Softwarové řešení pro práci s atomovými náboji

Bc. Jakub Váňa

Master's thesis

Software solution for processing of atomic charges

Abstract:

Parciální atomové náboje jsou velmi důležité vlastnosti molekul, protože poskytují informace o chemickém chování molekul. Několik specializovaných formátů obsahuje informace o parciálních atomových nábojích. Náboje mohou být vizualizovány pomocí různých grafických modelů. Bohužel, integrace nábojů v softwarových aplikacích pro zpracování molekul stále probíhá. Z tohoto důvodu byla moje práce zaměřena na vývoj a testování softwarového řešení pro zpracování nábojů. Za prvé jsem vyvinul a implementoval aplikaci ChargeConvertor. Aplikace je schopna převádět mezi formáty MOL2 na PQR a naopak a kromě toho umožňuje přidání nábojů do MOL a PDB souborů. ChargeConvertor je robustní a spolehlivý nástroj pro konverzi souborů s parciálními náboji. Poté jsem vyhledal nábojové vizualizační nástroje, porovnal jejich funkčnost a vytvořil srovnání na vizualizacích různých typů molekul. Nakonec jsem provedl dvě případové studie ukazující použitelnost výše popsaného řešení pro vizualizaci parciálních atomových nábojů.

Abstract:

Partial atomic charges are very important properties of molecules, because they provide clues regarding the chemical behaviour of molecules. Few specialised file formats able to hold information about partial atomic charges are available. The charges can be also visualised using several different visualization models. Unfortunately, an integration of charges to software applications for processing of molecules is still in progress. For this reason, my thesis was focused on development and testing of a software solution for processing of charges. First, I developed and implemented a software application Charge Convertor. This application is able to convert charges from MOL2 format to PQR and vice-versa and additionally, it allows adding of charges to MOL and PDB format. Charge Convertor is a robust and reliable tool for conversion of charge file formats. Afterwards, I did a literar search of charge visualisation tools, I compared their functionality and found best software for visualisation of different types of molecules. Last but not least, I performed two case studies showing an applicability of the above described solution for processing of charges.

Keywords

Parcial atomic charges, molecule, visualization of atomic charges, 3D structures of molecules, chemical file formats, MOL2, PDB, PQR, VMD, JMol, DSV, Charge Viewer, Chimera

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 1. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 11. 2. 2015
• Supervisor: doc. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.
• Reader: Mgr. Martin Prokop, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Applied Informatics / Applied Informatics