ChemOffice

       ChemOffice merupakan salah satu software yang digunakan untuk membuat struktur kimia dengan mudah dan digunakan untuk menggambar secara 2 dimensi (2-D) dan 3 dimensi (3-D). Struktur 2-D akan terlihat dalam satu bidang datar, sedangkan struktur 3-d akan terlihat seperti struktur ruang

       ChemDraw pro versi 8.0 merupakan salah satu program aplikasi dari Chem Office, untuk menggambar struktur 2D dalam bidang ilmu kimia, terutama kimia organik, biokimia, dan polimer. Software ini dapat membantu anda dalam menggambar struktur kimia dengan berbagai fasilitasnya, hanya dengan mengkliknya, tool tersebut akan bekerja untuk anda.

Tool-tool dalam ChemDraw mewakili berbagai macam bentuk ikatan yang dapat anda susun menjadi struktur kimia sehingga tidaklah sulit bagi anda untuk menggambarkan struktur yang kompleks sekalipun, bahkan juga dalam berbagai bentuk konformasi dan dalam bentuk proyeksi.

 

       Struktur-struktur tertentu yang telah umum dapat digambar secara langsung dengan mengklik tool, seperti struktur cincin benzena, siklopentana, sikloheksana dan senyawa siklis yang lain. Tool dalam ChemDraw juga menyajikan gambar struktur untuk asam amino, DNA, dan RNA yang terdapat dalam template, anda tinggal klik, membawanya ke layar, drag, maka jadilah gambar struktur anda.

ChemDraw merupakan program aplikasi untuk menggambar yang di lengkapi dengan tool-tool sehingga pengguna dapat dengan mudah membuat gambar yang diinginkannya hanya dengan mengklik tool-tool tersebut, dengan ChemDraw anda tidak akan mengalami kesulitan di dalam membuat struktur kimia. Hal ini tentu sangat membantu anda dalam menulis skripsi, thesis, karya ilmiah, ataupun jurnal, bahkan anda juga dapat mengkomunikasikan struktur yang anda miliki ke dunia web jika komputer anda di lengkapi dengan program aplikasi ChemOffice yang lain. Gambar yang telah anda buat juga dapat dengan mudah dicetak atau dibawah ke dalam program aplikasi lain seperti Ms. Word. 

ChemDraw juga dapat menganalisis struktur kimia yang telah kita gambar dengan menggunakan Analys Struktur pada menu Structure, di sini anda dapat mengetahui sifat-sifat fisik struktur tersebut, misalnya, titik didih, titik leleh, berat molekul, temperatur, tekanan, dll.

sumber : 

http://faijalchemistry.blogspot.com

Kemampuan Hyperchem

       Program Hyperchem, merupakan program kimia aplikasi 32 bit, yang dikembangkan oleh HyperCube Inc, untuk sistem operasi Windows 95/98, Windows NT, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 dan Linux. HyperChem merupakan program handal dari pemodelan molekul yang telah diakui mudah digunakan, fleksibel dan berkualitas, dengan menggunakan visualisasi dan animasi tiga dimensi hasil perhitungan kimia kuantum, mekanika dan dinamika molekuler, menjadikan HyperChem terasa sangat mudah digunakan dibandingkan dengan program kimia kuantum yang lain.
program kimia menyediakan fasilitas pembuatan model tiga dimensi (3D), perhitungan mekanika molekuler dan mekanika kuantum (semiempiris dan ab initio), disamping itu tersedia pula database dan program simulate Monte Carlo dan molecular dynamic (MD)
Fasilitas yang disediakan oleh program standar ini adalah:

• Input Struktur dan Manipulasi (Structure Input and Manipulation)
• Display Molekul (Molecular Display)
• Kimia Komputasi (Computational Chemistry)
• Metode Komputasi (Computational Methods)

Input Struktur dan Manipulasi

1. Mengambar molekul dengan program ini relatif sederhana. Pilih unsur dari tabel periodik, kemudian di click dan ditarik dengan mouse, dengan mouse kita dapat mengontrol rotasi di sekitar ikatan, mengatur stereokimia molekul dan mengubah struktur.
2. Dengan mouse-controlled tools kita dapat melakukan seleksi, rotasi dan translasi serta mengubah ukuran struktur. Setting pada menu harus dimodifikasi terlebih dahulu untuk mengontrol operasi dari tools.
3. Untuk mengkonversi struktur 2D menjadi struktur 3D dapat dikerjakan dengan Hyperchem's model builder.
4. Penggunaan constraint terhadap struktur relatif mudah, kita dapat melakukan constraint terhadap panjang ikatan, sudut ikatan, sudut torsi dan juga terhadap atom yang diinginkan.

