMO) と最 低 空 分 子 軌 道 (LUMO) は、分 子 の反 応 性 に影 響 する最 も重 要 な軌 道
です。ここでは二 重 結 合 の反 応 性 を、二 重 結 合 を持 つ最 も単 純 な分 子 であるエチレンで調 べることにします。
1. File メニューの New をクリックします。
2. エチレンのモデルを作 成 します。
3. Calculations、Extended Hückel、Calculate Surfaces の順 に選 択 します。
最 高 被 占 分 子 軌 道 (HOMO) はデフォルト で表 示 されます。HOMO を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Surfaces、Choose Surface、Molecular Orbital の順 に選 択 します。
2. Surfaces の Select Molecular Orbital をクリックして HOMO/LUMO のオプションを表 示 します。HOMO (N=6) を選
択 します。パイ結 合 軌 道 表 面 が表 示 されます。
図 9.21: パイ結 合 軌 道 表 面
注 : 軌 道 が見 えるよう、必 要 に応 じて分 子 を回 転 させてください。
第 9 章: チュート リアル
188 / 308
ChemBio3D 13.0
3. LUMO を表 示 するには、Surfaces の Select Molecular Orbital をクリックし、LUMO (N=7) を選 択 します。パイ反
結 合 軌 道 面 が表 示 されます。
図 9.22: パイ反 結 合 軌 道 表 面
チュート リアル 9: 表面のマッピング
このチュート リアルでは、Gaussian によるエネルギーの最 小 化 と1 計 算 値 を分 子 表 面 にマップして表 示 する方 法 を説 明
します。Extended Hückel の計 算 でも同 じ最 小 化 を実 行 できます。
アリルラジカルは、共 鳴 で安 定 性 が高 まる簡 単 な例 です。
図 9.23: アリルラジカル
スピン密 度 面 でラジカルを調 べるため、最 初 にアリルラジカルを作 成 します。
1. File メニューの New をクリックします。
2. ChemDraw パネルの空 白 領 域 を右 クリックし (表 示 されていない場 合 は、View、ChemDraw Panel をク
リック)、Structure メニューの Convert Name to Structure をクリックします。
3. Insert Structure テキスト ボックスに「1-propene」と入 力 し、OK をクリックします。1-プロピレンの分 子 が表 示 されます。
4. モデル ウィンド ウで選 択 ツール
を使 用 して H9 水 素 を選 択 します。
5. Delete キーを押 します。
ダイアログ ボックスが開 いて、自 動 結 合 調 整 をオフにするかどうかを尋 ねるダイアログ ボックスが表 示 されま
す。ChemBio3D は、この原 子 価 、つまり炭 素 原 子 に 4 つの置 換 基 が存 在 することを認 識 しています。
6. Turn Off Automatic Rectification をクリックします。プロピレンラジカルが表 示 されます。
1Gaussian は ChemBio3D Ultra でのみ使用できます。
第 9 章: チュート リアル
189 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.24: プロピレンラジカル モデル
次 に、最 小 化 を実 行 します。
1. Calculations、Gaussian Interface、Minimize (Energy/Geometry) の順 に選 択 します。
2. Routine タブで、方 式 を PM3 に設 定 し、波 動 関 数 を Open Shell (Unrestricted) に設 定 します。
3. Wave Function を U-Unrestricted Open-Shell に設 定 します。
4. 同 じく Routine タブで、Spin Multiplicity を 2 に設 定 します。
分 子 がラジカルなので、Spin Multiplicity を 2 にする必 要 があります。
スピン密 度 を表 示 する一 番 良 い方 法 は、総 電 荷 密 度 表 面 にマッピングすることです。これにより、総 電 荷 量 のうちどの
程 度 が不 対 電 子 (ラジカル) によるものかがわかります。
総 電 荷 密 度 面 にマッピングされたスピン密 度 を見 るには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Properties タブで、Molecular Surfaces と Spin Density を選 択 します。
2. Run をクリックします。
計 算 が終 了 したら、回 転 ツール
ていることがわかるはずです。
を選 択 し、モデルをいろいろと回 転 させて観 察 してください。完 全 に平 面 状 になっ
図 9.25: 最 小 化 されたモデルの表 示
このチュート リアルを完 遂 するためには、いくつかの表 面 設 定 を調 整 する必 要 があります。作 業 しやすいように、表 面 ツー
ルバーをアクティブにします。View、Toolbars、Surfaces の順 に選 択 します。
1. 表 面 ツールバーで Surface
面 を表 すものに変 わります。
をクリックして、Total Charge Density を選 択 します。アイコンが、選 択 された表
2. 表 面 ツールバーで Display Mode
3. 表 面 ツールバーで Color Mapping
をクリックして、Translucent を選 択 します。
をクリックして、Spin Density を選 択 します。
4. 表 面 ツールバーで Isocharge を選 択 します。
第 9 章: チュート リアル
.同 値 ツールが表 示 されます。
190 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.26: 同 値 ツールの使 用
5. 同 値 を 0.050 に設 定 します (中 央 の数 値 が現 在 の設 定 です)。
注 : 同 電 荷 値 は表 面 の生 成 に使 われます。この値 を調 整 して表 示 をカスタマイズできます。次 のイメージはこの値 を
0.0050 に設 定 した場 合 の表 示 です。
図 9.27: 総 電 荷 密 度 表 面 の表 示
表 面 の大 部 分 は灰 色 です。これは不 対 電 子 からの電 荷 がほとんどないことを示 します。両 端 の各 炭 素 の中 心 の赤 い
領 域 は、予 期 されるラジカルの非 局 在 化 (両 端 の各 炭 素 の上 にラジカルの属 性 が同 時 に現 れる) を視 覚 的 に表 して
います。
次 に、Surfaces アイコン
をクリックして表 面 をオフに切 り替 えます。
スピン密度
ここでは、電 荷 密 度 表 面 にマップしないで、そのままのスピン密 度 を直 接 求 めます。
1. 表 面 ツールバーで Surface
第 9 章: チュート リアル
をポイント し、Total Spin Density を選 択 します。
191 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Surfaces、Display Mode、Wire Mesh の順 に選 択 します。
3. Isospin を 0.001 に設 定 します。
図 9.28: ワイヤ メッシュ表 面
予 期 されるとおり、両 端 の各 炭 素 に不 対 電 子 スピンの大 きな集 中 が見 られますが、中 央 の水 素 にもわずかながら見 ら
れます。このような微 量 のスピン密 度 はあまり意 味 がありません。上 の例 でマップ表 示 したときには表 示 さえされませんで
した。しかし、計 算 上 は存 在 し、実 際 にも存 在 します。
チュート リアル 10: 部分電荷
分 子 の各 原 子 の積 分 電 荷 により分 子 全 体 に影 響 を及 ぼします。この積 分 電 荷 の影 響 は、原 子 の形 式 電 荷 として
知 られています。
分 子 の電 荷 計 算 では、各 原 子 の寄 与 する電 子 数 が各 原 子 核 の陽 子 数 から差 し引 かれます。
ChemBio3D では、一 部 の原 子 が非 積 分 非 局 在 電 荷 を持 ちます。たとえば、ニト ロベンゼンの 2 個 の酸 素 原 子 はそれ
ぞれ -0.5 の電 荷 を持 っています。これは、2 つの N-O 結 合 に共 有 される電 子 が 1 個 あるからです。より正 確 には、量 子
力 学 計 算 によって部 分 電 荷 (これも非 積 分 ) を求 めることができます。
ところが、チュート リアル 9 で示 されるように分 子 の電 子 は個 々 の原 子 に属 さない領 域 を占 め、原 子 間 を動 き回 るの
で、異 なる原 子 核 に引 き寄 せられます。実 際 、結 合 は異 なる原 子 核 間 での電 子 の動 きの表 れです。
電 子 は分 子 の 1 つの原 子 の軌 道 を占 めるわけではないため、各 原 子 の実 際 の電 荷 は積 分 値 ではなく、分 子 内 の、
ある瞬 間 に原 子 の価 電 子 殻 を占 めている電 子 の平 均 数 を基 にしています。この平 均 数 を分 子 内 の陽 子 数 から差 し
引 くことによって、各 原 子 の部 分 電 荷 が決 まります。
分 子 中 の原 子 の部 分 電 荷 を視 覚 化 することは、モデルの反 応 性 を理 解 するもう 1 つの方 法 です。通 常 、原 子 の部
分 電 荷 が大 きいほど、部 分 電 荷 が異 符 号 の原 子 と結 合 しやすくなります。
注 : ChemBio3D は、モデル ウィンド ウと ChemDraw パネルで原 子 に割 り当 てられた形 式 電 荷 を認 識 します。そし
て、モデル内 の非 局 在 化 が生 じているすべての原 子 について、非 局 在 電 荷 を計 算 します。形 式 電 荷 と非 局 在 電
荷 を表 示 するには、マウスを荷 電 原 子 の上 に置 きます。
Extended Hückel、CS MOPAC、Gaussian などの理 論 を使 い、各 電 子 の部 分 電 荷 を計 算 することができます。次 の
例 では、フェノールの部 分 電 荷 を Extended Hückel によって計 算 しています。
1. File メニューの New をクリックします。
2. テキスト 作 成 ツールでモデル ウィンド ウ内 をクリックします。
3. テキスト ボックスに「PhOH」と入 力 し、Enter キーを押 します。フェノール分 子 が作 成 されます。
第 9 章: チュート リアル
192 / 308
ChemBio3D 13.0
4. Extended Hückel で電 荷 を計 算 するには、Calculations、Extended Hückel、Calculate Charges の順 に選 択 し
ます。
Atom Property テーブルが開 き、結 果 が表 示 されます。このテーブルを随 時 表 示 するには、View メニューの Atom
Property Table をクリックします。
部分電荷の表示
階 調 色 でモデル内 の原 子 の部 分 電 荷 を表 すことができます。たとえば、正 の強 い電 荷 を明 るい赤 で表 し、負 の強 い電
荷 を青 で表 します。より弱 い正 または負 の電 荷 は、その値 に応 じて、色 の範 囲 内 のどこかで表 します。部 分 電 荷 を表
示 するには、最 初 に電 荷 計 算 を実 行 する必 要 があります。
部 分 電 荷 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックし、Colors & Fonts タブを選 択 します。
2. Color by の Atom Properties を選 択 します。
3. Atom Properties ド ロップダウン リスト から Charge(Hückel) を選 択 します。
4. 2 つのカラー バンド の 1 つを選 択 します。最 初 のバンド の範 囲 は青 から赤 です。2 番 目 のバンド は、色 の範 囲 がより
緻 密 です。
5. min/max テキスト ボックスで、色 付 けする計 算 の範 囲 を選 択 します。このモデルで計 算 された値 の全 範 囲 を選 択 す
るには、Scan Value Range をクリックします。
6. 現 在 のオプション設 定 でモデルを表 示 するには、ダイアログ ボックス下 部 の Preview チェック ボックスをオンにし、Apply
をクリックします。
7. OK をクリックします。
選 択 した色 のスケールに基 づいて、すべての原 子 が色 付 けされます。負 の部 分 電 荷 が大 きい原 子 は深 い青 です。正
の部 分 電 荷 が大 きい原 子 は濃 い赤 です。電 荷 が 0 に近 づくにつれて、原 子 の色 が薄 くなります。
図 9.29: フェノールの部 分 電 荷
フェノールでは一 番 強 い負 電 荷 は酸 素 原 子 にかかっています。一 番 強 い正 電 荷 は隣 接 する炭 素 原 子 に、続 いて、隣
接 する水 素 原 子 にかかっています。分 子 の残 りの部 分 は比 較 的 に薄 い色 に表 示 された原 子 で、部 分 電 荷 はゼロに
近 いといえます。
チュート リアルを開 始 する前 に、結 果 がこのガイド と同 じになるように、デフォルト 設 定 と適 切 な表 示 を選 択 することをお
勧 めします。
デフォルト の設 定 を使 用 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Model Settings をクリックします。
第 9 章: チュート リアル
193 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Model Settings ダイアログ ボックスの Reset to Default をクリックします。
3. OK をクリックします。
このチュート リアルと同 じようにモデルを表 示 するには、次 の操 作 を行 います。
1. View、Toolbars、Model Display の順 に選 択 します。
2. Model Display ツールバーの Display Mode ド ロップダウン リスト から Cylindrical Bonds を選 択 します。
計 算 エンジンの使 用
チュート リアル 11: 回転異性体の分析
このチュート リアルでは、GAMESS を使 用 して、単 純 な分 子 の特 定 の結 合 に関 する望 ましい (最 もエネルギーの小 さい)
配 座 異 性 体 を特 定 します。配 座 異 性 体 を特 定 するために、分 子 で立 体 配 座 解 析 を実 行 し、エネルギーがローカル ミ
ニマムを超 える配 座 異 性 体 とグローバル ミニマムを超 える配 座 異 性 体 の 2 つの配 座 異 性 体 でそれぞれ GAMESS 最
小 化 計 算 を実 行 します。その後 、計 算 結 果 を比 較 します。
分 子 として 2-フェニルアラニンを使 用 します。このチュート リアルの目 的 のために、原 子 に次 のように番 号 を付 けます。
図 9.30: 2-フェニルアラニン
必 要 な結 合 を選 択 して、立 体 配 座 解 析 を実 行 する必 要 があります。これは、両 方 の GAMESS 最 小 化 で使 用 され
ます。このチュート リアルでは、下 図 で赤 く示 されている結 合 を選 択 します。
第 9 章: チュート リアル
194 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.31: 赤 で表 示 された C(1)-C(2) 結 合
結 合 の配 座 異 性 体 を分 析 する際 、必 要 に応 じて他 の結 合 の角 度 を設 定 できます。このチュート リアルでは、C(1)-C(2)
-C(3)-C(4) 二 面 結 合 角 を次 のように 90 度 に設 定 します。
1. ChemDraw パネルに 2-フェニルアラニンを作 画 します。モデル ウィンド ウに分 子 が表 示 されます。
2. Structure、Measurements、Generate All Dihedral Angles の順 に選 択 します。Measurement テーブルが表 示 さ
れます。
3. Measurement テーブルで C(1)-C(2)-C(3)-C(4) 結 合 を選 択 します。
4. Actual 列 で C(1)-C(2)-C(3)-C(4) 結 合 の角 度 を 90 度 に変 更 して、Enter キーを押 します。
二 面 角 の結 合 が設 定 されたので、C(1)-C(2) 結 合 について立 体 配 座 を実 行 します。
立 体 配 座 分 析 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
5. モデル ウィンド ウでオブジェクト の移 動 ツールを使 用 して、C(1)-C(2) 結 合 を選 択 します。
6. 立 体 配 座 分 析 を実 行 するには、Calculations、Dihedral Driver、Single Angle Plot の順 に選 択 します。C(1)-C
(2) 結 合 の配 座 エネルギーを示 す二 面 角 ド ライバ グラフが開 きます。
第 9 章: チュート リアル
195 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.32: 2-フェニルアラニンの C(1)-C(2) 結 合 の二 面 角 グラフ矢 印 は、A) 立 体 配 座 のグローバル ミニマム、B) 立 体 配 座
のローカル ミニマムを示 します。
次 に、2 つの配 座 異 性 体 を選 択 し、それぞれで GAMESS 最 小 化 を実 行 します。グローバル ミニマムを超 える配 座 異
性 体 を選 択 して開 始 します。
図 9.33: 配 座 異 性 体 の位 置 を示 す二 面 角 グラフ。ポイント A を選 択 してグローバル ミニマムを計 算 し、ポイント B を選
択 してローカル ミニマムを計 算 します。
第 9 章: チュート リアル
196 / 308
ChemBio3D 13.0
グローバル ミニマムを超 える配 座 異 性 体 で GAMESS 最 小 化 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 二 面 角 グラフで、グローバル ミニマムを超 えるポイント をクリックします (たとえば、上 図 のポイント A)。
2. Calculations、GAMESS Interface、Minimize の順 に選 択 します。GAMESS Interface ダイアログ ボックスが開 きま
す。
3. ダイアログ ボックスで Run をクリックします。
出 力 ウィンド ウにグローバル ミニマム エネルギーが表 示 されます (およそ -226273 Kcal/Mol)。
ローカル ミニマムを超 える配 座 異 性 体 で GAMESS 最 小 化 を実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 二 面 角 グラフで、ローカル ミニマムを超 えるポイント をクリックします (たとえば、上 図 のポイント B)。
2. Calculations、GAMESS Interface、Minimize の順 に選 択 します。GAMESS Interface ダイアログ ボックスが開 きま
す。
3. ダイアログ ボックスで Run をクリックします。
ローカルの最 小 化 の場 合 、結 果 はおよそ -226270 Kcal/Mol です。
望 ましい配 座 異 性 体 は、およそ 3 Kcal/Mol 低 くなります。
チュート リアル 12: 回転結合の計算
このチュート リアルでは、二 面 角 ド ライバを使 用 してビフェニルの C-C 結 合 の回 転 エネルギーを計 算 する方 法 を示 しま
す。二 面 角 ド ライバを 2 回 実 行 します (最 初 は Minimization Energy をオンにして、次 に Minimization Energy をオフに
して)。
ビフェニルの作成
まず、ビフェニルのモデルを作 成 する必 要 があります。最 も簡 単 な方 法 は、Name>Struct を使 用 する方 法 です。
1. 選 択 したテキスト ツールで、モデル ウィンド ウ内 をクリックします。テキスト フィールド が表 示 されます。
2. テキスト フィールド に「biphenyl」と入 力 し、Enter キーを押 します。ビフェニルのモデルが表 示 されます。
二面角ド ライバの計算
二 面 角 ド ライバを使 用 すると、1 ヶ所 か 2 ヶ所 で二 面 角 の角 度 を変 えることによって (このチュート リアルでは 1 ヶ所 )、モ
デルの立 体 配 座 空 間 をマッピングできます。Minimization をオンにすると、各 二 面 角 の値 でモデルは MM2 力 場 に基 づ
きエネルギーが最 小 化 され、モデルの合 計 エネルギーが計 算 され、グラフ表 示 されます。計 算 終 了 後 、データを調 べ、エ
ネルギー値 が最 小 のモデルを特 定 し、これを開 始 点 としてさらに微 調 整 を行 って安 定 した定 常 点 を見 つけることができ
ます。
最 小 化 をオンにするには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Preferences をクリックします。
2. Preferences ウィンド ウで、Dihedral Driver タブを選 択 します。
3. Enable Minimization チェックボックスをオンにします。
4. OK をクリックします。
二 面 角 ド ライバ計 算 の場 合 、モデルで結 合 を選 択 する必 要 があります。このチュート リアルでは、ベンゼン環 の間 の C-C
結 合 を選 択 します。
第 9 章: チュート リアル
197 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.34: C-C 結 合 が選 択 されたビフェニル モデル
回 転 結 合 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. 選 択 ツールを使 用 して、環 の間 の C-C 結 合 をクリックします。
2. Calculations、Dihedral Driver、Single Angle Plot の順 に選 択 します。計 算 が開 始 されます。
計 算 中 、モデル ウィンド ウには選 択 した結 合 を軸 にして回 転 するモデルが表 示 され、Output ウィンド ウには各 角 度 のエ
ネルギー値 がレポート されます。
最も低い/高いエネルギーの確認
計 算 が終 了 すると、二 面 角 ド ライバ グラフが開 き、エネルギー (kcal) と C-C 結 合 を軸 とする回 転 角 を比 較 するグラフが
表 示 されます (同 じデータが Output ウィンド ウにも表 示 されます)。
立 体 配 座 を任 意 の時 点 で見 るには、次 の操 作 を行 ってください。
1. グラフで、曲 線 に沿 った任 意 の場 所 をクリックします。モデル表 示 が、選 択 した立 体 配 座 の二 面 角 に沿 って回 転 し
ます。
2. 一 定 の回 転 角 の範 囲 で立 体 配 座 エネルギーを調 べるには、モデルの表 示 中 にグラフをクリックしてド ラッグします。
第 9 章: チュート リアル
198 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.35: 最 小 化 をオンにした場 合 のジフェニルの C-C 結 合 の単 一 角 グラフ
二 面 角 は、5 度 単 位 で 360 度 、合 計 72 の立 体 配 座 を使 って回 転 するので、それを使 ってグラフを作 ります。Output
ウィンド ウで、各 ポイント の最 小 化 エネルギー値 を見 ることができます。
ヒント: もう一 方 の二 面 角 (結 合 の他 端 ) を回 転 させるには、二 面 角 グラフを右 クリックし、Rotate other End をク
リックします。
計算を繰り返します。
次 に、最 小 化 をオフにして、計 算 を繰 り返 します。グラフを右 クリックし、Recompute without Minimization を選 択 しま
す。次 のグラフが表 示 されます。
第 9 章: チュート リアル
199 / 308
ChemBio3D 13.0
図 9.36: 最 小 化 をオフにした場 合 のジフェニルの C-C 結 合 の単 一 角 グラフ
二面角ド ライバ グラフのカスタマイズ
デフォルト の二 面 角 グラフでは、データは 5 度 単 位 で表 示 されます。この単 位 を変 更 するには、File メニューの
Preferences をクリックして、Preferences ダイアログ ボックスで Dihedral Driver タブを選 択 します。
グラフで使 用 する色 をカスタマイズするには、Chart colors ド ロップダウン リスト で color オプションを選 択 します。
第 9 章: チュート リアル
200 / 308
ChemBio3D 13.0
計 算 の概 念
計 算 化 学 の概 要
計 算 化 学 を利 用 すると、研 究 所 での調 査 が不 適 切 か、非 現 実 的 か、または不 可 能 である場 合 に、コンピュータを使
用 して分 子 を調 査 できます。
計 算 化 学 には次 の項 目 が 含 まれます。
分 子 モデリング
計算方法
コンピュータ支 援 による分 子 のデザイン (CAMD)
化 学 データベース
有 機 合 成 方 法 の設 計
分 子 モデリングとは、2 次 元 または 3 次 元 モデルの分 子 構 造 と特 性 を表 すものと考 えることができます。一 方 、計 算 方
法 は、モデルを描 画 するのに必 要 な構 造 と特 性 のデータを計 算 します。ChemBio3D などの分 子 モデル作 成 プログラム
では、計 算 方 法 が計 算 エンジンとして扱 われ、 立 体 構 造 エンジン とグラフィック エンジンはモデルの描 画 を担 当 します。
ChemBio3D はその大 規 模 なビジュアル化 オプションに加 え、デスクト ップにおけるいくつかの強 力 な計 算 化 学 方 法 をサ
ポート しています。
計 算 方 法 の概 要
計 算 化 学 にはさまざまな数 学 的 方 法 があり、大 まかには、分 子 力 学 と量 子 力 学 の 2 つの分 野 に分 けられます。
分 子 力 学 : 典 型 的 な物 理 学 の法 則 を明 示 的 に電 子 を考 慮 せずに、分 子 の中 の原 子 に適 用 します。
量 子 力 学 : シュレディンガー方 程 式 に基 づいて、明 示 的 に電 子 構 造 を扱 い、分 子 を記 述 します。
一 般 に、量 子 力 学 的 方 法 はab initio と半 経 験 的 計 算 の、2 つの階 層 に細 分 できます。
ChemBio3D では、以 下 の計 算 方 法 が利 用 可 能 です。
計算方法
分子力学
MM2
MM3、MM3-protein
Extended Huckel
ChemBio3D 13.0、Tinker
ChemBio3D 13.0、MOPAC、
半経験的
他 の半 経 験 的 方 法 (AM1、MINDO/3、PM3 な
Gaussian
ど)
ab initio
RHF、UHF、MP2 など
Gaussian、CS GAMESS
図 10.1: 計 算 化 学
分 子 力 学 的 方 法 : MM2 (直 接 )。ChemBio3D 13.0Tinker インターフェイスによる MM3 および MM3-protein。
第 10 章: 計算の概念
201 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemBio3D および Gaussian による、半 経 験 的 Extended Hückel、MINDO/3、MNDO、MNDO-d、AM1、PM3 の
各方法。
ChemBio3D の Gaussian または CS GAMESS インターフェイスによる ab initio 法 。
計 算 方 法 の利 用
計 算 化 学 の手 法 では、分 子 のポテンシャル エネルギー曲 面 を計 算 します。ポテンシャル エネルギー曲 面 (PES) は、分
子 の原 子 間 の相 互 作 用 力 の具 体 化 と考 え、PES から、分 子 の構 造 と化 学 的 情 報 を導 きます。各 計 算 方 法 は、表
面 の計 算 方 法 やエネルギー面 から導 かれる分 子 特 性 により異 なります。
一 般 に基 本 的 な計 算 タイプには、以 下 があります。
シングル ポイント エネルギー計 算 (Single point energy calculation):モデルでの原 子 の立 体 構 造 のエネルギーで、
その座 標 における PES の値 です。
構 造 最 適 化 (Geometry optimization):原 子 座 標 を系 統 的 に変 更 した結 果 、構 造 の各 原 子 にかかる力 が 0 にな
る幾 何 学 的 構 造 ができたモデル。原 子 の 3 次 元 的 な配 置 は、エネルギーが極 小 値 (ローカル ミニマム) を取 るように
なります (立 体 配 座 の障 壁 を超 えることのない安 定 した分 子 構 造 になります)。
特 性 計 算 (Property calculation):電 荷 、双 極 子 モーメント 、生 成 熱 など、特 定 の物 理 的 特 性 や化 学 的 物 性 を
推 測 します。
この他 に、これらの計 算 方 法 では、立 体 配 座 の検 討 や分 子 動 力 学 シミュレーションなど、他 の機 能 も行 えます。
構造最適化
モデルで計 算 を実 行 する前 に、モデルの安 定 立 体 配 座 を計 算 することでモデルの構 造 を最 適 化 することがあります。
エネルギー最 小 化 の計 算 を実 行 すると安 定 立 体 配 座 が得 られます。これらの計 算 で、モデルのエネルギーのグローバル
ミニマムやローカル ミニマムが決 まります。
構 造 最 適 化 は、初 期 立 体 構 造 を起 点 とした反 復 処 理 により次 のように行 われます。
1. 最 初 に、初 期 立 体 構 造 でシングル ポイント エネルギー計 算 を実 行 します。
2. 原 子 集 団 の座 標 を変 更 し、新 しく作 成 された立 体 配 座 のエネルギーを決 定 するために別 のシングル ポイント エネ
ルギー計 算 を実 行 します。次 の構 造 変 更 のサイズと方 向 を決 定 するエネルギーの一 次 微 分 または二 次 微 分 (エネ
ルギー計 算 法 により異 なります) が計 算 されます。
3. 変 更 が完 了 します。
4. この情 報 に基 づいて、論 理 的 な移 動 が行 われ、ChemBio3D でエネルギーおよびエネルギー微 分 の再 計 算 が行 わ
れます。このプロセスは収 束 するまで繰 り返 され、最 適 化 が終 了 します。
エネルギー最 小 化 計 算 の正 確 性 は、初 期 立 体 構 造 、使 用 するポテンシャル エネルギー関 数 、ステップ間 の最 小 許 容
勾 配 (収 束 基 準 ) によって決 まります。
下 のイメージは、最 小 化 の概 念 をより詳 しく表 しています。単 純 化 するために各 独 立 変 数 を 2 次 元 のグラフで表 してい
ます。
第 10 章: 計算の概念
202 / 308
ChemBio3D 13.0
モデルの初 期 立 体 構 造 によって、どの極 値 に到 達 するかが決 まります。たとえば、立 体 構 造 (b) を起 点 とした場 合 は、
グローバル ミニマムである立 体 構 造 (a) に到 達 します。一 方 、立 体 構 造 (d) を起 点 とすると、ローカル ミニマムである (f)
に到 達 します。特 定 の最 小 点 ではなく、いずれかの最 小 点 の近 傍 を示 すには、到 達 最 小 勾 配 を指 定 します。計 算 終
了 点 における勾 配 を小 さくすると、立 体 構 造 (e) ではなく、立 体 構 造 (f) に到 達 できます。
理 論 上 は、収 束 基 準 (エネルギー勾 配 ) があまり緩 いと、一 次 微 分 最 小 化 により、鞍 点 に近 い立 体 構 造 が得 られま
す。これは、鞍 点 近 くのエネルギー勾 配 値 が、最 小 値 付 近 と同 じように非 常 に小 さくなるからです。たとえば、(c) 点 で
は、エネルギーの微 分 がゼロになるため、エネルギーの最 小 化 という意 味 で最 小 点 になります。一 次 微 分 による最 小 化
では、鞍 点 を超 えて他 方 の極 小 点 に到 達 することはできません。
注 : 鞍 点 について、さらに詳 しい評 価 を行 うには、CS MOPAC の Optimize To Transition State コマンド など遷 移 状
態 を特 定 できる方 法 を使 用 してください。
これらの最 小 化 に関 する障 害 を超 え、グローバル ミニマムを見 つけるために、Chem3D には、いくつかの方 法 がありま
す。
わずかに立 体 構 造 を変 更 した後 、再 度 最 小 化 を行 う方 法 。たとえば、以 前 の立 体 構 造 が (c) であった場 合 、新 し
い立 体 構 造 では (a) または (f) になります。
二 面 角 ド ライバを適 用 して、モデルの立 体 配 座 空 間 も検 討 できます。180 ページの 「チュート リアル 5: 二 面 角 ド ライ
バ 」 を参 照 してください。
分 子 動 力 学 シミュレーションを実 行 すると、小 さなポテンシャル エネルギー障 壁 を超 えることができます。分 子 動 力 学
シミュレーションを終 えた後 で、それぞれの立 体 構 造 を最 小 化 したり分 析 したりできます。292 ページの 「MM2 の参 考
文 献 」 を参 照 してください。
ポテンシャル エネルギー曲 面 から多 くの特 性 が計 算 できます。ChemBio3D の計 算 方 法 を使 う特 性 計 算 には次 のもの
が含 まれます。
立 体 エネルギー
生成熱
双 極 子 モーメント
電荷密度
水 中 の COSMO 溶 媒 和
静 電 的 ポテンシャル
第 10 章: 計算の概念
203 / 308
ChemBio3D 13.0
電 子 スピン密 度
超微細結合定数
原子電荷
分極率
その他 、IR 振 動 周 波 数 など
計 算 方 法 の選 択
どの計 算 方 法 でもすべての種 類 の計 算 ができるわけではありません。また、どれか 1 つの計 算 方 法 がすべての目 的 に
最 も適 しているというわけでもありません。どのアプリケーションに関 しても、方 法 によって利 点 と欠 点 があります。計 算 方
法 の選 択 は、下 記 のようないくつかの要 因 で決 まります。
分 子 の特 性 とサイズ
情 報 のタイプ
実 験 的 に決 定 された適 切 なパラメータ (計 算 方 法 によっては必 要 )
コンピュータ リソース
最 も重 要 な基 準 としては次 のものがあげられます。
モデル サイズ:特 定 の計 算 方 法 においては重 大 な制 限 要 素 です。一 般 に、分 子 内 の原 子 数 の制 限 は、 ab initio
から分 子 力 学 へという順 で、ほぼ 1 桁 ずつ緩 和 されます。したがって、ab initio では数 十 個 の原 子 、半 経 験 的 計 算
では数 百 個 の原 子 、分 子 力 学 では数 千 個 の原 子 となります。
使 用 可 能 なパラメータ:一 部 の方 法 では、実 験 に基 づいて決 定 されたパラメータを使 用 して計 算 が実 行 されます。
各 計 算 方 法 のパラメータとして使 用 できない原 子 がモデルに含 まれる場 合 、その計 算 方 法 による予 測 結 果 が無 意
味 になる可 能 性 があります。たとえば、分 子 力 学 はパラメータで力 場 を設 定 します。力 場 は、パラメータ化 された限
られた種 類 の原 子 のみに適 用 できます。
コンピュータ リソース:次 の各 方 法 とも、モデルのサイズに比 例 してシステムへの要 求 が増 加 します。
Ab initio: モデル内 の原 子 数 を N とすると、計 算 の所 要 時 間 は N4 となります。
半 経 験 的 : モデル内 の原 子 数 を N とすると、計 算 の所 要 時 間 は N3 または N2 となります。
MM2: 原 子 数 を N とすると、計 算 の所 要 時 間 は N2 となります。
一 般 的 に、分 子 力 学 法 は量 子 力 学 的 方 法 ほどコスト はかかりません。一 般 的 な各 計 算 方 法 について、各 アプリケー
ションごとの適 合 性 を次 にまとめます。
分子力学法
ChemBio3D 13.0 での分 子 力 学 法 は、次 のものに適 用 できます。
数 千 個 の原 子 を含 む系
有 機 物 、オリゴヌクレオチド 、ペプチド 、糖 類
気 相 のみ (MM2 の場 合 )
MM2 計 算 では、次 の操 作 が有 効 です。
エネルギー最 小 化 による安 定 した立 体 配 座 の配 置
シングル ポイント エネルギー計 算 による同 一 分 子 の各 立 体 配 座 の比 較
第 10 章: 計算の概念
204 / 308
ChemBio3D 13.0
1 つまたは 2 つの二 面 角 変 更 による立 体 配 座 空 間 の検 討
分 子 動 力 学 による分 子 の動 きの研 究
量子力学的方法
量 子 力 学 により得 られる有 益 な情 報 には、次 のようなものがあります。
分 子 の軌 道 エネルギーと軌 道 係 数
立 体 配 座 のエネルギー評 価 のための生 成 熱
分 子 軌 道 係 数 から求 められる原 子 の部 分 的 電 荷
静 電 的 ポテンシャル
双 極 子 モーメント
遷 移 状 態 の立 体 構 造 とエネルギー
結 合 解 離 エネルギー
ChemBio3D 13.0 の Gaussian で利 用 できる半 経 験 的 計 算 は次 のものに適 用 できます。
120 個 までの重 原 子 を含 む、合 計 300 個 までの原 子 を含 む系
有 機 物 、有 機 金 属 、小 さな低 重 合 体 (ペプチド 、ヌクレオチド 、糖 類 )
気 相 または溶 媒 中
基 底 状 態 、遷 移 状 態 、励 起 状 態
ChemBio3D 13.0 の Gaussian で利 用 できる Ab initio 法 は次 のものに適 用 できます。
150 個 までの原 子 を含 む系
有 機 物 、有 機 金 属 、分 子 フラグメント (酵 素 の触 能 )
気 体 または溶 媒 中
基 底 状 態 、遷 移 状 態 、励 起 状 態 の研 究 (特 定 の計 算 のみ)
第 10 章: 計算の概念
205 / 308
ChemBio3D 13.0
計算方法
利点
分 子 力 学 (Gaussian)
計 算 量 が最 も少 なく、限 限 られた階 層 の分 子 だけに
大 きいシステム
られたコンピュータ リソー
特 定 の力 場 を適 用
(数 千 個 の原 子 )
電 子 特 性 を計 算 しない
結 合 を壊 したり形 成 したりし
古 典 的 な物 理 学 を使 用
組 み込 まれた実 証 的 なパ
ラメータをもった力 場 に依
存 する
スでも有 効
酵 素 と同 じくらい大 きい
分 子 に使 用 可 能
欠点
実 験 データ (または ab initio
適 切 な対 象
ない系 やプロセス
からのデータ) がパラメータに
必要
半経験的計算
ab initio 方 法 よりも計 算
実 験 データ (または ab initio
中 間 サイズの系 (数 百 個 の
(MOPAC、Gaussian)
量 が少 ない
からのデータ) がパラメータに
原子)
量 子 物 理 学 を使 用
遷 移 状 態 や励 起 状 態
実 験 的 に導 き出 される実
での計 算 が可 能
必要
電 子 遷 移 にかかわる系
Ab initio 法 ほど厳 密 ではな
い
証 的 なパラメータを使 用
広 範 囲 に近 似 を使 用
ab initio (Gaussian、CS
GAMESS)
量 子 物 理 学 を使 用
数 学 的 に厳 密 、実 証 的
広 範 囲 な系 に有 効
計 算 量 が多 い
実 験 データに依 存 しない
遷 移 状 態 や励 起 状 態
での計 算 が可 能
なパラメータなし
小 さいシステム
(数 十 個 の原 子 )
電 子 遷 移 にかかわる系
実 験 データがない
(「新 化 学 」)
厳 密 な精 度 を必 要 とする系
図 10.2: 方 法 の比 較
ポテンシャル エネルギー曲面
ポテンシャル エネルギー曲 面 (PES) は、次 の点 を表 すことが可 能 です。
原 子 の組 成 が一 定 である分 子 または分 子 の集 合 (エタンなど)、または、化 学 反 応 を起 こす系
立 体 配 座 間 の相 対 エネルギー (エタンの重 なり型 とねじれ型 )
ポテンシャル エネルギー曲 面 は、次 によって異 なる可 能 性 があります。
原 子 組 成 が少 し異 なる分 子 (エタンとクロロエタン)
原 子 組 成 が同 じでも結 合 パターンが異 なる分 子 (プロピレンとシクロプロパンなど)
同 じ分 子 の励 起 状 態 と基 底 状 態
第 10 章: 計算の概念
206 / 308
ChemBio3D 13.0
モデルの実 際 のポテンシャル エネルギー曲 面 は多 次 元 曲 面 で、原 子 の座 標 の数 に応 じて次 元 が変 化 します。また、
各 原 子 は、X 座 標 、Y 座 標 、Z 座 標 の 3 つの独 立 変 数 を持 つため、多 数 の原 子 を含 むモデル表 面 のビジュアル化 は
できません。ただし、原 子 の X 座 標 と Y 座 標 など、任 意 の 2 つの独 立 変 数 を調 べて全 体 的 な特 徴 を描 くことは可 能
です。
極 値 (Extrema) と呼 ばれるポテンシャル エネルギー曲 面 上 で重 要 な領 域 が矢 印 で示 されています。
グローバル ミニマム:最 も安 定 な立 体 配 座 が現 れる。分 子 には、エネルギーが最 小 になるグローバル ミニマムは 1 つし
かありません
ローカル ミニマム:最 小 値 以 外 のエネルギーの停 留 点 。これらの最 小 点 は、立 体 構 造 をどの方 向 に変 化 させてもエ
ネルギーが大 きくなる点 として定 義 されます。
鞍 点 :エネルギーが小 さくなる 2 つの極 値 の間 にある定 常 点 。鞍 点 は、ポテンシャル エネルギー曲 面 上 の点 で、1 方
向 を除 くすべての方 向 でエネルギーが増 加 し、面 の傾 き (一 次 微 分 ) が 0 になる点 として定 義 されます。
注 : エネルギーが最 小 になる点 でも、エネルギーは 0 にはなりません。0 になるのは、立 体 構 造 に関 するエネルギーの
一 次 微 分 (勾 配 ) です。
分 子 のポテンシャル エネルギー曲 面 上 にある各 極 小 点 では、各 原 子 にかかる力 の和 が 0 になるため、安 定 した定 常
点 となります。グローバル ミニマムは最 も安 定 した立 体 配 座 、ローカル ミニマムはやや安 定 した立 体 配 座 、鞍 点 はこの
2 つの最 小 点 の間 にある遷 移 状 態 の立 体 配 座 を表 します。
シングル ポイント エネルギー計算
シングル ポイント エネルギー計 算 では、モデルの特 定 の立 体 構 造 の特 性 が計 算 できます。特 性 の値 は、ポテンシャル
曲 面 上 のモデルの位 置 によって、次 のように変 わります。
シングル ポイント エネルギー計 算 をグローバル ミニマムで行 うと、最 も安 定 した立 体 配 座 に関 する情 報 が得 られま
す。
シングル ポイント エネルギー計 算 をローカル ミニマムで行 うと、比 較 的 安 定 した立 体 配 座 に関 する情 報 が得 られま
す。
シングル ポイント エネルギー計 算 を鞍 点 で行 うと、遷 移 状 態 に関 する情 報 が得 られます。
シングル ポイント エネルギー計 算 をポテンシャル エネルギー曲 面 上 のその他 の点 で行 うと、定 常 状 態 、遷 移 状 態 以
外 の立 体 配 座 に関 する情 報 が得 られます。
シングル ポイント エネルギー計 算 は、立 体 構 造 の最 適 化 の前 または後 に実 行 できます。
注 : 異 なる計 算 方 法 によって得 た値 どうしを比 較 しないでください。異 なる計 算 方 法 は、異 なる仮 定 を用 いてお
り、任 意 のオフセットによってエネルギーは異 なるためです。
分 子 力 学 理 論 の概 要
分 子 力 学 では、標 準 的 なポテンシャル エネルギー関 数 の組 を使 用 して分 子 のエネルギーを計 算 します。ポテンシャル
エネルギー関 数 やその評 価 に使 用 するデータ (パラメータ) は、一 般 に「力 場 」と呼 ばれます。
分 子 力 学 的 計 算 は、次 のいくつかの原 則 に基 づいています。
核 と電 子 をまとめて 1 つの粒 子 (原 子 ) として扱 います。
原 子 は通 常 は球 体 として扱 います。
第 10 章: 計算の概念
207 / 308
ChemBio3D 13.0
結 合 は通 常 はばねとして扱 います。
原 子 間 の非 結 合 相 互 作 用 は、古 典 力 学 で導 かれているポテンシャル関 数 を使 って表 します。
結 合 伸 縮 、変 角 、ねじれ (結 合 の回 転 )、エネルギー、および空 間 内 (非 結 合 ) のそれぞれの相 互 作 用 について、
別 個 のポテンシャル関 数 が使 用 されます。
ポテンシャル エネルギー関 数 は、原 子 組 間 の相 互 作 用 を説 明 する経 験 的 に導 かれたパラメータ (力 の定 数 、平 衡
距 離 ) に基 づいています。
相 互 作 用 の和 によって、分 子 の立 体 配 座 が決 定 されます。
分 子 力 学 エネルギーは、絶 対 量 を示 すものではなく、同 じ分 子 の複 数 の立 体 配 座 の相 対 的 な立 体 エネルギー
(歪 みエネルギー) を比 較 するためにのみ使 用 します。
力場
分 子 力 学 では結 合 をばねとして扱 うため、結 合 の伸 縮 エネルギー、変 角 エネルギー、ねじれエネルギーの計 算 には、ば
ねの変 形 計 算 (フックの法 則 ) を使 用 します。非 結 合 原 子 (2 結 合 以 上 離 れた原 子 ) の相 互 作 用 には、ファンデルワー
ルス引 力 、立 体 斥 力 、静 電 引 力 /斥 力 が関 係 します。これらの特 性 は、原 子 をそれぞれ特 有 の半 径 を持 つ球 体 と考
えると最 も簡 単 に計 算 できます。分 子 が持 つ総 ポテンシャル エネルギー E は、次 のように説 明 できます。
E = 伸 縮 エネルギー + 変 角 エネルギー + ねじれエネルギー + 非 結 合 相 互 作 用 エネルギー
最 初 の 3 つの項 、すなわち結 合 原 子 間 の相 互 作 用 は、ねじれゼロの理 想 的 な立 体 配 座 からモデルを変 形 したときの
ひずみエネルギーとして表 れます。
伸 縮 エネルギー。 直 接 結 合 した原 子 の結 合 伸 縮 エネルギー。
変 角 エネルギー。 3 番 目 の原 子 に隣 接 する 2 つの原 子 の間 の変 角 エネルギー。
ねじれエネルギー。 二 面 角 を形 成 する原 子 間 のねじれ角 回 転 エネルギー。
非 結 合 相 互 作 用 エネルギー。 非 結 合 相 互 作 用 には、次 の 2 つの力 場 が含 まれます。
接 近 しすぎた原 子 間 の斥 力 および分 散 力 の範 囲 から遠 く離 れた位 置 における引 力 (ファンデルワールス相 互 作 用 )
電 荷 、双 極 子 、四 極 子 に関 係 する相 互 作 用 (静 電 相 互 作 用 )
次 のイメージは、主 な相 互 作 用 を示 したものです。
第 10 章: 計算の概念
208 / 308
ChemBio3D 13.0
図 10.3: ポテンシャル エネルギー相 互 作 用 A) 非 結 合 相 互 作 用 、B) 変 角 、C) 結 合 伸 縮 、D) ねじれ
長 年 にわたり、さまざまな力 場 が考 案 されています。上 記 とは別 の変 形 を説 明 するためのエネルギー項 を追 加 したもの
もあります。また、力 学 モデルの精 度 を向 上 させるために、隣 接 する結 合 間 の変 角 エネルギーや伸 縮 エネルギーの連 結
を示 すものもあります。
MM2
ChemBio3D で使 用 される MM2 力 場 は、アリンジャーの MM2 力 場 に修 正 を加 えたものです。MM2 の詳 細 について
は、292 ページの 「MM2 の参 考 文 献 」 を参 照 してください。
アリンジャーの力 場 への主 な追 加 項 目 は次 のとおりです。
電 荷 -双 極 子 間 の相 互 作 用 に関 する項
四次伸縮項
5 次 多 項 式 スイッチング関 数 の静 電 のカット オフとファンデルワールス項
必 要 に応 じた自 動 pi 系 計 算
ねじれ型 および非 結 合 に関 する制 約
ChemBio3D は、ポテンシャル エネルギー関 数 のパラメータをパラメータ テーブルに格 納 します。テーブルを表 示 するに
は、View メニューから Parameter Tables をクリックし、いずれかの MM2 テーブルを選 択 します。
各 パラメータは、データの相 対 的 な信 頼 性 を示 す Quality 番 号 で分 類 されています。Quality 番 号 は 1 ～ 4 まであり、1
は ChemBio3D が推 測 したデータであること、4 は完 全 な実 験 データ (または ab initio データ) から導 かれたデータである
ことを示 します。
MM2 Constants というパラメータ テーブルには、さまざまな状 況 でポテンシャル関 数 のエラーを修 正 するための調 整 可 能
パラメータが多 数 保 存 されています。
第 10 章: 計算の概念
209 / 308
ChemBio3D 13.0
注 意 : Chem3D は MM2 パラメータの編 集 を許 可 しますが、これは特 に注 意 して、専 門 の方 のみ行 ってください。力
場 方 程 式 内 では、パラメータはパラメータ間 で相 互 作 用 します。変 更 を 1 つ行 うと、普 通 、他 のものも変 更 されてし
まいます。
結合伸縮エネルギー
結 合 伸 縮 エネルギーの方 程 式 は、フックの法 則 に基 づいています。
これらのパラメータは Bond Stretching Parameters テーブルに保 存 されています。各 結 合 原 子 ペアには、原 子 タイプ (CC、C-H、O-C など) に基 づいて、固 有 の Ks パラメータと ro パラメータが割 り当 てられます。Ks パラメータは、結 合 ばねの
硬 さ (結 合 伸 縮 力 定 数 ) を決 定 し、ro は、ばねの平 衡 長 (モデル作 成 時 に使 用 する標 準 測 定 値 ) を表 します。定 数
71.94 は、結 果 を kcal/mole 単 位 で得 るための換 算 係 数 です。
この方 程 式 は、結 果 として、平 衡 状 態 から結 合 を変 形 させるために必 要 なエネルギーを示 します。
この単 純 な放 物 線 状 のモデルでは、解 離 点 の方 に結 合 長 を大 きくできません。この問 題 を修 正 するにはモースの関 数
を使 用 するのが最 良 の方 法 ですが、モースの関 数 を使 用 すると、計 算 時 間 が大 幅 に増 えてしまいます。そのため、モー
スの関 数 に少 しでも近 い結 果 を得 るのに三 次 伸 縮 定 数 や四 次 伸 縮 定 数 を追 加 することで修 正 する方 法 もあります。
三 次 伸 縮 項 は非 対 称 形 のポテンシャルの谷 を扱 えるため、比 較 的 長 い結 合 を使 用 できます。ただし、三 次 伸 縮 項
では極 端 に長 い結 合 には対 応 できません。そのため、四 次 伸 縮 項 を使 って極 端 に長 い結 合 長 に伴 う問 題 に対 処 し
ます。三 次 伸 縮 項 と四 次 伸 縮 項 を追 加 すると、結 合 伸 縮 エネルギーの式 は次 のようになります。
E
ΣKs[(r-r0)2+CS(r-r0)3+QS(r-r0)4]
=71.94
stretch
三 次 伸 縮 定 数 と四 次 伸 縮 定 数 は MM2 Constants テーブルで定 義 されています。
Allinger の力 場 で得 られるエネルギーを正 確 に再 現 するには、MM2 Constants テーブルの三 次 伸 縮 定 数 と四 次 伸 縮
定 数 を "0" に設 定 します。
変角エネルギー
変 角 エネルギー方 程 式 も、フックの法 則 に基 づいています。Kb パラメータは結 合 ばねの硬 さ (変 角 定 数 ) を決 定 し、θ
の平 衡 角 を表 します。この方 程 式 によって、平 衡 状 態 からの結 合 角 の変 更 に伴 うエネルギーが推 測 できます。定 数
0
0.02191418 は、結 果 を kcal/mole 単 位 で得 るための換 算 係 数 です。
3 つの原 子 で構 成 される各 原 子 組 には、原 子 タイプ (C-C-C、C-O-C、C-C-H など) に基 づいて固 有 の変 角 エネルギー
パラメータが割 り当 てられます。また、各 原 子 組 の平 衡 角 は、角 の中 央 にある原 子 が結 合 する原 子 のタイプによって異
なります。このため、各 結 合 角 はXR2、XRH、XH2 の 3 つから選 択 できます。たとえば、プロパンの C-C-C 結 合 角 に
第 10 章: 計算の概念
210 / 308
ChemBio3D 13.0
は、中 央 の原 子 と結 合 する両 方 の原 子 が水 素 であることから、XH2 パラメータが使 用 され、イソブテンには XRH パラ
メータが使 用 されます。また、2,2-ジメチルプロパンには XR2 パラメータが使 用 されます。
Kb パラメータとθ パラメータによって、放 物 線 の傾 斜 が変 化 します。Kb の値 が大 きくなるにつれて、平 衡 状 態 から角 度
0
を変 更 するために必 要 なエネルギーが大 きくなります。Kb の値 を 1.0 より小 さくすると、ポテンシャルの谷 が浅 くなります。
また、理 想 的 な角 度 から大 きく変 形 された角 度 のエネルギーを大 きくするには、6 次 項 を追 加 します。6 次 の変 角 定 数
SF は、MM2 Constants テーブルにおいて定 義 されます。この 6 次 項 を追 加 すると、変 角 エネルギーの式 は次 のようにな
ります。
注: 6 次の変角定数のデフォルト値は 0.00000007 です。Allinger の力場で得られるエネルギーを正確に再現するに
は、MM2 Constants テーブルの 6 次変角定数を "0" に設定します。
変 角 エネルギー パラメータには、3 種 類 のパラメータ テーブルがあります。
Angle Bending Parameters
3-Membered Ring Angle Bending Parameters
4-Membered Ring Angle Bending Parameters
MM2 Constants テーブルでは、さらに 3 つの変 角 エネルギー定 数 が使 用 できます。これらは "-CHR- 変 角 " 定 数 で、特
に 1 個 または 2 個 の水 素 と結 合 する炭 素 に対 して使 用 されます。
1-1-1 角 の -CHR- 変 角 定 数 Kb1 タイプ 1 (-CHR-) およびタイプ 2 (-CHR-) 相 互 作 用 に指 定 されるエネルギー定 数 の精
度 が向 上 します。
4 員 環 の 1-1-1 角 の -CHR- 変 角 定 数 Kb および 3 員 環 の 22-22-22 角 の -CHR- 変 角 定 数 Kb を正 確 に指 定 するに
は、別 の定 数 が必 要 になります。
ねじれエネルギー
この項 では、二 面 角 (ねじれ型 ) のエネルギーの最 小 点 が 360/n という特 定 の間 隔 で発 生 することを説 明 しま
す。ChemBio3D では、n は 1、2、3 のいずれかになります。
Vn/2 パラメータが、ねじれエネルギー定 数 です。このパラメータは曲 線 の振 幅 を決 定 しており、 n は、その周 期 を意 味 し
ます。 nφ により、曲 線 全 体 が回 転 軸 に沿 って移 動 します。このパラメータは曲 線 の大 きさによって決 まります。原 子 4 個
1角度定義の数値は、Atom Types テーブルの Text 列を表します。1 は C アルカンを表し、22 は C シクロプロパンを表しま
す。
第 10 章: 計算の概念
211 / 308
ChemBio3D 13.0
で構 成 される各 原 子 組 は (C-C-C-C、C-O-C-N、H-C-C-H など) 原 子 タイプに基 づいた固 有 のねじれ回 転 パラメータが
割 り当 てられます。
ChemBio3D には、次 に示 す 3 種 類 の Torsional Parameters テーブルがあります。
Torsional Parameters
4-Membered Ring Torsions
3-Membered Ring Torsions
非結合エネルギー
非 結 合 エネルギーは、相 互 作 用 を起 こしうる、一 定 のカット オフ距 離 内 の非 結 合 原 子 対 のエネルギーの和 です。
非 結 合 エネルギーは、近 距 離 にある原 子 間 の斥 力 、遠 距 離 にある原 子 間 の引 力 を説 明 します。また、相 互 に作 用
する原 子 が数 オングスト ローム離 れたときの急 激 な引 力 とその現 象 についても説 明 します。
ファンデルワールス エネルギー
相 互 に作 用 する原 子 間 の距 離 が各 原 子 の接 触 半 径 の合 計 よりも少 しでも小 さくなると、斥 力 が生 じま
す。ChemBio3D では、指 数 斥 力 と引 力 分 散 の相 互 作 用 (1/R6) を含 む方 程 式 で斥 力 を表 します。
ここで、
パラメータには次 のものがあります。
Ri * および Rj *:原 子 のファンデルワールス半 径
イプシロン (ε):引 力 ポテンシャル エネルギーの深 さと原 子 を引 き付 ける難 易 度 を決 定
r ij :原 子 間 の実 際 の距 離
近 距 離 の場 合 、上 の式 では分 散 力 よりも斥 力 の方 が優 先 されます。これを補 うために近 距 離 (R=3.311) では次 の式
が使 用 されます。
R* パラメータとイプシロン パラメータは、MM2 Atom Types テーブルに保 存 されています。
相 互 作 用 によっては、MM2 Atom Types テーブルの値 のかわりに VDW Interactions Parameters テーブルの値 が使 用 さ
れます。水 分 子 のように 2 個 の原 子 の陰 性 度 の差 が非 常 に大 きい場 合 などがこれにあたります。
ファンデルワールス相互作用のカット オフ パラメータ
ファンデルワールス項 にカット オフ距 離 を設 定 すると、比 較 的 重 要 度 の低 い遠 距 離 間 の作 用 が計 算 から除 外 されるた
め、大 型 分 子 の計 算 時 間 を大 幅 に短 縮 できます。
第 10 章: 計算の概念
212 / 308
ChemBio3D 13.0
ChemBio3D では、五 次 のスイッチング多 項 式 を使 用 しているので二 次 の連 続 した力 場 が得 られます。カット オフは、指
定 されたカット オフ距 離 の 90% で開 始 され少 しずつ実 行 されます。この距 離 は、MM2 Constants テーブルで設 定 されて
います。
ファンデルワールス相 互 作 用 は 1/r6 と小 さいため、カット オフを (たとえば、10 Å のような) かなり短 い距 離 に設 定 できま
す。このため、比 較 的 小 さい分 子 でも、計 算 時 間 が大 幅 に短 縮 できます。
注 : アリンジャーの力 場 で得 られるエネルギーを正 確 に再 現 するには、次 の操 作 を行 ってください。MM2 Constants
テーブルでファンデルワールス カットオフ定 数 を大 きな値 に設 定 します。
静電エネルギー
静 電 エネルギーは、非 結 合 原 子 の電 荷 q、非 結 合 原 子 間 の距 離 rij、分 子 の誘 電 率 D の関 数 で表 され、環 境 (溶
媒 または分 子 自 体 の環 境 ) による静 電 相 互 作 用 の減 衰 を説 明 します。
ChemBio3D では、電 荷 分 子 の原 子 の電 荷 と中 性 分 子 の結 合 双 極 子 を使 って静 電 エネルギーを表 します。
ChemBio3D では次 の相 互 作 用 が考 慮 されます。
電 荷 /電 荷
dipole/dipole
双 極 子 /電 子
相 互 作 用 が異 なる場 合 には、異 なる静 電 方 程 式 を使 用 します。
電荷/電荷
値 332.05382 は、結 果 を kcal/mole で得 るための換 算 係 数 です。
双極子/双極子
値 14.388 は、結 果 を ergs/mole から kcal/mole に換 算 するための換 算 係 数 で、χ は、µi と µj の 2 つの双 極 子 間 の
角 。αi、αj は、中 央 で接 触 する 2 つのベクト ル、rij によって双 極 子 が形 成 する角 で、Dm は、誘 電 (実 効 ) 定 数 です。
第 10 章: 計算の概念
213 / 308
ChemBio3D 13.0
双極子/電荷
値 69.120 は、結 果 を kcal/mole で得 るための換 算 係 数 です。
各 原 子 ペアの結 合 双 極 子 パラメータ µ は、Bond Stretching Parameters テーブルに保 存 されます。電 荷 q は、Atom
Types テーブルに保 存 されます。分 子 の誘 電 率 は、MM2 Atom Types テーブルで 1.0 ～ 5.0 の定 数 値 に設 定 します。
注 : ChemBio3D では、距 離 に依 存 する誘 電 率 は使 用 しません。
カット オフ パラメータ
静 電 項 のカット オフを使 用 すると、ファンデルワールス項 では遠 距 離 間 の作 用 が計 算 から削 除 されるため、大 型 分 子 の
計 算 時 間 を大 幅 に短 縮 できます。
ChemBio3D では、ファンデルワールス計 算 のように、2 次 の連 続 した力 場 が得 られるように、5 次 のスイッチング多 項 式
を使 用 しています。電 荷 /電 荷 、電 荷 /双 極 子 、または、双 極 子 /双 極 子 の相 互 作 用 が最 小 値 に達 すると、スイッチン
グ関 数 が表 示 されます。カット オフ距 離 は、MM2 Constants パラメータ テーブルで設 定 します。
距 離 r にある 2 点 の電 荷 間 の電 荷 -電 荷 相 互 作 用 エネルギーは、1/r に比 例 するため、電 荷 -電 荷 のカット オフは、分
子 のサイズに応 じて、かなり大 きな値 (通 常 は 30 ～ 40 Å) に設 定 する必 要 があります。電 荷 -双 極 子 、双 極 子 -双 極
子 の場 合 は、1/r2、1/r3、と小 さくなるため、カット オフもそれぞれ 25 や 18 Å などの小 さな距 離 に設 定 できます。アリン
ジャーの力 場 で得 られるエネルギーを正 確 に再 現 するには、次 の操 作 を行 ってください。MM2 Constants テーブルでカッ
ト オフ定 数 を大 きな値 (たとえば 99) に設 定 します。
OOP 変角エネルギー
三 面 平 面 (sp2 混 成 ) を形 成 する原 子 は、OOP 変 角 エネルギーを計 算 する他 の結 合 原 子 とも共 通 の平 面 を持 つ傾
向 があります。MM2 は下 記 の OOP 変 角 エネルギーで説 明 された方 程 式 を使 用 します。
方 程 式 の形 式 は変 角 エネルギー項 と同 じですが、θ は 1 対 の原 子 ペアの共 通 平 面 からのずれの角 度 を表 し、ゼロに
設 定 されます。
Out of Plane Bending Parameters テーブルには、各 原 子 ペアに特 殊 なエネルギー定 数 が定 義 されています。また、変
角 エネルギーで説 明 したように、6 次 項 が追 加 されています。6 次 の変 角 定 数 SF は、MM2 Constants テーブルにおい
て定 義 されます。
Pi 結合と Pi 結合を持つ原子
Pi 系 を含 むモデルの場 合 、MM2 は、Pariser-Parr-Pople Pi 軌 道 SCF 計 算 を実 行 します。Pi 系 は、Conjugate Pi
System Atoms テーブルに示 された 3 種 類 以 上 の連 続 した原 子 として定 義 されます。このため、MM2 計 算 では 1
第 10 章: 計算の概念
214 / 308
ChemBio3D 13.0
次 、1.5 次 、2 次 など以 外 の結 合 次 数 を計 算 します。
注 : ここでは、D.H. Lo および M.A. Whitehead の方 法 (Can. J. Chem., 46, 2027, 1968) と、G.D. Zeiss および M.A.
