Avogadro, Software Kimia Gratis untuk Edit Molekul

Avogadro adalah software kimia gratis, open source, tersedia dalam berbagai paltform sistem operasi merupakan editor molekul yang dirancang untuk digunakan secara fleksibel dalam kimia komputasi, pemodelan molekul, bioinformatika, ilmu material, dan bidang terkait lainnya. Avogadro yang tersedia dapat dijalankan pada sistem Windows, Linux, dan Mac OS X. Kode sumber sumber tersedia di bawah GPL GNU. Menurut saya aplikasi ini sangat bagus dengan kelebihan ukuran filenya sangat kecil (tidak lebih dari 10 MB). Tampilan yang bagus dan sudah bisa dihandle oleh perangkat keras kebanyakan sekarang.

Apa yang dapat dilakukan Avogadro?

• Dapat melakukan pengunduhan secara langsung dari PDB (protein data bank) atau PubChem (database dari molekul kimia dan aktivitasnya terhadap uji biologis)
• Inovatif “auto-optimation”, alat yang memungkinkan Anda untuk terus membangun dan memodifikasi, selama optimasi mekanika molekular.
• Antarmuka untuk banyak paket komputasi umum.
• Plugin yang memungkinkan Avogadro untuk diperpanjang dan disesuaikan.
• Embedded interpreter Python.
• Terjemahan tersedia dalam 19 bahasa lebih, termasuk antar muka juga sudah bisa berbahasa Indonesia, tersisa hanya beberapa bagian saja yang belum dialihbahasakan.
• Cross-Platform: Molekul pembangun / editor untuk Windows, Linux, dan Mac OS X.
• Intuitif: Dibangun untuk dapat digunakan dengan mudah bagi mahasiswa dan peneliti lebioh lanjut.
• Cepat: Mendukung multi-threaded rendering dan komputasi.
• Extensible: Plugin arsitektur bagi pengembang, termasuk rendering, tool interaktif, perintah, dan skrip Python.
• Fleksibel: Fitur OpenBable yang dapat digunakan untuk impor file-file kimia lain, input untuk beberapa paket kimia komputasi, kristalografi, dan biomolekul.

Sumber untuk men-download silahkan klik di sini.
Tutorialnya dapat dilihat atau diunduh dari sini. Ada juga tutorial dalam bentuk videonya, silahkan kunjungi http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Tutorials

Contoh salah satu tutorial yang tersedia di Youtube adalah seperti di bawah ini. Silahkan mencari tutorial lainnya di sana.

Software ini adalah hasil proyek komunitas dengan banyak kontributor, makanya disebut open source, siapapun boleh memberikan umpan balik, melaporkan bug dan kode agar menjadi lebih baik.

Karena ukurannya yang sangat kecil dan tidak terlalu memerlukan hardware dengan spek yang tinggi dan mahal maka sangat cocok digunakan saat pelajaran kimia pada materi-materi tertentu, dapat digunakan secara langsung di kelas. Tentu kita harus memahami berbagai seluk-beluknya. Ini adalah alternatif pembelajaran yang mengajak siswa mengamati secara langsung proses dan sifat kimia suatu zat.

sumber :

http://urip.wordpress.com/2011/06/11/avogadro-software-kimia-gratis-untuk-edit-molekul/

Menggambar Struktur Kristal dengan Perangkat Lunak Ball & Stick (BS)

Balls & Sticks (BS) adalah perangkat lunak gratis untuk menggambarkan struktur kimia, terutama kristal, dalam 3D dan dapat menghasilkan gambar bitmap yang dapat disalin ke clipboard dan ditempelkan (paste) pada dokumen pengolah kata seperti Microsoft Word. Versi terbaru perangkat lunak BS (bsxxxx.zip)* dapat di-download di sini dan diinstal dengan sederhana, yakni dengan melakukan hal-hal berikut:

1. Membuat directory khusus 'BS'
2. Melakukan Uncompress bsxxxx.zip dan menempatkan file-file hasilnya (bs.exe; bs.sis; spgr.dat;dll) ke directory 'BS'

Untuk menjalankan program BS, seperti halnya program lain, cukup dengan cara mengklik dua kali ikon bs.exe. Kalau teman-teman pingin lebih banyak tau tentang software ini saya anjurkan baca buku Padatan Oksida Logam (Struktur, Sintesis, dan sifat-sifatnya) karangan Ismunandar penerbit ITB. 

sumber :
http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/07/menggambar-struktur-kristal-dengan.html 

Ruang Lingkup Kimia Komputasi

Ruang lingkup kimia komputasi mencakup berbagai bidang antara lain:

a. Dinamika Molekuler

Dinamika molekuler mengandung pengujian terhadap perilaku molekul atau sistem kimia sebagai fungsi waktu, seperti geraka vibrasional atau gerakan Brownian, hal ini sering dikerjakan dengan penjelasan mekanika klasik yang hampir sama dengan perhitungan mekanika molekular.

