Tugas Spasial Deskriptor Kelompok

8/19/2019 Tugas Spasial Deskriptor Kelompok

1/20

DESKRIPTOR SPASIAL

A. Pengertian Deskriptor Spasial

Studi hubungan kuantitatif struktur-aktivitas (QSAR) sangat penting pada

kimia modern, biokimia maupun farmasi. Konsep QSAR adalah mengubah

pencarian untuk sena!a ang diinginkan dengan menggunakan intuisi kimia dan

pengalaman men"adi bentuk pengukuran matematis dan komputerisasi. Setelah

korelasi antara struktur dan aktivitas ditemukan, se"umlah sena!a, termasuk

ang belum disintesis, dapat segera diskrining pada komputer untuk memilih

struktur dengan sifat ang diinginkan. Studi QSAR dapat mempercepat proses

pengembangan molekul baru untuk digunakan sebagai obat, bahan, aditif, atauuntuk tu"uan lain. #ntuk mendapatkan hubungan ang signifikan dalam korelasi

struktur aktivitas adalah penting menggunakan descriptor yang tepat , baik itu

teoritis, empiris, atau berasal dari karakteristik eksperimental ang ada pada

struktur.

$anak deskriptor mencerminkan sifat molekul sederhana dan dengan

demikian dapat memberikan pandangan ke dalam sifat fisikokimia dan aktivitas.

Kema"uan terbaru dalam hard!are komputasi dan pengembangan algoritma ang

efisien telah membantu pengembangan perhitungan kuantum-kimia. %etode semi

empirical baru, menediakan kuantitas kimia-kuantum molekul ang realistis

dalam !aktu komputasi ang relatif singkat. perhitungan kimia kuantum ang

demikian merupakan sumber deskriptor molekul baru, ang mana, pada

prinsipna, mengungkapkan semua sifat elektronik dan geometris molekul dan

interaksina. %etode kimia-kuantum dan teknik pemodelan molekul dapat

didefinisikan dari se"umlah besar molekul dan mengkarakterisasi kuantitas lokalreaktivitas, bentuk dan sifat mengikat dari molekul lengkap serta fragmen molekul

dan substituen. Karena mencakup arti ang luas konten informasi fisik dikodekan

dalam banak teori deskriptor, penggunaanna dalam desain sebuah penelitian

diatur dalam studi QSAR ang mena"ikan dua keuntungan utama & (a) sena!a-

sena!a dan berbagai macam fragmen dan substituen dapat langsung

dikarakterisasi atas dasar struktur molekul sa"a' dan (b) mekanisme aksi ang

diusulkan dapat langsung diperhitungkan dalam reaktivitas kimia sena!a.


2/20

Akibatna, model QSAR akan mencakup informasi mengenai sifat antarmolekul

ang terlibat dalam menentukan efek biologis atau aktivitas lain dari sena!a

ang bersangkutan.

eskriptor merupakan parameter sifat kimia dan fisika dari suatu sena!a

ang akan digunakan sebagai variabel bebas dalam proses analisis hubungan

kuantitatif struktur dan aktivitas. eskriptor ang digunakan harus benar-benar

memiliki hubungan aktivitas ang kuat dengan sena!a tersebut, sehingga

aktivitas sena!a baru dapat diprediksi, "ika ada satu sa"a hubungan ang lemah,

maka nilai dari parameter tersebut tidak berguna dalam prediksi. leh karena itu,

dalam suatu parameter ang dipilih haruslah mempunai hubungan ang relevan

terhadap aktivitas dari sena!a ang diteliti dan nilai parameter-parameter

tersebut didapatkan dari perlakuan ang konsisten. *ubungan kuantitatif struktur-

aktivitas (QSARs) berisi deskriptor tata ruang ( spatial descriptor ), tata ruang dan

elektronik, topologi, dan termodinamika molekul serta berbagai descriptor

lainna. eskriptor dibagi ke dalam beberapa kelas. Setiap kelas menun"ukkan

apa ang diasumsikan oleh penghitung deskriptor tentang molekul ang disa"ikan&

a. +. deskriptor + hana menggunakan atom dan koneksi informasi darimolekul untuk perhitungan. Koordinat dan konformasi individu (tersendiri)

tidak dianggap.

b. i. deskriptor internal ang menggunakan informasi koordinat tentang

setiap molekul' amun, invarian untuk rotasi dan pener"emahan dari konformasi.

c. . eksternal "uga men"elaskan menggunakan informasi koordinat

tetapi "uga membutuhkan kerangka mutlak referensi (misalna, molekul merapat

ke reseptor ang sama).

