Softwarové nástroje pro výpočet disociačních konstant

Mgr. Michal Kudera

Bakalářská práce

Software tools for calculation of disociation constants

Anotace:

Disociační konstanta (pKa) je velmi důležitou chemickou charakteristikou molekul. Využívá se například při virtuálním screeningu nebo pro molekulové modelování. Stanovit hodnotu pKa experimentálně je náročné a rovněž výpočet pKa je netriviální. Efektivním způsobem získání hodnoty pKa je její dopočítání na základě nábojů na atomech vstupní molekuly. Ve své práci jsem navrhnul, popsal a implementoval model pro vypočtení pKa touto cestou. Pro uvedený model jsou nezbytné empirické parametry. Proto jsem v práci navrhnul a implementoval rovněž software pro parametrizaci daného modelu. Na závěr jsem tento softwarový nástroj využil k parametrizaci modelu pro množinu 32 reálných molekul fenolů, k nimž byly dostupné experimentální hodnoty pKa. Funkčnost modelu a parametrů jsem poté ověřil pro stejnou množinu fenolů. Výsledky ukazují, že vytvořený model je schopen vypočítat hodnoty pKa pro molekuly fenolů velmi přesně (Pearsonův korelační koeficient je 0,9732 a RMSD je 0,2098).

Abstract:

A dissociation constant (pKa) is a very important chemical characteristic of molecule. It is used for example in virtual screening or for molecular modeling. The experimental measuring of pKa in complicated and also a calculation of pKa is not easy. An effective way of pKa calculation is its determination from atomic charges of an input molecule. In my work, I designed, described and implemented a model for calculation of pKa via this method. The model needs empirical parameters. For this reason I designed and implemented also a software for parameterization of this model. After it, I applied this software tool for parameterization of a model for a set of 32 phenol molecules, which had available experimental values of pKa. Then, I validated a functionality of a model and parameters on the same set of phenol molecules. The results show, the model is able to calculate pKa values for phenol molecules very exactly (with Pearson correlation coefficient 0,9732 and RMSD 0,2098).

Klíčová slova

disociační konstanta, pKa, fenoly, vícerozměrná lineární regrese, parametrizace, náboje na atomech

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 5. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2010
• Vedoucí: doc. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Petr Fibinger

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Bakalářský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika