PDF de programación - Bases de datos de modelos moleculares digitales 3D de compuestos orgánicos persistentes usando software libre

9º JORNADAS ARGENTINAS DE SOFTWARE LIBRE

BASE DE DATOS DE MODELOS MOLECULARES
BASE DE DATOS DE MODELOS MOLECULARES
DIGITALES 3D DE COMPUESTOS ORGÁNICOS
DIGITALES 3D DE COMPUESTOS ORGÁNICOS
PERSISTENTES USANDO SOFTWARE LIBRE.
PERSISTENTES USANDO SOFTWARE LIBRE.

A. Vilchez (1), V. Marzocchi (2), H. Beldoménico (3) y N. Vanzetti (4)

Facultad de Ingeniería Química (FIQ), Universidad Nacional del Litoral (UNL)

Santiago del Estero 2654, (S3000AOM) Santa Fe, Argentina

(1) Programa Informática Académica, FIQ, UNL. [email protected]
Programa Informática Académica, FIQ, UNL. [email protected]
(1)
(2) Instituto de Tecnología Celulósica, FIQ, UNL. [email protected]
(2) Instituto de Tecnología Celulósica, FIQ, UNL. [email protected]
(3) Laboratorio Central de Análisis, FIQ, UNL. [email protected]
(3) Laboratorio Central de Análisis, FIQ, UNL. [email protected]
(4) Estudiante de Ingeniería Química, FIQ, UNL. [email protected]
(4) Estudiante de Ingeniería Química, FIQ, UNL. [email protected]

MODELOS MOLECULARES Y SOFTWARE LIBRE
MODELOS MOLECULARES Y SOFTWARE LIBRE

Modelos Moleculares Mecánicos 3D
Hace más de medio siglo, Watson y Crick propusieron la estructura helicoidal del ADN.
Para poder visualizar esta estructura construyeron un modelo mecánico de 2 m de altura.
Hoy existe una variada oferta comercial de modelos moleculares de esferas (átomos) y
conectores (enlaces), de material plástico.

60 años

100
cm

J.D. Watson J.D. y F.H. Crick.
Descubridores del modelo

del ADN

Modelo del ADN de

Watson y Crick,

altura aproximada 2

m.

30 cm

Modelo comercial del AND. Material
plástico, altura aproximada 60 cm.

VISUALIZACIÓN DE MOLÉCULAS
VISUALIZACIÓN DE MOLÉCULAS

Modelos Moleculares Digitales 3D
Watson y Crick publicaron en 1953 una figura esquemática del modelo propuesto
para el ADN.
Hoy se pueden obtener en pocos minutos modelos moleculares digitalizados 3D con
múltiples opciones de renderización incluso visión estereoscópica, sin grandes
requerimientos de hardware y software.

60 años

10 cm

Modelo Molecular 3D del ADN

Build.

obtenido en la ventana de
dibujo del software libre

Gabedit, usando el asistente

Watson J.D. and Crick F.H.
Molecular structure of acid
nucleic
Nature, 171(4356):737-738,
1953.

SOFTWARE DE MODELADO MOLECULAR
SOFTWARE DE MODELADO MOLECULAR

http://cmm.info.nih.gov/
http://cmm.info.nih.gov/

116 Software

SOFTWARE DE MODELADO MOLECULAR
SOFTWARE DE MODELADO MOLECULAR
Un solo sitio (http://cmm.info.nih.gov
http://cmm.info.nih.gov) posee listado de 116 software.
) posee listado de 116 software.
 Un solo sitio (
Clasificados en 14 categorías
 Clasificados en 14 categorías

BP: Biopolymers MP: Multipurpose
MP: Multipurpose
BP: Biopolymers
MD: Molecular Dynamics
MD: Molecular Dynamics
X: Crystallography
MC: Monte Carlo
MC: Monte Carlo
X: Crystallography
G: Molecular Graphics U: Utility
U: Utility
G: Molecular Graphics
DB: Database MB: Model Building
MB: Model Building
DB: Database
MM: Molecular Mechanics
MM: Molecular Mechanics
DD: Drug Design BI: Bioinformatics
BI: Bioinformatics
DD: Drug Design

QM: Quantum Mechanics
QM: Quantum Mechanics

P: Available for Personal
P: Available for Personal

Computers
Computers

El listado no es exahustivo.
 El listado no es exahustivo.
Incluye software libre y propietario.
Incluye software libre y propietario.

