分子ドッキング
分子ドッキング
フリーウエアAvogadroの利用
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一昔前，β-Cyclodextrin包接化合物の構造を分子力場法を用いて予測したことがあった．当時はドッキング専用ソフトを利用したが，引退後にフリーソフトで同じことを実行するのは簡単ではない．今回の記事は，Avogadroを利用してβ-Cyclodextrinに安息香酸を包摂させる計算モデルを構築した際の備忘録である．なお，β-Cyclodextrinの三次元座標はデータベース等から入手可能である．
分子を操作するTools（赤枠）が表示されていない場合は，WindowのメニューにあるToolbarsの中のToolを選択する．
挿入操作
トップメニューのビルドの中に挿入という項目があり，その中にフラグメンがあるので，それを選択する．
フラグメンとの中に化合物タイプがあるので，aromaticsを選択する．その中からbenzoic acidを選択する．
挿入される位置は，β-Cyclodextrine分子の近くの適当な位置である．分子の一部はβ-Cyclodextrineに重なっているが，気にする事はない．Benzoic acid（青着色部分，選択済）を移動させるには「手」のマーク（👆）を選択して左クリックで引っ張り動かせばよい．フラグメント選択「↖」のマークの詳細は後述．
👆ツール（分子の移動，回転操作）
手マーク選択後，右クリックで回転，左クリックで移動させる．
Select Noneにすると合体した抱接化合物全体が処理対象になる．
逆抱接化合物
Benzoic acidのみを選択するには，右上向きの矢印選択後，Benzoic acidの任意の原子をダブルクリックすれば，分子全体が青色になり，操作対象になる．その後，「手」マークを選択して任意に回転，移動させる．
↖ツール（フラグメント選択）
フラグメント選択
一級水酸基側にカルボン酸が配向
分子力場の利用
Extensionsのジオメトリ最適化を利用すれば，重なった複合体でも適当な距離まで離れてくれる．また，ツールにも各種力場計算法が用意されている．デフォルトではUHF法が設定しているので. 極性の高い官能基を持つ分子でも良好な再現性を示すMMFF94s法に変更して，スタートボタンを押せば構造最適化が実行される．
ジオメトリ最適化前
ジオメトリ最適化後
Avogadro（64ビット，最新版）では，分子軌道計算は実行できないが，入力データの作成ができるので，適当なファイル名を付けてmopファイルを保存する．MOPAC計算は，最近公開されたMOPAC2016（フリーソフト）を使って，GUI環境（MOPAC.app）で実行可能である．PM6で計算した結果を以下に示した．
PM6計算による最適化構造
ゲスト分子がリストにない場合
ドッキンングする分子は今回は既存の分子群から選択したが，存在しない場合は，類似の分子を読み込み部分的に編集すればよい．なお．編集はツールの鉛筆マークで行うが，Avogadro2の方が使いやすい．以下は構造最適化したcubaneの水素をすべてメチル基に置換した化合物の包摂体モデルである．，Pymolによるドッキングモデルの作成については，別稿で述べるつもりである．
Cubane包摂体
全水素をメチルで置換
Avogadro2の場合
最近，Avogadro2がリリースされているが，ツールのマークと順序が一部異なるだけで，上述したドッキング操作は可能である．
✙マークは標示領域全体を移動，小さい👆：選択，大きな👆：移動，回転，
力場計算はエクステンションのOpen Babelの中で設定，実行する．
PM6によるβ-Cydの座標（xyzフォーマット） 折りたたみ文書 ーーーーVをクリックーーーー
PM6によるβ-Cydの座標（xyzフォーマット） 折りたたみ文書 ーーーーVをクリックーーーー
147
Energy: -1566.4702500
O 0.00000 0.00000 0.00000
O 4.41953 0.00000 0.00000
O 7.18423 3.43905 0.00000
O 6.21182 7.74594 -0.07680
O 2.24002 9.64793 -0.11248
O -1.74363 7.73245 0.05538
O -2.74784 3.44942 0.09614
C 0.46043 -1.34265 -0.22166
C 5.76061 -0.49300 -0.13939
C 8.40505 4.18127 -0.14661
C 6.39346 9.16024 -0.24925
C 1.23421 10.65616 -0.30549
C -3.17259 7.60886 -0.00638
C -3.52713 2.25127 -0.04892
C 1.28300 -1.78787 1.00545
C 6.56021 -0.08422 1.11487
C 8.58050 5.08430 1.09145
C 5.81828 9.88862 0.98231
C 0.34165 10.71699 0.95162
C -3.65454 6.89054 1.27029
C -3.28772 1.35374 1.18236
C 2.57732 -0.95589 1.13415
C 6.72443 1.44960 1.19089
C 7.48783 6.17411 1.14742
C 4.28654 9.71378 1.07258
C -0.45601 9.40648 1.12710
C -3.13854 5.43540 1.31657
C -1.83050 0.84477 1.23026
C 3.37364 -0.98754 -0.18611
C 7.31429 1.99977 -0.12395
C 7.41811 6.94776 -0.18506
C 3.60980 10.10172 -0.25789
C -1.22924 9.07054 -0.16416
C -3.49606 4.68906 0.01450
C -1.43375 0.18921 -0.10874
C 2.49451 -0.52176 -1.36488
C 6.46465 1.55666 -1.33272
C 7.23051 5.97889 -1.37063
C 4.23516 9.32665 -1.43648
C -0.26983 9.00988 -1.37018
C -2.98811 5.46351 -1.21954
C -1.69443 1.14975 -1.28753
C 3.06173 -0.85245 -2.76436