Whitehead の複 素 環 式 パラメータ (J. Chem. Soc.(A), 1727, 1971) を採 用 しています。SCF 計 算 では、結 合 伸 縮
力 定 数 、標 準 結 合 長 、二 重 ねじれ障 壁 の概 算 に使 用 する結 合 次 数 が得 られます。
基 本 的 な処 理 内 容 は次 のとおりです。
1. Pi 系 内 の原 子 ペアの間 で電 子 を共 有 すべきかどうかが検 討 され、必 要 に応 じて Fock マト リクスが作 成 されます。
2. Fock マト リクスから Pi 分 子 の軌 道 が計 算 されます。
3. Pi 分 子 軌 道 を使 って新 しい Fock マト リクスが計 算 され、この新 しい Fock マト リクスを使 って、さらに正 確 な Pi 分 子
軌 道 が計 算 されます。
4. ステップ 2 とステップ 3 では、フォック行 列 が計 算 され、新 しいフォック行 列 を使 って、さらに正 確 な Pi 分 子 軌 道 が計
算 されます。この方 法 は「自 己 無 撞 着 場 法 」または「Pi SCF 計 算 」と呼 ばれます。
5. pi 分 子 軌 道 から pi 結 合 次 数 が計 算 されます。
6. pi 結 合 次 数 を使 って、pi 系 内 の各 結 合 の結 合 長 (BLres)、エネルギー係 数 (Ksres) が修 正 されます。
7. Ksres と Blres の値 を MM2 計 算 の分 子 力 学 要 素 として、さらに分 子 が最 適 化 されます。
伸縮エネルギー/変角エネルギーの交差項
伸 縮 -変 角 は、結 合 伸 縮 と変 角 の間 の交 差 です。たとえば、角 度 が小 さくなると、MM2 力 場 は伸 縮 -変 角 エネルギー
定 数 を使 ってその角 の中 心 にある原 子 から両 端 の原 子 までの結 合 長 を大 きくします。
エネルギー定 数 (Ksb) は、原 子 の組 み合 わせによって変 わります。
下 のリスト は、エネルギー定 数 による説 明 が可 能 な 7 種 類 の原 子 の組 み合 わせを示 したものです。
X-B, C, N, O-Y
B-B, C, N, O-H
X-Al, S-Y
X-Al, S-H
X-Si, P-Y
X-Si, P-H
X-Ga, Ge, As, Se-Y, P-Y
X および Y は水 素 以 外 の任 意 の原 子 です。
その他の制約
Measurement テーブルの最 適 化 フィールド によって、ねじれ角 および非 結 合 距 離 に制 約 が加 えられている場 合 には、
力 場 に項 を追 加 します。この追 加 項 には調 和 ポテンシャル関 数 を使 用 します。この関 数 を使 用 する場 合 、制 約 を有
効 にするため、エネルギー定 数 を大 きい値 (ねじれ角 では 4、非 結 合 距 離 では 106) に設 定 します。
ねじれ角 の制 約 による追 加 項 とエネルギー定 数 は下 の式 で表 されます。
第 10 章: 計算の概念
215 / 308
ChemBio3D 13.0
非 結 合 距 離 の制 約 による追 加 項 とエネルギー定 数 は下 の式 で表 されます。
分 子 動 力 学 シミュレーション
分 子 動 力 学 では、分 子 の運 動 のシミュレーションを行 います。運 動 はすべての化 学 プロセスに備 わっているため、このシ
ミュレーションは有 用 です。たとえば、結 合 伸 縮 や結 合 角 変 更 などの振 動 は、IR スペクト ルを発 生 させます。あるいは、
化 学 反 応 やホルモンレセプタ結 合 などの複 雑 なプロセスは、さまざまな分 子 内 運 動 や分 子 間 運 動 に関 係 しています。
原 子 の運 動 のシミュレーションは、時 間 依 存 型 の方 法 です。
立 体 配 座 の遷 移 や局 部 振 動 は、分 子 動 力 学 の一 般 的 なテーマとして研 究 されています。分 子 動 力 学 では、エネル
ギー最 小 化 の場 合 と同 様 、分 子 内 の自 由 度 を段 階 的 に変 更 します。エネルギー最 小 化 の各 ステップでは、最 小 点 に
向 かって下 降 する指 示 が出 されます。
Calculations メニューの Molecular Dynamics コマンド を使 用 すれば、ChemBio3D のモデル ウィンド ウ内 に表 示 された
フラグメント の分 子 力 学 における軌 道 計 算 ができます。分 子 動 力 学 の一 般 的 な利 用 法 は、1 個 の分 子 が利 用 できる
立 体 配 座 空 間 の調 査 や運 動 中 の分 子 を表 す連 続 フレームの作 成 です。分 子 動 力 学 の詳 細 については、89 ページ
の 「計 算 エンジン」 を参 照 してください。
分子動力学の公式
分 子 動 力 学 計 算 は、通 常 、連 続 するステップで成 り立 ちます。ステップは、一 定 の間 隔 、約 2.0 フェムト 秒 (fs, 1.0 x
10-15秒 ) ごとに発 生 します。各 ステップにおける原 子 の新 しい位 置 や速 度 の計 算 には、ビーマンの運 動 方 程 式 統 合 ア
ルゴリズムと B. R. Brooks の改 良 係 数 を採 用 します。
各 原 子 (i) の移 動 は、次 の公 式 に従 って行 います。
同 様 に、xi、yi と zi を原 子 の直 交 座 標 、vi を速 度 、ai を加 速 、aiold を前 ステップの加 速 、∆t を現 在 のステップと前 ステッ
プの間 の時 間 として、各 原 子 を Y 軸 および Z 軸 に沿 って移 動 します。新 しい直 交 座 標 のポテンシャル エネルギーとその
導 関 数 (gi) が計 算 されます。
各 ステップにおける新 しい加 速 と速 度 の計 算 には、次 の公 式 を使 用 します (mi は原 子 の質 量 とします)。
第 10 章: 計算の概念
216 / 308
ChemBio3D 13.0
化学的物性
ChemBioOffice 2012 スイート では、100 種 類 を超 えるさまざまな化 学 的 物 性 、位 相 特 性 、物 理 特 性 、熱 力 学 特 性
を特 定 できます。このガイド では、ChemBio3D で計 算 できる特 性 について説 明 し、他 の ChemBioOffice 2012 アプリ
ケーションで使 用 できる特 性 の関 数 の一 覧 を表 示 します。
ChemBio3D の特 性
次 に示 す特 性 は、ChemBioOffice 2012 の ChemBio3D Ultra で計 算 できます。各 特 性 の詳 細 および計 算 方 法 につい
ては、それぞれのリンクをクリックしてください。
B
H
分子表面
S
Balaban 指 数
調 和 ゼロポイント エネルギー
分子位相指数
SCF エネルギー
沸点
熱容量
分子体積
形状属性
C
生成熱
Mulliken 電 荷
形状係数
Cp
ヘンリーの法 則 の定 数
Mulliken population
スピン密 度
Cv
超分極率
m/z
次数合計
クラスタ数
超微細結合定数
N
原子価合計
コノリー接 触 面
I
水 素 結 合 受 容 体 の数
T
コノリー分 子 面
理想気体熱容量
水 素 結 合 供 与 体 の数
熱 力 学 的 エネルギー
コノリー溶 媒 排 斥 容 積
内 部 エネルギー
回転可能結合数
位相直径
臨界圧力
イオン化 ポテンシャル
O
結合合計
臨界温度
K
卵形度
エネルギー総 量
臨界容積
運 動 エネルギー
P
原子価結合合計
D
L
LogP/分 配 係 数
V
双極子
Lipinski の Rule of Five
pKa
蒸気圧
E
LogP/分 配 係 数
極性表面積
W
電子密度
LogS
分極率
水溶性
静 電 的 ポテンシャル
Lowdin 電 荷
ポテンシャル エネルギー
Wiener 指 数
元素解析
Lowdin population
主 モーメント
Z
エンタルピー
M
R
ゼロポイント エネルギー
エント ロピー
質量
半径
厳 密 な質 量
融点
RMS 力
F
分子式
回転可能結合数
形式電荷
分 子 式 HTML
周波数
モル屈 折 度
G
モル重 量
ギブスの自 由 エネルギー
分子量
*Molecular Networks の特 性 の詳 細 については、1 ページの 「追 加 の計 算 エンジン」 を参 照 してください。
第 11 章: 化学的物性
217 / 308
ChemBio3D 13.0
Balaban 指数
Balaban 指 数 (J で表 す) は次 のように定 義 されます。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
q は分 子 グラフのエッジの数 です。
μ= (q-n+1) は分 子 グラフのサイクロマティック数 です。
n は分 子 グラフの原 子 数 です。
Si は、分 子 の位 相 距 離 マト リックスの i 番 目 の行 (または列 ) にある全 エント リの合 計 です。距 離 マト リックスには、す
べての原 子 ペア間 の最 短 パスが格 納 されます。
Balaban 指 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Balaban Index をクリックします。
3. OK をクリックします。
沸点
沸 点 は絶 対 温 度 で表 示 します。
溶 液 は、純 溶 媒 よりわずかに高 い温 度 で沸 騰 します。沸 点 の変 化 は次 の数 式 で算 出 します。
Kb はモル沸 点 定 数 です。m は、重 量 モル濃 度 で表 される溶 質 の濃 度 です。∆Tb は温 度 変 化 です。
沸 点 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Boiling Point をクリックします。
3. OK をクリックします。
Cp
C は定 圧 での熱 容 量 です。徴 分 数 量 として定 義 されます。物 体 に追 加 されるわずかな熱 (δQ) と対 応 するわずかな
p
温 度 上 昇 (δT) の比 率 です。数 式 は次 のとおりです。
第 11 章: 化学的物性
218 / 308
ChemBio3D 13.0
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
Cp は定 圧 での熱 容 量 です。
δQ は物 体 に追 加 される微 量 の熱 です。
δT は温 度 変 化 です。
p は圧 力 です。
U は内 部 エネルギーの部 分 的 変 化 です。
V は体 積 の部 分 的 変 化 です。
T は温 度 の部 分 的 変 化 です。
C
p を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Cp をクリックします。
3. OK をクリックします。
Cv
C は、定 容 での熱 容 量 として定 義 されます。
v
系 に熱 (δQ) が導 入 されたときの内 部 エネルギーの変 化 (δU) は次 のようになります。
δU=δQ-pδV
このプロセスが定 容 で実 行 された場 合 は、次 のような関 係 が成 り立 ちます。
C
v を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Cv をクリックします。
3. OK をクリックします。
クラスタ数
クラスタ数 は、距 離 マト リックスの特 定 の長 さのパス数 です。
クラスタ数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Cluster Count をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
219 / 308
ChemBio3D 13.0
コノリー接触面
(溶 媒 を表 す) プローブ球 が分 子 モデルをなぞる際 の、球 の中 心 の軌 跡 です。
コノリー接 触 面 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Connolly Accessible Area をクリックします。
3. OK をクリックします。
コノリー分子面
(溶 媒 を表 す) プローブ球 が分 子 モデルをなぞる際 にできる接 触 面 です。
コノリー分 子 面 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Connolly Molecular Area をクリックします。
3. OK をクリックします。
コノリー溶媒排斥容積
溶 媒 接 触 分 子 表 面 で囲 まれた領 域 の容 積 です。
コノリー溶 媒 排 斥 容 積 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Connolly Solvent Excluded Volume をクリックします。
3. OK をクリックします。
臨界圧力
バールで表 示 します。臨 界 温 度 で気 体 を液 化 するために必 要 な最 小 圧 力 です。
沸 点 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Critical Pressure をクリックします。
3. OK をクリックします。
臨界温度
絶 対 温 度 で表 示 します。気 体 の場 合 に、どんなに圧 力 を加 えても液 化 できなくなる最 低 温 度 です。
沸 点 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Critical Temperature をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
220 / 308
ChemBio3D 13.0
臨界容積
cm3/mol で表 示 します。臨 界 温 度 および臨 界 圧 力 において 1 モルの物 質 によって占 有 される体 積 です。
沸 点 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Critical Volume をクリックします。
3. OK をクリックします。
双極子
単 位 はデバイです。双 極 子 は、共 有 結 合 した 2 個 の原 子 間 の電 荷 の分 離 を表 します。双 極 子 は、双 極 子 モーメント
(一 方 の極 の電 荷 または磁 荷 の大 きさと両 極 間 の距 離 との積 に等 しい大 きさを持 つベクト ル量 ) によって特 徴 付 けられ
ます。双 極 子 モーメント は次 の数 式 で算 出 します。
μ=qr
µ は双 極 子 モーメント です。q は分 極 している電 荷 の大 きさです。r は正 電 荷 から負 電 荷 へのベクト ルです。
双 極 子 は、GAMESS または Gaussian を使 用 して計 算 できます。
GAMESS を使 用 して双 極 子 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで Dipole を選 択 し、Run をクリックします。
3. (オプション) モデルに双 極 子 を表 示 する場 合 は、メッセージが表 示 されたら Yes をクリックします。
Gaussian を使 用 して双 極 子 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
4. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
5. Gaussian Interface ダイアログ ボックスで、Jobs タブをクリックし、Properties タブをクリックします。
6. Properties タブで、Dipole チェック ボックスをオンにします。
7. Run をクリックします。
8. (オプション) モデルに双 極 子 を表 示 する場 合 は、メッセージが表 示 されたら Yes をクリックします。
電子密度
電 子 が特 定 の場 所 に存 在 する確 率 です。次 の数 式 で算 出 します。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
ρ(r) は電 子 密 度 で、座 標 r の関 数 です。ρ(r)dr が少 量 (dr) で電 子 の数 になるように定 義 されます。
φ (r) と φ (r) は基 底 関 数 です。
µ
υ
P は密 度 マト リクスです。
第 11 章: 化学的物性
221 / 308
ChemBio3D 13.0
電 子 密 度 は、GAMESS または Gaussian を使 用 して計 算 できます。
GAMESS を使 用 して電 子 密 度 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Electron Density をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Electron Density をクリックし、Run をクリックします。Atom Property ウィンド ウに結 果 が表 示 されます。
Gaussian を使 用 して電 子 密 度 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Electron Density をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Gaussian Interface ダイアログ ボックスで、Jobs タブをクリックし、Properties タブをクリックします。
3. Properties タブで、Electron Density チェック ボックスをオンにします。
4. Run をクリックします。Atom Property ウィンド ウに結 果 が表 示 されます。
静電的ポテンシャル
静 電 的 ポテンシャルは次 の式 で表 されます (ある点 における V、電 荷 の系 の F、複 数 の点 における qi、誘 電 率 ε の媒
質 の ri)。
静 電 的 ポテンシャルは、GAMESS を使 用 して計 算 できます。
静 電 的 ポテンシャルを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Electrostatic Potential をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Electrostatic Potential を選 択 し、Run をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
222 / 308
ChemBio3D 13.0
元素解析
物 質 の元 素 組 成 と同 位 体 組 成 が解 析 されるプロセスです。元 素 解 析 は、定 性 的 (存 在 する元 素 を特 定 ) または定
量 的 (存 在 する各 量 を特 定 ) に行 うことができます。
元 素 解 析 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Elemental Analysis をクリックします。
3. OK をクリックします。
エンタルピー
エンタルピーは、化 学 反 応 で発 生 する熱 または吸 収 される熱 を計 算 するのに使 用 できる物 質 の特 性 です。エンタル
ピーも状 態 関 数 です。生 成 物 と反 応 物 のエンタルピーの差 を求 めることによって、化 学 反 応 のエンタルピー変 化 を計 算
できます。エンタルピーは次 の数 式 で算 出 します。
H=U+PV
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
H はエンタルピーです。
U は内 部 エネルギーです。
P は圧 力 です。
V は体 積 です。
エンタルピーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Enthalpy をクリックします。
3. OK をクリックします。
エントロピー
エント ロピーの変 化 (dS) は、熱 伝 達 の量 (dQ) および温 度 (T) に関 係 し、次 の数 式 で算 出 します。
GAMESS を使 用 してエント ロピーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Entropy をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
223 / 308
ChemBio3D 13.0
Gaussian を使 用 してエント ロピーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Entropy をクリックします。
3. OK をクリックします。
厳密な質量
分 子 の同 位 体 の質 量 の合 計 です。たとえば、2 個 の水 素 -1 (1H) と 1 個 の酸 素 -16 (16O) が含 まれる水 の厳 密 な質 量
は 1.0078 + 1.0078 + 15.9994 = 18.0106 です。2 個 の水 素 -2 (重 水 素 つまり 2H) と 1 個 の酸 素 -16 (16O) が含 まれる重
水 の厳 密 な質 量 は 2.014 + 2.014 + 15.9994 = 20.027 です。
厳 密 な質 量 を割 り出 すには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Exact Mass をクリックします。
3. OK をクリックします。
形式電荷
形 式 電 荷 は、化 学 結 合 の電 子 が、相 対 的 な陰 性 に関 係 なく原 子 間 で等 しく共 有 されるという前 提 のもとに、分 子 の
原 子 に割 り当 てられる電 荷 です。
分 子 の原 子 の形 式 電 荷 は次 の数 式 で算 出 できます。
FC=V-N-B/2
"V" は、分 離 している原 子 (基 底 状 態 の原 子 ) の価 電 子 数 です。"N" は、分 子 内 のこの原 子 における非 結 合 電 子 の
数 です。"B" は、分 子 内 の他 の原 子 と共 有 結 合 で共 有 される電 子 の総 数 です。
形 式 電 荷 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Formal Charge をクリックします。
3. OK をクリックします。
周波数
GAMESS を使 用 して赤 外 振 動 周 波 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Frequencies をクリックします。
3. OK をクリックします。
Gaussian を使 用 して周 波 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Frequencies をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
224 / 308
ChemBio3D 13.0
ギブスの自由エネルギー
KJ/mole で表 示 します。ギブスの自 由 エネルギーは次 のように定 義 されます。
以 下 と同 じです。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
U は内 部 エネルギーです (SI 単 位 : ジュール)。
p は圧 力 です (SI 単 位 : パスカル)。
V は体 積 です (SI 単 位 : m3)。
T は温 度 です (SI 単 位 : ケルビン)。
S はエント ロピーです (SI 単 位 : ジュール毎 ケルビン)。
H はエンタルピーです (SI 単 位 : ジュール)。
注 : H と S は、標 準 温 度 および圧 力 で見 られる熱 力 学 的 な値 です。
ChemPropPro または GAMESS を使 用 してギブスの自 由 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface または ChemPropPro を展 開 し、Gibbs Free Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
調和ゼロ ポイント エネルギー
通 常 の量 子 力 学 では、ゼロ ポイント エネルギーは系 の基 底 状 態 に関 連 付 けられたエネルギーです。量 子 調 和 振 動
子 の基 底 状 態 に関 連 付 けられたエネルギーの一 例 は、次 の式 で表 します。
E はエネルギー、h は縮 小 したプランク定 数 、ω は角 周 波 数 です。
GAMESS を使 用 して周 波 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Harmonic Zero Point Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
225 / 308
ChemBio3D 13.0
熱容量
物 質 の温 度 を一 定 程 度 変 えるのに必 要 な熱 量 です。値 は Cal/Mol-K 単 位 で測 定 されます。
Gaussian を使 用 して熱 容 量 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Heat Capacity をクリックします。
3. OK をクリックします。
生成熱
KJ/mole で表 示 します。生 成 熱 は、定 圧 で構 成 分 子 から 1 モルの物 質 が生 成 される際 のエンタルピーの増 加 量 です。
生 成 熱 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Heat of Formation をクリックします。
3. OK をクリックします。
ヘンリーの法則の定数
単 位 なしの値 です。ヘンリーの法 則 の定 数 は次 のように表 現 できます。
"p" は、溶 液 の上 にある気 体 の溶 質 の分 圧 です。"c" は、溶 質 の濃 度 です。"kH,pc" は、濃 度 で除 算 した圧 力 の次 元
を伴 う定 数 です。ヘンリーの法 則 の定 数 と呼 ばれる定 数 は、溶 質 、溶 媒 、温 度 に依 存 します。
生 成 熱 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Henry's Law Constant をクリックします。
3. OK をクリックします。
超分極率
GAMESS を使 用 して超 分 極 率 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Hyper Polarizability をクリックします。
3. OK をクリックします。
超微細結合定数
GAMESS を使 用 して超 微 細 結 合 定 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
第 11 章: 化学的物性
226 / 308
ChemBio3D 13.0
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Hyperfine Coupling Constants をクリックします。
3. OK をクリックします。
理想気体熱容量
理 想 気 体 の定 容 での熱 容 量 は次 のとおりです。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
cV は温 度 に依 存 する定 数 です。
U は内 部 エネルギーです。
T は絶 対 温 度 です。
V は体 積 です。
n は気 体 の物 質 量 です。
R は気 体 定 数 です (SI 単 位 で 8.314 JK−1 mol-1)。
N は気 体 粒 子 の数 です。
kB はボルツマン定 数 です (SI 単 位 で 1.381×10−23 JK−1)。
理 想 気 体 の定 圧 での熱 容 量 は次 のとおりです。
"H" は気 体 のエンタルピーです。算 出 方 法 : H = U + pV
理 想 気 体 熱 容 量 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Ideal Gas Thermal Capacity をクリックします。
3. OK をクリックします。
内部エネルギー
内 部 エネルギーは、分 子 の運 動 に分 子 内 の原 子 の回 転 と振 動 を加 えた合 計 エネルギーです。次 の数 式 で算 出 でき
ます。
dU = TdS - PdV + µdN
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
dU は内 部 エネルギーの変 化 です。
T は温 度 です。
第 11 章: 化学的物性
227 / 308
ChemBio3D 13.0
dS は原 子 の乱 れの変 化 です。
p は圧 力 です。
dV は体 積 の変 化 です。
µ は化 学 的 なポテンシャルです。
dN は系 に追 加 された粒 子 数 です。
GAMESS を使 用 して内 部 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Internal Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
イオン化ポテンシャル
イオン化 ポテンシャルは、原 子 から電 子 を除 去 するのに必 要 なエネルギーです。
Gaussian を使 用 してイオン化 ポテンシャルを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Ionization Potential をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Ionization Potential を選 択 し、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
運動エネルギー
運 動 エネルギーの計 算 式 は次 のとおりです。
K は運 動 エネルギー、m は質 量 、p は運 動 量 (質 量 と速 度 v の積 ) です。
GAMESS を使 用 して運 動 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Kinetic Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Kinetic Energy をクリックし、Run をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
228 / 308
ChemBio3D 13.0
Lipinski の Rule of Five
Lipinski の Rule of Five を決 定 するのに必 要 な値 を表 示 します。
分子量
水 素 結 合 受 容 体 の数
水 素 結 合 供 与 体 の数
回転可能結合数
LogP
Lipinski の Rule of Five を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Lipinski Rule をクリックします。
3. OK をクリックします。
注 : レポート値 は個 別 に計 算 することもできます。
LogP/分配係数
分 配 係 数 は、2 つの溶 液 間 のイオン化 していない化 合 物 の濃 度 の比 です。イオン性 溶 質 の分 配 係 数 を測 定 する場
合 は、化 合 物 の優 勢 型 がイオン化 されないように水 相 の pH が調 整 されます。溶 媒 内 のイオン化 していない溶 質 の濃
度 の比 の対 数 は、LogP と呼 ばれます。
通 常 、選 択 する溶 媒 の 1 つは水 です。もう一 方 は疎 水 性 のもの (オクタノールなど) です。
LogP の計 算 式 は次 のとおりです。
LogP を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Networks を展 開 し、LogP をクリックします。
3. OK をクリックします。
1 つ目 の代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、LogP をクリックします。
3. OK をクリックします。
2 つ目 の代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
229 / 308
ChemBio3D 13.0
2. ClogP Driver を展 開 し、Partition Coefficient をクリックします。
3. OK をクリックします。
LogS
物 質 の溶 解 度 の対 数 です。mol/L 単 位 で測 定 されます。
LogS を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Networks を展 開 し、LogS をクリックします。
3. OK をクリックします。
Lowdin 電荷
次 の数 式 で算 出 します。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
Zk は原 子 核 の電 荷 です。
P は電 子 の密 度 マト リクスです。
S1/2 はオーバーラップ マト リクスの平 方 根 です。
合 計 i は原 子 k を中 心 とするすべての基 底 関 数 を対 象 とします。
GAMESS を使 用 して Lowdin 電 荷 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Lowdin Charges をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Lowdin Charges をクリックし、Run をクリックします。
Lowdin population
Lowdin の手 法 では、非 直 交 原 子 軌 道 は直 交 系 に変 換 されます。変 換 後 の軌 道 χb は次 の式 で求 められます。
Lowdin Population Analysis (LPA) では、フラグメント A に関 連 する α、β、総 電 子 数 は次 の式 で求 められます。
第 11 章: 化学的物性
230 / 308
ChemBio3D 13.0
スピン密 度 は次 の式 で求 められます。
GAMESS を使 用 して Lowdin 電 子 密 度 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Lowdin Populations をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Lowdin Populations をクリックし、Run をクリックします。
質量
統 一 原 子 質 量 単 位 u (12C の原 子 1 個 の質 量 の 1/12 に等 しい) を基 準 とした、物 質 の分 子 1 個 の質 量 です。分 子
量 とも呼 ばれます。
質 量 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Mass をクリックします。
3. OK をクリックします。
融点
標 準 大 気 圧 で固 体 が液 体 になる温 度 です。融 点 では、固 相 と液 相 が平 衡 状 態 で存 在 します。融 点 の計 算 式 は次
のとおりです。
"T" は融 点 の温 度 です。"∆S" は融 解 エント ロピーの変 化 です。"∆H" は融 解 エンタルピーの変 化 です。
第 11 章: 化学的物性
231 / 308
ChemBio3D 13.0
融 点 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Melting Point をクリックします。
3. OK をクリックします。
分子式
化 合 物 の分 子 式 です。
質 量 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Molecular Formula をクリックします。
3. OK をクリックします。
分子式 HTML
HTML 形 式 で書 かれた分 子 式 です。HTML ファイルに出 力 をコピーし、貼 り付 けることができます。
次 に、アニリンのモデルの出 力 例 を示 します。
C<sub>6</sub>H<sub>7</sub>N
HTML 形 式 で分 子 式 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Mol Formula HTML をクリックします。
3. OK をクリックします。
モル屈折度
1 モルの物 質 の総 分 極 率 の測 定 値 です。温 度 、屈 折 度 指 数 、圧 力 に依 存 します。
モル屈 折 度 "A" は次 の式 で表 されます。
"NA" はアボガド ロ定 数 です。α は平 均 分 極 率 です。
ChemPropPro または ChemPropStd を使 用 してモル屈 折 度 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro または ChemPropStd を展 開 し、Mol Refractivity をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
232 / 308
ChemBio3D 13.0
モル重量
分 子 内 のすべての原 子 の原 子 量 の合 計 です。
質 量 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Mol Weight をクリックします。
3. OK をクリックします。
分子量
物 質 の分 子 1 個 の質 量 です。原 子 ユニット (au) 単 位 で測 定 されます。
Gaussian を使 用 して分 子 量 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Molecular Mass をクリックします。
3. OK をクリックします。
分子表面
GAMESS を使 用 して分 子 表 面 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Molecular Surfaces を選 択 し、Run をクリックします。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Molecular Surfaces を選 択 し、Run をクリックします。
分子位相指数
次 の数 式 で定 義 されるグラフ指 数 です。
Ei はベクト ルの構 成 要 素 です。
A は隣 接 マト リックス、D はグラフ距 離 マト リックス、d はグラフの頂 点 次 数 のベクト ルです。
第 11 章: 化学的物性
233 / 308
ChemBio3D 13.0
注 : 原 子 の次 数 は、隣 接 する非 水 素 原 子 の数 になります。
分 子 位 相 指 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Molecular Topological Index をクリックします。
3. OK をクリックします。
分子体積
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Molecular Volume をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Molecular Volume を選 択 し、Run をクリックします。
