Untersuchung von Cyclodextrinkomplexen - OPUS - Universität ...

60 Material und Methoden
4.5 Computerchemische Untersuchungen
Die hier beschriebenen Arbeiten wurden, sofern nicht anders angegeben, mit dem
Softwarepaket Molecular Operating Environment (MOE) [163] in der zum jeweiligen
Zeitpunkt aktuellen Version im Arbeitskreis Professor Sotriffer der Pharmazeutischen
Chemie in Würzburg durchgeführt. Die Generierung der Cyclodextrinkonformere
(s. Kap. 4.5.2) geschah in Zusammenarbeit mit Schauer [164]. Alle Rohdaten und
Ergebnisse wurden elektronisch gespeichert (s. Anh. 8.4.1).
4.5.1 Erzeugung der Koordinatensätze der Arzneistoffmoleküle
Mit dem in MOE enthaltenen Moleküleditor Molecule Builder wurden die einzelnen
Arzneistoffmoleküle in ihren verschiedenen Ladungszuständen (s. Anh. 8.4.2) im mol2-
Format erstellt und unter Verwendung des MMFF94x – Kraftfelds [165] bis zu einem RMS-
Gradienten von 0,05 minimiert.
4.5.2 Generierung verschiedener Konformere des β-Cyclodextrins
Für die weiteren Versuche wurde ein Set aus zehn Konformeren des β-Cyclodextrins erstellt.
Hierzu wurde der Cambrigde Structural Database (CSD) [166] eine Röntgenkristallstruktur
[167] entnommen und mit dem MMFF94x – Kraftfeld [164] bis zu einem RMS-Gradienten
von 0,05 minimiert. Die erhaltene Struktur wurde in eine kubischen Wasserbox mit einer
Seitenlänge von 24,36 Å platziert. Um diesen Würfel wurde eine wall mit einer Gewichtung
von 300 erstellt. Das System wurde in einer Molekulardynamik Simulation bei 600 K über
einen Zeitraum von 500 ps mit expliziter Wasserumgebung simuliert, wobei in Abständen
von 0,5 ps Snapshots aufgezeichnet wurden. Die erhaltenen Konformere wurden aus der
Wasserbox abgetrennt und mit dem verwendeten Kraftfeld bei einer Dielektrizitätskonstante
von 80 bis zu einem RMS-Gradienten von 0,05 minimiert. Für alle sieben glycosidischen
Bindungen wurden jeweils die beiden Torsionswinkel Φ (H1-C1-O4’-C4’) und Ψ (C1-O4’-C4’-
H4’) [33] bestimmt. Die beiden Winkel jeder Bindung wurden addiert und anschließend der
Betrag gebildet. Durch die konsequente Auswahl der Atome konnte so der absolute Winkel
bestimmt werden, den die beiden Wasserstoffatome an einer glycosidischen Bindung
miteinander unter Einbeziehung der Ebene der glycosidischen Bindung bilden (vgl. Abb. 2.5,
Abb. 5.30).
Alle Strukturen mit mindestens einer solchen ‚Einzelwinkelsumme’ über 60° wurden nicht für
die weitere Betrachtung herangezogen, da Strukturen mit größeren Einzelwinkeln nicht für
Wechselwirkungen mit einem Gastmolekül geeignet erschienen. Die sieben
Einzelwinkelsummen jedes verbleibenden Moleküls wurden anschließend zu einer
‚Gesamtwinkelsumme’ addiert.