1 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional Introducción a la Química Computacional Visualización de datos en Química Computacional. Jesús M. Castagnetto, Ph.D. 27 de Noviembre del 2005 Universidad Peruana Cayetano Heredia Lima, Perú

2 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 2 Agenda ● Visualización – Datos experimentales – Estructuras – Simulaciones computacionales – Listado de programas conocidos

3 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 3 Visualización de datos experimentales ● Los objetivos son: – Entender la distribución de los datos – Compararlos con modelos matemáticos (QSAR, clustering, etc.) – Comprender los resultados de “minería de datos” (ej. árboles de selección) – Mostrar las relaciones entre datos, grupos, o subgrupos (ej. gráficos nodales de redes de interacción) –... en general, ilustrar lo que los datos nos dicen en forma directa.

4 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 4 Resultados espectroscópicos: Dicroísmo circular y UV/Vis

5 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 5 Distribución de distancias: Zinc-His(ND) (4 ligandos)

6 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 6 Distribución de ángulos dihédricos en histidinas

7 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 7 “Minería de datos” 3D

8 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 8 Visualización de estructuras ● Usamos esto para: – Comprender la configuración tridimensional del compuesto. – Entender relaciones geométricas entre partes de un sistema. – Ver como las moléculas interactúan. – La organización intrínseca de los sistemas supramoleculares. – Propiedades geométricas del sistema (distancias, flexibilidad, etc.)

9 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 9 Estructuras de complejos

10 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 10 Estructura de anhidrasa carbónica (metaloproteína)

11 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 11 Hemoglobina

12 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 12 Biomoléculas (1) ● De una molécula de agua, a un trozo de ADN y uno pedazo de una proteína

13 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 13 Biomoléculas (2)

14 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 14 Biomoléculas (3)

15 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 15 Comparando con un virus

16 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 16... y con una bacteria

17 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 17... y con células más grandes

18 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 18 Parte de la una célula de E. Coli ● Sección de la célula, que muestra el empacamiento interno, y la membrana doble. ● Hecho a mano por David Goodsell (TSRI)

19 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 19 Visualización del resultado de simulaciones computacionales ● Queremos: – Comprender las propiedades calculadas en el contexto de los datos o estructuras. – Ver gráficamente el comportamiento del sistema simulado. – Inspeccionar si los resultados numéricos tienen un correspondencia con sistemas reales (experimentales), y si estos son razonables.

20 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 20 Dinámica molecular Trayectoria y distribución de conformaciones

21 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 21 Distorsión en [4Fe4S]

22 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 22 Cálculo de orbitales atómicos

23 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 23 Densidad electrónica en fenol

24 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 24 Ab-initio: orbitales moleculares

25 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 25 Superficie de Potencial Electrostático

26 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 26 Comparación de métodos

27 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 27 Programas (1) ● ChemSketch http://www.acdlabs.com/ ● Rasmol http://www.openrasmol.org/ ● RasTop http://www.geneinfinity.org/rastop/ ● VMD http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/

28 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 28 Programas (2) ● Xmgr/Grace http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/ ● GnuPlot http://www.gnuplot.info/ ● R-project http://www.r-project.org/ ● OpenDX http://www.opendx.org/

29 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 29 Programas (3) ● Tinker http://dasher.wustl.edu/tinker/ ● Amber http://amber.scripps.edu/ ● MMTK http://starship.python.net/crew/hinsen/MMTK/ ● Modelzilla http://www.h-dm.com/PhysicalModeling/ ● Weka http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/

30 Departamento de Química, UPCH - Introducción a la Química Computacional 27 de Noviembre de 2005 // Jesús M. Castagnetto // Visualización de datos // 30 Esta clase esta disponible en línea: http://www.castagnetto.org/ Sección: “Download” => “Talks/Charlas”