Adapun berdasarkan bentuk struktur molekul, tipe descriptor dapat

dibedakan men"adi struktur / dimensi, + dimensi, dimensi, luas permukaan

strukturm maupun struktur interaksi ligand-protein.


3/20

Spatial Descriptor sendiri termasuk kedalam tipe struktur . Spatial

descriptor (mengenai ruang) menggambarkan molekul 0 solvent-accesible” pada

daerah permukaan dan isina. 1arameter spasial terdiri serangkaian descriptor

ang dihitung berdasarkan tata ruang dari molekul dan permukaan ang diduduki

molekul tersebut. alam sebuah penelitian, deskripsi spatial sangat penting dalam

men"elaskan kinetika biotransformasi. 1anel control pada soft!are atau perangkat

ang berisi deskriptor ini mengontrol perhitungan spasial (ruang) seperti momen

inersia tentang sumbu utama dari molekul, indeks baangan, perangkat deskriptor

geometris ini membantu untuk mencirikan bentuk molekul (deskriptor dihitung

dengan memproeksikan permukaan molekul pada tiga pesa!at ang saling tegak

lurus, 2, 23, dan 3), jurs descriptors dan sebagaina, tabel ini berisi daftar

deskriptor spasial ang tersedia di QSAR&

RadOfGyration 4ari-"ari rotasi

Jurs desriptors eskriptor Jurs ang dikenakan luas

permukaan partikel

S!ado" indies proeksi luas permukaan

Area luas permukaan molekul


4/20

Density ensitas

P#I $Prinipal %o%ent of

inertia

%omen inersia utama

&% 5olume molekul

'. (onto!)onto! Deskriptor Para%eter Spasial

6erdiri dari serangkaian deskriptor ang dihitung berdasarkan susunanspasial dari

molekul dan permukaan ang diduduki oleh molekul

*. RadofGyration

4ari-"ari rotasi ( Radof7ration ) adalah ukuran dari ukuran suatu

ob"ek,permukaan, atau gabungan kedua poin tersebut. *al ini dihitung

sebagai "arak benda tersebut dari salah satu pusat gravitasi atau sumbu. *al

ini dapat dihitung sesuai persamaan berikut &

imana &

8 atom

9, , : 8 koordinat atom relatif terhadap pusat massa.

+. Jurs deskriptor

eskriptor ini menggabungkan bentuk dan informasi elektronik untuk

mengkarakterisasi molekul .eskriptor ini dihitung dengan memisahkan nilai

atom parsial di daerah permukaan pelarut. $erikut pen"elas termasuk dalam

kategori ini tercantum dalam tabel.

aftar deskriptor "urs digunakan dalam pengembangan model QSAR

Kategori deskriptor efinisi

Sebagian luas permukaan negatif

(1SA/)

4umlah dari luas permukaan

pelarut(SASA) dari semua atom

bermuatan negatif.

Sebagian luas permukaan positif

(11SA/)

4umlah SASA dari semua bermuatan

positif atom.

6otal luas permukaan negatif beban-ang 1artial SASA negatif dikalikan dengan


5/20

tertimbang(1SA+) total muatan negatif.

6otal luas permukaan positif beban-ang

tertimbang (11SA+)

1arsial SASA positif dikalikan dengan

total muatan negatif.

Atom beban-ang tertimbang luas permukaan negatif(1SA)

4umlah dari produk SASA atom danmuatan parsial dan semua atom

bermuatan negatif.

Atom beban-ang diberatkan luas

permukaan positif (11SA)

4umlah dari produk SASAs atom dan

muatan parsial atas semua atom

bermuatan positif.

Selisih nilai luas permukaan sebagian

(1SA/)

1arsial SASA positif dikurang parsial

SASA negatif.

Selisih total luas permukaan beban-

tertimbang (1SA+)

6otal nilai-beban SASA positif dikurang

berat atom muatan negatif.

Selisih luas permukaan atom beban-

tertimbang(1SA)

Atom nilai-beban SASA positif dikurang

berat atom muatan negatif SASA.

