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目的:介绍了结构集合文件,并演示如何使用其重叠与对齐分子结构。
所用模块:Materials Visualizer
往期系列教程:
背景:
无论是由晶型预测结果比较两种晶体结构或比较分子的优化构象,重叠一系列分子或晶体是分子可视化建模的重要组成部分。在Materials Visualizer 中,3D Atomistic Collection文件可以重叠处于同一三维笛卡尔空间中的分子、平板以及晶体,而在体系之间没有任何物理相互作用。
本教程说明了使用结构集合文件重叠分子并且演示了对齐多个结构的方法。
本教程包括如下内容:
开始
在结构集合文件中插入并选择结构
按主矩对齐结构
1、开始
启动Materials Studio并建立一个名为Collection的新工程。如想获得关于创建新工程的指导,可参见Project management教程。
如果Materials Studio还没有打开,双击桌面上的Materials Studio图标,或者从Windows开始菜单的程序列表中选择BIOVIA | Materials Studio,以启动程序。打开New Project对话框,输入Collection作为工程名,单击OK按钮。新工程将以Collection为工程名列于Project Explorer中。注意:为了和本教程中的参数保持一致,可以使用Settings Organizer对话框将工程中所有参数都设置为BIOVIA的默认值。有关恢复默认参数设置的步骤,可参见创建工程教程(Creating a project tutorial)。第一步是导入一系列结构,将使用来自于QSAR教程的缓蚀剂,并把它们输入到一个数据表中。单击Standard工具栏上的New按钮相关联的选项箭头,从下拉列表中选择Study Table文件,建立一个新的数据表文件。单击Standard工具栏上的Insert From File按钮,显示Insert Into Active Document对话框,导航至Examples\QSAR\Structures文件夹,双击Corrosion.sd文件将其打开。腐蚀数据显示在数据表中,可以从数据表中提取结构到3D Atomistic Collection文件中(.xod文件)。在数据表中选择第A列1至7行的结构,在所选择的任意单元格上右击,从快捷菜单中选择Extract To Collection。被选择的结构被提取到一个名为Extracted From Study Table.xod的结构集合文件中。注意:还可以将结构从当前工程中的一系列单独的3D原子文档插入到结构集合文档中。为此,需创建一个新的3D原子集合文档,在Project Explorer中选择要插入的文档,右键单击其中一个文档,然后从快捷菜单中选择Insert Into。如果希望在结构集合文档中查看3D原子轨迹文档的内容,必须首先将每帧构型插入到数据表中,然后如上所述提取结构。结构集合文件可实现3D原子结构文件中能实现的大部分功能,例如结构查看和操作工具。此外,对一个结构来说,分子导入到结构集合文件会保留那些可能已经计算完成的某些类型的数据,例如体数据(场)、表面或晶习等。.xsd和.xod文件最重要的区别是,在后者中分子之间没有化学相互作用,分子之间可以相互接近(例如出于排列的目的)而不发生相互作用。相反,在3D原子结构文件中分子是受环境影响的。在结构集合文件中可以使用Physical Systems对话框控制分子的选择。在结构集合文件中右击,从快捷菜单中选择Physical Systems。将打开Physical Systems对话框,在结构集合文件中可以使用该对话框选择结构,并改变结构的可见性。在Physical Systems对话框中,单击Corrosion - 1,然后单击Corrosion - 7。随着在Physical Systems对话框中单击结构的名字,在结构集合文件中相应的结构被选定。提示:可以使用SHIFT和CTRL键以常规方式进行结构选定,从而选择多个结构。无论是否在Physical Systems对话框中选择了分子,都可以更改分子的可见性。在Corrosion – 7选中的状态下,在Physical Systems对话框中单击Corrosion - 3的复选框。Corrosion - 3结构从视图中消失了,然而它仍然存在于结构集合文件中。也可以从结构集合文件中删除分子。在Physical Systems对话框中,单击Corrosion - 3的复选框,使该结构重新显示。选择Corrosion - 1,按下DELETE键。分子从结构集合文件中删除,不再出现在Physical Systems对话框中。在Materials Visualizer中有两个工具可以对齐分子,其中一个工具可在特定的方向上对齐分子,另一个工具Superpose Structures可以使分子彼此对齐。在本教程中将在特定方向上对齐分子。在Physical Systems对话框中,选择Corrosion - 2。单击Create Centroid按钮旁边的选项箭头,在下拉列表中选择Principal Axes。提示:可以使用任何Create Centroid工具可算得的平均几何对象进行对齐操作。对Corrosion - 3直到Corrosion - 7重复以上步骤。关闭Physical Systems对话框。在结构集合文件中,每个分子的主轴都已经被计算并显示出来,现在可以对齐分子了。在Extracted From Study Table.xod文件中单击,以取消选择所有对象。按住ALT键并在一个主轴对象上双击,所有的主轴对象都被选中。为了在Materials Visualizer中对齐分子,首先要对齐视图,然后将分子对齐到视图。在本教程中,将使主矩与x、y、z轴对齐,所以必须适当的安排视图。单击3D Viewer Reset View按钮,然后单击Align Onto View按钮。如果想继续处理这些结构,可以把它们返回到数据表中,或者把它们提取到单独的3D原子结构文件中。右键单击Extracted From Study Table.xod文件,从快捷菜单中选择Return To Study Table。分子被返回到数据表中,覆盖初始的结构。现在可以使用Models对话框优化结构或计算性质。在结构集合文件为当前文件的情况下,在其中单击,取消选择主轴对象,然后右击并在快捷菜单中选择Extract To Atomistic Documents。结构集合文件中包含的结构将提取到单独的3D原子结构文件中,并放置在Project Explorer中当前选择的目录下。提示:如果从快捷菜单中选择Extract To Atomistic Documents时,在Physical Systems对话框中有特定的分子处于选中状态,则只会将选定的分子提取到.xsd文档中。从菜单栏中选择File | Save Project,然后选择Window | Close All。