Mulliken 電荷
任 意 の原 子 A のすべての基 底 関 数 に対 する GOP 項 の合 計 は、Gross Atom Population または GAPA と呼 ばれます。
原 子 A の Mulliken 電 荷 は次 の式 で求 められます。
ZA は原 子 A の原 子 番 号 です。
GAMESS を使 用 して Mulliken 電 荷 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Mulliken Charges をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Mulliken Charges をクリックし、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウと Atom Property
テーブルに表 示 されます。
Gaussian を使 用 して Mulliken 電 荷 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Mulliken Charges をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
234 / 308
ChemBio3D 13.0
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Mulliken Charges をクリックし、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウと Atom Property
テーブルに表 示 されます。
Mulliken population
Mulliken Population Analysis (MPA) は、密 度 マト リクスとオーバーラップ マト リクスを使 用 して、さまざまな部 分 (原 子 、
結 合 、軌 道 ) に、部 分 的 に分 子 エンティティの電 子 を割 り当 てる分 割 スキーマです。MPA は任 意 であり、使 用 する特
定 の基 底 関 数 系 に強 く依 存 しています。ただし、一 連 の分 子 の電 子 密 度 解 析 を比 較 することは、分 子 内 の相 互 作
用 、化 学 反 応 、構 造 的 な規 則 性 を量 的 に説 明 するのに役 立 ちます。MPA によると、Gross Orbital Population (GOP)
は次 の式 で求 められます。
P は電 子 密 度 マト リクスであり、閉 殻 に対 して次 のように表 されます。
S はオーバーラップ マト リクス、D は密 度 マト リクスです。分 子 軌 道 の基 底 関 数 係 数 が分 子 軌 道 ith の基 底 関 数 分 子
軌 道 μth の Cμi である場 合 、密 度 マト リクスの項 は次 の式 で求 められます。
GAMESS を使 用 して Mulliken 電 子 密 度 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Mulliken Charges をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Mulliken Populations を選 択 し、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウと Atom
Property テーブルに表 示 されます。
m/z
質 量 対 電 荷 比 は、荷 電 粒 子 の電 気 力 学 で使 用 される物 理 量 です。m/z 比 が同 じ 2 個 の粒 子 は、同 じ電 場 と磁 場
にある場 合 、真 空 中 を同 じ経 路 で移 動 します。
第 11 章: 化学的物性
235 / 308
ChemBio3D 13.0
質 量 対 電 荷 比 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、m/z をクリックします。
3. OK をクリックします。
水素結合受容体の数
モデルの水 素 結 合 受 容 体 の数 です。
値 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Number of HBond Acceptors をクリックします。
3. OK をクリックします。
水素結合供与体の数
モデルの水 素 結 合 供 与 体 の数 です。
値 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Number of HBond Donors をクリックします。
3. OK をクリックします。
回転可能結合数
分 子 の回 転 可 能 結 合 数 です。回 転 可 能 結 合 は、単 結 合 として作 画 される非 環 式 結 合 として定 義 され (アミド C-N
結 合 、O=C--N が回 転 可 能 です)、端 の原 子 は、少 なくとも 1 つの非 水 素 置 換 基 を持 ちます。この位 相 パラメータは分
子 柔 軟 性 の測 定 値 です。水 素 または末 端 原 子 、アミド の単 結 合 、スルホンアミド に結 び付 いている単 結 合 、2 つのヒ
ンダード 芳 香 族 環 (少 なくとも 3 つのオルト 置 換 基 を持 つ) を結 び付 ける単 結 合 、および不 飽 和 結 合 は、回 転 不 能 と
見 なされます。
回 転 可 能 結 合 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Num Rotatable Bonds をクリックします。
3. OK をクリックします。
卵形度
分 子 の形 状 が球 (一 方 の究 極 の形 状 ) または葉 巻 形 (他 方 の究 極 の形 状 ) にどれだけ近 づいているかを表 します。卵
形 度 は、面 積 に対 する体 積 の比 で表 されます。
第 11 章: 化学的物性
236 / 308
ChemBio3D 13.0
ここで、"A" は面 積 、"V" は体 積 、"O" は卵 形 度 です。
ヘリウム原 子 の卵 形 度 は 1.0 です。HC
H (三 重 結 合 12) は約 1.7 です。
24
卵 形 度 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Ovality をクリックします。
3. OK をクリックします。
pKa
pKa は、化 合 物 またはイオンが溶 液 中 で解 離 する傾 向 を表 します。B が酸 HB の共 役 塩 基 として定 義 されると
き、pKa は次 のように算 出 します。
pKa = -Log10(Ka)
ここで、
Ka = [H+][B] / [HB]
pKa を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Networks を展 開 し、pKa をクリックします。
3. OK をクリックします。
極性表面積
極 性 表 面 積 (PSA) は、結 合 している水 素 を含 むすべての極 性 原 子 (通 常 は酸 素 と窒 素 ) における表 面 積 の合 計 と
して定 義 されます。
PSA を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Polar Surface Area をクリックします。
3. OK をクリックします。
分極率
分 極 率 α は、原 子 の誘 起 双 極 子 モーメント を生 成 する電 場 E と、この双 極 子 モーメント の比 として定 義 されます。分
極 率 の計 算 式 は次 のとおりです。
GAMESS を使 用 して分 極 率 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Polarizability をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
237 / 308
ChemBio3D 13.0
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Polarizability をクリックし、Run をクリックします。
Gaussian を使 用 して分 極 率 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、polarizability をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、polarizability をクリックし、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
ポテンシャル エネルギー
ポテンシャル エネルギーは系 内 に保 存 されているエネルギーです。分 子 系 では、ポテンシャル エネルギーは分 子 内 の化
学 結 合 、および分 子 間 の力 の化 学 結 合 として表 します。
GAMESS を使 用 してポテンシャル エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Potential Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Potential Energy をクリックし、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
3. Run をクリックします。 結 果 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
主モーメント
分 子 の主 座 標 軸 に関 する主 慣 性 モーメント を表 します。次 の数 式 を使 用 して、質 量 の中 心 を通 る一 連 の直 線 の慣
性 モーメント が計 算 されます。
ここで、"I" は慣 性 モーメント 、"mi" は質 点 、"di" は回 転 軸 から質 点 までの距 離 です。
第 11 章: 化学的物性
238 / 308
ChemBio3D 13.0
距 離 は、質 量 の中 心 の両 側 の I の平 方 根 の逆 数 に比 例 する各 線 に従 って確 立 されます。これらの距 離 の軌 跡 に
よって楕 円 体 表 面 が形 成 されます。主 モーメント は、楕 円 体 の主 座 標 軸 に関 連 付 けられます。
3 つのモーメント がすべて等 しい場 合 、分 子 は対 称 コマであると見 なされます。どのモーメント も等 しくない場 合 、分 子
は非 対 称 コマであると見 なされます。
主 モーメント を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropStd を展 開 し、Principal Moment をクリックします。
3. OK をクリックします。
半径
原 子 の離 心 率 は距 離 マト リックスの行 (または列 ) 内 の最 大 値 で、その分 子 が中 心 から離 れている率 を表 します。
直 径 (D) は、全 原 子 の直 径 の最 大 値 で、最 も遠 い原 子 によって計 算 されます。例 :メタンの直 径 = 0、エタンの直 径 =
1、プロパンの直 径 = 2、n-ブタンの直 径 = 3
半 径 (R) は、半 径 の最 小 値 で、最 も中 心 にいる原 子 によって計 算 されます。例 :メタンの半 径 = 0、エタンの半 径 = 1、
プロパンの半 径 = 1、n-ブタンの半 径 = 2
半 径 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Radius をクリックします。
3. OK をクリックします。
RMS 力
二 乗 平 均 の力 です。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、RMS Force をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、RMS Force を選 択 し、Run をクリックします。
SCF エネルギー
量 子 多 体 系 の基 底 状 態 波 動 関 数 を決 定 する自 己 無 撞 着 場 法 です。
SCF エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
239 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Gaussian Interface を展 開 し、SCF Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
1. 代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、SCF Energy を選 択 し、Run をクリックします。
形状属性
形 状 属 性 (kappa) は、分 子 の分 岐 を測 定 し、特 定 の次 数 において可 能 な最 小 値 と最 大 値 の間 になるように調 節 さ
れます。1 次 形 状 属 性 は 1 結 合 パスの数 をカウント します。2 次 属 性 は、2 結 合 パスの数 をカウント します。次 数 は 3 つ
(1 ～ 3) まで使 用 可 能 です。
形 状 属 性 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Shape Attribute をクリックします。
3. OK をクリックします。
形状係数
形 状 係 数 I は、次 の式 によって計 算 されます。
直 径 (D) は、全 原 子 の直 径 の最 大 値 で、最 も遠 い原 子 によって計 算 されます。半 径 (R) は、半 径 の最 小 値 で、最 も
中 心 にいる原 子 によって計 算 されます。
D の値 の例 : メタン = 0、エタン = 1、プロパン = 2、n-ブタン = 3
R の値 の例 : メタン = 0、エタン = 1、プロパン = 1、n-ブタン = 2
形 状 係 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Shape Coefficient をクリックします。
3. OK をクリックします。
スピン密度
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Spin Density をクリックします。
3. OK をクリックします。
1. 代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、Gaussian Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
第 11 章: 化学的物性
240 / 308
ChemBio3D 13.0
2. Properties タブで、Spin Density を選 択 し、Run をクリックします。
次数合計
全 原 子 の次 数 の合 計 です。原 子 の次 数 とは、結 合 している非 水 素 原 子 の数 のことです。
次 数 合 計 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Sum of Degrees をクリックします。
3. OK をクリックします。
原子価合計
全 原 子 の原 子 価 の合 計 です。水 素 を含 んだ隣 接 結 合 次 数 の合 計 が原 子 価 になります。
原 子 価 合 計 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Sum of Valence Degrees をクリックします。
3. OK をクリックします。
熱力学的エネルギー
Gaussian を使 用 して熱 力 学 的 エネルギーを計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Thermodynamic Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
位相直径
分 子 の最 大 寸 法 です。
位 相 直 径 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Topological Diameter をクリックします。
3. OK をクリックします。
結合合計
全 ヘテロ原 子 の結 合 です。
結 合 合 計 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Total Connectivity をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
241 / 308
ChemBio3D 13.0
エネルギー総量
エネルギー総 量 は、運 動 エネルギーとポテンシャル エネルギーの合 計 です。
GAMESS を使 用 してエネルギー総 量 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. GAMESS Interface を展 開 し、Total Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
代 替 方 法 は次 のとおりです。
1. Calculations、GAMESS Interface、Compute Properties の順 に選 択 します。
2. Properties タブで、Total Energy をクリックし、Run をクリックします。結 果 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
3. Run をクリックします。 結 果 が Output ウィンド ウに表 示 されます。
原子価結合合計
全 ヘテロ原 子 の原 子 価 結 合 です。
原 子 価 結 合 合 計 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Total Valence Connectivity をクリックします。
3. OK をクリックします。
蒸気圧
固 相 または液 相 と平 衡 状 態 にある蒸 気 によって加 えられる圧 力 です。蒸 気 圧 により、気 相 中 の溶 媒 分 子 の濃 度 が
測 定 されます。
蒸 気 圧 は、ラウールの法 則 を使 用 して計 算 できます。蒸 気 圧 の計 算 式 は次 のとおりです。
"p" は蒸 気 圧 です。"i" は構 成 要 素 指 数 です。"χ" はモル分 率 です。
蒸 気 圧 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Vapor Pressure をクリックします。
3. OK をクリックします。
第 11 章: 化学的物性
242 / 308
ChemBio3D 13.0
水溶性
特 定 の温 度 および圧 力 下 で、平 衡 状 態 で水 に溶 解 できる物 質 の最 大 量 です。水 溶 性 の単 位 は mg/L です。
水 溶 性 を表 示 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. ChemPropPro を展 開 し、Water Solubility をクリックします。
3. OK をクリックします。
Wiener 指数
分 岐 を測 定 します。次 のように定 義 されています。
Dij は、距 離 マト リックスの非 対 角 要 素 です。
Wiener 指 数 を計 算 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Molecular Topology を展 開 し、Wiener Index をクリックします。
3. OK をクリックします。
ゼロ ポイント エネルギー
1. Calculations メニューの Compute Properties をクリックします。
2. Gaussian Interface を展 開 し、Zero-Point Energy をクリックします。
3. OK をクリックします。
ChemBioFinder の特 性
下 に示 す特 性 は、ChemBioOffice 2012 の ChemBioFinder Ultra で計 算 できます。これらの特 性 の詳 細 および計 算 方
法 については、ChemBioFinder オンライン ヘルプを参 照 してください。
B
H
P
Balaban Index (Balaban 指 数 )
Heat of Formation (生 成 熱 )
Partition Coefficient (分 配 係 数 )
Boiling Point (沸 点 )
C
Chemical Name (化 学 名 )
第 11 章: 化学的物性
Henry's Law Constant (ヘンリーの法 則 の定
数)
I
Ideal Gas Thermal Capacity (理 想 気 体 熱
容量)
pKa
Polar Surface Area (極 性 表 面 積 )
Principal Moment (主 モーメント )
243 / 308
ChemBio3D 13.0
Cluster Count (クラスタ数 )
L
R
Critical Pressure (臨 界 圧 力 )
LogP
Radius (半 径 )
Critical Temperature (臨 界 温 度 )
LogS
S
Critical Volume (臨 界 容 積 )
M
Shape Attribute (形 状 属 性 )
Connolly Accessible Area (コノリー接 触 面 )
Mass (質 量 )
Shape Coefficient (形 状 係 数 )
Connolly Molecular Area (コノリー分 子 面 )
Melting Point (融 点 )
Sum of Degrees (次 数 合 計 )
Mol Formula (分 子 式 )
Sum of Valence Degrees (原 子 価 合 計 )
E
Mol Formula HTML (分 子 式 HTML)
T
Elemental Analysis (元 素 解 析 )
Mol Refractivity (モル屈 折 度 )
Topological Diameter (位 相 直 径 )
Exact Mass (厳 密 な質 量 )
Mol Weight (モル重 量 )
Total Connectivity (結 合 合 計 )
Connolly Solvent Excluded Volume (コノリー溶 媒 排
斥容積)
F
Molecular Topological Index (分 子 位 相 指
数)
Total Valence Connectivity (原 子 価 結 合 合 計 )
Formal Charge (形 式 電 荷 )
m/z
V
G
N
Vapor Pressure (蒸 気 圧 )
Gibbs Free Energy (ギブスの自 由 エネルギー)
Num Rotatable Bonds (回 転 可 能 結 合 数 ) W
O
Water Solubility (水 溶 性 )
Ovality (卵 形 度 )
Wiener Index (Wiener 指 数 )
ChemBioDraw の特 性
下 に示 す特 性 は、ChemBioDraw Ultra for ChemBioOffice 2012 で計 算 できます。これらの特 性 の詳 細 および計 算 方
法 については、ChemBioDraw オンライン ヘルプを参 照 してください。
B
H
P
Boiling Point (沸 点 )
Heat of Formation (生 成 熱 )
pKa
Henry’s Law Constant (ヘンリーの法 則 の
C
定数)
Critical Pressure (臨 界 圧 力 )
L
Critical Temperature (臨 界 温 度 )
LogP
Critical Volume (臨 界 容 積 )
LogS
CLogP/CMR
M
G
Melting Point (融 点 )
Gibbs Free Energy (ギブスの自 由 エネルギー)
MR
T
tPSA
ChemDraw/Excel の特 性
下 に示 す特 性 は、ChemDraw/Excel for ChemBioOffice 2012 で計 算 できます。これらの特 性 の詳 細 および計 算 方 法
については、ChemDraw/Excel オンライン ヘルプを参 照 してください。
第 11 章: 化学的物性
244 / 308
ChemBio3D 13.0
B
Balaban index (Balaban 指 数 )
I
Ideal Gas Thermal Capacity (理 想 気 体 熱
容量)
S
Shape attribute (形 状 属 性 )
Boiling point (沸 点 )
L
Shape coefficient (形 状 係 数 )
C
LogP
Sum of degrees (次 数 合 計 )
Cluster count (クラスタ数 )
M
Sum of valence degrees (原 子 価 合 計 )
Critical Pressure (臨 界 圧 力 )
Molar Refractivity (モル屈 折 度 )
T
Critical Temperature (臨 界 温 度 )
N
Total connectivity (結 合 合 計 )
Critical Volume (臨 界 容 積 )
Connolly Molecular Surface Area (コノリー分 子 表 面
積)
Connolly Solvent Accessible Surface Area (コノリー
溶媒接触表面)
Connolly Solvent-Excluded Volume (コノリー溶 媒 排
斥容積)
G
Number of rotatable bonds (回 転 可 能 結
合数)
Topological diameter (位 相 直 径 )
O
Topological index (位 相 指 数 )
Ovality (卵 形 度 )
Total valence connectivity (原 子 価 結 合 合 計 )
P
V
Principal Moments of Inertia (X, Y, Z) (主 慣
性 モーメント (X、 Y、 Z))
Vapor Pressure (蒸 気 圧 )
Gibbs Free Energy (ギブスの自 由 エネルギー)
Polar Surface Area (極 性 表 面 積 )
W
H
R
Water Solubility (水 溶 性 )
Heat of Formation (生 成 熱 )
Radius (半 径 )
Wiener Index (Wiener 指 数 )
第 11 章: 化学的物性
245 / 308
ChemBio3D 13.0
キーによる変 更
以 下 の表 に示 すショート カット キーを使 うと、変 更 ツールを使 用 しなくてもモデルの表 示 を操 作 することができます。
回転
キー
ド ラッグ
Shift + ド ラッグ
Alt
回 転 ツールを選 択 し、すべ
回 転 ツールを選 択 し、選 択 したオブジェクト を回 転 させ
てのオブジェクト を回 転 させ
る。1 つ以 上 のオブジェクト を選 択 する必 要 がある
る
Shift + B
結 合 を中 心 にフラグメント の 1/2 を回 転 させる
Shift + N
(どのフラグメント が回 転 するかは、原 子 を選 択 した順
序 による)
V
すべてのオブジェクト を回 転
モデルを軸 で回 転 させる。選 択 した結 合 を含 むモデル
させる (1 つ以 上 の結 合 を
が、その結 合 を軸 にして回 転 する
選 択 する必 要 がある)
X
すべてのオブジェクト を X 軸
モデルを X 軸 で回 転 させる
で回 転 させる
Y
すべてのオブジェクト を Y 軸
モデルを Y 軸 で回 転 させる
で回 転 させる
Z
すべてのオブジェクト を Z 軸
モデルを Z 軸 で回 転 させる
で回 転 させる
ショート カット キーを使 用 する以 外 に、マウスをド ラッグしてモデルを回 転 させる方 法 があります。その場 合 は、マウスの中
央 ボタンまたはスクロール ホイールと左 ボタンを同 時 に押 しながらド ラッグします。
ヒント: マウスのボタンを押 す順 序 は、中 央 ボタンが先 になります。
第 12 章: キーによる変更
246 / 308
ChemBio3D 13.0
拡大と移行
キー
ド ラッグ
Shift + ド ラッグ
CTRL
すべてのオ
選 択 したモデルを移
ブジェクト を
動 する
移 動 する
中 心 を拡
A
大
回 転 の中
Q
心 を拡 大
選択部分
W
の中 心 を拡
大
ホイール マウスを使 用 している場 合 は、スクロール ホイールを使 って表 示 を拡 大 することもできます。中 央 ボタンまたは
スクロール ホイールを押 しながらド ラッグすると表 示 を移 動 できます。
選択
標準の選択
S キーを押 したままにすると、選 択 ツールが選 択 されます。S キーを押 した状 態 で、下 表 に示 すアクションを実 行 できま
す。
キー クリック
S
Shift + クリック
ド ラッグ
Shift + ド ラッグ
原 子 または結 合
クリックして、複 数 の原 子 や結 合
領 域 内 の複 数 の原 子 や結 合 を選
複 数 の原 子 また
の選 択
を選 択
択
は結 合 の囲 み
選択
注 : 結 合 をクリックすると、その結 合 と結 合 されている 2 つの原 子 が選 択 されます。原 子 または結 合 をダブルクリックす
ると、原 子 または結 合 が属 するフラグメントが選 択 されます。選 択 したフラグメントをダブルクリックすると、一 階 層 上 の
フラグメントが選 択 されます。つまり、ダブルクリックするごとに選 択 対 象 が一 階 層 ずつ上 に移 動 し、最 後 にモデル全
体 が選 択 されます。
放射状選択
放 射 状 選 択 では、オブジェクト またはオブジェクト のグループを選 択 します。この選 択 方 法 は、選 択 されたオブジェクト ま
たはオブジェクト のグループからの距 離 または半 径 に基 づいて行 われます。この機 能 は、タンパク質 の結 合 部 位 を強 調
第 12 章: キーによる変更
247 / 308
ChemBio3D 13.0
表 示 する場 合 に便 利 です。放 射 状 選 択 を使 用 するには、Model Explorer または 3D 表 示 のコンテキスト メニューから
Select サブメニューを選 択 します。
いずれの場 合 も、複 数 選 択 のときは Shift キーを押 しながら選 択 してください。
サブメニューのオプション
効果
Select Atoms within Distance of
Selection
選 択 部 分 から指 定 された距 離 の範 囲 内 にあるすべての原
子 (選 択 済 みのもの以 外 ) が選 択 されます。複 数 選 択 をし
ない場 合 は、それまでの選 択 が解 除 されます。
Select Groups within Distance of
Selection
選 択 部 分 から指 定 された距 離 の範 囲 内 に原 子 を持 つすべ
ての原 子 団 (選 択 済 みのもの以 外 ) が選 択 されます。複 数
選 択 をしない場 合 は、それまでの選 択 が解 除 されます。
Select Atoms within Radius of
Selection Centroid
選 択 部 分 の中 心 から指 定 された距 離 の範 囲 内 にあるすべ
ての原 子 (選 択 済 みのものを除 く) が選 択 されます。複 数 選
択 をしない場 合 は、それまでの選 択 が解 除 されます。
Select Groups within Radius of
Selection Centroid
選 択 部 分 の中 心 から指 定 された距 離 の範 囲 内 に原 子 を
持 つすべての原 子 団 (選 択 済 みのものを除 く) が選 択 されま
す。複 数 選 択 をしない場 合 は、それまでの選 択 が解 除 され
ます。
第 12 章: キーによる変更
248 / 308
ChemBio3D 13.0
2 次 元 から 3 次 元 への変 換
ここでは、2 次 元 から 3 次 元 への変 換 を ChemBio3D がどう実 行 するか、その方 法 を説 明 します。2 次 元 作 画 を開 くに
はいくつかの方 法 があります。
ChemBioDraw または ISIS/Draw ド キュメント を開 く。
クリップボード から ChemBioDraw または ISIS/Draw 構 造 式 を貼 り付 ける。
ChemBioDraw 結 合 テーブル ファイルを開 く。
ChemBio3D は ChemBioDraw の任 意 の構 造 式 を取 り込 むことができます。その際 に、この章 の説 明 を参 考 にすれ
ば、ChemBio3D の 2 次 元 から 3 次 元 への変 換 が円 滑 に行 われます。
ChemBio3D は ChemDraw で作 画 された原 子 ラベルと結 合 を用 いてモデルの構 造 を形 作 ります。ChemDraw で作 画
された結 合 ごとに、それに対 応 する結 合 が ChemBio3D に作 られます。各 原 子 ラベルは、最 低 1 つの原 子 に変 換 され
ます。
正 の形 式 電 荷 が 1 個 の原 子 (配 位 結 合 の末 端 にある原 子 ) に、負 の電 荷 がもう 1 つの原 子 (配 位 結 合 の先 頭 にあ
る原 子 ) にそれぞれ追 加 されて、配 位 結 合 は単 結 合 に変 換 されます。
立体化学関係
ChemBio3D は、ChemBioDraw 構 造 の立 体 結 合 H-Dot 原 子 ラベル、H-Dash 原 子 ラベルを使 って、モデルの立 体 化
学 関 係 を定 義 します。ChemBioDraw 13.0 のウェッジ結 合 は、結 合 広 端 の原 子 が結 合 狭 端 の原 子 の手 前 にあるよう
な結 合 を示 します。ハッシュ結 合 はその逆 で、ハッシュ結 合 の広 がっている側 の原 子 が、狭 くなっている側 の原 子 の後 ろ
にあることを示 します。
上 図 では、2 つのフェニル環 がシクロペンタン環 にトランス結 合 しています。左 側 のフェニル環 はハッシュ結 合 、右 側 のフェ
ニル環 はウェッジ結 合 で結 合 しています。
結 合 には、点 線 結 合 、ハッシュ結 合 、太 線 結 合 も使 用 できますが、これら方 向 性 のない結 合 を使 用 すると、あいまい
になることがあるのでご注 意 ください。点 線 結 合 、ハッシュ結 合 、太 線 結 合 を使 う場 合 は、必 ず点 線 結 合 、ハッシュ結
合 、太 線 結 合 を含 めて最 低 3 つの結 合 位 置 を持 つ 1 つの原 子 と、2 つ以 内 の結 合 位 置 を持 つ 1 つの原 子 との間 で
使 用 する必 要 があります。
次 の図 では、窒 素 原 子 が環 系 の後 方 に配 置 され、2 つのメチル基 が環 系 の手 前 に配 置 されています。これらの 3 つの
原 子 はそれぞれ他 の 1 つの原 子 とのみ結 合 しており、立 体 結 合 の広 端 にあると推 定 されます。
第 13 章: 2 次元から 3 次元への変換
249 / 308
ChemBio3D 13.0
しかし、次 の図 のハッシュ結 合 は、結 合 両 端 の原 子 が 2 つ以 上 の結 合 を持 つので、あいまいです。この場 合 、ハッシュ
結 合 は線 結 合 とみなされます。また、Wavy 結 合 は常 に線 結 合 として扱 われます。
H-Dots および H-Dashes もまた立 体 化 学 構 造 を示 すのに使 われます。H-Dots は、ウェッジ結 合 で炭 素 原 子 と結 合 す
る水 素 原 子 になります。H-Dashes は、ハッシュ ウェッジ結 合 で結 合 する水 素 原 子 になります。
次 図 の左 はシス型 デカリン、右 はト ランス型 デカリンです。ChemBio3D で読 み取 れるように ChemBioDraw で作 画 する
とこうなります。もちろん、2 つの H-Dashes を 2 つの H-Dots に変 えたシス型 縮 合 を指 定 することもできます。
.
一 般 に、モデルで使 用 する立 体 結 合 の数 が多 いほど、ChemBio3D 13.0 においてキラリティや二 面 角 が正 しく選 択 され
る確 率 は高 まります。
ChemBio3D 13.0 は 2 次 元 構 造 を変 換 する際 、標 準 の結 合 長 と結 合 角 を現 在 のパラメータ セット に基 づいて使 いま
す。そのため、ChemBio3D 13.0 で張 力 環 系 を変 換 しようとしても閉 環 結 合 の長 さや角 度 が正 確 になりません。
ラベル
ChemBio3D 13.0 は、2 次 元 構 造 の原 子 ラベルを使 って 各 原 子 の原 子 タイプを決 定 します。ラベルのない原 子 は炭
素 とみなされます。テキスト ボックスのテキスト を原 子 と結 合 に変 換 するのと同 じ方 法 で、ラベルは原 子 と結 合 に変 換 さ
れます。したがって、ラベルには数 個 の原 子 や部 分 構 造 まで含 めることができます。
第 13 章: 2 次元から 3 次元への変換
250 / 308
ChemBio3D 13.0
ファイル形 式
ファイル形 式 の原 子 タイプの編 集
一 部 のファイル形 式 には、原 子 タイプを表 す情 報 が含 まれています。通 常 、これらの原 子 タイプは、Atom Types テーブ
ルで使 用 される原 子 タイプ番 号 のような数 字 のセット で表 されます。そのファイル形 式 でサポート されない原 子 タイプにつ
いては、ファイル形 式 の原 子 タイプを編 集 し、必 要 な原 子 タイプを追 加 できます。
ChemBio3D 13.0 では、ファイル形 式 を保 存 するために XML テーブルが使 用 されます。これらのテーブルは、任 意 のテキ
スト エディタや ChemBio3D で編 集 できます。View メニューの Parameter Tables をクリックし、編 集 するテーブルを選 択
します。
ヒント: XML ファイルは、...\ChemBio3D\C3D Items\ のパスにあります。
名前
各 原 子 タイプには、名 前 が割 り当 てられます。この名 前 は、ファイル形 式 で表 される形 式 のファイル内 にある番 号 です。
名 前 はすべて異 なる必 要 があります。テーブル内 のレコード は名 前 順 にソート されています。
注 : 名 前 は原 子 タイプ番 号 と似 ており、名 前 と原 子 タイプ番 号 が対 応 する場 合 もありますが、対 応 しなくてもかまい
ません。
説明
2 番 目 のフィールド には、C Alkane など、原 子 タイプ説 明 が表 示 されます。この説 明 は参 照 用 です。
残 りのフィールド には、Atom Types テーブル内 の情 報 に対 応 する情 報 が格 納 されます。
ネイティブ形 式
ChemBio3D には、3 つのネイティブ ファイル形 式 があります。別 のアプリケーションでモデルを使 用 する予 定 がない場 合
は、いずれかのネイティブ形 式 でモデルを保 存 することをお勧 めします。
ChemBio3D XM。 ChemBio3D バージョン 9.0 以 降 と互 換 性 があります。
ChemBio3D 8.0。 ChemBio3D バージョン 4.0 ～ 8.0 と互 換 性 があります。
ChemBio3D 3.2。 ChemBio3D バージョン 3.2 以 前 と互 換 性 があります。