Penerapan dinamika molekular pada sistem pelarut/zat terlarut memungkinkan dilakukannya perhitungan sifat sistem seperti koefisien difusi atau fungsi distribusi radial untuk digunakan dalam perhitungan mekanika statistik. Pada umumnya skema perhitungan pelarut/zat terlarut dimulai dengan sistem yang terdiri dari sejumlah molekul dengan posisi dan kecepatan awal. Energi dari posisi yang baru dihitung relati terhadap posisi sebelumnya untuk perubahan waktu yang kecil dan proses ini berinterasi salam ribuan langkah sedemikian hingga sistem dapat dianalisis dengan cara pengambilan sampel dari sistem yang telah mencapai keseimbangan.

Dalam rangka menganalisis vibrasi molekul tunggal data energi ditransformasikan secara Fourir ke dalam domain frekuensi. Puncak vibrasi yang diberikan dapat dipilih dan ditransformasikan ke dalam domain waktu, sehingga dapat dilihat gerakan apa yang menyebabkan frekuensi vibarasi tersebut.

Metode dinamika molekular merupakan metode simulasi yang sangat berguna dalam mempelajari sistem molekular seperti molekul organik dalam larutan dan senyawa makromolekul dalam proses metabolisme. Metode ini memungkinkan penggambaran struktur, sifat termodinamika dan sifat dinamis dari sistem pada fasa terkondensasi. Bagian pokok dari metodologi simulasi adalah tersedianya fungsi energi potensial yang akurat untuk memodelkan sifat dari sistem yang dikaji. Fungsi energi potensial dapat disusun melalui metode mekanika kuantum Quantum mechanic, QM atau mekanika molekular Molecular Mechanic, MM. Permasalahan yang muncul adalah QM hanya dapat digunakan untuk sistem sederhana dengan beberapa puluh satuan massa mengingat bahwa perhitungan QM memerlukan waktu yang lama sedangkan metode MM tidak cukup teliti, untuk mengatasi permasalahan ini, dikembangkan suatu metode hibridisasi yang dikenal dengan nama QM/MM, yaitu bagian yang penting dari sistem yang dikaji dihitung dengan metode QM, sedangkan bagian sistem yang tidak harus dijelaskan secara detail dihitung dengan metode MM. Metode QM/MM banyak digunakan dalam simulasi reaksi katalitik enzimatik. Proses kimia dalam larutan dan docking suatu protein dalam reseptor.

b. Mekanika Statistik

Mekanika statistik adalah cara matematika untuk mengekstrapolasi sifat termodinamika dari materi secara keseluruhan (bukti) berpijak pada gambaran molekular dalam tataran metode kertas dan pensil, karena ahli mekanika kuantum belum dapat menyelesaikan persamaan Schroedinger secara eksak hingga sekarang sehingga ahli mekanika statistik tidak mempunyai titik awal untuk mengembangkan metode penyelesaiannya. Perhitungan mekanika statistika sering dilakukan pada akhir perhitungan ab initio terhadap sifat fasa gas. Untuk sifat terkondensasi, sering perhitungan dinamika molekular diperlukan dalam rangka melakukan eksperimen komputasi.

Salah satu metode mekanika statistika yang banyak digunakan dalam kimia komputasi adalah Monte Carlo, dengan metode Monte Carlo, kita dapat mendapatkan gambaran tentang struktur dan energi dalam keseimbangan, tetapi tidak dapat memberikan gambaran dinamika atau sifat yang bergantung pada waktu.

c. Pemodelan keadaan padat

Struktur elektronik dari kristal didefinisikan oleh plot struktur pita bond structure plot, yang memberikan energi dari orbital molekul pada setiap titik dalam ruang, yang dikenal dengan nama daerah Bruillion Bruillion zone. Perhitungan ab initio dan semiempiris menghasilkan energi orbital, sehingga mereka dapat diterapkan pada perhitungan struktur pita, jika perhitungan energi molekul memerlukan waktu yang lama, maka diperlukan waktu yang jauh lebih besar untuk menghitung energi setiap titik dalam daerah Bruillion.

Perhitungan struktur pita telah dilakukan untuk sistem yang sangat komplek, namun demikian perangkat lunak belum cukup secara otomatis dan belum terlampau cepat untuk menyelesaikan kasus-kasus struktur pita.

d. Termodinamika

Termodinamika adalah salah satu dari sekian banyak penjelasan kimia matematis yang telah dibangun, sering kali perlakuan termodinamika didapatkan dengan kerja kertas dan pensil karena banyak aspek kimia dapat dijelaskan secara akurat dengan pernyataan matematika yang sederhana. Perhitungan kimia komputasi akan dapat membantu penyelesaian perhitungan besaran termodinamika, terutama akan sangat berguna jika kita berhadapan dengan molekul-molekul besar.