El Gamess (libre) incluye Gamess-UK, Avogadro, Gamess-US, PC-Gamess.
 El Gamess (libre) incluye Gamess-UK, Avogadro, Gamess-US, PC-Gamess.
No incluye el Gabedit (libre).
 No incluye el Gabedit (libre).
Cientos de software de Modelado Molecular.
 Cientos de software de Modelado Molecular.



Gran cantidad de software libre

para Modelado Molecular

SOFTWARE DE MODELADO MOLECULAR
SOFTWARE DE MODELADO MOLECULAR
GAMESS (libre):
GAMESS (libre):
General Atomic and Molecular
General Atomic and Molecular
Electronic Structure System
Electronic Structure System

GAMESS (UK)
http://www.cfs.dl.ac.uk/

GAMESS (US)
http://www.msg.ameslab.gov/gamess/

PC-GAMESS
http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html

IMPORTANCIA DEL SOFTWARE LIBRE EN EL
IMPORTANCIA DEL SOFTWARE LIBRE EN EL
MODELADO MOLECULAR
MODELADO MOLECULAR

n

n

n

n

n
n

Promover e incorporar el uso de software libre
Promover e incorporar el uso de software libre

para Modelado Molecular.
para Modelado Molecular.

Seleccionar e instalar software libre para
Seleccionar e instalar software libre para
Modelado Molecular en toda computadora
Modelado Molecular en toda computadora
disponible en la FIQ-UNL (gabinetes,
disponible en la FIQ-UNL (gabinetes,
laboratorios, oficinas).
laboratorios, oficinas).

Investigación aplicada a Docencia: Biblioteca de
: Biblioteca de
Investigación aplicada a Docencia

moléculas sencillas.
moléculas sencillas.

Investigación aplicada a Servicios/Extensión:
Investigación aplicada a Servicios/Extensión:
Biblioteca de compuestos orgánicos especiales:
Biblioteca de compuestos orgánicos especiales:


bifenilos policlorados, dioxinas y furanos.
bifenilos policlorados, dioxinas y furanos.

Investigación Básica: Modelo de pared
Investigación Básica:

Modelo de pared fibrosa.
fibrosa.

IMPORTANCIA DEL SOFTWARE LIBRE EN EL
IMPORTANCIA DEL SOFTWARE LIBRE EN EL
MODELADO MOLECULAR
MODELADO MOLECULAR
ACTIVIDADES REALIZADAS
ACTIVIDADES REALIZADAS

IMPORTANCIA DEL SOFTWARE LIBRE EN
IMPORTANCIA DEL SOFTWARE LIBRE EN
EL MODELADO MOLECULAR
EL MODELADO MOLECULAR
PRODUCCI
PRODUCCI
ÓNÓN

Marzocchi V.A., Vilchez A., Beldoménico H. y Vanzetti N.
Aplicación de software libre en actividades universitarias docentes y de
extensión:
Visualización y base de datos de bifenilos policlorados.
40º JAIIO: Jornadas Argentinas de Informática, 8º Jornadas Argentinas
Software Libre.
29 agosto al 2 setiembre 2011, UTN-Facultad Regional Córdoba,
Argentina.

Vilchez A.G., Marzocchi V.A., Beldoménico H. y Vanzetti N.
Los Modelos Moleculares Digitales 3D y la Quimica.
ECImag 2012: Vª Escuela y Workshop Argentino en Ciencias de las
Imágenes.
16 al 20 Julio 2012, FICH-UNL, Argentina.