C 7.15539 1.72859 -2.70521
C 7.50719 6.59716 -2.76020
C 3.89301 9.88885 -2.83503
C -0.96243 9.01609 -2.75157
C -3.60605 5.01426 -2.56332
C -1.68331 0.48085 -2.68148
O 0.55149 -1.70761 2.20991
O 5.97439 -0.54872 2.31289
O 8.57668 4.35639 2.30125
O 6.40943 9.46586 2.19250
O 1.07110 10.98407 2.12975
O -3.26980 7.55895 2.45353
O -3.59556 2.00301 2.39765
O 3.44179 -1.58285 2.09590
O 7.70988 1.76059 2.18973
O 7.87131 7.15986 2.12125
O 3.77591 10.65708 2.03024
O -1.47497 9.60741 2.12046
O -3.84872 4.73009 2.34786
O -1.74883 -0.21896 2.19409
O 1.26372 -1.30512 -1.39380
O 6.29774 0.10739 -1.31069
O 8.26869 4.95477 -1.33192
O 5.68212 9.51350 -1.42925
O 0.48610 10.25599 -1.44676
O -3.46533 6.84127 -1.16693
O -3.07477 1.61870 -1.23904
O 4.38579 -1.36205 -2.71791
O 8.34238 2.50364 -2.63022
O 7.63692 8.01032 -2.71755
O 2.83788 10.83813 -2.80347
O -2.37888 8.97332 -2.66143
O -4.29135 3.77483 -2.46479
O -1.15122 -0.83523 -2.65397
H -0.36677 -2.03726 -0.49845
H 5.79405 -1.58262 -0.37145
H 9.27967 3.52605 -0.36715
H 7.44723 9.42983 -0.49378
H 1.66651 11.63702 -0.61217
H -3.67918 8.58103 -0.20541
H -4.60035 2.46444 -0.26380
H 1.53181 -2.87884 0.92629
H 7.56699 -0.57910 1.10801
H 9.59662 5.56044 1.07868
H 6.07623 10.98005 0.93533
H -0.36098 11.58899 0.87959
H -4.77552 6.90202 1.31719
H -3.99739 0.48474 1.16644
H 2.37321 0.08453 1.47242
H 5.77304 1.95786 1.46529
H 6.49779 5.75859 1.44015
H 4.00056 8.68981 1.40116
H 0.19160 8.56390 1.45742
H -2.04955 5.38372 1.53953
H -1.11695 1.64511 1.52754
H 3.81406 -1.99512 -0.37802
H 8.38516 1.71100 -0.24677
H 8.31102 7.60213 -0.32749
H 3.64250 11.20402 -0.42947
H -2.06455 9.78933 -0.34350
H -4.59083 4.48397 -0.05320
H -1.94922 -0.78978 -0.25476
H 2.21595 0.54721 -1.25066
H 5.45516 2.01781 -1.29320
H 6.24540 5.46960 -1.31034
H 4.03010 8.23900 -1.34308
H 0.45663 8.17717 -1.25556
H -1.87774 5.48680 -1.23682
H -1.02852 2.03619 -1.22595
H 2.48376 -1.69548 -3.21304
H 7.52157 0.73877 -3.06819
H 8.50583 6.26218 -3.12867
H 4.75500 10.48081 -3.22435
H -0.77346 9.99102 -3.26138
H -4.41064 5.72668 -2.86438
H -2.73086 0.32461 -3.03201
H 3.01041 0.02370 -3.43208
H 6.46302 2.15713 -3.44887
H 6.73178 6.30510 -3.48782
H 3.65711 9.07724 -3.54341
H -0.59398 8.19184 -3.38476
H -2.84284 4.96908 -3.35815
H -1.14061 1.09913 -3.41558
H -0.05143 -0.89558 2.22461
H 4.96521 -0.56205 2.25248
H 7.93000 3.57954 2.26551
H 6.60494 8.47335 2.18369
H 1.96777 10.51525 2.12598
H -2.37170 8.01110 2.34955
H -3.32932 2.97892 2.37465
H 2.92558 -1.80054 2.91499
H 7.50600 1.26309 3.02373
H 8.13848 6.70894 2.96374
H 4.30948 10.60607 2.86514
H -1.08011 10.04740 2.91773
H -3.83469 5.26219 3.18501
H -2.17228 0.06924 3.04360
H 5.03934 -0.62919 -2.53911
H 8.12386 3.47240 -2.53148
H 6.74272 8.44225 -2.61814
H 1.95908 10.38255 -2.67687
H -2.68870 8.05334 -2.42982
H -3.64309 3.01741 -2.42581
H -0.15591 -0.80942 -2.58487
（2024.5.1）
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