$eban fraksinasisebagianarea permukaan

negatif (;SA/, ;SA+, ;SA)

iperoleh dengan perkalian dari 1SA/,

1SA+, dan deskriptor 1SA dengan

SASA dan kemudian membagi fraksi

dengan masing-masing /


6/20

(R>S) dengan muatan negatif relatif

?uas permukaan muatan positif relatif

(R1>S)

SASA dari atom paling positif dibagi

dengan muatan positif relatif

6otal luas permukaan hidrofobik (6ASA) 4umlah dari atom SASA dengan nilaiabsolut dari muatan parsial kurang dari


7/20

mereka dikemas dalam sebuah molekul. *al ini terkait dengan

transportasi(perpindahan) dan kemampuan mencair

/. #o%en uta%a inersia

%omen inersia dihitung untuk serangkaian garis lurus ang melalui pusat

massa. @ni terkait dengan sumbu utama dari ellipsoid. 4ika semua tiga momen

ang sama, molekul ini dianggap sebagai top simetris.

%enghitung momen utama inersia tentang sumbu utama dari molekul sesuai

dengan aturan berikut&

%omen inersia dihitung untuk serangkaian garis lurus melalui pusat massa.

%omen inersia didapatkan dengan rumus &

0. &olu%e #olekul

eskriptor ini dikenal sebagai 5olume molekul adalah volumedalam

kontak permukaan. *al ini terkait dengan ikatan dan

transportasi(perpindahan).

(. #akna Dari 1ilai Perole!an Deskriptor Dari #aa%)#aa% (onto!

Deskriptor

*2 Radius of Gyration6u"uan dari descriptor radius of gration ini adalah untuk mengetahui ukuran

dari ukuran suatu ob"ek,permukaan, atau gabungan keduana ang dihitung

sebagai "arak molekul tersebut dari salah satu sumbu.

1erhitungan Radius of 7ration

#ntuk menghitung "ari-"ari rotasi untuk penampang balok dalam diagram, mulai

dengan nilai-nilai @ ang dihitung sebelumna.


8/20

@99 8 . 9 /< mmB

@ 8 +.


9/20

Atom beban ang tertimbang luas

permukaan negatif (1SA)

4umlah dari produk SASA atom dan

muatan parsial dan semua atom

bermuatan negatif.

Atom beban ang diberatkan luas

permukaan positif (11SA)

4umlah dari produk SASA atom dan

muatan parsial atas semua atom

bermuatan positif.

Selisih nilailuas permukaan sebagian

(1SA/)

1arsial SASA positif dikurang parsial

SASA negatif.

Selisih total luas permukaan beban-

tertimbang (1SA+)

6otal nilai beban SASA positif dikurang

berat atom muatan negatif.

Selisih luas permukaan atom beban-

tertimbang (1SA)

Atom nilai beban SASA positif dikurang

berat atom muatan negatif SASA.$eban fraksinasi sebagian area

permukaan negatif (;SA/, ;SA+,

;SA)

iperoleh dengan perkalian dari 1SA/,

1SA+, dan deskriptor 1SA dengan

SASA dan kemudian membagi fraksi

dengan masing-masing/


10/20

6otal luas permukaan hidrofobik (6ASA) 4umlah dari atom SASA dengan nilai

absolut dari muatan parsial kurang dari


11/20

;raksi daerah baangan molekul pada bidang 23 lebih luas menun"ukkan

persegi pan"ang (S23,f)

;raksi daerah baangan molekul pada bidang 3 lebih luas

menun"ukkanpersegi pan"ang (S3,f) 1an"ang molekul dalam dimensi (?9)

1an"ang molekul dalam dimensi 2 (?)

1an"ang molekul di dimensi 3 (?:)

ilaiterbesar ke dimensi terkecil ( ).

*asil dari perolehan masing-masing nilai menun"ukkan bentuk molekul

suatu sena!a ang dianalisis berdasarkan proeksi dari nilai permukaan

molekul pada tiga garis ang saling tegak lurus' aitu, 2, 23, dan 3.-2 Luas Per%ukaan #olekul

?uas permukaan molekul ini merupakan keterangan ang menggambarkan

daerah 5an der =aals dari molekul. %engukur se"auh mana molekul

mengekspos dirina ke lingkungan . *al ini terkait dengan ikatan,

transportasi, dan kelarutan. aerah 5an der =aals merupakan daerah ang

mengalami gaa tarik-menarik atau tolak-menolak antar molekul. aerah ini

dapat menun"ukkan kelarutan molekul tersebut pada media polar ataupun non

polar. %akin besar luas permukaan, maka semakin besar kemungkinan

ter"adina dipol sementara sedangkan gaa van der !aals ter"adi antara

molekul dengan gaa dipol-dipol permanen sehingga makin besar nilai dpol-

dipol, makin polar molekul tersebut.

