¿Cómo puedo encontrar la geometría de un conjunto de tetrámero?

Question

¿Cuál es la mejor manera de encontrar la geometría óptima y el mínimo de energía para tetrámero con H-bonos? Yo sé donde H-bonos debería ser, pero no saben cuál es su longitud.

Debo simplemente al azar 4 moléculas de congelación, H-bonos y, a continuación, hacer algunos cálculos (por ejemplo, semi-empírico) para obtener el mínimo de energía o se hace de otra manera?

Todos los cuatro moléculas, como suponemos, debe montar en el camino por lo que hacer un poco de 'túnel'. Y se está ejecutando el ajustador cálculos válido? O en ese caso se calcula conformadores de las moléculas individuales en tetrámero, no toda la estructura?

Answer 1

En general, esta es una muy complicado problema. En su raíz, es bastante similar a la solución de la cuestión de la predicción de una estructura de cristal -- quieres conocer la interacción entre múltiples moléculas a través de enlaces de hidrógeno y otros electrostática de interacciones no covalentes.

Aquí está el mejor procedimiento general:

1. Realizar un ajustador de búsqueda en una molécula individual. Como puedes adivinar, un "ajustador de búsqueda" (en este caso en Spartan) no se va a probar diferentes configuraciones de la supramolecular del sistema. Peor aún, no hay ninguna garantía de que la energía más baja ajustador es el que se encuentra en el tetrámero. Aún así, es mejor empezar con una baja de energía ajustador, ya que es el más probable.
2. Intento de encontrar una baja energía de dímero de configuración mediante copiar/pegar su molécula. Considere cómo los enlaces de hidrógeno pueden coincidir. Si usted tiene algún conocimiento de las interacciones de los grandes. Yo podría considerar, por ejemplo, que el N-C=O combinación que has círculo en la esquina inferior izquierda probablemente coincide con las dos aminas por encima de ellos (por ejemplo, el dímero tiene una copia voltear "al revés" en comparación con esta definición).
3. Optimizar el dímero de la geometría mediante enlace de hidrógeno limitaciones y una razonable método de cálculo. Aquí, yo no uso RM1 o PM3, ya que ambos métodos no incluyen los enlaces de hidrógeno términos. Yo uso un poco de sabor de PM6 o PM7 si desea utilizar semiempírico métodos, o que me gustaría probar algún tipo de dispersión-corregido el método DFT, por ejemplo, B3LYP-D3 o $\omega$-B97X-D.
4. Copiar/pegar el dímero para tratar de construir un tetrámero de la estructura.

Sé que algunos grupos de investigación han de herramientas que de alguna manera de automatizar este proceso, pero no sé de ninguna que actualmente están ampliamente disponibles y fácil de usar. Esto es mucho todavía de un área activa de investigación.

Por otra parte, como un ser humano, a menudo se puede detectar "cómo las cosas encajan" mejor que la mayoría de las estrategias automatizadas.

Buena suerte!