Кіріспе
Компьютерлік графика Молекулалық графика - молекулалар мен олардың қасиеттерін графикалық бейнелеу арқылы зерттеудің пәндері мен философиясы. IUPAC анықтаманы "графикалық дисплей құрылғысындағы" бейнелеулермен шектейді. Далтонның атомдары мен Кекуле бензолынан бері қолмен суреттелген атомдар мен молекулалардың бай тарихы болды және бұл бейнелер қазіргі заманғы молекулалық графикаға маңызды әсер етті. Түсті молекулалық графика көбінесе химия журналының мұқабасында көркемдік тұрғыда қолданылады.
Molecular graphics is the discipline and philosophy of studying molecules and their properties through graphical representation. IUPAC limits the definition to representations on a "graphical display device". Ever since Dalton's atoms and Kekulé's benzene, there has been a rich history of hand drawn atoms and molecules, and these representations have had an important influence on modern molecular graphics. Colour molecular graphics are often used on chemistry journal covers artistically.
Тарих
Молекулалық құрылымды бейнелеуде компьютерлік графиканы пайдаланбастан бұрын Роберт Кори мен Линус Паулинг молекулалық конфигурацияны сақтау үшін 1 дюйм = 1 ангстром шкаласында қатты ағаштан атомдарды немесе атомдар топтарын бейнелеу жүйесін жасады. Бұл ертедегі модельдер сонымен қатар молекулалық модельдердегі атомдардың әртүрлі түрлерін ажырату үшін әлі күнге дейін қолданылатын CPK бояу схемасын (мысалы, көміртек = қара, оттегі = қызыл, азот = көк және т.б.) қалыптастырды. Бұл ерте модельді 1966 жылы В. Л. Колтун жетілдірді және қазір олар Кори Паулинг Колтун (CPK) модельдері ретінде белгілі. Молекулалық құрылымның модельдерін шығарудың алғашқы әрекеттерін 1960 жылдардың ортасында катодты сәулелі түтікте көрсетілген сымдық кадр модельдерін пайдалана отырып, MAC жобасы жасады. 1965 жылы Кэрролл Джонсон молекулаларды шар мен таяқша үлгісі ретінде бейнелеген, атомдар мен эллипсоидтар арасындағы байланыстарды бейнелейтін сызықтармен жылу қозғалысының ықтималдығын бейнелейтін Оук Ридж термиялық эллипсоидтық графигін (ORTEP) таратты. Термиялық эллипсоидтық графиктер тез арада рентген кристаллографиялық деректерді көрсетуде қолданылатын де-факто стандартына айналды және олар әлі күнге дейін кеңінен қолданылады. Жоғары өнімділіктегі молекулалық графиканың маңызды кезеңдерінің бірі - Нельсон Макстың шағылыстыратын сфераларды пайдалана отырып, макромолекулаларды "реалистік" көрсетудегі жұмысы. Бастапқыда технологияның көп бөлігі жоғары өнімділіктегі 3D графикаға шоғырландырылды. Активті 3D көзілдіріктер батареяларды қажет етеді және дисплеймен бірлесіп жұмыс істейді, бұл линзалардың пайдаланушының көзіне ұсынылуын белсенді түрде өзгертеді. Көптеген заманауи 3D-көздіктер пассивті, поляризацияланған 3D жүйесін қолданады, бұл киюшіге өздерінің қабылдауларына негізделген 3D әсерлерін елестетуге мүмкіндік береді. Қазіргі кезде пассивті 3D-көздіктер арзан болғандықтан, көбірек таралған. Макромолекулярлық кристаллографияның талаптары молекулярлық графиканы да қозғады, өйткені физикалық модельдерді құрудың дәстүрлі әдістері масштабтауға мүмкіндік бермеді. Ричардс қорабының көмегінсіз молекулалық графика арқылы шешілген алғашқы екі ақуыздық құрылымдар Стэн Свонсонның FIT бағдарламасы арқылы Техас A&M университетінің Эдгар Мейер зертханасындағы Vector General графикалық дисплейінде жасалды: A&M-дегі Al Cotton зертханасындағы First Marge Legg екінші, жоғары дайындайтын стафилококкк құрылымын шешті. ядролық лизозаның (1975) және кейін Джим Хогл 1976 жылы моноклиникалық лизозимнің құрылымын шешті. 3D-де тығыздықты модельдеу үшін Ричардс қорабының орнына басқа графикалық жүйелер қолданылғанға дейін бір жыл өтті. Алвин Джонстың FRODO бағдарламасы (соңырақ "O") рентген кристаллографиясынан анықталған молекулалық электрон тығыздығын және гипотетикалық молекулалық құрылымын жапсыру үшін әзірленді.
Таспалық диаграммалар
Таспалық диаграммалар - ақуыз құрылысының схемалық бейнелері және қазіргі кезде қолданылатын ақуызды бейнелеудің ең кең таралған әдістерінің бірі. Таспа 3D форматында ақуыздың арқа сүйегінің жалпы жолы мен ұйымдастырылуын көрсетеді және толық атомдық құрылымының бөлшектерін, мысалы, миоглобиннің белсенді орнына байланған оттегі атомдарының шарларын ілу үшін визуалды негізде қызмет етеді. Таспалық диаграммалар полипептидтік тірек арқылы тегіс қисықты интерполяциялау арқылы жасалады. α спиральдері оралған таспалар немесе қалың түтіктер ретінде, β жіптері жебелер ретінде, ал қайталанбайтын орамдар немесе бұрандалар сызықтар немесе жұқа түтіктер ретінде көрсетіледі. Полипептидтік тізбектің бағыты жергілікті жебелермен көрсетіледі және лентаның ұзындығы бойынша түсті рампамен жалпы көрсетілуі мүмкін.