Molekulare Modellierung


Molekulare Modellierung

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Unter molekularer Modellierung (englisch molecular modeling (AE) bzw. molecular modelling (BE), auch computer-aided molecular design, CAMD) werden Techniken für computerunterstütztes Modellieren chemischer Moleküle zusammengefasst.

Beschreibung

Diese Techniken ermöglichen neben der räumlichen Darstellung von einfachsten bis zu hochkomplexen Molekülen auch die Berechnung ihrer physikochemischen Eigenschaften. Besonders in der medizinischen Chemie liegt die Anwendung darin, Strukturen für neue Wirkstoffe zu optimieren (Homologiemodelling). In diesem Bereich erfährt die molekulare Modellierung zunehmend eine Ergänzung durch die kombinatorische Chemie (Virtual Screening, QSAR, CoMFA, CoMSIA).

Mechanistische (semiempirische) und statistische Ansätze (Moleküldynamik, Monte-Carlo-Simulation) eignen sich eher für sehr große Moleküle oder Wechselwirkungen zwischen einer großen Anzahl an Molekülen, quantenchemische Berechnungsverfahren sind hingegen weitaus präziser, aber wegen des höheren Rechenaufwandes nur bei Molekülen kleiner und mittlerer Größe erste Wahl. Von der stetig wachsenden Rechenleistung moderner Computer profitiert die molekulare Modellierung.

Populäre Software

  • Ghemical Open-Source-Methoden und GAMESS-Frontend
  • Jmol
  • PyMOL
  • RasMol
  • BALL Open-Source mit integriertem Molekül-Betrachtungsprogramm BALLView (ebenfalls Open-Source)
  • Visual Molecular Dynamics

Moleküldynamik

Ab-initio-Methoden

Literatur

  • Roland W. Kunz: Molecular modelling für Anwender. Anwendung von Kraftfeld- und MO-Methoden in der organischen Chemie. 2. überarbeitete und erweiterte Auflage. Teubner, Stuttgart 1997, ISBN 3-519-13511-6 (Teubner-Studienbücher: Chemie).