2 Prinipal #o%ent Of Inertia

Sebuah hubungan antara luas permukaan atau massa tubuh ke posisi garis .

4umlah angka positif analog , momen inersia daerah dan momen inersia

massa , ang terlibat dalam analisis masalah gangguan dan dinamika masing-

masing. %omen inersia dari sosok (area atau massa) tentang garis adalah

"umlah dari produk ang dibentuk dengan mengalikan besarna setiap elemen

(daerah atau massa) dengan kuadrat "arakna dari garis. %omen inersia dari

angka adalah "umlah dari momen inersia dari bagian-bagianna.

#ntuk massa didistribusikan terus menerus dalam volume 5 , gerakan

inersia dari massa tentang sumbu diberikan oleh salah satu atau, di mana


12/20

dm adalah massa termasuk dalam elemen volume d5 di ang posisina massa

per satuan volume adalah E (lihat ilustrasi).

%omen inersia dari angka sekitar garis ang berpotongan pada satu titik

ang sama umumna tidak sama. Saat ini adalah terbesar tentang satu baris

dan sedikitna sekitar garis lain tegak lurus dengan ang pertama. Satu set

tiga baris orthogonal ang terdiri dari dua ini dan garis tegak lurus kedua

adalah sumbu utama inersia dari gambar relatif terhadap titik itu. 4ika intina

adalah massa adalah sumbu utama pusat inersia. %omen inersia sekitar

sumbu utama adalah momen utama inersia. $agian sekitar sebuah sumbu,

"umlah produk ang diperoleh dengan mengalikan setiap elemen massa

dengan kuadrat "arakna dari sumbu.

Semakin "auh posisi massa benda ke pusat

rotasina (r), semakin besar momen inersia

benda tersebut. %omen inersia "uga menun"ukkan kecenderungan suatusistem benda untuk terus berputar atau diam sebagai reaksi terhadap gaa

torsi dari luar. 4ika suatu benda ang bebas berputar terhadap sebuah sumbu

sulit untuk dibuat berputar, maka momen inersiana terhadap sumbu itu besar

/2 Densitas

%assa "enis (densitas) adalah pengukuran massa setiap satuan volume

benda. Semakin tinggi massa "enis suatu benda, maka semakin besar pula

massa setiap volumena. %assa "enis rata-rata setiap benda merupakan total

massa dibagi dengan total volumena. Sebuah benda ang memiliki massa

"enis lebih tinggi (misalna besi) akan memiliki volume ang lebih rendah

daripada benda bermassa sama ang memiliki massa "enis lebih rendah

(misalna air). Satuan S@ massa "enis adalah kilogram per meter kubik (kgFm-

)

%assa "enis berfungsi untuk menentukan :at. Setiap :at memiliki massa

"enis ang berbeda. an satu :at berapapun massana berapapun volumena


13/20

akan memiliki massa "enis ang sama. Rumus untuk menentukan massa "enis

adalah &

E 8m

V dengan

E adalah massa "enis,

m adalah massa,

5 adalah volume.

Satuan massa "enis dalam G>7S Hcenti-gram-sekonIJ adalah& gram per

sentimeter kubik (gcm). / gcm8/


14/20

D. Analisis Deskriptor Spasial dengan Struktur ,D

eskriptor spasial terdiri dari serangkaian deskriptor ang dihitung

berdasarkan susunan spasial dari molekul dan permukaan ang diduduki oleh

molekul. Spasial sendiri memiliki pengertian bentuk ruang () , sehingga

menggambarkan kedudukan atom-atom di dalam ruang tiga dimensi (molekul)

dan besarna sudut-sudut ikatan ang dibentuk dalam suatu molekul, serta ikatan

ang ter"adi pada molekul tersebut ang dibentuk oleh pasangan-pasangan

elektron.

6ipe parameter deskriptor dari deskriptor spasial adalah Radof7ration,

4urs deskriptor, indeks $aangan, ?uas permukaan %olekul, ensitas, momen

utama inersia, 5olume %olekul, %omen dipol, *%, dan ?#%. $erbeda

halna dengan struktur + ang merupakan bentuk permukaan datar ang terdiri

dari pan"ang dan lebar.