Vilchez A.G., Marzocchi V.A., Beldoménico H. y Vanzetti N.
Base de Datos de Modelos Moleculares Digitales 3D de Compuestos
Orgánicos Persistentes usando Software Libre.
41º JAIIO: Jornadas Argentinas de Informática, 8º Jornadas Argentinas

Un caso de aplicación::
Un caso de aplicación
CONTAMINANTES ORGÁNICOS
CONTAMINANTES ORGÁNICOS

PERSISTENTES
PERSISTENTES





OBJETIVOS DE ESTE TRABAJO

q Uso de software libre para editar y visualizar
bifenilos policlorados, dioxinas y furanos.

q Creación de una Base de Datos de Compuestos

Orgánicos Persisitentes para ser accedido por
la web.

SOFTWARE LIBRE UTILIZADO
SOFTWARE LIBRE UTILIZADO

Gabedit
 Gabedit

Jmol
 Jmol

PostgreSQL
 PostgreSQL

SOFTWARE LIBRE GABEDIT
SOFTWARE LIBRE GABEDIT
http://gabedit.sourceforge.net/home.html

What is Gabedit ?

Gabedit is a graphical user interface
to computational chemistry
packages like Gamess-US, Gaussian,
Molcas, Molpro, MPQC, OpenMopac,
Orca, PCGamess and Q-Chem
It can display a variety of calculation
results including support for most
major molecular file formats. The
advanced "Molecule Builder" allows
to rapidly sketch in molecules and
examine them in 3D. Graphics can
be exported to various formats,
including animations.

SOFTWARE LIBRE GABEDIT
SOFTWARE LIBRE GABEDIT

Algunas de las herramientas disponibles en el Gabedit
Algunas de las herramientas disponibles en el Gabedit

útiles para su uso como editor de moléculas son:
útiles para su uso como editor de moléculas son:
Posee una librería interna con unas 380 moléculas
 Posee una librería interna con unas 380 moléculas

clasificadas en 10 categorías: grupos funcionales, anillos,
clasificadas en 10 categorías: grupos funcionales, anillos,
heterocíclicos, hidrocarburos, drogas, fullerenos,
heterocíclicos, hidrocarburos, drogas, fullerenos,
aminoácidos (L), aminoácidos (D), agentes antivirales, y
aminoácidos (L), aminoácidos (D), agentes antivirales, y
misceláneas.
misceláneas.

Permite al usuario crear librerías de moléculas y agregarlas
 Permite al usuario crear librerías de moléculas y agregarlas

a la librería interna.
a la librería interna.

Lee y graba archivos en formato propio y en varios formatos
 Lee y graba archivos en formato propio y en varios formatos

de software de química computacional: Gamess-US,
de software de química computacional: Gamess-US,
Gaussian, HyperChem, Molcas, Molpro, MPQC, Open
Gaussian, HyperChem, Molcas, Molpro, MPQC, Open
Mopac, Orca, PC Gamess, Q-Chem y otros.
Mopac, Orca, PC Gamess, Q-Chem y otros.

SOFTWARE LIBRE GABEDIT
SOFTWARE LIBRE GABEDIT

Lee y graba archivos con formato pdb (Protein Data Bank)
 Lee y graba archivos con formato pdb (Protein Data Bank)

lo que permite visualizar gran cantidad de archivos
lo que permite visualizar gran cantidad de archivos
alojados en repositorios en internet.
alojados en repositorios en internet.

Asistente Build para construir rápida y facilmente moléculas
 Asistente Build para construir rápida y facilmente moléculas

lineales, en anillo, con un eje de simetría, polipéptidos,
lineales, en anillo, con un eje de simetría, polipéptidos,
ácidos polinucleicos, polisacáridos y nanotubos.
ácidos polinucleicos, polisacáridos y nanotubos.

Ventana de dibujo con sencillas y potentes herramientas
 Ventana de dibujo con sencillas y potentes herramientas

para construir moléculas, con distintas opciones de
para construir moléculas, con distintas opciones de
visualización y renderización.
visualización y renderización.

Panel de mediciones de parámetros conformacionales:
 Panel de mediciones de parámetros conformacionales:

distancias de enlaces, ángulos y ángulos diedros.
distancias de enlaces, ángulos y ángulos diedros.





SOFTWARE LIBRE GABEDIT
SOFTWARE LIBRE GABEDIT

Editor XYZ que permite ed