Способ конструирования пространственных атомно-молекулярных моделей химических структур

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COLlHAËÈÑTÈ×ÅCHÈХ

РЕСПУБЛИК

Ai (i9,SU(ii) 145 (51 4 G 09 В 23/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3725824/28-12 (22) 05.03.84 (46) 15.02.89. Бюл. М- 6 (71) Тартуский государственный университет (72) P.-Х.Н. Микельсаар (53) 681. 83 (088. 8) (56) Richards F.M. The matching of

physical models to three — d imens ional electron — density maps: asimple

optical device Y Mol Biol 1968, 37, 225-230. (54)(57) 1. СПОСОБ КОНСТРУИРОВАНИЯ

ПРОСТРАНСТВЕННЫХ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНЫХ

МОДЕЛЕЙ ХИМИЧЕСКИХ СТРУКТУР, эаклю" чающийся в соединении пластмассовых модулей соединительными стержнями, имитирующими валентные связи, и кор.ректировки двугранных конформационных углов соединеннЫх модулей путем. сравнения контуров модели с иэображением изолиний карт электронной плотности по данным сечения и натурной структуры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности конструирования, использу- ют объемные модули, а изолинии карт электронной плотности, центры модулей и центральные оси пластмассовых соединительных стержней маркируют рентгеноконтрастным веществом, при этом сравнение контуров осуществляют путем последовательного проецирования сечений модели на соответствующие карты электронной плотности рентгеновским излучением.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве рентгеноконтрастного вещества используют смесь битумного лака с порошком оксидов или солей тяжелых металлов.

1458884

Изобретение относится к способам конструирования трехмерной пространственной структуры химических веществ для их исследования. 5

Цель изобретения — повышение точности конструирования.

На фиг,.1 изображен фрагмент модели из двух соединенных модулей, на фиг.2 — модуль в разрезе,на фиг.3— соединяющий модули стержень в разрезе; на фиг.4 - рентгенограмма объемной модели по данному способу (четкое изображение металлических шариков, конструирующих центры модулей и t5 стержней, имитирующих химические связи); на фиг.5 — схема определения атомных координат (для простоты не приведены внешние контуры модулей), для измерения атомных координат необходимо получить рентгенограммы в плоскостях осей координат: XY, XZ, ZY — минимально в двух из этих плоскостей, на фиг.б - кристаплографическая карта электронной плотности натурной структуры молекулы из 5 атомов; на фиг.7 — сравнение изолиний карты электронной плотности натурной структуры с рентгенограммой ее модели; на фиг .8 — объемные модули; на фиг.9 — схема двугранных углов.

Способ конструирования пространственных атомно-молекулярных моделей химических структур заключается в соединении пластмассовых модулей 1 соединительными стержнями 2 (фиг.1), 35 имитирующими валентные связи, и корректировке двугранных конформационных углов соединенных модулей путем сравнения контуров модели 3 с изображением изолиний 4 карт электронной плотности по данным сечениям натурной структуры -(фиг.б и 7). В данном способе используют объемные модули 1, а изолинии 4 карт электрон- 45 ной плотности, центры модулей 5 и центральные оси 6 пластмассовых соединительных стержней 2 маркируют рентгеноконтрастным веществом, при этом сравнение контуров осуществляют путем последовательного проецирования

50 сечений модели 3 на соответствующие карты электронной плотности рентгеновским излучением.

Кроме того, в качестве рентгеноконтрольного вещества используют смесь битумного лака с порошком оксидов или солей тяжелых металлов.

Данный способ конструирования атомно-молекулярных моделей химичес" ких структур осуществляется следующим образом.

В кассету (не показано) помещают первые слайды с изолиниями 4 карт электронной плотности, маркированными рентгеноконтрастным веществом, между слайдами и экраном рентгенов- ского аппарата располагают несколько деталей (характер и последовательность этих деталей известны из исследований первичной структуры химической молекулы) объемных моделей с рентгеноконтрастными центрами и стерж" нями таким образом, чтобы изображение карты электронной плотности наружной структуры совпало с соответствующим иэображением центров и стержней объемных моделей. В поставленной позиции модули фиксируют, После этого предыдущие слайды удаляют и в кассету в новое гнездо помещают следующие (2-3) слайды, выбирают следующие модули и продолжают конструирование объемных моделей указанным способом, пока не получится полная пространственная модель макромолекулы, построенная из объемных модулей t Для определения атомных координат маркировку центрального луча помещением подвижной рентгеновской трубки наводят по рентгеноконтрастным центрам или по скрещиванию центральных осей стержней 2, соответствующему гасположению центра имитируемого атома, . а экране рентгеновского аппарата по осям координат определяют местоположение проецирующей маркировки центрального луча (фиг.5, 6, 7).

Для улучшения конструирования конкретных модулей при определении пространственных координат применяют постоянную метку, маркируя при этом разные модули в их центре шариками различной величины или по их округлой поверхности нанесением специфического обозначения из рентгеноконтрастного вещества.

Однако при исследовании моделей больших структур (макромолекул) отдельные метки модулей могут проецироваться друг на друга, мешая определению местоположения. Поэтому в этом случае лучше пользоваться временной меткой, маркируя исследуемые модули последовательно при помощи з 1458884

4 рентгеноконтрастного зонда или крес- Использование изобретения позволятика под контролем видимого света . ет по кристаллографическим картам перед каждым включением рентгеновско- электронной плотности построить адекго аппарата. ватные наглядные трехмерные модели

5 макромолекул, в которых устранены

Данный способ конструирования атом- всякие нарушения допустимых величин но-молекулярных структур обеспечи- имитированных атомных (ковалентных вает визуализацию имитируемых цент- и ван-дер-Ваальсовых) радиусов и ва.— ров А, В, С, Э,валентных радиусов лентных углов. Вместе с тем обеспечи(Ь), ван-дер-Ваальсовых радиусов (a) вается прямое точное определение валентных углов (о ) и двугранных yr» атомных координат без необходимости лов Ь (фиг.8 и 9). трудоемкой доработки данных на ЭВМ.

° ° ° °

° ° °

° °

° °

° ° °

° °

° ° Ф

° °

° ° °

° °

° °

° ° °

° ° °

° ° °

° °

° °

5 ° ° °

4 ° ° °

4 ° °

° °

glue. б

1458884

Составитель Т. Григорян

Техред А. Кравчук Корректор С - Ч рни

Редактор О. Спесивых

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 372/54 Тираж 470 Подписное

BHHHI!H Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5