Refrensi:

Harno D Pranowo

http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/04/ruang-lingkup-kimia-komputasi.html

CHEMSKETCH

ChemSketch adalah software yang digunakan untuk mengambar dan memodelkan struktur kimia seperti software ChemOffice. Software ChemSketch dapat mengambar struktur kimia dalam bentuk 2D dan 3D. Software ini sangat mudah digunakan, hanya dengan mengklik dan mendrag tool-tool yang tersedia untuk mengambar struktur yang diinginkan. Program ini juga menyediakan struktur asam amino, alkaloid, karbohidrat, asam nukleat, DNA/RNA, lab kit (semua peralatan kimia berupa gelas), orbital, senyawa phospor, steroid, terpen, dll. Software ini juga menyediakan pengambaran kurva dan grafik. ChemSketch dikeluarkan oleh ACD/labs.com yang didownload secara gratis (freeware)

 

sumber :

http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/07/chemsketch.html

ChemDoodle

ChemDoodle adalah software yang digunakan untuk menggambar struktur kimia baik dalam bentuk 2D atau 3D, sehingga teman-teman dapat memahami struktur senyawa kimia menurut teori. Software ini juga menyediakan tool-tool yang yang mudah digunakan seperti ikatan, berbagai macam bentuk cincin, orbital, spektra, grafik, tabel periodik dan masih banyak tool-tool yang lain yang memudahkan kita untuk menggunakannya. Software ini hampir mirip dengan software ChemSketch dan ChemOffice. Software ini bisa dijalankan di sistem Windows, Linux, OSX dan didukung oleh program Java.

Bagi teman-teman yang berminat untuk memiliki software ini untuk menyelesaikan tugas dari guru maupun dari dosen silakan di download disini. Untuk melakukan penginstalan software ini membutuhkan program Java sebagai software pendukung. Program Java dapat di download disini. Tutorial software ChemDoodle dapat di downlaod di youtube.

sumber :

http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/09/chemdoodle.html

link/web penyedia software yg berhubungan dengan kimia komputasi

WWW.CHEM-IS-TRY.ORG

WWW.KIMIA.UNNES.AC.ID

WWW.CHEMPUTE.COM

WWW.KOMPUTASI.LIPI.GO.ID

WWW.COMPUTATIONAL-CHEMISTRY.CO.UK

Manfaat Kimia Komputasi untuk Penelitian dan pengembangan obat

1.  Untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
2. Untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan penamatan pada reaksi di laboratorium.
3. Untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

contoh : 

Kimia Komputasi dalam Pengembangan Obat

 

Metode kimia komputasi untuk tujuan disain molekul baru, tetutama senyawa obat, serta prediksi sifat fisiko-kimia telah menjadi metode pilihan utama sebagian besar industri farmasi berkaitan dengan pengembangan maupun penemuan obat. Aplikasi metode yang juga disebut in silico ini, berawal dari postulat dasar dalam paradigma disain obat klasik yang menyatakan bahwa efek obat dalam tubuh manusia merupakan suatu konsekuensi “molecular recognition” antara ligan (dalam hal ini obatdan sutau makromolekul (target). Aktivitas farmakologi ligan terhadap dudukan kerjanya (action site) sangat ditentukan oleh tatanan ruang dan kerapatan elektron atom-atom ligan, dan juga bagaimana atom-atom tersebut berinteraksi dengan molekul target atau “biological conterpart” (Bohm & Klebe, 1996). Struktur, dinamika, dan interaksi demikian memungkinkan suatu karakterisasi menggunakan kimia komputasi dilakukan. Misalnya, pendekatan berbasis mekanika molekular (molecular mechanics) secara efisien dapat membantu penemuan kandidat-kandidat obat baru, dan metode komputasi yang tidak mahal ini sekarang secara rutin digunakan di dalam disain obat (Jorgensen, 2004). Meskipun demikian, jika deskripsi sifat elektron yang diperlukan untuk tujuan disain tersebut, maka penggunaan mekanika kuantum sangat beperan. Sesungguhnya pendekatan kimia komputasi berbasis mekanika kuantum selain menjelaskan efek elektronik kuantum, juga mampu menjelaskan pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, efek polarisai, perpindahan muatan, dst., biasanya mampu memperkirakan energi molekul lebih akurat (Cavali et al., 2006). Aplikasi mekanika kuantum berbasis ligan di dalam disain obat sejak dahulu telah diarahkan dalam pengamatan energi, geometri, dan distribusi elektron (misalnya HOMO, LUMO, momen dipol, dst.) molekul organik kecil. Perhitungan mekanika kuantum secara rutin telah juga dilakukan dalam analisis QSAR (Quantitative-Structure Activity Relationship) klasik (Lepp & Chuman, 2005), QSAR 3D (Aguirre et al., 2005) dan juga mengembangkan deskriptor kuantum (Wan et al., 2004) untuk digunakan dalam penelitian korelasi struktur-aktivitas. Hal menarik dalam penggunaan kimiakomputasi berkaitan dengan molekul target di dalam disain obat adalah telaah analisis reaksi enzimatik dalam sistem biologis yang memiliki relevansi farmakologi (Gogonea et al., 2001), simulasi ini memungkinkan menjelaskan mekanisme substrat (inhibitor)-enzim dan lebih lanjut terhadap interaksi substrat enzim pada keadaan transisi melalui analisis energi ikat (binding energy).

sumber : 

http://chemistry.unpad.ac.id/index.php/penelitian/kimia-komputasi/29-kimia-komputasi-dalam-pengembangan-obat