ファイル形 式 の例
以 下 のセクションでは、指 定 したファイル形 式 で ChemBio3D ファイルを保 存 したときに作 成 されるファイルの例 を示 しま
す。
Alchemy ファイル
次 に、ChemBio3D を使 って作 成 したシクロヘキサノール モデルの Alchemy ファイル (Alchemy) の例 を示 します。1 列 目
の数 字 は、参 照 用 に追 加 された行 番 号 です。
第 14 章: ファイル形式
251 / 308
ChemBio3D 13.0
1 19 ATOMS 19 BONDS
2
1 C3
-1.1236
3
2 C3
-0.26
4
3 C3
5
4 C3
1.838
6
5 C3
0.9934
0.8543
1.0252
7
6 C3
-0.2815
0.0527
1.3275
8
7 O3
-2.1621 -1.0585
0.3907
9
8 H
-1.4448
0.8185 -0.3338
10
9 H
-0.8497
-0.979 -1.9623
11
10 H
0.0275 -1.8784 -0.6806
12
11 H
1.6239 -0.5794 -2.0941
13
12 H
0.729
14
13 H
2.197 -0.8229
15
14 H
2.7422
0.7763
-0.282
16
15 H
1.5961
0.9769
1.9574
17
16 H
0.7156
1.8784
0.679
18
17 H
-0.8718
0.6068
2.0941
19
18 H
-0.004 -0.9319
1.7721
20
19 H
-2.7422
-0.593
0.9688
21
1
1
2
SINGLE
22
2
1
6
SINGLE
23
3
1
7
SINGLE
24
4
1
8
SINGLE
25
5
2
3
SINGLE
26
6
2
9
SINGLE
27
7
2
10
SINGLE
28
8
3
4
SINGLE
29
9
3
11
SINGLE
30
10
3
12
SINGLE
31
11
4
5
SINGLE
32
12
4
13
SINGLE
第 14 章: ファイル形式
-0.177
0.059
-0.856 -1.0224
1.01 -0.0491 -1.3267
0.1626 -0.0526
0.9408 -1.7589
0.3289
252 / 308
ChemBio3D 13.0
33
13
4
14
SINGLE
34
14
5
6
SINGLE
35
15
5
15
SINGLE
36
16
5
16
SINGLE
37
17
6
17
SINGLE
38
18
6
18
SINGLE
40
19
7
19
SINGLE
Alchemy ファイル形 式
注 : Alchemy III は Tripos Associates, Inc. の登 録 商 標 です。
各 行 には、分 子 に関 する情 報 のフィールド を含 むデータ レコード が表 示 されています。ChemBio3D が使 用 するフィール
ド は次 のとおりです。
行 1 には、2 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は分 子 内 の原 子 数 の合 計 、2 番 目 のフィールド は結 合 数
の合 計 です。
行 2 ～ 20 にはそれぞれ 5 個 のフィールド があり、分 子 内 の各 原 子 についての情 報 を示 しています。1 番 目 のフィール
ド は原 子 のシリアル番 号 、2 番 目 のフィールド は原 子 タイプ、残 りのフィールド は X、Y、Z の座 標 です。
注 : Alchemy ファイル形 式 では原 子 タイプの作 成 および変 更 が可 能 です。手 順 については、251 ページの 「ファイル
形 式 の原 子 タイプの編 集 」 を参 照 してください。
行 21 ～ 40 は、分 子 内 の各 結 合 について記 述 しています。1 番 目 のフィールド は結 合 番 号 (1 ～ 結 合 数 )、2 番 目
のフィールド は結 合 元 の原 子 のシリアル番 号 、3 番 目 のフィールド は結 合 先 の原 子 のシリアル番 号 、4 番 目 のフィー
ルド は結 合 タイプです。結 合 タイプには、SINGLE (単 結 合 )、DOUBLE (二 重 結 合 )、TRIPLE (三 重 結 合 )、AMIDE
(アミド 結 合 )、AROMATIC (芳 香 族 ) があります。結 合 次 数 名 はすべて、スペースを入 れて 8 文 字 になるように、右 に
詰 めて表 示 されています。
FORTRAN。 Alchemy ファイル形 式 の各 レコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行番号
説明
FORTRAN 形 式
I5, 1X, ATOMS,
1
原 子 数 、結 合 数
1X,I5,1X,
BONDS
2–20
21–40
原 子 のシリアル番 号 、タイプ、
および座 標
結 合 ID、結 合 元 、結 合 先 、
結 合 タイプ
第 14 章: ファイル形式
I6,A4,3(F9.4)
I6,I5,I6,2X,A8
253 / 308
ChemBio3D 13.0
直交座標ファイル
ChemBio3D を使 用 すると、Cart Coords 1 または Cart Coords 2 ファイル形 式 でモデルを保 存 できます。これらのファイル
形 式 では、モデル内 の各 原 子 について原 子 タイプ、座 標 、および結 合 している原 子 を格 納 します。これらのファイル形
式 では、直 交 または非 直 交 座 標 内 の分 数 セル座 標 も解 釈 します。
これらの 2 つのファイル形 式 では、ファイル内 の原 子 番 号 を、ChemBio3D で使 用 される原 子 タイプに変 換 する際 に使
用 されるコード が異 なります。Cart Coords 1 では、MM2 における N.L. Allinger による番 号 の付 け方 に従 って、原 子 タイ
プに番 号 が付 けられます。これらの番 号 は、通 常 、プログラム PC Model にも従 っています。Cart Coords 2 では、すべて
の原 子 タイプに対 して、原 子 タイプ番 号 が計 算 されます。計 算 方 法 は、元 素 の原 子 番 号 に 10 を乗 算 し、原 子 タイプ
の立 体 構 造 によって指 定 された原 子 価 の数 を加 算 します。これらの番 号 は、通 常 、プログラム MacroModel にも従 って
います。
たとえば、C Alkane (四 面 体 炭 素 原 子 ) の原 子 タイプ番 号 は、Cart Coords 2 を使 用 した場 合 に 64 です。
ファイル形 式 によって定 義 される原 子 タイプについては、251 ページの 「ファイル形 式 の原 子 タイプの編 集 」 を参 照 してく
ださい。
直 交 座 標 ファイルの形 式 は次 のとおりです。
19
C
1
0.7066
1.0661
0.5088
1
2
4
C
2
-0.8347
1.0755
0.5087
1
1
3 10 11
C
3
-1.4090
0.2755
-0.6689
1
2
6 12 13
C
4
1.2172
-0.3863
0.5088
1
1
5 14 15
C
5
0.6393
-1.1915
-0.6644
1
4
6 16 17
C
6
-0.8944
-1.1698
-0.6466
1
3
5 18 19
O 101
1.1929
1.8096
1.5934
6
1 102
H
9
1.0525
1.5595
-0.4322
5
1
H
10
-1.2116
2.1250
0.4570
5
3
H
11
-1.2089
0.6405
1.4656
5
3
H
12
-2.5249
0.2816
-0.6258
5
4
H
13
-1.1155
0.7623
-1.6294
5
4
H
14
0.9370
-0.8781
1.4700
5
5
H
15
2.3297
-0.4102
0.4377
5
5
H
16
1.0034
-2.2463
-0.6182
5
6
H
17
1.0057
-0.7613
-1.627
5
6
H
18
-1.2950
-1.7316
-1.5245
5
7
H
19
-1.2651
-1.6852
0.2712
5
7
H 102
2.1275
1.8656
第 14 章: ファイル形式
9 10
1.4899 21 101
254 / 308
ChemBio3D 13.0
図 14.1: シクロヘキサノールの Cart Coords 1 テーブル
1. 1 行 目 は、モデル内 の原 子 数 です。
オプションで、ファイル内 の原 子 数 の後 に、結 晶 構 造 の結 晶 セル パラメータ、a、b、c、α、β、および γ を表 示 できます。ま
た、セル パラメータの後 に指 数 を含 めることもできます。その場 合 、すべての分 数 セル座 標 は、10 を指 数 の次 数 で累 乗
した数 で除 算 されます。
2. 直 交 座 標 ファイルの 2 行 目 以 降 は、各 行 ごとに、モデル内 の各 原 子 のデータを示 しています。原 子 を表 す行 は、原
子 記 号 で始 まります。この原 子 記 号 は、Elements テーブル内 の記 号 に対 応 します。原 子 記 号 には電 荷 (N+ など)
が含 まれることがあります。原 子 記 号 の後 にはシリアル番 号 が示 されています。
3. シリアル番 号 の後 には、原 子 の座 標 が示 されています。ファイルの 1 行 目 に結 晶 セル パラメータを指 定 した場 合 、こ
れらの値 は分 数 セル座 標 になります。それ以 外 の場 合 は、これらの値 は X、Y、および Z 直 交 座 標 になります。
4. 座 標 値 の後 には、その原 子 の原 子 タイプ番 号 が示 されています。原 子 タイプ番 号 は、原 子 タイプ テーブルのファイル
形 式 内 に指 定 された、原 子 タイプ レコード のコード に対 応 します。詳 細 については、251 ページの 「ファイル形 式 の
原 子 タイプの編 集 」 を参 照 してください。
5. 原 子 タイプ番 号 の後 には、原 子 の結 合 テーブルが示 されています。ここには、その他 の原 子 を 10 個 まで指 定 できま
す。直 交 座 標 ファイルの結 合 テーブルは、シリアル番 号 または位 置 のいずれかによってリスト されます。
シリアル番 号 によって示 された結 合 テーブルでは、各 原 子 のシリアル番 号 を使 用 して、その他 の原 子 の結 合 テーブルに
表 示 される番 号 が決 定 されます。そのため、シリアル番 号 はすべて一 意 である必 要 があります。
位 置 によって示 される結 合 テーブルでは、ファイル内 の原 子 の相 対 位 置 を使 用 して、その他 の原 子 の結 合 テーブルに
表 示 される各 原 子 の番 号 が決 まります。つまり、1 番 目 の原 子 の番 号 は 1 となり、2 番 目 の原 子 の番 号 は 2 となり、
以 下 同 様 に続 きます。
6. 同 じ原 子 セット を異 なる方 法 で表 示 するには、同 じ原 子 を異 なる座 標 系 に対 応 させて、同 じ数 の行 で原 子 の記
述 を入 れ替 えることができます。ChemBio3D は、追 加 された座 標 系 のセット を使 って、個 別 のビューを生 成 します。
Cambridge Crystal Data Bank ファイル
Cambridge Crystal Data Bank (CCDB) ファイルをインポート することはできますが、ファイルを CCDB 形 式 で保 存 すること
はできません。ChemBio3D では、FDAT 形 式 の CCDB を使 用 しています。このファイル形 式 の仕 様 は Cambridge
Crystallographic Data Centre 発 行 の『Cambridge Structural Database、Version 1 File Specifications』の 26 ～ 42
ページに渡 って説 明 されています。FDAT 形 式 の詳 細 については、上 記 の出 版 物 を参 照 するか、Cambridge
Crystallographic Data Centre に問 い合 わせてください。
Cambridge Crystal Data Bank 形 式 の仕 様 に記 述 されているように、2 つの原 子 間 の距 離 がそれらの共 有 半 径 の合
計 より短 い場 合 は、それらの原 子 間 に自 動 的 に結 合 が形 成 されます。結 合 次 数 は実 際 の距 離 と共 有 半 径 の合 計
の比 率 によって推 定 されます。モデル内 の各 原 子 の原 子 タイプは、結 合 次 数 、結 合 角 、元 素 記 号 を元 に判 断 されま
す。結 合 次 数 は、実 際 の距 離 と共 有 半 径 の合 計 との比 率 によって予 測 されます。結 合 次 数 、結 合 角 、および原 子
記 号 を使 用 して、モデル内 の原 子 の原 子 タイプを判 断 します。
第 14 章: ファイル形式
255 / 308
ChemBio3D 13.0
Bond Type (結 合 タイプ) 実 際 の距 離 または共 有 半 径 の合 計
三重
0.81
二重
0.87
非局在化
0.93
単
1.00
内部座標ファイル
内 部 座 標 ファイル (INT Coords) は、各 原 子 の配 置 のために使 用 する内 部 座 標 によって 1 つの分 子 を記 述 するテキス
ト ファイルです。シリアル番 号 は、ファイル中 の原 子 の順 番 に対 応 しています。最 初 の原 子 はシリアル番 号 1、2 番 目 の
原 子 はシリアル番 号 2 となります (以 降 も同 様 )。
内 部 座 標 ファイル形 式 は、次 のとおりです。
1. 行 1 はコメント 行 です。ChemBio3D はこの行 を無 視 します。これより下 の行 は、作 成 タイプ番 号 で始 まります。
2. 行 2 は、原 点 原 子 の作 成 タイプ番 号 です。
3. 行 3 以 降 には、作 成 タイプ番 号 の後 に、新 しい原 子 の結 合 先 の原 子 のシリアル番 号 、およびその原 子 までの距 離
が示 されています。原 点 原 子 は、常 に、ファイル内 で最 初 の距 離 を定 義 する原 子 です。距 離 はすべてオングスト
ローム単 位 で測 定 されます。
4. 行 4 以 降 には、距 離 の後 に、第 1 度 を定 義 する原 子 のシリアル番 号 、新 しく定 義 された原 子 間 との角 度 、距 離 を
定 義 する原 子 、および第 1 角 度 を定 義 する原 子 が示 されています。角 度 はすべて度 単 位 で測 定 されます。
5. 行 5 以 降 には、第 1 角 度 の後 に、第 2 角 度 を定 義 する原 子 のシリアル番 号 、第 2 角 度 の度 数 、第 2 角 度 のタイ
プを表 す番 号 が示 されています。第 2 角 度 のタイプが 0 の場 合 、第 2 角 度 は二 面 角 : [新 しい原 子 ] - [距 離 を定 義
する原 子 ] - [第 1 角 度 を定 義 する原 子 ] - [第 2 角 度 を定 義 する原 子 ] です。そうでない場 合 は、第 3 角 度 は結 合
角 : [新 しい原 子 ] - [距 離 を定 義 する原 子 ] - [第 2 角 度 を定 義 する原 子 ] です。第 2 角 度 のタイプが 1 の場 合 、新
しい原 子 は、3 つの定 義 原 子 との Pro-R/Pro-S 関 係 を使 って定 義 されます。第 2 角 度 のタイプが -1 の場 合
は、Pro-S 関 係 を使 って定 義 されます。
注 : 後 から配 置 した原 子 については、原 子 を配 置 できません。
次 に、ChemBio3D で作 成 したシクロヘキサノールの内 部 座 標 出 力 ファイルの例 を示 します。
1
1 1 1.54146
1 2 1.53525 1 111.7729
1 1 1.53967 2 109.7132 3
1 4 1.53592 1
111.703 2
第 14 章: ファイル形式
-55.6959
0
55.3112
0
256 / 308
ChemBio3D 13.0
1 3 1.53415 2 110.7535 1
57.0318
0
6 1 1.40195 2 107.6989 3 -172.6532
0
5 1 1.11742 2
109.39 4
109.39 -1
5 2 1.11629 1
109.41 3
109.41
5 2 1.11568 1
109.41 3
109.41 -1
5 3 1.11664 2
109.41 6
109.41 -1
5 3 1.11606 2
109.41 6
109.41
1
5 4 1.11542 1
109.41 5
109.41
1
5 4 1.11493 1
109.41 5
109.41 -1
5 5 1.11664 4
109.41 6
109.41
5 5 1.11617 4
109.41 6
109.41 -1
5 6 1.11664 3
109.41 5
109.41
5 6 1.11606 3
109.41 5
109.41 -1
21 7
0.942 1 106.8998 2
59.999
1
1
1
0
5 6
結 合 。 内 部 座 標 ファイルでは、結 合 は 2 つの方 法 で示 されます。
1 番 目 は、原 点 原 子 を除 く各 原 子 と、距 離 を定 義 する原 子 間 で自 動 的 に作 成 される結 合 です。
2 番 目 は、モデル内 に環 が含 まれる場 合 、ファイルの最 後 に閉 環 結 合 がリスト されます。モデル内 に閉 環 結 合 がある場
合 、最 後 の原 子 の定 義 の後 に、空 の行 が追 加 されます。各 閉 環 に対 し、閉 環 結 合 を形 成 する 2 つの原 子 のシリアル
番 号 が 1 つの行 にリスト されます。最 初 の原 子 のシリアル番 号 は 1、2 番 目 の原 子 のシリアル番 号 は 2、のようになりま
す。前 述 のシクロヘキサノールの内 部 座 標 出 力 の例 では、シリアル番 号 5 および 6 がファイルの最 後 の行 に示 されてい
るので、閉 環 結 合 は 5 番 目 と 6 番 目 の原 子 間 にあります。
内 部 座 標 形 式 のファイルの最 後 に示 されている結 合 が既 に存 在 する場 合 (結 合 内 の原 子 のうちの 1 つが、結 合 内 の
その他 の原 子 を配 置 するのに使 用 されているため)、その結 合 はモデルから削 除 されます。これは、内 部 座 標 ファイル内
の複 数 のフラグメント を表 したいときに便 利 です。
第 14 章: ファイル形式
257 / 308
ChemBio3D 13.0
図 14.2: シクロヘキサノールの C(1) から C(4) に対 する、内 部 座 標 ファイルのコンポーネント
このイメージにおいて、C(1) は原 点 原 子 であり、これは距 離 を定 義 する原 子 でもあります。C(2) は C(1) に接 続 し、その
結 合 長 は 1.54146 Å です。C(3) は C(2) に接 続 し、その結 合 長 は 1.53525 Å、C(3)-C(2)-C(1) で定 義 された C(1) との
結 合 角 は 111.7729 度 です。C(4) は C(1) に接 続 し、その結 合 長 は 1.53967 Å、C(4)-C(1)-C(2) で定 義 された C(2) との
結 合 角 は 109.7132 度 です。また、C(4) は C(3) との間 に C(4)-C(1)-C(2)-C(3) で定 義 される二 面 体 角 -55.6959 度 を
形 成 します。
内 部 座 標 ファイル形 式 で示 されたシクロヘキサノールの C(1) から C(4) の部 分 を、構 造 図 で表 現 すると次 のようになりま
す。
FORTRAN 形 式 。 内 部 座 標 ファイル内 のレコード を FORTRAN 形 式 で表 すと、次 のようになります。
行番号
説明
コメント
無視
原点原子
2 番 目 の原 子
3 番 目 の原 子
FORTRAN
形式
I4
I4, 1X, I3,
1X, F9.5
I4, 2(1X, I3,
1X, F9.5)
4 番 目 から最 後
I4, 3(1X, I3,
までの原 子
1X, F9.5), I4
第 14 章: ファイル形式
258 / 308
ChemBio3D 13.0
空 の行
閉環原子
2(1X, I4)
MacroModel
MacroModel は、Columbia University, New York, N. Y. の Department of Chemistry で作 成 されました。MacroModel
ファイル形 式 は、『MacroModel Structure Files version 2.0 マニュアル』に定 義 されています。次 のファイルは、シクロヘキ
サノール モデルを表 すサンプル ファイルです。
19 シクロヘキサノール
3
2
1
6
1
7 1 18 1 0 0 0 0 -1.396 0.3501 1.055 0
3
1
1
3
1
8 1
3
2
1
4
1 10 1 11 1 0 0 0 0
0.511 -1.222 0.497 0
3
3
1
5
1 12 1 13 1 0 0 0 0
1.302 -0.048 -0.10 0
3
4
1
6
1 14 1 15 1 0 0 0 0
0.372 1.0566 -0.62 0
3
1
1
5
1 16 1 17 1 0 0 0 0 -0.606 1.5251 0.459 0
41
1
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0 -2.068 -0.083 0.277 0
41
2
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0 -1.053 -1.603 1.968 0
41
2
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0
0.127 -0.340 2.451 0
41
3
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0
1.222 -1.972 0.925 0
41
3
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0 -0.058 -1.742 -0.30 0
41
4
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0
1.972 0.3806 0.679 0
41
4
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0
1.960 -0.413 -0.92 0
41
5
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0
0.981 1.9214 -0.99 0
41
6
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0 -1.309 2.2832 0.037 0
41
6
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0 -0.033 2.0317 1.272 0
41
1
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0 -2.052 0.7172 1.881 0
42 15
1
0
0
0 0
0 0 0 0 0 0
9 1 0 0 0 0 -0.455 -0.740 1.587 0
0.275 0.3749 -2.41 0
各 行 には、モデルに関 する情 報 のフィールド を含 むデータ レコード が表 示 されています。各 フィールド は、スペースまたはタ
ブで区 切 られています。行 1 には、2 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド はモデル内 の原 子 数 、2 番 目 のフィー
ルド は分 子 名 です。ファイルが ChemBio3D を使 って作 成 された場 合 、分 子 名 はファイル名 と同 じです。
1. 行 2 ～ 19 には、それぞれ 17 個 のフィールド が含 まれていて、1 つの原 子 についての情 報 と、その原 子 に付 いている
結 合 について説 明 します。
第 14 章: ファイル形式
259 / 308
ChemBio3D 13.0
図 14.3: MacroModel ファイル形 式 では、それぞれの行 で 1 つの原 子 の場 所 と結 合 について記 述 します。A) 原 子 の原
子 タイプ、B) 結 合 された原 子 の原 子 対 、C) 各 原 子 対 の 1 番 目 の数 値 は結 合 された原 子 のシリアル番 号 、2 番 目 の
数 値 は使 用 された結 合 タイプ、D) 原 子 の X、Y、Z 座 標 、E) 原 子 の色
注 : ChemBio3D は原 子 の色 を無 視 します。ChemBio3D を使 ってファイルを作 成 した場 合 、この色 フィールド の値 は
0 になります。
注 : 原 子 タイプは、ユーザーによる定 義 が可 能 です。原 子 タイプの修 正 および作 成 方 法 については、251 ページの
「ファイル形 式 の原 子 タイプの編 集 」 を参 照 してください。
FORTRAN 形 式 。 MacroModel 形 式 の各 レコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行番号
1
FORTRAN 形
式
説明
原 子 数 および分 子
名 (ファイル名 )
1X,I5,2X,A
MDL MolFile
MDL MolFile ファイル形 式 の定 義 は、『Journal of Chemical Information and Computer Science, Volume 32, Number
3』中 の論 文 、「Description of Several Chemical Structure File Formats Used by Computer Programs Developed at
Molecular Design Limited」(1992, pages 244-255) に記 載 されています。
注 : MDL MACCS-II は MDL Information Systems, Inc. (旧 Molecular Design, Limited) の製 品 です。
次 に、ChemBio3D Pro を使 って作 成 した MDL MolFile ファイルの例 を示 します。このファイルは、シクロヘキサノールのモ
デルを表 しています (参 照 用 に行 番 号 が追 加 されています)。
1
シクロヘキサノール
2
3
4
19
19
5
-1.3488
0.1946
1.0316 C 0 0 0 0 0
6
-0.4072
-0.8965
1.5632 C 0 0 0 0 0
第 14 章: ファイル形式
0 0 0
260 / 308
ChemBio3D 13.0
7
0.5621
-1.3777
0.4733 C 0 0 0 0 0
8
1.3507
-0.2045
-0.1277 C 0 0 0 0 0
9
0.4203
0.9011
-0.6518 C 0 0 0 0 0
10
-0.559
1.3696
0.4359 C 0 0 0 0 0
11
-0.3007
0.4266
-1.7567 O 0 0 0 0 0
12
-2.0207
-0.239
0.253 H 0 0 0 0 0
13
-2.0051
0.5617
1.8571 H 0 0 0 0 0
14
-1.0054
-1.7589
1.9444 H 0 0 0 0 0
15
0.1749
-0.4961
2.4273 H 0 0 0 0 0
16
1.27
-2.1277
0.9014 H 0 0 0 0 0
17
-0.0103
-1.8981
-0.3309 H 0 0 0 0 0
18
2.0207
0.225
0.6551 H 0 0 0 0 0
19
2.0084
-0.5688
-0.9529 H 0 0 0 0 0
20
1.0296
7659
-1.0161 H 0 0 0 0 0
21
-1.2615
2.1277
0.0139 H 0 0 0 0 0
22
0.0143
1.8761
1.2488 H 0 0 0 0 0
23
0.3286
0.2227
-2.4273 H 0 0 0 0 0
24
1
2
1 0 0 0
25
1
6
1 0 0 0
26
1
8
1 6 0 0
27
1
9
1 1 0 0
28
2
3
1 6 0 0
29
2
10
1 0 0 0
30
2
11
1 1 0 0
31
3
4
1 0 0 0
32
3
12
1 0 0 0
33
3
13
1 6 0 0
34
4
5
1 0 0 0
35
4
14
1 1 0 0
36
4
15
1 6 0 0
37
5
6
1 1 0 0
38
5
7
1 6 0 0
第 14 章: ファイル形式
261 / 308
ChemBio3D 13.0
39
5
16
1 0 0 0
40
6
17
1 0 0 0
41
6
18
1 1 0 0
42
7
19
1 6 0 0
各 行 は、空 の行 、または化 学 構 造 についての情 報 フィールド を含 むデータ レコード を表 しています。各 フィールド は、ス
ペースまたはタブで区 切 られています。
ChemBio3D Pro によって使 用 される MDL MolFile 形 式 のフィールド についての説 明 は、次 のとおりです。
1. 行 1 は、分 子 名 を含 むヘッダー ブロックです。ファイルが ChemBio3D Pro を使 って作 成 された場 合 、分 子 名 はファイ
ル名 と同 じです。
2. 行 2 はヘッダー ブロックの続 きで、空 の行 です。
3. 行 3 はヘッダー ブロックの続 きで、これも空 の行 です。
4. 行 4 (カウント 行 ) には、分 子 を説 明 する 5 個 のフィールド が含 まれています。1 番 目 のフィールド は原 子 数 、2 番 目
のフィールド は結 合 数 、3 番 目 のフィールド は原 子 リスト の数 、4 番 目 のフィールド は未 使 用 のフィールド 、5 番 目 の
フィールド は立 体 化 学 構 造 です。
注 : ChemBio3D Pro では、原 子 リストの数 、未 使 用 のフィールド 、および立 体 化 学 構 造 は無 視 されま
す。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 、これらのフィールド の値 は常 に 0 になります。
5. 行 5 ～ 23 (原 子 ブロック) にはそれぞれ、分 子 内 の原 子 について説 明 する 9 個 のフィールド が含 まれています。1 番
目 のフィールド は X 座 標 、2 番 目 のフィールド は Y 座 標 、3 番 目 のフィールド は Z 座 標 、4 番 目 のフィールド は原 子
記 号 、5 番 目 のフィールド は質 量 差 、6 番 目 のフィールド は電 荷 、7 番 目 のフィールド は立 体 パリティ指 定 子 、8 番
目 のフィールド は水 素 の数 、9 番 目 のフィールド は中 心 を表 します。
注 : ChemBio3D Pro では、質 量 差 、電 荷 、立 体 パリティ指 定 子 、水 素 の数 、および中 心 は無 視 されま
す。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 、これらのフィールド の値 は 0 になります。
6. 行 24 ～ 42 (結 合 ブロック) にはそれぞれ、分 子 内 の結 合 について説 明 する 6 個 のフィールド が含 まれています。1 番
目 のフィールド は結 合 元 の原 子 の ID、2 番 目 のフィールド は結 合 先 の原 子 の ID、3 番 目 のフィールド は結 合 タイ
プ、4 番 目 のフィールド は結 合 立 体 指 定 子 、5 番 目 のフィールド は未 使 用 のフィールド 、6 番 目 のフィールド は位 相
コード を表 します。
注 : ChemBio3D Pro では、未 使 用 のフィールド および位 相 コード は無 視 されます。ChemBio3D Pro を使 ってファイル
を作 成 した場 合 、これらのフィールド の値 は 0 になります。
制 限 。 MDL MolFile 形 式 で非 積 分 電 荷 をサポート する方 法 は、ChemBio3D Pro とは異 なります。たとえば、典 型 的
な MDL MolFile 形 式 ファイルでは、ニト ロ官 能 基 (NO2) 内 の 2 つの酸 素 は異 なる電 荷 (-1 および 0) を含 みま
す。一 方 、ChemBio3D モデルでは、2 つの酸 素 原 子 は両 方 とも -0.500 の電 荷 を含 みます。
FORTRAN 形 式 。 MDL MolFile 形 式 の各 レコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行番号
第 14 章: ファイル形式
説明
FORTRAN 形 式
262 / 308
ChemBio3D 13.0
1
分 子 名 (ファイル名 )
2
空 の行
3
空 の行
4
原 子 数 、結 合 数
5I3
5–23
原 子 座 標 、原 子 記 号
3F10.4,1X,A2,5I3
24–42
A
結 合 ID、結 合 元 、結 合 先 、結 合
タイプ
6(1X,I2)
MSI MolFile
MSI MolFile の定 義 については、Centrum: Chem-Note™ アプリケーションのマニュアルの第 4 章 「Chem-Note ファイル形
式 」(4-1 ～ 4-5 ページ) を参 照 してください。次 に、ChemBio3D Pro を使 って作 成 したシクロヘキサノールの MSI MolFile
ファイルの例 を示 します (参 照 用 に行 番 号 が追 加 されています)。
:MSI Molfile 形 式
1
2
!Polygen 133
Polygen Corporation:ChemNote molecule file (2D)
3
4
5
6
7
8
9
* File format version number
90.0928
* File update version number
92.0114
* molecule name
cyclohexanol-MSI
empirical formula
10
Undefined Empirical Formula
11
* need 3D conversion?
12
0
13
* 3D displacement vector
14
第 14 章: ファイル形式
0.000 0.000 0.000
263 / 308
ChemBio3D 13.0
15
16
* 3D rotation matrix
1.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 1.000
17
18
* 3D scale factor
0
19
20
* 2D scale factor
1
21
22
* 2D attributes
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
23
* 3D attributes
24
25
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
* Global display attributes
26
1 0 1 12 256
27
* Atom List
28
* Atom# Lbl Type x y x y z bits chrg ichrg frag istp lp chrl ring frad name seg grp FLAGS
0 0 0 0 0 0 0 C 1 0 -1 0 0 0 0 0 0
29
1
30
2
C
10
0
0
-1
0.46
0.2
0
0
[C]
0 0 0 0 0 0 0 C 2 0 -1 0 0 0 0 0 0
C
10
0
0
1.2
-1.1
0.2
0
0
[C]
0 0 0 0 0 0 0 C 2 0 -1 0 0 0 0 0 0
30
2
C
10
0
0
1.2
-1.1
0.2
0
0
[C]
0 0 0 0 0 0 0 C 3 0 -1 0 0 0 0 0 0
31
3
C
10
0
0
0.1
-1.6
0.7
0
0
[C]
32
4
C
10
0
0
1.3
-1.1
0
0
0
33
5
C
10
0
0
1.2
0.48
0
0
0
0000000C40-1000000[C]
0 0 0 0 0 0 0 C 5 0 -1 0 0 0 0 0 0
[C]
0 0 0 0 0 0 0 C 6 0 -1 0 0 0 0 0 0
34
6
C
10
0
0
0
1.01
-1
0
0
[C]
0 0 0 0 0 0 0 O 7 0 -1 0 0 0 0 0 0
35
7
O
45
0
0
0
2.42
-1
0
0
[O]
0 0 0 0 0 0 0 H 7 0 -1 0 0 0 0 0 0
36
8
H
8
0
0
0.6
2.72
-1
0
0
[H]
0 0 0 0 0 0 0 H 8 0 -1 0 0 0 0 0 0
37
9
H
1
0
0
2.1
0.86
-1
0
0
[H]
第 14 章: ファイル形式
264 / 308
ChemBio3D 13.0
0 0 0 0 0 0 0 H 9 0 -1 0 0 0 0 0 0
38
10
H
1
0
0
1.4
0.86
0.8
0
0
[H]
39
11
H
1
0
0
1.1
-1.4
-1
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 10 0 -1 0 0 00 00[H]
40
12
H
1
0
0
2.2
-1.4
0.2
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 11 0 -1 0 0 0000 [H]
41
13
H
1
0
0
0
0.72
-2
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 12 0 -1 0 0000 0 [H]
42
14
H
1
0
0
0.1
-2.7
0.7
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 13 0 -1 0 0 0000 [H]
43
15
H
1
0
0
0.3
-1.3
1.7
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 14 0 -1 0 0 0 00 [H]
44
16
H
1
0
0
-1
-1.5
-1
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 15 0 -1 0 0 0000 [H]
45
17
H
1
0
0
-2
-1.5
0.9
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 16 0 -1 0 0 0000 [H]
46
18
H
1
0
0
-1
0.85
1.2
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 17 0 -1 0 0 0000 [H]
47
19
H
1
0
0
-2
0.83
0
0
0
0 0 0 0 0 0 0 H 18 0 -1 0 0 0000 [H]
48
* Bond List
49