Radofgration adalah untuk menghitung "ari-"ari rotasi dari suatu atom

dengan cara mengukur pada koordinat 9, , dan : terhadap sumbu. an pada

indeks baangan berfungsi untuk menggambarkan bentuk molekul dihitung

dengan memproeksikan permukaan molekul pada tiga garis ang saling tegak

lurus' aitu, 2, 23, dan 3. 1ada momen dipol menun"ukkan kekuatan dan

orientasi perilaku molekul di medan elektrostatik. $aik besarna dan komponen

(, 2, 3) dari momen dipol dihitung. 1ada ketiga deskriptor tersebut

(Radofgration, indeks baangan, dan momen dipol ) terdapat koordinat 9, , dan

: anghana dimiliki oleh struktur sementara struktur + hana memiliki

koordinat 9 dan .

4urs deskriptor untuk menghitung muatan parsial atom di daerah

permukaan pelarut L ang mengakses (mengikat) atom secara individu. posisi

dari muatan parsial positif M N (delta plus) dan negatif M O (delta minus) akan

mempengaruhi kepolaran dari suatu molekul. 4urs deskriptor ini menghitung luas


15/20

permukaan dari muatan parsial positif ,negatif, luas permukaan hidrofobik, dan

luas permukaan polar dimana luas permukaan hana dapat dianalisa dalam bentuk

molekulna ().

?uas permukaan molekul adalah descriptor ang menggambarkan

daerah van der =aals molekul. $egitu "uga dengan volume molekul ang hana

dapat diukur dalam bentuk ruang (). Serta deskriptor densitas ang merupakan

rasio berat molekul terhadap volume molekul. escriptor ini mena"ikan "enis

atom dan bagaimana mereka dikemas dalam sebuah molekul ()

%omen innersia merupakan ukuran kelembaman suatu benda untuk

berotasi terhadap porosna, dimana rotasi hana dapat ter"adi pada atom dalam

bentuk molekulna ()

https://id.wikipedia.org/wiki/Rotasihttps://id.wikipedia.org/wiki/Rotasi


16/20

1RSP#R 1P7A1?@KAS@A SPATIAL DESCIPT! 1AA %PA. MEMBUAT DATA DALAM BENTUK “.moe”

B. MEMBUAT DATABASE DAN DESKRIPTOR

Buka danj alankan aplikai MOE. Tun!!u "in!!a lem#a$

Pili" menu &le pada %ool#a$ a%a laluklik open

'a$i da%a (an! #e$iikan “.mol)” den!an men!klik

Klik da%a “.mol)” lalupilik ok maka akan mun*ul

%$uk%u$ pada lem#a$ ke$ja moe

Pili" menu &le lalu pili" a+e. 'a$i ,olde$ %empa% ki%ain!in men(impan den!an men!klik %anda “..”

-apu %anda #in%an! dan !an%i nama euai (an! ki%a

in!inkan lalu klik ok. Maka &le akan %e$impan dalam

-apu %$uk%u$ (an! ada di lem#a$ ke$ja den!an

men!klik *loe pada %ool#a$ ampin! ki$i

Lakukan "al (an! amapa daelu$u" da%a “.mol)”

Pili" menu &le pada %ool#a$ a%a lalu klik open


17/20

'a$i dan klik Di$ ample Di$ mol %$p%$ain.md#

maka akan mun*ul da%a#ae +ie/e$

Klik menu &le pada da%a#ae +ie/e$ lalu pili" a+e a.

Pili" ,olde$ %em a% men im an da%a dan an% inama &le

-apu emua en%$i #a$i (an! ada den!an men!klik

edi%dele%eele*%ed en%$ie

-apu emua kolom (an! ada den!an men!klikedi%dele%e ele*%ed &eld

Pili" menu &le pada lem#a$ ke$ja moe lalu pili" open

'a$i ,olde$ (an! #e$iikan da%a “.moe” lalu pili" da%a(an! akan ki%a "i%un! dek$p%o$n(a

Klik append %o da%a#ae0 maka da%a molekul akan

%ampak pada da%a#ae +ie/e$

Pilik *ompu%e pada %ool#a$ da%a#ae +ie/e$ lalu pili"

de*$i %o$*al*ula%e

Un%uk menen%ukan pa%ial de*$ip%o$ pili" pmi dan

deni% laluklik ok


18/20

DA3TAR P4STAKA

Anonim. "uasar descriptors# https&!!!.chemcomp.com"ournaldescr.htm,

(diakses pada D %aret +hemistr, #niversit of 6artu, + 4akobi

Str., 6artu, PP +B


19/20

SPATIAL DES(RIPTOR


20/20

A%A @%

/ ?@2A ?@A

Documents

Tugas Spasial Deskriptor Kelompok