Program Molden posiada swoje własne, zewnętrzne pole siłowe – ambfor (Amber/GAFF). Za jego pomocą możemy dokonywać optymalizacji (minimalizacji) geometrii utworzonej cząsteczki. Proces ten prowadzi do ułożenia atomów w przestrzeni tak aby geometria cząsteczki odpowiadała strukturze w minimum energetycznym. Program Molden posiada również oprócz własnego pola siłowego implementację innych pól siłowych, tj. MM3, Charmm, Amber, AmoebaPRO, Sybyl oraz Quanta Charmm.

Praktyczne ćwiczenie

Jako przykład weźmiemy zbudowaną cząsteczkę aldehydu salicylowego i postaramy się przeprowadzić  proces optymalizacji.

Okno wyboru pól siłowych uruchamiamy za pomocą przycisku FF  Molden_screen, który znajduje się w oknie Molden Control. Po wciśnięciu przycisku pojawia się okno pól siłowych, które wygląda następująco:

Molden_screen

Przycisk znajdujący się po prawej stronie napisu Force Field (w tym wypadku wybrany został Amber/GAFF) pozwala na wybranie pola siłowego, po jego kliknięciu wyświetla się menu kontekstowe z możliwością wyboru typu pola siłowego:

Molden_screen

Do optymalizacji użyjemy zewnętrznego pola siłowego programu Molden, tj. pola Amber/GAFF.

Przycisk znajdujący się po prawej stronie Total Charge określa całkowity ładunek cząsteczki, jest to wartość, którą możemy zmieniać  (w naszym przypadku całkowity ładunek cząsteczki wynosi 0).

Przycisk AtomColor pozwala na zmianę wyświetlania koloru zaznaczanego atomu. Po jego prawej stronie znajduje się informacja o typie i numerze atomu, jego ładunku cząstkowym oraz ładunku pozostałych atomów.

Okienko z wyborem typu atomu (Atom Type) określa typ hybrydyzacji atomu, który jest aktualnie zaznaczony.

Pole Charge wyświetla ładunek cząstkowy na zaznaczonym atomie.

Pole Residue wyświetla ładunki pozostałych atomów.

Przycisk E q oblicza energię van der Waalsa i energię elektrostatyczną pomiędzy pozostałymi atomami.

Przycisk OPT służy do właściwej optymalizacji cząsteczki, po jego kliknięciu wyświetla się okienko:

Molden_screen

 

Opcja Archive pozwala na zapisanie struktur pośrednich, krok zapisu ustawiamy obok. Ze struktur tych możliwe jest odtworzenie drogi minimalizacji. Aby zapisać plik ze strukturami pośrednimi zaznaczamy opcję Detach Job i w polu Job name wpisujemy nazwę pliku. Pole Archive Uptade Freq. Określa częstotliwość z jaką zapisywane są poszczególne struktury pośrednie.

Pole RMS Gradient określa gradient wartości pierwiastka średniej kwadratowej błędu (RMS Root Mean Square), czyli im niższy tym więcej potrzeba iteracji, aby zoptymalizować cząsteczkę.

Pole Max. Iteration określa maksymalną ilość powtórzeń, po której zostanie zakończona optymalizacja geometrii, im wartość jest większa, tym optymalizacja trwa dłużej.

Przycisk GO uruchamia procedurę optymalizacji geometrii cząsteczki, po kliknięciu na niego wyświetli się okienko z zapytaniem, czy rozpocząć optymalizację:

Molden_screen

Klikamy OK i następuje optymalizacja geometrii cząsteczki, której zmianę możemy obserwować w okienku Molden.

Po wykonaniu optymalizacji geometrii wyświetli się okienko, które informuje nas o wykonaniu procesu.

Molden_screen

W przypadku aldehydu salicylowego widać różnicę w geometrii cząsteczki przed i po wykonaniu optymalizacji:

Molden_screen

Geometria cząsteczki przed optymalizacją.

Molden_screen

 Geometria cząsteczki po optymalizacji

Dalej