* Bond# bond_type atom1 atom2 cis/trans length locked ring Sh_type Sh_nr Qorder Qtopol Qs
50
1 1 1 2 0
51
2 1 1 6 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
52
3 1 1 18 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
53
4 1 1 19 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
54
5 1 2 3 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
55
6 1 2 16 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
56
7 1 2 17 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
57
8 1 3 4 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
58
9 1 3 14 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
59
10 1 3 15 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
60
11 1 4 5 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
61
12 1 4 11 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
62
13 1 4 12 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
63
14 1 5 6 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
64
15 1 5 9 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
65
16 1 5 10 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
66
17 1 6 7 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
第 14 章: ファイル形式
265 / 308
ChemBio3D 13.0
67
18 1 6 13 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
68
19 1 7 8 0
0.000 0 0 0 0 [S] 0 0
69
* Bond Angles
70
71
72
* bond1 bond2 angle locked
* Dihedral Angles
* at1-cons at1 at2 at2-cons angle locked
73
* Planarity data
74
* User data area
75
* End of File
MSI MolFile1 形 式 は、いくつかのセクションに分 類 できます。各 セクションのヘッダーには、アスタリスク (*) が付 いていま
す。空 のラインにも、アスタリスク (*) が付 いています。各 行 は、空 の行 、ヘッダー行 、または化 学 構 造 についての情 報
フィールド を含 むデータ レコード を表 しています。各 フィールド は、スペースまたはタブで区 切 られています。ChemBio3D
Pro によって使 用 される MSI MolFile 形 式 ファイルのフィールド についての説 明 は、次 のとおりです。
参 照 用 に、サンプル ファイルからの炭 素 6 のフィールド 値 が括 弧 内 に示 されています。
1. 行 1 は、MSI MolFile 形 式 ファイルの標 準 のヘッダー行 です。
2. 行 2 は、通 常 、ファイルを作 成 したアプリケーションを示 しています。
3. 行 3 は、ファイル形 式 バージョン番 号 セクションのヘッダーです。
4. 行 4 は、ファイル形 式 バージョン番 号 を示 しています。このフィールド の書 式 は、YY.MMDD (年 月 日 ) です。
5. 行 5 は、ファイル更 新 バージョン番 号 セクションのヘッダーです。
6. 行 6 は、ファイル更 新 バージョン番 号 を示 しています。このフィールド の書 式 は、YY.MMDD (年 月 日 ) です。
7. 行 7 は、分 子 名 セクションのヘッダーです。
8. 行 8 は、フィールド の分 子 名 を示 しています。このフィールド は、ファイル名 または「Undefined Name (未 定 義 の名
前 )」を含 みます。
9. 行 9 は、実 証 的 な化 学 式 のヘッダーです。
10.行 10 は、実 証 的 な化 学 式 フィールド のヘッダーです。このフィールド は、実 証 的 な化 学 式 または「Undefined
Empirical Formula (未 定 義 の実 証 的 な化 学 式 )」を含 みます。
11.行 11 ～ 24 は、それぞれ 3 次 元 から 2 次 元 への変 換 に関 する情 報 を含 みます。
12.行 25 は、Global 表 示 属 性 セクションのヘッダーです。
13.行 26 には、Global 表 示 属 性 を説 明 する 5 個 のフィールド 、線 の太 さ (1)、フォント スタイル (0)、書 体 (1)、タイプ サイ
ズ (12)、およびフォント (256) が含 まれています。これらの値 は、ファイルを生 成 しているプラット フォームによって異 なり
ます。
1Molecular Simulations MOLFILE (ChemNote) は、Molecular Simulations, Inc. の製品です。
第 14 章: ファイル形式
266 / 308
ChemBio3D 13.0
14.行 27 は、原 子 リスト セクションのヘッダーです。
15.行 28 は、原 子 リスト セクションに対 して可 能 なすべてのフィールド を含 みます。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作
成 した場 合 、Atom#、Lbl、Type、および x、y、z フィールド が使 用 されます。
16.行 29 ～ 47 にはそれぞれ 28 個 のフィールド があり、構 造 式 内 の各 原 子 についての情 報 を示 しています。1 番 目 の
フィールド は原 子 番 号 (6)、2 番 目 のフィールド は原 子 ラベル (C)、3 番 目 のフィールド は原 子 タイプ (10)、4 番 目 と 5
番 目 のフィールド は 2D 座 標 です。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 は、2D 座 標 のフィールド の値
は 0 になります。6 番 目 のフィールド は X 座 標 (-0.113)、7 番 目 のフィールド は Y 座 標 (1.005)、8 番 目 のフィールド に
は Z 座 標 (-0.675) です。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 は、9 ～ 17 番 目 のフィールド は無 視 さ
れ、値 が 0 になります。18 番 目 のフィールド には原 子 ラベル (C)、19 番 目 のフィールド には原 子 番 号 (6) がもう一 度
示 されます。20 番 目 のフィールド はセグメント フィールド 、21 番 目 のフィールド は配 位 数 フィールド で、22 番 目 のフィー
ルド は無 視 されます。23 番 目 のフィールド は飽 和 フィールド です。原 子 が単 結 合 、二 重 結 合 、または非 局 在 結 合
で接 続 されている場 合 、このフィールド の値 は 1 (飽 和 状 態 でない) で、それ以 外 の場 合 は、このフィールド の値 は 0
になります。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 は、24 ～ 27 番 目 のフィールド は無 視 され、値 が 0 に
なります。最 後 のフィールド には、原 子 ラベル (C) がもう一 度 示 されます。
注 : Molecular Simulations MolFile 形 式 内 の原 子 タイプは、ユーザーによる定 義 が可 能 です。詳 細 については、251
ページの 「ファイル形 式 の原 子 タイプの編 集 」 を参 照 してください。
17.行 48 は、結 合 リスト セクションのヘッダーです。
18.行 49 は、結 合 リスト セクションに対 して可 能 なすべてのフィールド を含 みます。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作
成 した場 合 、Bond#、Bond_type、atom 1、atom 2、および cis/trans and Qorder フィールド が使 用 されます。
19.行 50 ～ 68 にはそれぞれ 4 個 のフィールド があり、構 造 式 内 の各 結 合 についての情 報 を示 します。1 番 目 のフィール
ド は内 部 結 合 数 (6)、2 番 目 のフィールド は結 合 タイプ (1)、3 番 目 と 4 番 目 のフィールド は結 合 している原 子 のシリ
アル番 号 (原 子 1 (2)、原 子 2 (16))、5 番 目 のフィールド はシス/ト ランス指 示 子 (適 用 しない場 合 は 0) で
す。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 は、6 ～ 10 番 目 のフィールド は無 視 され、値 が 0 になりま
す。11 番 目 のフィールド は結 合 次 数 ([S] は単 結 合 を表 します) です。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した
場 合 は、12 番 目 と 13 番 目 のフィールド は無 視 され、値 が 0 になります。
20.行 69 ～ 73 は、3D 変 換 に使 用 するセクションのヘッダーです。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 、
例 に示 すように、このセクションにはヘッダー名 のみが含 まれます。
21.行 74 は、User データ領 域 セクションのヘッダーです。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 、例 に示 すよ
うに、このセクションにはヘッダー名 のみが含 まれます。
22.行 75 は、End of File を示 すヘッダーです。
FORTRAN 形 式 。 Molecular Simulations MolFile 形 式 の各 レコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行番号
説明
FORTRAN 形 式
I,1X,A,3(1X,I),3F9.3,1X,I,
29-47
原 子 リスト 、フィールド 値
F4.1,7(1X,I),1X,A,I,8(1X,I),
"[",A, "] "
50-68
第 14 章: ファイル形式
結 合 リスト 、フィールド 値
I,4(1X,I),F9.3,4(2X,I),1X, "
[",A1, "] ",2(1X,I)
267 / 308
ChemBio3D 13.0
MOPAC
ChemBio3D では MOPAC Data-File 形 式 が使 用 されます。MOPAC Data-File 形 式 については、MOPAC マニュアル
第 5 版 の「MOPAC について」セクションの 1-5 ～ 1-7 ページ、および「立 体 構 造 の仕 様 」セクションの 3 ～ 5 ページを参
照 してください。MOPAC Data-File 形 式 の詳 細 については、上 記 の出 版 物 を参 照 してください。
次 に示 す表 は、ChemBio3D で作 成 した シクロヘキサノールの MOPAC 出 力 ファイルの例 です。
Line 1:
Line 2:
MyCyclohexanolModel.mop
Line 3:
Line 4a:
C
0
0
0
0
0 0 0 0 0
Line 4b:
C 1.54152
1
0
0
0 0 1 0 0
Line 4c:
C 1.53523
1 111.7747
1
0 0 2 1 0
Line 4d:
C 1.53973
1 109.7114
1 -55.6959 1 1 2 3
Line 4e:
C 1.53597
1 111.7012
1
Line 4f:
C 1.53424
1 110.7535
1 57.03175 1 3 2 1
Line 4g:
O 1.40196
1 107.6989
1 -172.662 1 1 2 3
Line 4h:
H 1.11739
1 107.8685
1 62.06751 1 1 2 3
Line 4I:
H 1.11633
1 110.0751
1
Line 4j:
H 1.11566
1 109.4526
1 65.43868 1 2 1 4
Line 4k:
H 1.11665
1 109.9597
1 178.6209 1 3 2 1
Line 4l:
H
1.1161
1 109.5453
1 -63.9507 1 3 2 1
Line 4m:
H 1.11542
1 109.4316
1 -66.0209 1 4 1 2
Line 4n:
H 1.11499
1
110.549
1 176.0838 1 4 1 2
Line 4o:
H 1.11671
1
109.93
1 -178.296 1 5 4 1
Line 4p:
H 1.11615
1 109.4596
1 64.43501 1 5 4 1
Line 4q:
H 1.11664
1 110.0104
1 -178.325 1 6 3 2
Line 4r:
H 1.11604
1 109.6082
1 64.09581 1 6 3 2
Line 4s:
H 0.94199
1
1 -173.033 1 7 1 2
106.898
55.3112 1 4 1 2
-177.17 1 2 1 4
次 の図 は、シクロヘキサノールの C(1) ～ C(4) に対 し、ChemBio3D を使 って作 成 した MOPAC 出 力 ファイルのコンポー
ネント を示 しています。
第 14 章: ファイル形式
268 / 308
ChemBio3D 13.0
MOPAC Data-File 形 式 の内 部 座 標 セクションには、モデル内 の各 原 子 に対 して 1 行 のテキスト が含 まれています。各
行 には、結 合 長 、結 合 角 、二 面 角 、Action 整 数 、および接 続 性 原 子 が含 まれます。
上 のイメージに示 すように、C(1) は原 点 原 子 です。C(2) は C(1) に接 続 し、その結 合 長 は 1.54152 Å です。C(3) は、結
合 長 1.53523 Å で C(2) に接 続 し、C(1) に対 する結 合 角 は 111.7747 度 です。C(4) は、結 合 長 1.539734 Å で C(1) に
接 続 し、C(2) に対 する結 合 角 は 109.711411 度 です。また、C(4) は
C(3) に対 して -55.6959 度 の二 面 角 を形 成 しています。
各 測 定 値 の横 にリスト された Action 整 数 は、MOPAC に対 して次 の指 示 をします。
1 この内 部 座 標 を最 適 化 する
0 この内 部 座 標 を最 適 化 しない
-1 反 応 座 標 またはグリッド インデックス
ChemBio3D を使 って MOPAC ファイルを作 成 するとき、ファイル内 に記 録 された各 原 子 に対 し、0 以 外 の値 を持 つ結
合 長 、結 合 角 、二 面 角 にそれぞれ Action 整 数 の 1 が割 り当 てられます。
FORTRAN 形 式 。 MOPAC Data-File 形 式 ファイルの各 行 の説 明 は、次 のとおりです。
行番号
説明
ChemBio3D による
読 み取 り
ChemBio3D による
書 き込 み
1
計 算 方 法 のキーワード
いいえ
いいえ
2
分 子 のタイト ル
いいえ
はい
3
コメント
いいえ
いいえ
4a～ s
分 子 の内 部 座 標
はい
はい
5
空 の行 、立 体 構 造 の定 義 の終
はい
はい
結
MOPAC Data-File の内 部 座 標 データを含 む各 行 の FORTRAN 形 式 は、FORMAT(1X, 2A, 3
(F12.6, I3), 1X, 3I4) です。
Protein Data Bank ファイル
Protein Data Bank ファイル形 式 (Protein DB) は、『Protein Data Bank Atomic coordinate and Bibliographic Entry
Format Description』(1985 年 1 月 ) の 3、14 ～ 15、および 17 ～ 18 ページから引 用 されたものです。
第 14 章: ファイル形式
269 / 308
ChemBio3D 13.0
Protein Data Bank ファイルには、32 個 の異 なるレコード タイプを含 むことができます。ただし、ChemBio3D で使 用 される
のは COMPND、ATOM、HETATM、および CONECT レコード のみで、Protein Data Bank ファイル内 のその他 のレコー
ド は無 視 されます。COMPND レコード には、分 子 名 と識 別 情 報 が含 まれています。
ATOM レコード には、「標 準 」グループの原 子 座 標 レコード が含 まれ、HETATM レコード には、「標 準 以 外 の」グループの
原 子 座 標 レコード が含 まれています。CONECT レコード には、原 子 の接 続 性 レコード が含 まれています。
注 : COMPND レコード は ChemBio3D モデルのタイトルを含 み、Protein Data Bank ファイル形 式 を使 ってファイルを
保 存 するときにのみ、ChemBio3D によって作 成 されます。このレコード はファイルを開 くときには使 用 されません。
次 の図 は、L-Alanine に対 し、ChemBio3D を使 って作 成 した Protein Data Bank 出 力 ファイルの例 を示 しています。
COMPND
Alanine.pdb
HETATM
1
N
0
-0.962
1
HETATM
2
C
0
-0.049
0
HETATM
3
C
0.6
0.834
-1
HETATM
4
C
-2
0.834
1
HETATM
5
O
0.3
1.737
-1
HETATM
6
O
1.8
0.459
0
HETATM
7
H
0.9
-1.398
1
HETATM
13
H
-1
-1.737
1
HETATM
8
H
-1
-0.642
-1
HETATM
9
H
-2
1.564
0
HETATM
10
H
-1
1.41
1
HETATM
11
H
-2
0.211
1
HETATM
12
H
2.4
1.06
-1
CONECT
1
2
7
13
CONECT
2
1
3
4
CONECT
3
2
5
6
CONECT
4
2
9
10
CONECT
5
3
CONECT
6
3
CONECT
7
1
CONECT
13
1
CONECT
8
2
CONECT
9
4
第 14 章: ファイル形式
8
11
12
270 / 308
ChemBio3D 13.0
CONECT
10
4
CONECT
11
4
CONECT
12
6
END
ATOM または HETATM レコード には、レコード 名 の後 に、記 述 されている原 子 のシリアル番 号 、元 素 記 号 、X、Y、お
よび Z 直 交 座 標 が含 まれています。
CONECT レコード は、原 子 の接 続 性 を示 します。CONECT レコード には、レコード 名 の後 に、接 続 性 が記 述 されてい
る原 子 のシリアル番 号 、およびその原 子 に接 続 している 1 番 目 、2 番 目 、3 番 目 、4 番 目 の原 子 のシリアル番 号 が含
まれています。
FORTRAN 形 式 。
Protein Data Bank ファイル内 の COMPND レコード 形 式 は、次 のとおりです。
列番号
説明
ChemBio3D で使 用
1-6
レコード 名 (COMPND)
はい
7-10
未使用
いいえ
11-70
分子名
はい
Protein Data Bank ファイル内 の ATOM および HETATM レコード 形 式 は、次 のとおりです。
列番号
1-6
説明
レコード 名 (HETATM または
ATOM)
ChemBio3D で使 用
はい
7-11
原 子 のシリアル番 号
はい
12
未使用
いいえ
13–16
原 子 名 (元 素 記 号 )
はい
17
代 替 場 所 のインジケータ
いいえ
18–20
残基名
オプション
21
未使用
いいえ
22
直 鎖 の識 別 子
いいえ
第 14 章: ファイル形式
271 / 308
ChemBio3D 13.0
23–26
残 基 のシーケンス番 号
いいえ
27
残 基 挿 入 のコード
いいえ
28–30
未使用
いいえ
31–38
X 直交 Å 座標
はい
39–46
Y 直交 Å 座標
はい
47–54
Z 直交 Å 座標
はい
55–60
占用度
いいえ
61–66
温度係数
いいえ
67
未使用
いいえ
68–70
注釈番号
いいえ
Protein Data Bank ファイル内 の CONECT レコード 形 式 は、次 のとおりです。
列番号
説明
ChemBio3D で使 用
1–6
レコード 名 (CONECT)
はい
7–11
原 子 のシリアル番 号
はい
12–16
最 初 に結 合 した原 子 のシリアル番 号
はい
17–21
2 番 目 に結 合 した原 子 のシリアル番 号
はい
22–26
最 初 に結 合 した原 子 のシリアル番 号
はい
27–31
4 番 目 に結 合 した原 子 のシリアル番 号
はい
32–36
37–41
42–46
47–51
水 素 結 合 、列 7 ～ 11 の原 子 は供 与
体 です。
水素結合
塩 橋 、列 7 ～ 11 の原 子 は負 の電 荷 を
持 ちます
水 素 結 合 、列 7 ～ 11 の原 子 は受 容
第 14 章: ファイル形式
いいえ
いいえ
いいえ
いいえ
272 / 308
ChemBio3D 13.0
体 です
水素結合
52–56
いいえ
塩 橋 、列 7 ～ 11 の原 子 は正 の電 荷 を
57–61
持 ちます
いいえ
Protein Data Bank ファイル形 式 で使 用 されるレコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行 の説 明
FORTRAN 形 式
COMPND
‘COMPND’, 4X, 60A1
ATOM
‘ATOM’, 2X, I5,1X,A4,
1X, A3,10X, 3F8.3,16X
HETATM
‘HETATM’, I5,1X,A4,
14X,3F8.3,16X
CONECT
‘CONECT’, 5I5, 30X
ROSDAL
ROSDAL (Representation of Organic Structures Description Arranged Linearly) Structure Language1 ファイル形 式
は、MOLKICK のマニュアルの付 録 C Rosdal Syntax の 91 ～ 108 ページに定 義 されています。Rosdal 形 式 は主
に、Beilstein Online Database でのクエリ検 索 に使 用 されます。Rosdal 形 式 ファイルはエクスポート 専 用 です。次
に、ChemBio3D Pro を使 って作 成 したシクロヘキサノールの Rosdal 形 式 ファイルの例 を示 します。
1-2-3-4-5-6,1-6,2-7H,3-8H,4-9H,5-10H,6-11H,1-12O-13H,1-14H,2-15H, 3-16H,4-17H,5-18H,6-19H.@
SMD
Standard Molecular Data2(SMD) ファイル形 式 は、『SMD File Format version 4.3 マニュアル』(1987 年 2 月 4 日 付 ) に
定 義 されています。次 に、ChemBio3D Pro を使 って作 成 したシクロヘキサノールの SMD ファイルの例 を示 します (説 明
をわかりやすくするため、行 番 号 が追 加 してあります)。
Line 1
>STRT
Cyclohexane
1ROSDAL は Softron 社の製品です。
2SMD 形式 - H. Bebak AV-IM-AM Bayer AG
第 14 章: ファイル形式
273 / 308
ChemBio3D 13.0
Line 2 DTCR ChemBio3D 00000 05-MAY-92 12:32:26
Line 3
Line 4
>CT
Cyclohexan 00039
19 19 (A2,5I2) (6I3)
Line 5
C
0
0
0
Line 6
C
0
0
0
Line 7
C
0
0
0
Line 8
C
0
0
0
Line 9
C
0
0
0
Line 10
C
0
0
0
Line 11
H
0
0
0
Line 12
H
0
0
0
Line 13
H
0
0
0
Line 14
H
0
0
0
Line 15
H
0
0
0
Line 16
O
0
0
0
Line 17
H
0
0
0
Line 18
H
0
0
0
Line 19
H
0
0
0
Line 20
H
0
0
0
Line 21
H
0
0
0
Line 22
H
0
0
0
Line 23
H
0
0
0
Line 24
1
2
1
Line 25
1
6
1
Line 26
1
12
1
Line 27
1
14
1
Line 28
2
3
1
Line 29
2
7
1
Line 30
2
15
1
Line 31
3
4
1
Line 32
3
8
1
Line 33
3
16
1
第 14 章: ファイル形式
274 / 308
ChemBio3D 13.0
Line 34
4
5
1
Line 35
4
9
1
Line 36
4
17
1
Line 37
5
6
1
Line 38
5
10
1
Line 39
5
18
1
Line 40
6
11
1
Line 41
6
19
1
行 42
12
13
1
>CO
Line 43
ANGSTROEM 0020
Line 44
4
(3I10)
Line 45
-6903
13566
-4583
Line 46
-14061
808
125
Line 47
-4424
-8880
7132
Line 48
7577
-12182
-1855
Line 49
14874
594
-6240
Line 50
5270
10234
-13349
Line 51
-18551
-4300
-8725
Line 52
-9815
-18274
9852
Line 53
4047
-17718
-10879
Line 54
19321
5600
2685
Line 55
10636
19608
-16168
Line 56
-2794
21139
6600
Line 57
2876
15736
11820
Line 58
-14029
20018
-10310
Line 59
-22477
3450
6965
Line 60
-806
-4365
16672
Line 61
14642
-18918
3566
Line 62
23341
-2014
-13035
Line 63
1740
5536
-22837
第 14 章: ファイル形式
275 / 308
ChemBio3D 13.0
各 行 は、空 の行 、ブロック ヘッダー行 、または化 学 構 造 についての複 数 の情 報 フィールド を含 むデータ レコード を表 して
います。SMD 形 式 では、情 報 をいくつかのブロックに分 類 できます。各 ブロックのヘッダーは、> 記 号 で始 まります。各
フィールド は、スペースまたはタブで区 切 られています。
ChemBio3D Pro によって使 用 される SMD 形 式 ファイルのフィールド についての説 明 は、次 のとおりです。
1. 行 1 は、STRT という名 前 のブロックのヘッダーです。このブロックは分 子 名 を示 しています。ファイルが ChemBio3D
Pro を使 って作 成 された場 合 、分 子 名 はファイル名 と同 じです。
2. 行 2 は、DTCR という名 前 のブロックのヘッダーです。この行 には、ファイルを作 成 したアプリケーション名 、およびファイ
ルが作 成 された日 時 が示 されています。
3. 行 3 は、化 合 物 の結 合 テーブルを含 む CT という名 前 のブロックのヘッダーです。CT の後 に表 示 されている 10 文 字
のテキスト は、結 合 テーブルを示 しています。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを生 成 した場 合 、結 合 テーブルを示
すテキスト はファイル名 と同 じになります。最 後 に、CT ブロック内 に含 まれるレコード 数 (上 の例 では、39 個 ) が示 され
ています。
4. 行 4 は CT ブロックの一 部 で、4 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は原 子 数 、2 番 目 のフィールド は結 合
数 を示 しています。また、3 番 目 のフィールド は原 子 数 を FORTRAN 形 式 で表 したもの、4 番 目 のフィールド は結 合
数 を FORTRAN 形 式 で表 したものです。
5. CT ブロック内 の行 5 ～ 23 には、原 子 を表 す 4 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は元 素 記 号 (1 文 字 目
は大 文 字 、2 文 字 目 は小 文 字 ) です。2 番 目 のフィールド は、原 子 に付 加 している水 素 の総 数 、3 番 目 のフィール
ド は、原 子 についての立 体 構 造 情 報 、4 番 目 のフィールド は、原 子 の形 式 電 荷 を示 しています。
注 : ChemBio3D Pro を使 ってファイルが作 成 された場 合 、水 素 の総 数 、立 体 構 造 情 報 、および形 式 電 荷 のフィー
ルド は無 視 され、値 が常 に 0 になります。
6. CT ブロック内 の行 24 ～ 42 には、2 つの原 子 間 の結 合 を表 す 3 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は、
結 合 が開 始 される原 子 のリアル番 号 、2 番 目 のフィールド は、結 合 先 の原 子 のシリアル番 号 、3 番 目 のフィールド
は、結 合 次 数 を示 しています。
7. 行 43 は、CO という名 前 のブロックのヘッダーです。このブロックには、CT ブロック内 のすべての原 子 の直 交 座 標 、およ
び座 標 タイプ (この例 では、Angstroms) が示 されています。また、この行 の最 後 に、CO ブロック内 の行 数 (この例 で
は、20) が示 されています。
8. 行 44 には、2 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は、以 下 の行 に含 まれる座 標 を、行 43 に指 定 された座
標 タイプに変 換 する際 に使 用 される指 数 を示 しています。
9. 行 45 ～ 65 には、それぞれ、CT ブロック内 の原 子 の直 交 座 標 を表 す 3 つのフィールド があります。1 番 目 のフィール
ド は X 座 標 、2 番 目 のフィールド は Y 座 標 、3 番 目 のフィールド は Z 座 標 を表 しています。
SYBYL MOL ファイル
SYBYL MOL ファイル形 式 (SYBYL) は、『1989 SYBYL Programming Manual』の第 9 章 「SYBYL ファイル形 式 」の 9-1
～ 9-5 ページに定 義 されています。
次 の表 に、ChemBio3D を使 って作 成 した SYBYL 形 式 のファイルの例 を示 します。このファイルは、シクロヘキサノール
のモデルを表 しています。
第 14 章: ファイル形式
276 / 308
ChemBio3D 13.0
19
MOL Cyclohexanol0
1
1
1.068 0.3581 -0.7007C
2
1 -0.207 1.2238 -0.7007C
3
1 -1.473 0.3737 -0.5185C
4
1 1.1286 -0.477
0.5913C
5
1 -0.139 -1.324
0.7800C
6
1 -1.396 -0.445
0.7768C
7
8 2.1708 1.2238 -0.7007O
8
13 1.0068 -0.343 -1.5689H
9
13 -0.284 1.7936 -1.6577H
10
13 -0.147 1.9741
0.1228H
11
13 -2.375
12
13 -1.589 -0.314 -1.3895H
13
13 1.2546
0.202
1.4669H
14
13 2.0091 -1.161
0.5742H
15
13 -0.077 -1.893
1.7389H
16
13
17
13 -2.308 -1.081
0.8816H
18
13 -1.372 0.2442
1.6545H
19
13 2.9386 0.6891 -0.8100H
1.032 -0.4983H
-0.21 -2.076 -0.0419H
19 MOL
1
1
2
1
2
1
4
1
3
1
7
1
4
1
8
1
5
2
3
1
6
2
9
1
7
2
10
1
8
3
6
1
9
3
11
1
10
3
12
1
第 14 章: ファイル形式
277 / 308
ChemBio3D 13.0
11
4
5
1
12
4
13
1
13
4
14
1
14
5
6
1
15
5
15
1
16
5
16
1
17
6
17
1
18
6
18
1
19
7
19
1
0 MOL
次 のイメージは、シクロヘキサノールの C(6) および結 合 3 に対 し、ChemBio3D を使 って作 成 した SYBYL 出 力 ファイル
のコンポーネント を示 しています。
SYBYL MOL ファイル形 式 は、次 のとおりです。
1. SYBYL MOL ファイル内 の最 初 のレコード には、モデル内 の原 子 数 、「MOL」というテキスト 、分 子 名 、および分 子 の
中 心 が含 まれています。
2. 原 子 のレコード (シクロヘキサノールの例 では、行 2 ～ 20) では、列 1 に原 子 の ID、列 2 に原 子 タイプ、列 3 ～ 5 に
その原 子 の X、Y、および Z 直 交 座 標 を示 しています。
3. 最 後 の原 子 レコード の次 のラインには、分 子 内 の結 合 数 と「MOL」というテキスト が示 されています。
4. 結 合 レコード (シクロヘキサノールの例 では、行 22 ～ 40) では、列 1 に結 合 番 号 、列 2 に結 合 が開 始 する原 子
(結 合 元 ) の ID、列 3 に結 合 が終 結 する原 子 (結 合 先 ) の ID を示 しています。結 合 レコード の最 後 の列 は、結 合
タイプです。ファイルの最 後 の行 は、分 子 内 の機 能 レコード の数 を含 む Number of Features レコード で
す。ChemBio3D では、この情 報 は使 用 されません。
FORTRAN 形 式 。 SYBYL MOL ファイル形 式 の各 レコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行 の説 明
FORTRAN 形 式
原 子 数 /ファイル名
I4,1X,'MOL',20A2,
11X,I4
原 子 レコード
2I4,3F9.4,2A2
結 合 数 レコード
I4,1X,'MOL'
結 合 レコード
3I4,9X,I4
機 能 数 レコード
I4,1X,'MOL'
第 14 章: ファイル形式
278 / 308
ChemBio3D 13.0
SYBYL MOL2 ファイル
SYBYL MOL21 ファイル形 式 (SYBYL2) では、SYBYL の分 子 をポータブルに表 します。ファイルは ASCII 形 式 で、分 子
の構 築 に必 要 なすべての情 報 が含 まれます。次 に示 すシクロヘキサノールのサンプル ファイルは、ChemBio3D Ultra を
使 って作 成 されました。
****
19
19
1
0
0
1
C 00.8340 -0.2126
0.9718
C.3
1 **** 0.0000
2
C
0.5916 -1.3023 -0.0691
C.3
1 **** 0.0000
3
C -0.8165 -1.2202 -0.6525
C.3
1 **** 0.0000
4
C -1.1138
0.1685 -1.2118
C.3
1 **** 0.0000
5
C -0.8714
1.2582 -0.1708
C.3
1 **** 0.0000
6
C
0.5366
1.1760
0.4125
C.3
1 **** 0.0000
7
O
2.1753 -0.2616
1.3768
O.3
1 **** 0.0000
8
H
0.1512 -0.3949
1.8316
H
1 **** 0.0000
9
H
1.3306 -1.1849 -0.8930
H
1 **** 0.0000
10
H
0.7044 -2.2910
0.4295
H
1 **** 0.0000
11
H -0.9114 -1.9670 -1.4722
H
1 **** 0.0000
12
H -1.5439 -1.4296
0.1636
H
1 **** 0.0000
13
H -0.4530
0.3535 -2.0880
H
1 **** 0.0000
14
H -2.1863
0.2022 -1.5074
H
1 **** 0.0000
15
H -1.0049
2.2529 -0.6521
H
1 **** 0.0000
16
H -1.6002
1.1157
0.6583
H
1 **** 0.0000
17
H
1.2732
1.4072 -0.3894
H
1 **** 0.0000
18
H
0.6114
1.9100
1.2458
H
1 **** 0.0000
19
H
2.2933
0.4198
2.0164
H
1 **** 0.0000
SMALL
USER_CHARGES
@<TRIPOS>ATOM
1SYBYL は TRIPOS の製品です。
第 14 章: ファイル形式
279 / 308
ChemBio3D 13.0
@<TRIPOS>BOND
1
1
2
1
2
1
6
1
3
1
7
1
4
1
8
1
5
2
3
1
6
2
9
1
7
2
10
1
8
3
4
1
9
3
11
1
10
3
12
1
11
4
5
1
12
4
13
1
13
4
14
1
14
5
6
1
15
5
15
1
16
5
16
1
17
6
17
1
18
6
18
1
19
7
19
1
各 行 は、空 の行 、セクション ヘッダー、または化 合 物 についての複 数 の情 報 フィールド を含 むデータ レコード を表 してい
ます。SYBYL MOL2 形 式 では、情 報 がいくつかのセクションに分 類 されます。レコード タイプ インジケータ (RTI) によっ
