VMD (Visual Molecular Dynamics)

VMD adalah salah program untuk visualisasi molekul. Progam ini dapat membaca format standar PDB ataupun output yang dihasilkan oleh bebagai program Dinamika Molekular seperti Amber, NAMD, Gromacs dan lain-lain.. 

Instalasi Program

Anda dapat menggunakan VMD versi Window ataupun Linux tergantung system operasi yang digunakan. Program pemasang utuk VMD versi 1.9 adalah vmd19win32.msi untuk Windows 32 bit. Pemasangan program VMD dilakukan dengan klik ganda pada ikon program pemasang tersebut.

Langkah selanjutnya untuk menyelesaikan pemasangan adalah  mengikuti petunjuk yang muncul pada layar monitor hingga instalasi selesai.

Penggunaan VMD


VMD dapat diakses dari desktop dengan melakukan klik ganda icon sepeti gambar kiri  atau bisa juga diakses melalui menu start menu Windows dibawah menu University of Illinois seperti pada gambar di sebelah kanan, sehingga akan diperoleh tiga window seperti pada gambar di bawah ini. Ketiga layar tersebut adalah layar informasi, layar visualisasi (VMD 1.9 OpenGL Display) dan layar Utama (VMD Main).

Membuka berkas struktur

Berbagai jenis berkas struktur dapat dibuka dengan program VMD ini. Dalam buku ini akan dicoba membuka struktur protein BPTI. Pada jendela VMD Main, pilih File|New Molecule akan memunculkan jendela:

Pilihlah berkas struktur yang diinginkan dengan menekan tombol Browse… Kemudian pada jendela “choose a molecule file” terdapat folder proteins, pilihlah berkas bpti.pdb hingga muncul gambar pada jendela visualisasi seperti di bawah ini.

Pada jendela visualisasi tampak struktur 3D BPTI (Bovine Pancreatin Tripsin Inhibitor) dalam bentuk (Style = Lines). Untuk mempermudah melihat bentuk 3D, umumnya struktur sekunder alfa helix dan beta sheet perlu ditampilkan. Untuk menampilkan bentuk 2D tersebut pilihlah Graphics|Representations…

Banyak hal yang bisa dilakukan pada jendela Graphics Representations ini:

1.    Membuat dan menghapus representasi (Create dan Delete Rep).

2.    Mengubah gaya penggambaran (Draw sytle).

3.    Pemilihan komponen struktur (Selections).

4.    Pengaturan tampilan lintasan (Trajectory).

5.    Pemilihan gambar periodik (Periodic).

Beberapa metode penggambaran molekul (Drawing Methods) yang dapat dilakukan pada program VMD antara lain:

Lines, Bonds, Dynamics Bonds, HBonds, Points, VDW, CPK, Licorice, Polyhedra, Trace, Tube, Ribbons, NewRibbons, Cartoon, NewCartoon, PaperChain, Twister, MSMS, Surf, VolumeSlice, Isosurface, FieldLines, Orbital, Beads, Dotted, Solvent.

Untuk contoh ini pilihlah NewCartoon pada Drawing Methods. Kemudian, untuk pewarnaan pilihlah Coloring method| Secondary Structure hingga diperoleh gambar struktur BPTI pada jendela visualisasi seperti pada gambar sebelah kiri. Struktur alpha-helix berwarna ungu sedangkan beta-sheet berwarna kuning

Pengendalian mouse

Pada umumnya program-program visualisasi molekul akan lebih mudah dikendalikan dengan menggunakan mouse dibandingkan dengan trackpad seperti pada komputer laptop. Pengaturan mouse dapat dilakukan pada menu Mouse di jendela VMD Main.

Pengaturan mouse juga dapat langsung dilakukan dengan menekan kombinasi  tombol ketik dan mouse, seperti pada tabel di bawah ini.

Mode	Tombol ketik	Aksi pada mouse
Rotasi	r	Tekan tombol kiri + Geser Mouse (semua arah)
Translasi	t	Tekan tombol kiri + Geser Mouse (semua arah)
Skala	s	Tekan tombol kiri + Geser Mouse (kiri-kanan) atau gulirkan tombol tengah mouse

Autodock Plugin

Antarmuka Pymol dapat dimanfaatkan untuk melakukan persiapan grid  untuk docking dengan Autodock dan melihat hasil docking, asalkan Autodock plugin sudah terpasang pada Pymol.

Lihat http://www.pymolwiki.org/index.php/Autodock_plugin

Struktur sekunder protein

Alfa helix, beta sheet, loop region and random coil

Struktur SMILES

Struktur SMILES (Simplified molecular input line entry specification) merupakan cara menuliskan struktur kimia dalam format linear. Format INChi adalah nama lain dari format SMILES

SMILES digunakan secara luas untuk tatanama kimia yang serbaguna serta untuk pertukaran data.  Untaian karakter dalam bentuk ASCII menunjukkan model struktur dari molekul. Format SMILES ini dapat dibaca baik oleh manusia ataupun komputer, akan tetapi komputer tidak dapat membaca struktur dua atau tiga dimensi yang dibuat oleh manusia.

Atom

Setiap unsur kimia dinyatakan dengan simbol atom standar. Hal ini diperlukan untuk menampilkan setiap atom kecuali Hidrogen. 
Unsur-unsur dan sepsies bermuatan ditulis dalam kurung siku.

Contoh:

[B]                              unsur Boron
[OH3+]                         ion Hidronium

Unsur-unsur yang mengikuti "subset organik" umumnya memiliki valensi yan jelas dan dapat dituliskan tanpa kurung jika jumlah hidrogen-hidrogen yang terikat sesuai dengan valensi normal terendah yang konsisten dengan ikatan-ikatan eksplisit. Subset ini dengan valensi terendahnya adalah:

B(3), C(4), N(3,5), O(2), P(3,5), S(2,4,6), F(1), Cl(1), Br(1), I(1).

Contoh:

C                                 metana
N                                 ammonia

Ikatan

Ikatan tunggal, rangkap, dan rangkap tiga secara berurutan ditunjukkan dengan simbol  `-', `=' dan `#'. Alternatifnya, atom-atom terhibridisasi-sp2 ditampilan dengan  huruf kecil. Ikatan tunggan dapat diabaikan. Jika atom diberi tanda kurung siku, seluruh Hidrogen eksplisit harus ditampilkan, seperti cotoh akhir pada propana dibawah ini.

Contoh:

CCC                             propana
atau
C-C-C
atau
[CH3]-[CH3]-[CH3]

C=CC=C                    butadiena
atau
cccc

CCC#C                         butuna

 

Cabang

Percabangan dilakukan dengan memasukkannya dalam tanda kurung dan dapat disarangkan atau ditumpuk. Sambungan terhadap percabangan yang diberi tanda kurung ada di sebelah kiri.
CC(C)C(=O)OC        metil isobutirat
CCN(CC)CC             trietil amin

Cincin

Contoh:
C1CCCCC1             sikloheksana
CCC1CCC1             etilsiklobutana
c1ccccc1                  benzena

Isomer geometrik

contoh:
Cl/C=C/Cl                 trans-1,2-dikloroetena
or
Cl\C=C\Cl

Cl\C=C/Cl                 cis-1,2-dikloroetena
or
Cl/C=C\Cl

Ligand Based Drug Design

Perancangan obat jenis ini dikenal juga dengan nama Analogue Based Drug Design yang memiliki ciri:
1. Reseptor tidak diketahui
2. Mekanisme kerja obat telah diketahui atau belum diketahui
3. Ligan dan aktivitas biollogisnya tidak diketahui


Arry