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Weiterführende Lerneinheiten

Hast du die Lerneinheit Molecular Modelling bearbeitet und suchst weiterführendes Material? Dann empfehlen wir Dir folgende Lerneinheiten:

PraxisLevel 445 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Die Herleitungen in den anderen Lerneinheiten ergeben meist die Energie des Systems. Ableitungen der Energie nach anderen Parametern (Kernkoordinaten, magnetisches Feld...) ergeben andere Moleküleigenschaften. Darauf geht diese Lerneinheit ein. Azulen und Aceton werden als Beispiele behandelt.

Drug Design am Beispiel eines HIV-Protease-InhibitorsLevel 260 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Einführung in das Thema Drug Design, Vorstellung wichtiger Konzepte und Methoden, Veranschaulichung am Beispiel eines HIV-Protease-Inhibitors, Aufbau und Lebenszyklus des HI-Virus

Kombinatorisches WirkstoffdesignLevel 360 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Das Ziel des kombinatorischen Designs ist es, eine möglichst große Zahl von potenziellen Wirkstoffen aus der Kombination bzw. Permutation einfacher Grundstoffe zu erzeugen. Im Gegensatz zur konventionellen Synthese von Wirkstoffen, die gezielt von wenigen Ausgangsstoffen zu einem oder wenigen gewünschten Endprodukten abläuft, versucht die kombinatorische Synthese eine möglichst große Vielfalt von Syntheseprodukten zu erreichen. Das kombinatorische Wirkstoffdesign lebt vom Prinzip, dass eine große Zahl von testbaren Substanzen auch die Anzahl möglicher neuer Leitstrukturen erhöht. Ein zweiter Vorteil der kombinatorischen Methode setzt ein, nachdem durch Versuch und Irrtum neue Leitstrukturen gefunden wurden. Da es in der kombinatorischen Synthese relativ einfach ist, Strukturen systematisch zu modifizieren, erhöht sich die Chance und vermindert sich der Zeitaufwand, gefundene Leitstukturen zu optimieren.

Konzept der LeitstrukturLevel 260 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Die Suche nach neuen Wirkstoffen orientiert sich an den so genannten Leitstrukturen. Dieser Begriff bezeichnet den zwei- und dreidimensionalen Aufbau von Stoffen, die bereits einige der gewünschten Eigenschaften besitzen, aber andere vermissen lassen. Die meisten Leitstrukturen ergaben sich aus pflanzlichen, tierischen, mikrobiellen und körpereigenen Naturstoffen wie z.B. Neurotransmittern und Hormonen, wobei nur wenige der Vorlagen selbst als Arzneien zum Einsatz kommen. Eine ständig anwachsende Gruppe von Leitstrukturen wurde jedoch auch aus synthetischen Substanzen entwickelt, die klassisch in Tierversuchen auf biologische Wirksamkeit getestet wurden. Heute steht hierzu ein vollautomatisiertes Screening in Zellkulturen sowie molekularen Testsystemen zur Verfügung (High-Troughput-Screening, HTS).

Molecular Modelling beim WirkstoffdesignLevel 275 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Das molekulare Modellieren (Molecular Modelling) umfasst verschiedene, meist computerbasierte Methoden und Techniken für die Herleitung, Darstellung und Manipulation dreidimensionaler chemischer Strukturen und daraus abgeleiteter physikochemischer Moleküleigenschaften sowie für die Modellbildung chemischer Reaktionen. Da die meisten Moleküle flexible Systeme sind, die verschiedene, energetisch gleichwertige Zustände einnehmen können, ist bereits das Modellieren einzelner Moleküle keineswegs trivial und verlangt eine erhebliche Rechenleistung. Noch komplexer ist die Modellbildung und Simulation von Bindungsprozessen, da hier sowohl die Besonderheiten des Targets als auch der untersuchten Liganden sowie des Mediums bzw. Lösungsmittels, in dem die Reaktion abläuft, berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grund stellen die berechneten Modelle einen Kompromiss zwischen möglichst realistischen Parametern und notwendigen Vereinfachungen bzw. Annäherungen an die realen Verhältnisse dar. So werden zur Simplifizierung von Energieberechnungen z.B. die Moleküle analog zu makroskopischen Körpern mit einer bestimmten Oberfläche und Volumen visualisiert und Reaktionen meist unter den so genannten "idealen Bedingungen" (z.B. im Vakuum) berechnet.

Strukturbasiertes WirkstoffdesignLevel 260 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Im Gegensatz zum kombinatorischen Ansatz des Wirkstoffdesigns, der auf dem Screening einer großen Zahl von Verbindungen beruht, die nach dem Zufallsprinzip synthetisiert wurden, beruht das strukturbasierte Design, wie der Name schon sagt, auf der Kenntnis der Struktur des Targets und/oder anderer bereits bekannter Wirkstoffe. Im ersten Fall steht daher das Screening, im zweiten Fall das Design im Vordergrund. Der strukturbasierte Ansatz wird daher auch als rationales oder gezieltes Wirkstoffdesign bezeichnet. Er beruht auf der grundlegenden Annahme, dass die Wirkung einer Substanz von ihrer mehr oder weniger intensiven Bindung an das Target-Molekül herrührt. Man nimmt weiter an, dass sich die beiden Moleküle in dieser als aktiv oder gebunden bezeichneten Konformation sowohl geometrisch als auch chemisch zueinander komplementär verhalten und dadurch die Bioaktivität bedingen. In den meisten Fällen erreicht eine Substanz nur dann eine biologische Wirkung, wenn sie sich in die spezifische Bindungstasche eines Targets einpasst und andockt (z.B. im aktiven Zentrum eines Enzyms) und damit den Zugang des natürlichen Liganden unterbindet.

Moleküldynamik - EinführungLevel 440 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Diese Lerneinheit gibt eine Einführung in die Moleküldynamik im Bereich des Molecular Modeling. Es wird erläutert, wie die Newton'schen Bewegungsgleichungen gelöst werden.

EinführungLevel 420 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Diese Lerneinheit führt allgemein in die Computerchemie ein. Es werden Problemlösungsstrategien vorgestellt und die Methoden der Computerchemie erläutert. Weiterhin wird auf die Entwicklung der quantenchemischen Verfahren in den letzten Jahren eingegangen.

Hückel-Theorie - Einführung und EnergieberechnungLevel 445 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Diese Lerneinheit geht auf die Hückel-Theorie ein, insbesondere auf die Berechnung von Energien und Säkulardeterminanten am Beispiel von Butadien.

Molekülmechanik - EinführungLevel 435 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Diese Lerneinheit gibt eine Einführung in die Molekülmechanik und beschreibt die Berechnung von Energien. Dabei wird auf die Bedeutung der Potenzialkurven für die Berechnung der potenziellen Energie eingegangen.

Quantenchemie - Einführung und MethodenLevel 430 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Diese Lerneinheit gibt eine Einführung in die Quantenchemie im Molecular Modeling.