て、分 子 に関 する情 報 がいくつかのセクションに分 割 されます。RTI の前 には、常 に @ 記 号 が付 いています。各 フィール
ド は、スペースまたはタブで区 切 られています。
ChemBio3D Pro で使 用 される SYBYL MOL2 形 式 ファイル内 のフィールド は、次 のとおりです。
1. 行 1 はコメント フィールド です。コメント 行 のテキスト の前 には、# 記 号 を付 けます。名 前 : は、分 子 名 を示 すフィール
ド です。ファイルが ChemBio3D Pro を使 って作 成 された場 合 、分 子 名 はファイル名 と同 じです。
2. 行 2 は空 の行 です。
3. 行 3「@<TRIPOS>MOLECULE」はレコード タイプ インジケータ (RTI) で、ファイル内 の分 子 に関 する情 報 を含 む
セクションが始 まることを示 します。
注 : SYBYL MOL2 形 式 には多 数 の RTI がありますが、ChemBio3D Pro で
は、@<TRIPOS>MOLECULE、@<TRIPOS>ATOM、および @<TRIPOS>BOND のみが使 用 されます。
4. 行 4 は、分 子 名 です。行 4 の名 前 と行 1 の名 前 は同 じです。
第 14 章: ファイル形式
280 / 308
ChemBio3D 13.0
5. 行 5 には、分 子 に関 する情 報 を表 す 5 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は原 子 数 、2 番 目 のフィールド
は結 合 数 、3 番 目 のフィールド は部 分 構 造 数 、4 番 目 のフィールド は機 能 数 、5 番 目 のフィールド はセット 数 です。
注 : ChemBio3D Pro では、部 分 構 造 数 、機 能 数 、およびセット数 は無 視 されます。ChemBio3D Pro を使 ってファイ
ルを作 成 した場 合 、これらのフィールド の値 は 0 になります。
6. 行 6 は分 子 タイプです。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 、このフィールド には「SMALL」と示 されま
す。
7. 行 7 は、分 子 に関 する電 荷 タイプです。ChemBio3D Pro を使 ってファイルを作 成 した場 合 、このフィールド には「NO_
CHARGES」と示 されます。
8. 行 8 (上 の例 では、空 ) には、分 子 に関 連 する内 部 SYBYL ステータス ビット が含 まれることがあります。
9. 行 9 (上 の例 では、空 ) には、分 子 に関 連 するコメント が含 まれることがあります。
注 : 分 子 に関 連 するステータス ビットはないが、行 9 にコメントがある場 合 、行 8 に 4 つのアスタリスク (*) が表 示 され
ます。
10.ライン 10 の「@<TRIPOS>ATOM」は、レコード タイプ インジケータ (RTI) で、分 子 に関 する各 原 子 の情 報 を含 む
セクションが始 まることを示 します。
11.行 11 ～ 29 には、それぞれ原 子 についての情 報 を表 す 6 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は原 子 ID、2
番 目 のフィールド は原 子 名 、3 番 目 のフィールド は X 座 標 、4 番 目 のフィールド は Y 座 標 、5 番 目 のフィールド は X
座 標 、6 番 目 のフィールド は原 子 タイプです。
注 : 原 子 タイプは、ユーザーによる定 義 が可 能 です。原 子 タイプの修 正 および作 成 方 法 については、251 ページの
「ファイル形 式 の原 子 タイプの編 集 」 を参 照 してください。
12.行 30 の「@<TRIPOS>BOND」は、レコード タイプ インジケータ (RTI) で、分 子 に関 する結 合 の情 報 を含 むセクショ
ンが始 まることを示 します。
13.行 31 ～ 49 には、それぞれ結 合 についての情 報 を表 す 4 つのフィールド があります。1 番 目 のフィールド は結 合 ID、2
番 目 のフィールド は結 合 元 原 子 の ID、3 番 目 のフィールド は結 合 先 原 子 の ID、4 番 目 のフィールド は結 合 タイプで
す。
FORTRAN 形 式 。 SYBYL MOL2 ファイル形 式 の各 レコード の FORTRAN 形 式 は、次 のとおりです。
行番号
説明
1
分 子 名 (ファイル名 )
5
原 子 数 /結 合 数
11–29
原 子 タイプ、原 子 名 、座 標 、ID
31–49
結 合 ID、結 合 元 、結 合 先 、結 合 タイプ
FORTRAN
形式
"# ",5X,
"Name:",1X,A
4(1X,I2)
I4,6X,A2,3X,
3F9.3,2X,A5
3I4,3X,A2
エクスポート ファイル形 式
第 14 章: ファイル形式
281 / 308
ChemBio3D 13.0
次 の表 に、ChemBio3D 13.0 がサポート する化 学 ファイル形 式 すべてを一 覧 しています。
ファイル形 式
名前
拡張子
Alchemy
Alchemy
.alc、.mol
Cartesian
Cart
Coordinate
Coords 1
Cart
Coords 2
.cc1
.cc2
Cambridge
CCDB
Crystallographic
.ccd
Database
ChemBio3D
.c3xml、.c3d
Chem3D
.c3t
template
ChemDraw
Connection
Table
CS GAMESS
Input
ChemDraw .cdx、.cdxml
Conn Table .ct、.con
CS
GAMESS
Input
Gaussian
.fchk、.fch
Checkpoint
Gaussian
.cub
Cube
Gaussian
Gaussian
Input
Input
Internal
Coordinates
.inp
Int Coords
第 14 章: ファイル形式
.gjc、.gjf
.int
282 / 308
ChemBio3D 13.0
ファイル形 式
MacroModel
Maestro
名前
拡張子
MacroMod- .mcm、.dat、.ouel
t
Maestro
*.mae
Molecular
Design
MDL
Limited
MolFile
.mol
MolFile
MSI
MSI
ChemNote
ChemNote
MOPAC input
file
MOPAC
MOPAC graph
.mop、.dat、.mpc、2mt
.gpt
file
Protein Data
.msm
Protein DB
.pdb、.ent
Rosdal
.rdl
SMD File
.smd
SYBYL MOL
SYBYL
.sml
SYBYL MOL2
SYBYL2
.sm2、.ml2
Bank
ROSDAL
Standard
Molecular
Data
異 なる形 式 、名 前 、または保 存 場 所 でモデルを保 存 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. File メニューの Save As をクリックします。Save File ダイアログ ボックスが表 示 されます。
2. 保 存 したいファイルの名 前 、フォルダ、場 所 などを指 定 します。
3. モデルを保 存 するファイル形 式 を選 択 します。
4. Save をクリックします。
別 のファイル形 式 でファイルを保 存 すると、その形 式 で保 存 可 能 な情 報 のみが保 存 されます。たとえば、MDL MolFile と
してファイルを保 存 すると、ド ット 面 、色 、原 子 ラベルなどの情 報 は失 われます。
第 14 章: ファイル形式
283 / 308
ChemBio3D 13.0
パブリッシングのファイル形式
ここで説 明 するファイル形 式 は、モデルを画 像 としてインポート したりエクスポート するために使 用 できます。画 像 は、デ
スクト ップ パブリッシング ソフト ウェアやワープロで使 用 できます。
画像のファイル形式の特徴
透 明 な OLE のコピーと貼 り付 けができる
最 大 1,200 DPI までのビット マップ画 像 を保 存 できる
JPEG 品 質 (圧 縮 ) を 0 ～ 100% まで調 整 できる
ムービーを、アニメーションの GIF 形 式 、マルチページの TIFF 形 式 、または AVI 形 式 で保 存 できる
デフォルト の設 定 には、Preferences ダイアログ ボックスの新 しい Pictures タブを使 用 します。
保 存 するときに Save As ダイアログ ボックスのオプションを使 用 することで、デフォルト は簡 単 に上 書 きできます。
図 14.4: Save as GIF ダイアログ ボックス
グラフィックのファイル形 式 では、CxImage© (zlib ライセンス下 にあるオープン ソースのツールセット ) を使 用 しています。 1
WMF と EMF。 ChemBio3D は Windows の Metafile ファイル形 式 および Enhanced Metafile ファイル形 式 をサポート し
ます。これらは、化 学 分 子 モデルのファイル形 式 とは対 照 的 に、インポート のためにだけ使 用 できるグラフィック形 式 で
す。また、これらのファイル形 式 をエクスポート することもできます。EMF ファイル形 式 をエクスポート するには File メニューの
Save As...コマンド またはクリップボード を使 用 し、WMF ファイル形 式 をエクスポート するにはクリップボード を使 用 します。
詳 細 については、30 ページの 「静 的 な画 像 としてのコピー」 を参 照 してください。Windows 2000 または Windows XP を
ご使 用 の場 合 には、EMF ファイルとしてエクスポート したモデルでは背 景 が透 明 色 に設 定 されます。WMF および EMF
ファイル形 式 は Microsoft Word for Windows などのアプリケーションでサポート されています。
注 : ChemBio3D 13.0 で EMF ファイルとしてエクスポートしたモデルには、構 造 に関 する情 報 は埋 め込 まれません。
前 のバージョンで作 成 した EMF ファイルを ChemBio3D 13.0 で開 いて構 造 の作 業 を行 うことはできます
が、ChemBio3D 8.0 で保 存 した EMF ファイルにはグラフィック情 報 のみが含 まれ、ChemBio3D 13.0 で開 くことはでき
ません。
BMP。 Bitmap ファイル形 式 は、ChemBio3D 画 像 のビット マップ情 報 を保 存 します。Bitmap ファイル形 式
で、ChemBio3D 画 像 を、Microsoft Word for Windows など、bitmaps ファイル形 式 をサポート している他 のアプ
リケーションに移 すことができます。
EPS。 PostScript ファイル形 式 は、モデルを Encapsulated Postscript (EPS) ファイルとして保 存 します。EPS ファイル
は、ChemBio3D 画 像 を、スケーラブル PostScript ファイルとして取 り込 んでいる ASCII テキスト ファイルです。EPS ファイ
1CxImage:Copyright © 2001 - 2004, David Pizzolato
第 14 章: ファイル形式
284 / 308
ChemBio3D 13.0
ルは、PageMaker などのアプリケーションを使 って開 くことができます。EPS ファイルは、Macintosh、Windows、UNIX な
ど各 種 の OS の間 で移 動 することができます。
TIFF。 Tagged Image File Format (TIFF) は、モデルのビット マップ画 像 をバイナリ データで記 述 したファイルです。TIFF
は、一 般 にデスクト ップ パブリッシング アプリケーションにクロス プラット フォームでインポート する際 にグラフィックを保 存 する
ために使 用 される高 解 像 度 のファイル形 式 です。TIFF 画 像 の保 存 には、解 像 度 、色 、圧 縮 に関 してさまざまなオプ
ションが利 用 できます。TIFF 画 像 ファイルはサイズが大 きくなりがちなので、適 切 なオプションを選 ぶことが大 切 です。
ファイルを TIFF 形 式 で保 存 する場 合 には、Save As ダイアログ ボックスにオプション ボタンが表 示 されます。
保 存 オプションを指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Options をクリックします。
図 14.5: TIFF Option ダイアログ ボックス
2. 解 像 度 を選 びます。ファイルは、解 像 度 の 2 乗 の割 合 で大 きくなります。
3. 次 のうち、適 切 なカラー オプションを選 びます。
目的
操作
オブジェクト の強 制 的 な白 黒 画 像 表 示
Monochrome
カラー エンコード 方 式 のコンピュータ モニタ RGB Indexed
スタイルを使 用 したカラーの保 存
印 刷 タイプのカラー エンコード 方 式 の使
CMYK Contiguous を選 択 します。
色 を非 連 続 的 に保 存 します。次 に例 を示 しま
用
す。CMYKCMYK.PackBits 方 式 の圧 縮 は適 応
されません。
注 : ド キュメント中 のオブジェクトが白 黒 の場 合 には、カラー オプションの設 定 にかかわらず、白 黒 として保 存 されま
す。なお、他 のアプリケーションからインポートした作 画 を白 黒 で印 刷 する場 合 は、Color オプションを Monochrome に
設 定 する必 要 があります。
4. 圧 縮 オプションを選 択 します。
PackBits。 情 報 の中 で繰 り返 しの部 分 をコード 化 することでファイルのサイズを圧 縮 する(たとえば、カラー情
報 、CCCCCMMMMMYYYYYKKKKK を、C5M5Y5K5 というようにコード 化 圧 縮 して、ファイルを縮 小 )
CCITT Group 3 または CCITT Group 4。 画 像 をファックス送 信 する
GIF、PNG、および JPG。 ChemBio3D モデルをワールド ワイド ウェブ (WWW) 上 で公 開 する場 合 は、GIF (Graphics
Interchange Format)、PNG (Portable Network Graphics)、または JPEG ファイル形 式 を使 用 します。これらのファイル形
第 14 章: ファイル形式
285 / 308
ChemBio3D 13.0
式 はそれぞれ、圧 縮 アルゴリズムを使 用 してファイルのサイズを縮 小 します。GIF、PNG および JPG ファイルをインポート
することができるアプリケーションには、Netscape Communicator や Microsoft Internet Explorer があります。
GIF 形 式 のグラフィック ファイルでは、モデルのウィンド ウ背 景 色 を透 明 色 として使 うことができます。
注 : ファイルを保 存 するときの ChemBio3D での画 像 のサイズが、Web ページに表 示 される画 像 のサイズになりま
す。"Fit Model to Window" 作 成 オプションをオンにすると、ChemBio3D 内 でウィンド ウのサイズを変 更 してモデルのサ
イズを変 更 し、保 存 することができます。
3DM。 QuickDraw 3D MetaFile (3DM) ファイル形 式 は、モデルを 3 次 元 のオブジェクト データで収 めています。3DM ファ
イルは数 多 くの 3 次 元 モデル作 成 アプリケーションにインポート できます。また、3DM ファイルは、Macintosh と
Windows の間 で転 送 することもできます。
AVI。 アクティブ モデルで作 成 したムービーを保 存 するファイル形 式 です。作 成 されたムービー ファイルは、AVI ファイル形
式 をサポート するアプリケーションに転 送 できます。
エクスポート のファイル形式
下 記 のファイル形 式 は、ChemBio3D 13.0 以 外 の化 学 分 子 モデル作 成 アプリケーションにモデルをエクスポート する場 合
に使 用 されます。インポート も、大 半 の形 式 でサポート されています。
Alchemy
ALC ファイル形 式 を使 用 して、Alchemy© などの TRIPOS© アプリケーションとインターフェイスをとることができます。これ
は、入 力 でのみサポート されています。
直交座標
現 在 のモデルに X、Y、Z 直 交 座 標 をインポート またはエクスポート するには、直 交 座 標 ファイル形 式 の 1 (.cc1) または 2
(.cc2) を使 います。
ファイルを直 交 座 標 ファイルとして保 存 する場 合 には、Save As ダイアログ ボックスにオプション ボタンが表 示 されます。
保 存 オプションを指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Save As をクリックします。
2. Save As ダイアログ ボックスで直 交 座 標 ファイル形 式 (.cc1 または .cc2) を選 択 します。
3. 以 下 のオプションから選 択 します。
By Serial Number。 シリアル番 号 付 きの各 原 子 の結 合 テーブルをファイルに含 めます。
By Position。 位 置 によって隣 接 する原 子 を記 述 する、各 原 子 の結 合 テーブルをファイルに含 めます。
Missing。 結 合 テーブルをファイルに含 めません。
Include Serial Numbers。 シリアル番 号 をファイルに含 めます。
Include Atom Type Text Numbers。 原 子 タイプ番 号 をファイルに含 めます。
Save All Frames。 モデルの各 表 示 への内 部 座 標 をファイルに含 めます。
Connection Table
ChemBio3D は、原 子 タイプの原 子 記 号 と結 合 次 数 を割 り出 すために、結 合 テーブルの原 子 記 号 と結 合 次 数 を使 用
します。結 合 テーブルのファイル形 式 には、CT および CON の 2 つがあります。CON ファイル形 式 は、インポート でのみサ
ポート されています。
ファイルを結 合 テーブルとして保 存 する場 合 には、Save As ダイアログ ボックスに、Options ボタンが表 示 されます。
第 14 章: ファイル形式
286 / 308
ChemBio3D 13.0
保 存 オプションを指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Save As をクリックします。
2. Save As ダイアログ ボックスで、Conn Table ファイル形 式 を選 択 します。
3. 以 下 のオプションから選 択 します。
1 Blank Line。 ファイル上 部 に空 白 行 を追 加 します。
2 Blank Lines。 ファイル上 部 に 2 行 の空 白 行 を追 加 します。
3 Blank Lines。 ファイル上 部 に 3 行 の空 白 行 を追 加 します。
Gaussian Input
Gaussian 計 算 を行 うために提 出 されたモデルとのインターフェイスとして、Gaussian Input (GJC、GJF) ファイル形 式 を使
います。どちらのファイル形 式 もモデルのインポート に使 用 できます。入 力 ファイルの Molecule Specification のセクションだ
けが保 存 されます。ChemBio3D で特 に指 定 されていない原 子 のデフォルト の電 荷 は 0 と記 載 され、スピンの多 重 度 は
1 と記 載 されます。テキスト エディタを使 用 して、Gaussian Input ファイルにキーワード を追 加 したり、最 適 化 フラグを変 更
するなどの編 集 が可 能 です。ChemBio3D の Run Gaussian Input File コマンド を使 うか、直 接 Gaussian を起 動 して、
ファイルを実 行 することができます。
Gaussian Checkpoint
Gaussian Checkpoint (FCHK、FCH) ファイルは、Gaussian 計 算 の結 果 を保 存 します。Gaussian Checkpoint には、
分 子 の最 終 的 な立 体 構 造 、電 子 構 造 (エネルギー レベルを含 む) その他 の特 性 が記 録 されています。Gaussian
Checkpoint ファイルは、インポート でのみサポート されています。
ChemBio3D は、Checkpoint ファイルに保 存 されている原 子 軌 道 やエネルギー レベルを表 示 します。Cubegen がインス
ト ールされている場 合 には、分 子 表 面 は Checkpoint ファイルから計 算 されます。
Gaussian Cube
Gaussian Checkpoint ファイルで Cubegen を実 行 すると Gaussian Cube (CUB) ファイルが得 られます。Gaussian Cube
(CUB) ファイルにはグリッド データやモデルの座 標 に関 する情 報 が保 存 されています。Gaussian Cube ファイルは、イン
ポート でのみサポート されています。
ChemBio3D は、ファイルの記 述 にある表 面 を表 示 します。ファイルに、複 数 の表 面 が保 存 されている場 合 には、最 初
の表 面 だけが表 示 されます。Surfaces メニューを使 って、他 の表 面 を表 示 させることもできます。
内部座標
内 部 座 標 (INT) ファイルは、各 原 子 の配 置 のために使 用 する内 部 座 標 によって 1 つの分 子 を記 述 するテキスト ファイ
ルです。シリアル番 号 は、ファイル中 の原 子 の順 番 に対 応 しています。1 番 目 の原 子 はシリアル番 号 1、2 番 目 の原 子
はシリアル番 号 2 です。内 部 座 標 (INT) ファイルはインポート とエクスポート の両 方 で使 用 できます。
Z-Matrix では、後 から配 置 した原 子 やより大 きなシリアル番 号 の原 子 を配 置 することはできません。Internal
Coordinates Options ダイアログ ボックスで 2 番 目 または 3 番 目 のオプションを選 択 した場 合 、一 貫 性 のある Z-Matrix が
作 成 されるかどうかはモデルのシリアル番 号 の付 け方 によって決 まります。作 成 しようとする Z-Matrix のシリアル番 号 が連
続 した数 字 でなければメッセージが表 示 されます。また、一 貫 性 のある Z-matrix を作 成 するためにモデルの原 子 のシリ
アル番 号 を振 りなおさなければならない場 合 にも、警 告 メッセージが表 示 されます。
Int Coords ファイル形 式 を選 択 する場 合 は、いくつかオプションがあります。
第 14 章: ファイル形式
287 / 308
ChemBio3D 13.0
保 存 オプションを指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Save As をクリックします。
2. Save As ダイアログ ボックスで、Int. Coords ファイル形 式 を選 択 します。
3. 以 下 のオプションから選 択 します。
Use Current Z-matrix。 モデルの Internal Coordinates テーブルに記 述 されている Z-Matrix を使 用 したモデルを保 存 し
ます。
Only Serial Numbers; Bond and Dihedral Angles。 Z-Matrix を作 成 し、モデル中 の原 子 の現 在 のシリアル番 号 の
順 序 を、その Z-Matrix に保 存 します。原 子 の配 置 に、Pro-R/Pro-S および二 面 角 が使 用 されます。
Only Serial Numbers; Dihedral Angles Only。 Z-Matrix を作 成 し、モデル中 の原 子 の現 在 のシリアル番 号 の順 序
を、その Z-Matrix に保 存 します。立 体 化 学 で定 義 される Pro-R および Pro-S は、モデルから Z-Matrix を構 築 する際 に
は使 用 されません。原 子 はすべて二 面 角 だけで配 置 されます。
MacroModel ファイル
MacroModel1 (MCM、DAT、OUT) ファイル形 式 は、『MacroModel Structure Files version 2.0』マニュアルに定 義 されて
います。ChemBio3D では、これら 3 種 類 のファイルのインポート に対 応 し、.MCM はエクスポート もできます。
Maestro ファイル
ChemBio3D 13.0 では、分 子 モデルをインポート したりエクスポート するために Schrodinger Maestro ファイル形 式 (MAE)
をサポート しています。
Molecular Design Limited MolFile
MDL Molfile 形 式 は、ISIS/Draw、ISIS/Base、MAACS、REACCS などの MDL アプリケーションで作 成 したファイルの
保 存 形 式 です。ファイル形 式 は、『Journal of Chemical Information and Computer Science, Volume 32, Number 3,
1992』244 ～ 255 ページ中 の論 文 、「Description of Several Chemical Structure File Formats Used by Computer
Programs Developed at Molecular Design Limited」に記 載 されています。
MDL の ISIS アプリケーションおよびその他 の化 学 関 係 アプリケーションとのインターフェイスとして使 用 する場 合 は、この
形 式 を使 用 します。インポート とエクスポート の両 方 がサポート されています。
MSI ChemNote
ChemNote など、Molecular Simulations アプリケーションとのインターフェイスとして使 用 するには、MSI ChemNote
(.MSM) ファイル形 式 を使 用 します。ファイル形 式 は、ChemNote マニュアルに定 義 されています。インポート とエクスポー
ト の両 方 がサポート されています。
MOPAC ファイル
MOPAC データは、MOP、DAT、MPC、または 2MT のファイル形 式 で保 存 できます。ChemBio3D では、これらのファイ
ル形 式 のすべてをインポート でき、MOP ファイルをエクスポート できます。MOPAC ファイルはテキスト エディタで編 集 でき
ます。キーワード を追 加 したり最 適 化 フラグを変 更 したファイルは、ChemBio3D 内 で Run MOPAC Input file コマンド を
使 って実 行 できます。
1MacroModel は、Columbia University, New York, N. Y. の Department of Chemistry で作成されました。
第 14 章: ファイル形式
288 / 308
ChemBio3D 13.0
Save All Frames をオンにし、モデルの各 表 示 の内 部 座 標 を含 む MOPAC Data ファイルを作 成 します。モデルの最 初
のフレームには、通 常 の MOPAC 出 力 ファイル (下 の例 を参 照 ) の最 初 の 3 行 の情 報 が記 録 されます。その他 のフレー
ムには、そのフレーム内 の原 子 の Z-Matrix を示 す行 のみが保 存 されます。
注 : データ ファイル仕 様 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
ファイルを編 集 し、Run MOPAC Input File コマンド を使 って実 行 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト エディタで MOPAC 出 力 ファイルを開 きます。
下 の出 力 ファイルには、最 初 の 4 行 の原 子 レコード のみが示 されています。下 のサンプル出 力 ファイルの 1 行 目 と 1 列
目 は、説 明 のために追 加 されたもので、実 際 の出 力 ファイルには含 まれません。
Col.1
Col. 2 C3
Col. 4 C5
Col. 6 Col. 7 Col. 8
Line 1
Line 2 Cyclohexanol
Line 3
Line 4 C
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Line 5 C
1.54152 1
0
0
0
0
1
0
0
Line 6 C
1.53523 1
111.77 1
0
0
2
1
0
L7.Ln C
1.53973 1
109.7
-55.69 1
1
2
3
1
Ln+1
2. Line 1 に、MOPAC で実 行 する計 算 のキーワード を入 力 します (上 の例 では空 白 になっています)。Line 2 には、作
成 するモデルのウィンド ウに割 り当 てる名 前 を入 力 します。ただし、ChemBio3D はこの行 を無 視 します。
3. Line 3 は空 白 のままにします。
4. Line 4 から Ln (n は最 後 の原 子 のレコード ) には、モデルの内 部 座 標 、最 適 化 フラグ、結 合 情 報 が保 存 されていま
す。
Column 1 は、原 子 の仕 様 です。
Column 2 は結 合 長 です (Column 8 で結 合 情 報 が指 定 されている場 合 )。
Column 3 は、Column 2 で指 定 された結 合 長 の最 適 化 フラグです。
Column 4 は結 合 角 です (Column 8 で結 合 情 報 が指 定 されている場 合 )。
Column 5 は、Column 4 で指 定 された結 合 角 の最 適 化 フラグです。
Column 6 は二 面 角 です (Column 8 で結 合 情 報 が指 定 されている場 合 )。
Column 7 は、Column 6 で指 定 された二 面 角 の最 適 化 フラグです。
5. 特 定 の座 標 を最 適 化 するように指 定 するには、各 内 部 座 標 の Column 3、Column 5、Column 7 の最 適 化 フラグを
変 更 します。MOPAC で使 用 可 能 なフラグは次 のとおりです。
第 14 章: ファイル形式
289 / 308
ChemBio3D 13.0
1
この内 部 座 標 を最 適 化 する
0
この内 部 座 標 を最 適 化 しない
-1
反 応 座 標 またはグリッド インデックス
T
DRC の転 換 点 を監 視 する
6. Ln + 1 行 に新 たな情 報 を追 加 します。たとえば、SADDLE 計 算 で使 用 する対 称 情 報 などを追 加 します。
7. データ ファイルの最 終 行 は空 白 のまま残 し、ファイルの終 わりであることを示 します。
8. ファイルをテキスト 形 式 で保 存 します。
MOPAC Graph ファイル
MOPAC Graph (GPT) ファイルは、GRAPH キーワード を含 む、MOPAC 計 算 の結 果 を保 存 します。このファイルには、
最 終 的 な立 体 構 造 、電 子 構 造 、その他 分 子 の特 性 が保 存 されています。ChemBio3D は、インポート の場 合 のみ
MOPAC Graph ファイル形 式 をサポート します。
Protein Data Bank ファイル
Brookhaven Protein Data Bank ファイル (PDB、ENT) は、タンパク質 データを保 存 するために使 用 され、通 常 、サイズが
大 きくなります。PDB 形 式 は、タンパク質 の一 次 配 列 を提 供 します。ChemBio3D では、PDB および ENT ファイルの種
類 をインポート でき、PDB をエクスポート できます。PDB ファイル形 式 は、Protein Data Bank Atomic Coordinate and
Bibliographic Entry Format Description に由 来 しています。
ROSDAL ファイル (RDL)
ROSDAL Structure Language 1 (RDL) ファイル形 式 は、MOLKICK のマニュアルの付 録 C「ROSDAL Syntax」および、こ
のマニュアルの251 ページの 「ファイル形 式 」 に定 義 されています。ROSDAL 形 式 は主 に、Beilstein Online Database で
のクエリ検 索 に使 用 されます。ChemBio3D は、エクスポート の目 的 でのみ ROSDAL ファイル形 式 をサポート していま
す。
Standard Molecular Data (SMD)
Standard Molecular Data (.SMD) ファイル形 式 は、オンライン化 学 分 野 データベースの検 索 のために STN Express アプ
リケーションとのインターフェイスとして使 用 します。インポート とエクスポート の両 方 がサポート されています。
SYBYL ファイル
SYBYL© (SML、SM2、ML2) ファイル形 式 は、Tripos の SYBYL アプリケーションとのインターフェイスとして使 用 しま
す。SML および SM2 ファイル形 式 は、インポート とエクスポート の両 方 に使 用 でき、ML2 はインポート の目 的 にのみサ
ポート されています。
ジョブ記述ファイル形式
計 算 用 にカスタマイズしたデフォルト 設 定 を保 存 する場 合 に、Job Description ファイル形 式 を使 用 することができます。
カスタマイズ計 算 を、Job Description ファイル (.JDF) または Job Description Stationery (.JDT) として保 存 することができ
1 ROSDAL は Softron 社の製品です。
第 14 章: ファイル形式
290 / 308
ChemBio3D 13.0
ます。どちらかの形 式 で、ファイルを ChemBio3D ジョブ フォルダに保 存 することで、そのファイルを該 当 する ChemBio3D メ
ニューに追 加 することができます。
JDF ファイル
JDF ファイル形 式 は、ジョブ記 述 を保 存 するファイル形 式 です。JDF ファイルを開 く際 に、設 定 の編 集 や保 存 ができま
す。
JDT ファイル
JDT ファイルは、将 来 の計 算 に適 用 する設 定 を保 存 するテンプレート 形 式 です。テンプレート ファイルの設 定 を編 集 で
きますが、変 更 内 容 は保 存 できません。
第 14 章: ファイル形式
291 / 308
ChemBio3D 13.0
参考資料
MEP
分 子 静 電 位 (MEP) とは、分 子 の近 くにある陽 子 のポテンシャル エネルギーのことです。MEP は通 常 、分 子 の境 界 を反
映 する表 面 上 に MEP 値 をマッピングすることによって可 視 化 します。電 子 密 度 表 面 と呼 ばれるこの表 面 は、分 子 の波
動 関 数 の電 子 密 度 が一 定 値 となるポイント をグラフ化 することによって取 得 されます。
電 子 密 度 は、電 子 が特 定 の場 所 に存 在 する確 率 の測 定 値 です。次 の数 式 で算 出 します。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
ρ(r) は電 子 密 度 で、座 標 "r" の関 数 です。"ρ(r)dr" が少 量 ("dr") で電 子 の数 になるように定 義 されます。
φ (r) と φ (r) は基 底 関 数 です。
µ
υ
P は密 度 マト リクスです。
密 度 マト リクスは、量 子 系 の統 計 的 状 態 を表 すト レースの自 己 共 役 半 正 値 定 符 号 マト リクスです。
密 度 マト リクスは次 の式 で求 められます。
各 項 の意 味 は次 のとおりです。
ρ は密 度 演 算 子 です。密 度 マト リクスでも区 別 なく使 用 されます。
係 数 pj は正 で、合 計 で 1 になります。
|ψj> は量 子 系 の状 態 です。
空 間 内 のポイント の標 準 グリッド の電 子 密 度 やスピン密 度 などの分 子 特 性 を計 算 し、Cube ファイルとして保 存 すること
ができます。
Cube ファイルは、ChemBio3D など、他 のグラフィカル視 覚 化 プログラムの入 力 として使 用 されるバイナリ ファイルまたは
ASCII ファイルです。
MM2 の参 考 文 献
このセクションでは、他 の ChemBio3D 13.0 のマニュアルで取 り上 げられていない MM2 パラメータと MM2 力 場 について詳
しく説 明 します。
MM2 パラメータ
これらのパラメータの情 報 源 は、次 の 3 つです。
第 15 章: 参考資料
292 / 308
ChemBio3D 13.0
N.L. Allinger 博 士 (大 部 分 のパラメータ)
TINKER プログラムの作 者 、Jay Ponder 博 士 (一 部 のパラメータ)
Perkin Elmer (Allinger 博 士 や Ponder 博 士 から提 供 されたもの以 外 の一 般 的 なパラメータ。ただし、そのほとんどは
他 のパラメータから推 定 されたものです)。
MM2 パラメータ セット に関 する情 報 源 としては、Ulrich Burkert および Normal L. Allinger 共 著 の『Molecular
Mechanics』 (ACS Monograph 177、American Chemical Society、Washington, D.C.、1982) が最 適 です。
非 MM2 原 子 タイプのパラメータの適 切 な推 定 方 法 については、『Development of an Internal Searching Algorithm for
Parameterization of the MM2/MM3 Force Fields』(Journal of Computational Chemistry、Vol 12、No. 7、844-849
(1991)) に説 明 されています。
MM2 力場
ChemBio3D 13.0 は、ワシント ン大 学 の Jay W. Ponder の研 究 結 果 に基 づく、Norman L. Allinger の MM2 力 場 の改
良 版 を採 用 しています。この章 では MM2 力 場 についての詳 しい解 説 はせず、ChemBio3D での MM2 力 場 の使 用 方
法 のほか、ChemBio3D の MM2 力 場 、Allinger の MM2 プログラム (QCPE 395)、Ponder の TINKER システム (『J.
Comput. Chem.』、M.J. Dudek および J.W. Ponder 共 著 、16、791-816 (1995)) の相 違 点 について説 明 します。
MM2 の概 説 と分 子 力 学 的 手 法 の一 般 応 用 については、U. Burkert および N. L. Allinger 共 著 の『Molecular
Mechanics』(ACS、Washington, D.C.、USA、1982) を参 照 してください。また、T. Clark 著 『Computational
Chemistry』(Wiley、N.Y.、USA、1985) にも分 子 力 学 に関 する優 れた解 説 があります。
TINKER システムの解 説 および Ponder の MM2 力 場 拡 張 に関 する詳 細 な理 論 的 根 拠 に関 しては、TINKER のホー
ムページをご覧 ください。
分 子 力 学 の解 説 と評 論 は、『Dynamics of Proteins and Nucleic Acids』(J. Andew McCammon、Stephen Harvey 共
著 、Cambridge University Press、Cambridge、UK、1987) を参 照 してください。この本 は生 物 ポリマーが中 心 になって
いますが、分 子 力 学 や関 連 方 法 について適 切 な解 説 があり、さらに他 の分 子 に応 用 できる情 報 も収 録 されていま
す。
Allinger の力場
ChemBio3D に導 入 された Allinger の力 場 は、次 の点 で異 なります。
電 荷 -双 極 子 間 の相 互 作 用 に関 する項
四次伸縮項
5 次 スイッチング多 項 式 による静 電 項 とファンデルワールス項 のカット オフ
必 要 に応 じた pi 系 の自 動 計 算
電 荷 -双 極 子 間 の相 互 作 用 に関 する項 。Allinger のポテンシャル関 数 は、結 合 双 極 子 に基 づく、または原 子 の部 分
電 荷 に基 づく、可 能 な 2 つの静 電 項 のいずれかを含 みます。電 荷 -双 極 子 間 の相 互 作 用 に関 する項 を追 加 したこと
により、組 み合 わせたアプローチが可 能 になります。このアプローチでは、部 分 電 荷 を結 合 双 極 子 で現 し、アンモニウム
やりん酸 などの電 荷 群 を点 電 荷 として扱 います。
第 15 章: 参考資料
293 / 308
ChemBio3D 13.0
四 次 伸 縮 項 。四 次 結 合 伸 縮 項 を追 加 したことにより、長 い結 合 が Allinger の力 場 によって扱 われる際 に生 じる、困
難 な負 結 合 伸 縮 エネルギーが除 外 されます。
四 次 結 合 伸 縮 項 は主 に分 子 力 学 に必 要 なものであり、低 エネルギーの配 座 に及 ぼす影 響 は、極 めて小 さいもので
す。
Allinger の力 場 で得 られるエネルギーを正 確 に再 現 するには、MM2 Constants テーブル ウィンド ウの四 次 伸 縮 定 数 を 0
に設 定 します。
静 電 とファンデルワールスのカット オフ項 。静 電 項 とファンデルワールス項 のカット オフは遠 距 離 間 の相 互 作 用 が計 算 から
除 外 されるため、大 きな分 子 の計 算 時 間 を大 幅 に短 縮 できます。
Allinger の力 場 で得 られるエネルギーを正 確 に再 現 するには、カット オフ距 離 を (モデルの直 径 以 上 の) 大 きな値 に設 定
します。
カット オフは、電 荷 -電 荷 および電 荷 -双 極 子 相 互 作 用 の場 合 は指 定 されたカット オフ距 離 の 50% から、双 極 子 -双 極
子 の相 互 作 用 の場 合 は 75% から、ファンデルワールス相 互 作 用 の場 合 は 90% から少 しずつ実 行 されま
す。ChemBio3D では、5 次 のスイッチング多 項 式 を使 用 しているので二 次 の連 続 した力 場 が得 られます。
距 離 r にある 2 点 の電 荷 間 の電 荷 -電 荷 相 互 作 用 エネルギーは、1/r に比 例 するため、電 荷 -電 荷 のカット オフは、かな
り大 きな値 (通 常 は 30 ~ 40 Å) に設 定 する必 要 があります。電 荷 -双 極 子 、双 極 子 -双 極 子 およびファンデルワールスの
エネルギーはそれぞれ、1/r2、1/r3および 1/r6 と小 さくなるため、カット オフもそれぞれ 25 Å、18 Å および 10 Å などの、より小
さな距 離 に設 定 できます。幸 いなことに、ファンデルワールス相 互 作 用 が最 も数 多 い相 互 作 用 であるため、相 対 的 に
小 さな分 子 の場 合 でも、このカット オフによって計 算 速 度 が有 意 に向 上 します。
Pi 軌 道 SCF 計 算 。ChemBio3D は、モデルが Pi 系 を含 むかどうかを判 別 し、各 Pi 系 の Pariser-Parr-Pople Pi 軌 道
SCF 計 算 を実 行 します。Pi 系 は、Pi Atoms テーブル ウィンド ウ (PIATOMS.xml) に示 された 3 種 類 以 上 の連 続 した原
子 として定 義 されます。
D.H. Lo および M.A. Whitehead の方 法 (Can. J. Chem.、46、2027 (1968)) と、G.D. Zeiss および M.A. Whitehead の複
素 環 式 パラメータ (J. Chem. Soc. (A)、1727 (1971)) を使 用 しています。SCF 計 算 では、結 合 伸 縮 力 定 数 、標 準 結
合 長 、二 重 ねじれ障 壁 の概 算 に使 用 する結 合 次 数 が得 られます。
以 下 に、Pi 系 計 算 実 行 の概 要 をプロセス順 に説 明 します。
1. Fock マト リックスと呼 ばれる行 列 が初 期 化 され、Pi 系 内 の原 子 ペア間 で電 子 を共 有 することが有 利 かどうかを示 し
ます。
2. Fock マト リクスから Pi 分 子 の軌 道 が計 算 されます。
3. Pi 分 子 軌 道 を使 って新 しい Fock マト リクスが計 算 され、この新 しい Fock マト リクスを使 って、さらに正 確 な Pi 分 子
軌 道 が計 算 されます。
4. ステップ 2 とステップ 3 では、Fock マト リクスが計 算 され、新 しい Fock マト リクスを使 って、さらに正 確 な Pi 分 子 軌 道
が計 算 されます。この方 法 は「自 己 無 撞 着 場 法 」または「Pi-SCF 計 算 」と呼 ばれます。
5. pi 分 子 軌 道 から pi 結 合 次 数 が計 算 されます。
6. pi 結 合 次 数 を使 って、pi 系 内 の各 結 合 の結 合 長 (BLres)、) および力 定 数 (KSres) が修 正 されます。
第 15 章: 参考資料
294 / 308
ChemBio3D 13.0
7. KSres と BLres の値 を MM2 計 算 の分 子 力 学 要 素 として、さらに分 子 が最 適 化 されます。
MM2 計 算 後 の結 合 次 数 を調 べるには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Pop-up Information コント ロール パネルで Bond Order を選 択 します。
2. 結 合 の上 にポインタを置 きます。
Pi 系 に含 まれるすべての結 合 のために新 しく計 算 された結 合 次 数 が、情 報 ボックスに表 示 されます。
CS MOPAC
ここでは、他 の ChemBio3D 13.0 のマニュアルで取 り上 げられていない MOPAC の機 能 について詳 しく説 明 します。
ポテンシャル エネルギー関 数
MOPAC へのパラメータの追 加
電 子 の配 置 (MOPAC スパークルの使 用 を含 む)
ChemBio3D 13.0 は、MOPAC 2007 および MOPAC 2009 をサポート しています。
ポテンシャル エネルギー関数
MOPAC では、MNDO、PM3、PM6、AM1 および MNDO-d の 5 種 類 のポテンシャル エネルギー関 数 が使 用 できます。
これらはすべて SCF (Self Consistent Field、自 己 無 撞 着 場 ) 法 です。各 関 数 は、分 子 のシュレディンガー電 子 方 程 式
に対 して数 学 的 な概 算 を行 います。
これらの概 算 法 は、利 用 可 能 なコンピュータ技 術 の範 囲 内 で ab initio 計 算 を可 能 にするために生 まれたという経 緯 が
あります。現 在 、小 さな分 子 については、デスクト ップ コンピュータでも ab initio 計 算 を実 行 できます。大 きな分 子 をデ
スクト ップコンピュータ上 でモデリングする場 合 は、半 経 験 的 手 法 や分 子 力 学 手 法 を使 用 する方 が効 率 的 です。
半 経 験 的 手 法 における MOPAC のポテンシャル エネルギー関 数 の位 置 付 けについて理 解 するために、ここで半 経 験
的 手 法 を構 成 する概 算 法 を年 代 順 に簡 単 に振 り返 ってみましょう。最 初 の概 算 法 は「Complete Neglect of
Differential Overlap」の頭 文 字 を取 って CNDO と名 付 けられました。次 の概 算 法 は、INDO (Intermediate Neglect of
Differential Overlap)、そして MINDO/3 (Modified Intermediate Neglect of Differential Overlap) が続 きました。次 に登
場 したのが、周 期 表 の第 1 行 および第 2 行 の元 素 で構 成 される種 々 の有 機 分 子 について MINDO/3 に修 正 を加 え
た MNDO (Modified Neglect of Differential Overlap)、そして MNDO を大 幅 に改 善 した AM1 と続 きます。さらに、AM1
のパラメータを再 定 義 したのが、現 在 の PM3 です。PM3 と AM1 で採 用 されている概 算 方 法 は同 じです。
ab initio 計 算 を使 用 できない程 、大 量 のリソースを必 要 とする分 子 について、二 原 子 軌 道 を完 全 に無 視 しても有 益
なデータが得 られるという初 期 の仮 定 を証 明 するために、ポテンシャル エネルギー関 数 にこのような一 連 の改 良 が加 えら
れてきました。
MOPAC へのパラメータの追加
PM3 や AM1 ポテンシャル関 数 で使 えるパラメータは常 に開 発 が続 いています。CS MOPAC で設 定 されている標 準 の
パラメータ セット で、研 究 に必 要 な元 素 (たとえば、Cu など) がサポート されていない場 合 は、文 献 の中 から必 要 なパラ
メータを探 し出 して、MOPAC ジョブの実 行 時 に追 加 できます。このような柔 軟 性 があるため、MOPAC は実 用 性 に優
れています。
第 15 章: 参考資料
295 / 308
ChemBio3D 13.0
MOPAC の実 行 時 にパラメータを追 加 するには、キーワード EXTERNAL=name を使 用 します。name には、追 加 するパ
ラメータが保 存 されているファイル名 (およびその完 全 なパス名 ) を指 定 します。
キーワード の使用
MOPAC の概 算 法 のパラメータを選 択 すると、MOPAC インターフェイスの General タブのウィンド ウにキーワード が自 動
的 に挿 入 されます。これらのキーワード を編 集 または追 加 して別 の計 算 を実 行 したり、特 定 の計 算 の情 報 を *.out ファ
イルに保 存 できます。
注 意 : MOPAC に精 通 した上 級 ユーザー以 外 は、自 動 キーワード を使 用 してください。キーワード を変 更 すると、結
果 が信 頼 できない場 合 があります。
キーワード の一 覧 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
自動キーワード
次 の表 は、MOPAC に自 動 的 に送 られるキーワード と、収 束 に影 響 を与 えるために追 加 できるキーワード です。
キーワード
説明
EF
自 動 的 に MOPAC に送 られ、Eigenvector Following
(EF) 構 造 最 小 化 ルーチンの使 用 を指 定 するキーワー
ド です。
BFGS
EF の自 動 指 定 を防 ぎ、 BFGS 最 小 化 に戻 します。
GEO-OK
自 動 的 に MOPAC に送 信 され、Z-Matrix のチェックを
無 効 にします。
MMOK
自 動 的 に MOPAC に送 信 され、アミド 結 合 の分 子
力 学 修 正 を指 定 します。このキーワード を無 効 にする
には、追 加 キーワード 「NOMM」を指 定 します。
RMAX=n.nn
エネルギー計 算 値 /予 測 値 の変 化 を n.nn 未 満 に指
定 します。デフォルト は 4.0 です。
RMIN=n.nn
エネルギー計 算 値 /予 測 値 の変 化 を n.n よりも大 きく
指 定 します。デフォルト は 0.000 です。
PRECISE
計 算 を実 行 するたびに値 が変 動 しないように、精 度
の高 い SCF 計 算 を実 行 します。
LET
ジョブの時 間 を短 くするために安 全 チェックを無 効 にし
ます。
RECALC=5
最 適 化 計 算 が遷 移 状 態 に収 束 しにくい場 合 は、こ
のキーワード を使 用 します。
第 15 章: 参考資料
296 / 308
ChemBio3D 13.0
MOPAC で表 示 されるエラー メッセージの説 明 については、『MOPAC マニュアル』を参 照 してください。
追加キーワード
特 定 の計 算 の詳 細 結 果 を出 力 させるキーワード を、次 の表 に示 します。アスタリスク (*) の付 いた用 語 が、*.out ファイル
に出 力 されます。
キーワード
データ
ENPART
すべてのエネルギー コンポーネン
ト*
FORCE
ゼロ ポイント エネルギー
FORCE
振動周波数*
MECI
MECI 計 算 で使 用 された
Microstate*
なし
HOMO/LUMO エネルギー*
なし
イオン化 ポテンシャル*
なし
対称性*
LOCALIZE
局 在 化 軌 道 の出 力
VECTORS
最 終 Eigenvectors の出 力
(分 子 軌 道 係 数 の出 力 )
BONDS
結 合 次 数 マト リクス*
再 計 算 を行 うキーワード の一 覧 を次 に示 します。アスタリスク (*) の付 いた用 語 が、*.out ファイルに出 力 されます。
第 15 章: 参考資料
297 / 308
ChemBio3D 13.0
キーワード
説明
CIS
UV absorption energies* (UV 吸 収 エネルギー)
C.I. 計 算 を行 う場 合 は、必 ず一 重 項 の一 次 励 起 状 態 で
行 ってください。基 底 状 態 では行 わないでください。*.out ファ
イルのエネルギー情 報 を印 刷 する場 合 は、キーワード
「MECI」と指 定 します。
FORCE
基 準 振 動 解 析 *ゼロ ポイント エネルギーと通 常 波 動 モード
の計 算 に便 利 です。*.out ファイルの波 動 情 報 を印 刷 する
場 合 は、キーワード 「DFORCE」と指 定 します。
NOMM
No MM correction (MM 修 正 なし) MOPAC はデフォルト
で、CONH 結 合 の分 子 力 学 (MM) 修 正 を行 います。
PI
密 度 マト リクスを Sigma 結 合 および pi 結 合 に解 析 します。
PRECISE
Increase SCF criteria (SCF 収 束 判 定 条 件 の強 化 )
収 束 判 定 条 件 を 100 倍 厳 しくします。報 告 するエネルギー
の精 度 を高 める場 合 に便 利 です。
T = n [M,H,D]
ジョブに割 り当 てる CPU 処 理 の合 計 実 行 制 限 時 間 を増
やします。デフォルト は 1h (1 時 間 ) または 3600 秒 です。
電子構成の指定
分 子 が開 殻 か閉 殻 かを判 断 するために、MOPAC 計 算 では分 子 の正 味 電 荷 が必 要 です。分 子 に正 味 電 荷 がある
場 合 は、必 ず荷 電 原 子 タイプを指 定 するか、電 荷 を追 加 してください。
電 荷 については、テキスト 作 成 ツールによる割 り当 て、または MOPAC での指 定 が可 能 です。
電 荷 をモデルに追 加 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. テキスト 作 成 ツールをクリックします。
2. モデルの原 子 をクリックします。
3. 電 荷 記 号 を入 力 します。
たとえば、炭 素 をクリックし、テキスト ボックスに「+」を入 力 すると、カルボカチオン化 されます。電 荷 は、計 算 を実 行 すると
きに自 動 的 に MOPAC に送 られます。
MOPAC で電 荷 を指 定 するには、次 の操 作 を行 ってください。
1. Calculations メニューの MOPAC Interface をクリックし、計 算 を選 択 します。MOPAC Interface ダイアログ ボックスが
表 示 されます。
第 15 章: 参考資料
298 / 308
ChemBio3D 13.0
2. General タブで、Keywords ボックス内 に、キーワード 「CHARGE=n」を入 力 します。n は正 または負 の整 数 (-2、1、+1、+2) です。
スピンアップ (alpha 電 子 ) とスピンダウン (beta 電 子 ) の組 み合 わせが変 わると、分 子 の電 子 エネルギーも変 化 します。こ
れらの組 み合 わせは、分 子 のスピン多 重 度 と呼 ばれます。下 の表 はスピン総 数 S、スピン多 重 度 、不 対 電 子 数 の関
係 を簡 単 に示 したものです。
スピン
キーワード
(不 対 電 子 数 )
0
一重項
0 不対
1/2
二重項
1 不対
1
三重項
2 不対
1 1/2
四重項
3 不対
2
五重項
4 不対
2 1/2
六重項
5 不対
適 切 なスピンの多 重 度 を決 定 するには、次 を考 慮 します。
計 算 する分 子 に含 まれる電 子 数 は偶 数 個 か奇 数 個 か。
分 子 が基 底 状 態 、励 起 状 態 のどちらにあるかか。
RHF 法 または UHF 法 のどちらを使 用 するか。
次 の表 は、この 3 要 素 の一 般 的 な組 み合 わせを表 したものです。
RHF (閉 殻 系 )
第 15 章: 参考資料
299 / 308
ChemBio3D 13.0
電子状態
使 用 するキーワード a
基底状態
一次励起
一重項
二重項
1,2
三重項
2,2
四重項
3,3
五重項
4,4
六重項
5,5
一重項
2
二重項
2
2
三重項
2
3
四重項
2
4
五重項
2
5
六重項
2
6
一重項
3
二重項
3
3
三重項
3
3
四重項
3
4
五重項
3
5
六重項
3
6
状態
二次励起
状態
aOPEN(n1,n2) は、基底状態の系に対しては使用しないでください (高度な対称性を持つ開殻系は除く)。
第 15 章: 参考資料
300 / 308
ChemBio3D 13.0
UHF (開 殻 系 )
電子状態
スピン状 態
基底状態
一重項
二重項
三重項
四重項
五重項
六重項
偶数個の電子を含む系
分 子 に含 まれる電 子 数 が偶 数 個 の場 合 、基 底 状 態 および励 起 状 態 の配 置 は一 重 項 、三 重 項 、または、ごく稀 に
五 重 項 になります。通 常 、基 底 状 態 は一 重 項 ですが、対 称 度 を考 慮 すると三 重 項 が最 も安 定 した基 底 状 態 となる
分 子 もあります。
基 底 状 態 、RHF 法 。 基 底 状 態 、RHF 法 の設 定 は次 のとおりです。
一 重 項 の基 底 状 態 。 偶 数 個 の電 子 を持 つ安 定 した中 性 有 機 化 合 物 では、この配 置 が最 も一 般 的 です。その他 の
キーワード を指 定 する必 要 はありません。
三 重 項 の基 底 状 態 。 使 用 するキーワード の組 み合 わせは、 「TRIPLET OPEN(2,2)」です。
四 重 項 の基 底 状 態 。 使 用 するキーワード の組 み合 わせは、 「QUINTET OPEN(4,4)」です。
注 : OPEN キーワード は、分 子 酸 素 のような高 度 な対 称 性 を持 つ分 子 以 外 には不 要 です。キーワード 「OPEN」を
使 用 すると、SCF 計 算 で仮 想 軌 道 が採 用 されて電 子 の活 動 空 間 が広 げられます。このような処 理 は、電 子 が偶
数 個 の系 の配 置 の多 重 度 を大 きくするために必 要 となります。また、RHF 法 でキーワード 「OPEN」を使 用 する
と、1/2 電 子 近 似 法 と C.I. 計 算 を呼 び出 して、最 終 的 な RHF エネルギーを補 正 します。C.I. 計 算 で使 われた状
態 を見 るには、キーワード に「MECI」と入 力 します。情 報 は *.out ファイルの一 番 下 に印 刷 されます。
基 底 状 態 、UHF 法 。 UHF 法 の計 算 では、すべての不 対 電 子 がスピンアップ (alpha) として処 理 されます。
一 重 項 の基 底 状 態 ― 偶 数 個 の電 子 を持 つ安 定 した中 性 有 機 化 合 物 では、この配 置 が最 も一 般 的 です。その
他 のキーワード を指 定 する必 要 はありません。
一 重 項 の基 底 状 態 では、UHF 法 を使 用 しても、RHF 法 と同 じ結 果 に収 束 する可 能 性 が高 くなります。
三 重 項 または五 重 項 の基 底 状 態 ― キーワード は、「TRIPLET」か「QUINTET」を使 います。
注 : UHF 法 では、各 alpha 電 子 を個 別 に扱 うため、多 重 度 が大 きくなるとエネルギーにばらつきが生 じます。
励 起 状 態 、RHF 法 。 一 次 励 起 状 態 ― 一 次 励 起 状 態 は、実 際 には各 スピン系 (一 重 項 、三 重 項 、五 重 項 ) の中
で二 番 目 に低 い状 態 (Root=2) です。
一 次 励 起 状 態 を指 定 するには、次 のキーワード を使 用 します。
一 重 項 の一 次 励 起 状 態 ― ROOT=2 OPEN(2,2) SINGLET、(または単 に「EXCITED」と指 定 )
第 15 章: 参考資料
301 / 308
ChemBio3D 13.0
三 重 項 の一 次 励 起 状 態 ― ROOT=2 OPEN (2,2)TRIPLET C.I.=n
(n=3 が最 も単 純 なケース)
五 重 項 の一 次 励 起 状 態 ― ROOT=2 OPEN (4,4) QUINTET C.I.=n、(n=5 が最 も単 純 なケース)
二 次 励 起 状 態 ― 二 次 励 起 状 態 は、実 際 は、各 スピン系 (一 重 項 、三 重 項 、五 重 項 ) の中 の三 番 目 にエネルギーが
低 い状 態 (Root=3) です。二 次 励 起 状 態 の計 算 を指 定 するには、次 のキーワード を使 います。
一 重 項 の二 次 励 起 状 態 ― OPEN(2,2) ROOT=3 SINGLET
三 重 項 の二 次 励 起 状 態 ― OPEN(2,2) ROOT=3 TRIPLET C.I.=n、(n=3 が最 も単 純 なケース)
二 次 励 起 五 重 項 ― OPEN(4,4) ROOT=3 QUINTET C.I.=n、(n=5 が最 も単 純 なケース)
励 起 状 態 、UHF 法 。 UHF 法 では一 定 の多 重 度 の基 底 状 態 のみ計 算 できます。
奇数個の電子を含む系
アニオン、カチオン、ラジカルは通 常 奇 数 個 の電 子 を持 ちます。一 般 に、基 底 状 態 および励 起 状 態 の配 置 は、二 重
項 、四 重 項 、六 重 項 のいずれかです。
基底状態、RHF 法
二 重 項 の基 底 状 態 ― 最 も一 般 的 な配 置 です。その他 のキーワード を指 定 する必 要 はありません。
四 重 項 ― 使 用 するキーワード の組 み合 わせは、 「QUARTET OPEN(3,3)」です。
六 重 項 の基 底 状 態 ― 使 用 するキーワード の組 み合 わせは、 「SEXTET OPEN(5,5)」です。
基底状態、UHF 法
UHF 法 の計 算 では、すべての不 対 電 子 がスピンアップ (alpha) として処 理 されます。
二 重 項 の基 底 状 態 ― 奇 数 個 の電 子 を持 つ分 子 では、この配 置 が最 も一 般 的 です。その他 のキーワード を指 定 する
必 要 はありません。
UHF 法 と RHF 法 では、求 められるエネルギー値 が異 なります。
四 重 項 および六 重 項 の基 底 状 態 ― キーワード は、「QUARTET」か「SEXTET」を使 います。
励 起 状 態 、RHF 法 。 一 次 励 起 状 態 ― 一 次 励 起 状 態 は、実 際 には、各 スピン系 (二 重 項 、四 重 項 、六 重 項 ) の
中 で二 番 目 にエネルギーが低 い状 態 (Root=2) です。一 次 励 起 状 態 を指 定 するには、次 のキーワード を使 用 します。
二 重 項 の一 次 励 起 ― ROOT=2 DOUBLET C.I.=n、(n=2 が最 も単 純 なケース)
四 重 項 の一 次 励 起 ― ROOT=2 QUARTET C.I.=n、(n=4 が最 も単 純 なケース)
六 重 項 の一 次 励 起 ― ROOT=2 SEXTET C.I.=n、(n=5 が最 も単 純 なケース)
二 次 励 起 状 態 ― 二 次 励 起 状 態 は、実 際 は、各 スピン系 (一 重 項 、三 重 項 、五 重 項 ) の中 の三 番 目 にエネルギーが
低 い状 態 (Root=3) です。二 次 励 起 状 態 の計 算 を指 定 するには、次 のキーワード を使 います。
二 重 項 の二 次 励 起 ― ROOT=3 DOUBLET C.I.=n、(n=3 が最 も単 純 なケース)
四 重 項 の二 次 励 起 ― ROOT=3 QUARTET C.I.=n、(n=4 が最 も単 純 なケース)
六 重 項 の二 次 励 起 ― ROOT=3 SEXTET C.I.=n、(n=5 が最 も単 純 なケース)
注 : 活 性 空 間 が広 がっていないというエラー メッセージが表 示 される場 合 は、最 も単 純 なケースでは C.I. > n を使 用
して活 性 空 間 で使 用 できる仮 想 軌 道 の数 を増 やしてください。C.I. 計 算 で使 われた状 態 を見 るには、キーワード に
「MECI」と入 力 します。情 報 は *.out ファイルの一 番 下 に印 刷 されます。
励 起 状 態 、UHF 法 。 UHF 法 では一 定 の多 重 度 の基 底 状 態 のみ計 算 できます。
第 15 章: 参考資料
302 / 308
ChemBio3D 13.0
スパークル
スパークルは、純 粋 なイオン価 を表 すために使 用 します。これらは、次 の化 学 構 造 とほぼ同 等 です。
化学記号
同 等 なもの
+
テト ラメチル アンモニウム、カリウ
ム、またはセシウム カチオン + 電
子
++
バリウム ジカチオン + 2 つの電 子
_
ホウ化 水 素 ハロゲン、または硝
酸 アニオン - 電 子
硫 酸 塩 、シュウ酸 エステルジアニ
=
オン - 2 つの電 子
ChemBio3D 13.0 では、スパークルは、荷 電 ダミー原 子 をモデルに追 加 することによって表 されます。
ヒント: ダミー原 子 は未 配 位 結 合 ツールで作 成 します。電 荷 はダミー原 子 を作 成 した後 で追 加 する必 要 がありま
す。
出 力 ファイルでは化 学 記 号 は XX と示 されます。
MOPAC におけるハミルト ンの近似
CS MOPAC では次 の 5 種 類 の近 似 法 が使 用 できます。
MNDO
AM1
PM3
PM6
MNDO-d
ポテンシャル エネルギー関 数 は、Fock マト リクスを近 似 し、パラメータ化 することによって、HF 方 程 式 を修 正 します。
MOPAC の半 経 験 的 近 似 法 は、次 の Fock 演 算 子 の領 域 で機 能 します。
1 電 子 の原 子 軌 道 の構 築 に使 用 する基 礎 は、原 子 価 電 子 のスレイターの s タイプ軌 道 と p タイプ軌 道 (STO) の最
小 の基 底 関 数 系 です。
核 電 子 は明 示 的 に扱 われません。代 わりに、原 子 核 に含 めます。このため、原 子 核 の電 荷 は Neffective と呼 ばれ
ます。
たとえば、原 子 核 の電 荷 が +6、核 電 子 の電 荷 が -2 の炭 素 の場 合 、原 子 核 の実 行 電 荷 は +4 になります。
2 電 子 のクーロン積 分 と交 換 積 分 の多 くは、元 素 別 にパラメータ化 されます。
第 15 章: 参考資料
303 / 308
ChemBio3D 13.0
ハミルト ニアンの選択
全 体 として、これらのポテンシャル関 数 は、最 も古 い MINDO/3 法 から最 新 の PM6 法 までの年 代 別 発 達 と見 なすこと
ができます。それぞれの方 法 の発 達 はグローバルな改 善 を目 指 しましたが、状 況 によっては制 約 されている場 合 もあり
ました。
ポテンシャル関 数 の選 択 にあたっては、次 の 2 点 を考 慮 してください。
作 成 したモデルの全 元 素 が選 択 する方 法 のためにパラメータ化 されているか。
対 象 となるモデルに悪 影 響 を与 える制 約 事 項 がないか。
詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
MNDO の適用と制約事項
MNDO は、下 の図 の網 掛 け部 分 の元 素 に適 用 されます。
MNDO の制 約 は次 のとおりです。
ネオペンタンなどの立 体 的 に密 集 した分 子 は非 常 に不 安 定 です。
クバンなどの 4 員 環 は非 常 に安 定 しています。
たとえば、水 の二 量 体 などの水 素 結 合 は事 実 上 存 在 しません。水 素 と他 の原 子 との間 の非 結 合 の反 発 相 互 作
用 が必 要 以 上 に大 きくなります。特 に MNDO では、単 純 な水 素 結 合 の存 在 を予 測 できません。
硫 酸 などの超 原 子 価 化 合 物 は非 常 に不 安 定 になります。
一 般 に、活 性 化 障 壁 が非 常 に大 きくなります。
標 準 的 でない構 造 は、たとえばエチルラジカルなどの標 準 的 な構 造 に比 べて不 安 定 であると予 測 されます。
ニト ロベンゼンなどの芳 香 族 環 で酸 素 化 された置 換 基 は、平 面 上 に配 置 されません。
過 酸 化 結 合 が依 然 として 0.17 Å 少 なくなります。
エーテルの C-O-C 角 が大 きくなりすぎます。
AM1 の適用と制約事項
AM1 は、下 の図 の網 掛 け部 分 の元 素 に適 用 されます。
第 15 章: 参考資料
304 / 308
ChemBio3D 13.0
AM1 についての大 切 な事 項 に、次 があげられます。
AM1 と MNDO はよく似 ていますが、核 間 反 発 項 に違 いがあり、パラメータも変 更 されています。
全 体 的 な精 度 の面 では、AM1 は MNDO から大 幅 に改 善 されています。具 体 的 な改 良 点 は次 のとおりです。
水 の二 量 体 の水 素 結 合 の強 さが、実 験 値 と同 じ 5.5 kcal/mol になりました。
反 応 の活 性 化 障 壁 が MNDO から大 幅 に改 善 されています。
MNDO と比 べて、超 原 子 価 のリン化 合 物 が大 幅 に改 善 されています。
一 般 的 に、AM1 による ∆Hf のエラーは、MNDO よりも約 40% 少 なくなっています。
AM1 のリンは、3.0 Å という非 常 に急 激 なポテンシャル障 壁 を持 ちますが、これは正 しくありません。この欠 陥 によ
り、通 常 は対 称 な立 体 構 造 が歪 み、擬 似 活 性 化 障 壁 が生 じます。そのよい例 として、P4O6 があげられ、AM1
では、平 衡 であるはずの P-P 結 合 に 0.4 Å の差 が生 じます。この点 が、AM1 の最 も大 きな制 約 事 項 です。
CH2 フラグメント の生 成 熱 が約 2 kcal/mol 少 ないため、アルキル基 に系 統 的 誤 差 が生 じます。
かなり改 善 されていますが、依 然 としてニト ロ化 合 物 のエネルギーが大 きくなりすぎます。
過 酸 化 結 合 が依 然 として 0.17 Å 少 なくなります。
PM3 の適用と制約事項
Parameterized Model リビジョン 3 (PM3) は下 の図 の網 掛 け部 分 の元 素 に適 用 できます。
PM3 については次 のとおりです。
PM3 は AM1 のパラメータを変 更 したものです。
PM3 は AM1 に比 べて大 幅 に改 善 されています。
超 原 子 価 化 合 物 の予 測 精 度 がかなり改 善 されました。
AM1 に比 べると ∆Hf 中 の誤 差 の予 測 精 度 は約 40 % 少 なくなっています。
第 15 章: 参考資料
305 / 308
ChemBio3D 13.0
PM3 の制 約 については、まだそれほど情 報 がありません。PM3 計 算 の結 果 が報 告 されるにつれて情 報 量 も多 くなる
でしょう。
ホルムアミド の回 転 障 壁 が事 実 上 存 在 しません。この問 題 は、MMOK オプションを使 って部 分 的 に修 正 できま
す。MMOK の詳 細 については、『MOPAC オンライン マニュアル』を参 照 してください。
MNDO-d の適用と制約事項
MNDO-d (Modified Neglect of Differential Overlap with d-Orbitals) は下 の図 の網 掛 け部 分 の元 素 に適 用 されます。
MNDO-d (d 軌 道 を含 む Modified Neglect of Differential Overlap) 法 は、d 軌 道 を含 めた拡 張 された基 底 関 数 系 を用
いて、MNDO 法 を再 定 式 化 したものです。この方 法 は下 の図 の網 掛 け部 分 の要 素 に適 用 されます。MNDO-d で得 ら
れる結 果 は一 般 に MNDO より優 れており、MNDO は、以 前 に MNDO を使 用 して実 行 されたものを比 較 したり計 算 し
たりする場 合 に使 います。
MOPAC のキーワード として示 された、次 の計 算 方 法 は MNDO-d との互 換 性 がありません。
COSMO (Conductor-like Screening Model 法 による溶 媒 和 計 算 )
POLAR (分 極 率 計 算 )
GREENF (グリーン関 数 )
TOM (Miertus-Scirocco-Tomasi の自 己 無 撞 着 反 応 場 モデルによる溶 媒 和 計 算 )
PM6 の適用と制約事項
Parameterized Model リビジョン 6 (PM6) は、すべての典 型 元 素 および遷 移 金 属 に適 用 できます。
PM6 については次 のとおりです。
PM6 は PM5 のパラメータを変 更 したものです。開 発 には、9,000 を超 える化 合 物 に関 する実 験 データと ab initio デー
タが使 われています。
PM6 には、PM3 や AM1 からの著 しい進 化 が見 られます。
AM1 および PM3 における主 要 な誤 差 が補 正 されています。
生 成 熱 の予 測 精 度 が向 上 しています。
正 確 な立 体 構 造 を生 成 します。たとえば、アント ラキノンでは最 適 化 によって平 面 縮 合 環 の構 造 が補 正 されていま
す。
架 橋 水 素 結 合 の位 置 精 度 が向 上 しています。たとえば、ジカルボン酸 アニオンでは、架 橋 水 素 結 合 が 2 つの酸 素
原 子 間 に等 間 隔 となるように配 置 されます。
第 15 章: 参考資料
306 / 308
ChemBio3D 13.0
オンライン情 報
PerkinElmer では、ChemBio3D 13.0 を最 大 限 に活 用 するのに役 立 つ情 報 をオンラインで提 供 しています。次 に示 す
情 報 はすべて、ChemBio3D 13.0 のメイン メニューの Online からアクセスできます。
SciStore
Online メニューの Browse SciStore.com をクリックします。
Scistore.com では、科 学 コミュニティのためにさまざまな製 品 、プラグイン、アップグレード を提 供 しています。分 子 のモデ
ル化 およびその他 のソフト ウェアについては、SciStore の Web サイト にアクセスし、SciStore のメイン メニューで
Software、Chemistry、Molecular Modeling の順 に選 択 してください。
PerkinElmer Informatics
Online メニューの Browse CambridgeSoft.com をクリックします。
最 新 のソフト ウェア、データベース、サービス、ビデオ チュート リアルなどについては、PerkinElmer Informatics の Web サイ
ト を参 照 してください。
オンライン ド キュメント
Online メニューの Browse CambridgeSoft Documentation をクリックします。
弊 社 の全 ソフト ウェア製 品 のド キュメント をダウンロード および表 示 することができます。
オンライン登 録
Online メニューの Register Online をクリックします。
ご購 入 の ChemBio3D およびその他 のソフト ウェアを登 録 できます。
ChemOffice SDK
Online メニューの Browse ChemOffice SDK をクリックします。
ChemOffice コンポーネント API のド キュメント 、サンプル コード 、およびその他 のリソースについては、SDK を参 照 してく
ださい。
ト ラブルシューティング
ここでは、弊 社 デスクト ップ アプリケーションの総 合 的 なパフォーマンスを改 善 する手 順 や、CS ソフト ウェア製 品 のご使 用
中 にコンピューターがクラッシュした場 合 に従 う手 順 について説 明 します。
パフォーマンス
ChemBioOffice デスクト ップ アプリケーションを使 用 する際 は、次 のような方 法 でコンピュータの処 理 速 度 を最 適 化 でき
ます。
[システム] コント ロール パネルの [パフォーマンス] タブで、より多 くのプロセッサ時 間 をこのアプリケーションに割 り当 てま
す。
第 16 章: オンライン情報
307 / 308
ChemBio3D 13.0
物 理 RAM を増 設 します。物 理 RAM の容 量 が大 きいほど、ChemBioOffice デスクト ップ アプリケーションが仮 想 メモ
リを使 用 するためにハード ディスクにアクセスする回 数 が減 ります。
仮 想 メモリ (VM) を増 やします。仮 想 メモリはハード ディスクの空 き領 域 を RAM として割 り当 てることで、RAM を拡 張
します。ただし、アプリケーションとハード ディスクの間 のスワップは、物 理 RAM のスワップと比 べると遅 くなります。
アプリケーションとド ライバ
ほとんどの複 雑 なソフト ウェア アプリケーションで起 こりうる事 態 ですが、ChemBio3D からの応 答 がなくなることがありま
す。ソフト ウェアとド ライバの問 題 を解 決 するために、以 下 の手 順 を試 してください。
1. Windows を再 起 動 し、問 題 が再 発 するかどうか確 認 します。問 題 が再 発 する場 合 は、次 の手 順 に進 んでくださ
い。
2. ビデオ ド ライバ、プリンタ ド ライバ、スクリーン セーバー、ウィルス保 護 ソフト ウェアの衝 突 が起 きている可 能 性 がありま
す。当 社 へのご連 絡 が必 要 な場 合 は、ご使 用 のド ライバのタイプやバージョンなどを確 認 してください。
ビデオ ド ライバ関 連 の問 題 : ChemBioOffice デスクト ップ アプリケーションの表 示 に問 題 がある場 合 は、コント ロール
パネルの [画 面 ] (または [システム]) で VGA ビデオ ド ライバに切 り替 えて、問 題 が再 発 するかどうかチェックしてくださ
い。ド ライバを変 更 して改 善 が見 られる場 合 は、元 のド ライバを更 新 する必 要 があると思 われます。ド ライバのメー
カーに連 絡 して最 新 のド ライバを入 手 してください。問 題 が解 決 しない場 合 は、元 のド ライバに関 する詳 しい情 報 と
問 題 の内 容 を当 社 までご連 絡 ください。
プリンタド ライバ関 連 の問 題 : 別 のプリンタ ド ライバを使 って再 テスト してください。ド ライバを変 更 して改 善 が見 られる
場 合 は、元 のド ライバを更 新 する必 要 があると思 われます。ド ライバのメーカーに連 絡 して最 新 のド ライバを入 手 して
ください。問 題 が解 決 しない場 合 は、元 のド ライバに関 する詳 しい情 報 と問 題 の内 容 を当 社 までご連 絡 ください。
3. ソフト ウェアを再 インスト ールしてみてください。ソフト ウェアを再 インスト ールする前 に、ソフト ウェアをアンインスト ールし
て、スクリーン セーバーおよびウィルス保 護 ソフト ウェアも含 むすべてのバックグラウンド アプリケーションを無 効 にします。
詳 細 なアンインスト ール手 順 については、テクニカル サポート Web ページを参 照 してください。
4. 上 記 の処 置 を行 っても問 題 が解 決 しない場 合 は、オンライン連 絡 フォームにト ラブルの詳 しい内 容 をご記 入 の上 、
テクニカル サポート 部 までご連 絡 ください。
第 16 章: オンライン情報
308 / 308

Windows 10 の予約確認及びキャンセル方法

写真の必要な部分だけを切り抜くマル秘テク 文書に写真を挿入する際

パワーポイントコンバータの操作方法

暗号化通信プロトコル「SSLバージョン3.0」脆弱性への対応について

インターネットでのお買い物方法 (2010/07/07 改)

録音レベルの調整方法（WindowsXPをお使いの方）

平成28年8月吉日 「個人インターネットバンキング」ご契約先様 鶴岡信用

SSID ステルス設定が有効な場合の接続方法（Mac OS 10.7/10.8 の場合）

傾いた写真の修正