Display Molekuler (Molecular Display)

1. Pilihan rendering: ball and stick, fused CPK spheres dengan pilihanshading and highighting, juga vdw dots, cylinders dan overlapping spheres.
2. Ribbon rendering untuk protein backbones, dengan pilihan sidechain display.
3. 3D isosurfaces atau 2D contour plots untuk: muatan total, kerapatan muatan, orbital molekul, kerapatan spin, potensial elektrostatik (ESP), ESP dipetakan pada 3D charge density surface.
4. Pilihan isosurface rendering: wire mesh. Jorgensen-Salem, transparent dan solid surfaces, gouraud shaded surface.
5. Selama simulasi dapat ditampilkan rerata energi kinetik, energi potensial, energi total dan parameter molekul seperti panjang ikatan, sudut ikatan, dan sudut torsi.
6. Animasi mode vibrasi dari spektra IR

Kimia Komputasi
Dengan HyperChem kita dapat mengeksplorasi model energi permukaan potensial secara klasik atau kuantum dengan single point, optimasi geometri atau perhitungan dalam mencari keadaan transisi, selain itu kita dapat juga mempelajari pengaruh gerakan termal dengan molecular dynamics, Langevin dynamic atau simulasi Metropolis Monte Carlo.

Jenis Perhitungan
Terdapat beberapa tipe perhitungan, antara lain kalkulasi single point, optimasi geometri, frekuensi vibrasi, pencarian keadaan transisi, simulasi dinamika molekuler, simulasi dinamika Langevin dan simulasi Monte Carlo.

1. Perhitungan single point dapat digunakan untuk menentukan energi molekul dari struktur yang ditentukan (tanpa proses optimasi)
2. Perhitungan optimasi geometri menggunakan algoritma minimasi energi untuk mendapatkan struktur paling stabil. tersedia 5 algoritma minimasi.
3. Perhitungan frekuensi vibrational dimaksudkan untuk mencari mode vibrasi normal dari suatu struktur teroptimisasi. Spektrum teroptimasi dapat ditampilkan dan gerakan vibrasi yang berkaitan dengan transisi spesifik dapat dianimasikan.
4. Pencarian keadaan transisi dilakukan dengan menentukan struktur metastabil yang bersesuaian dengan keadaan transition menggunakan metode Eigenvector Following atau Synchronous Transit. Sifat-sifat molekulernya kemudian dapat dihitung, dua metode untuk melokasikan keadaan transisi diimplementasikan di dalam HyperChem 5.

• Metode Eigenvector Following sangat cocok digunakan untuk prosses unimolekular atau setiap sistem molekular yang mode vibrasi naturalnya cengerung menuju ke suatu keadaan transition.
• Metode synchronous transit khususnya berguna jika reaktan dan produk sangat berbeda, terdapat dua metodologi Synchronous transit yang diimplementasikan di dalam HyperChem yaitu Linear Synchronous Transit (LST) dan Quadratic Synchronous Transit (QST).

1. Simulasi Molecular dynamics menghitung trajektori klasik untuk sistem molekular. Waktu pemanasan, keseimbangan dan pendinginan dapat diterapkan dalam simulasi ini juga dapat digunakan untuk proses-proses yang bergantung pada perubahan waktu. Simulasi dapat dilakukan pada energi konstan atau temperatur konstan.
2. Langevin dynamic simulations untuk memodelkan secara implisit molekul-molekul pelarut.
3. Simulasi Monte Carlo Metropolis berguna untuk mengeksplarasi konfigurasi yang mungkin dari suatu sistem dalam keadaan keseimbangan dan menentukan sifat sistem yang dinyatakan sebagai harga rata-rata untuk seluruh sistem yang sudah berada dalam keadaan keseimbangan.

Hasil Perhitungan dengan HyperChem
Prediksi:
HyperChem dapat digunakan untuk menentukan berapa sifat struktur antara lain:

1. Stabilitas relatif dari beberapa isomer
2. Panas pembentukan
3. Energi aktivasi
4. Muatan atom
5. Beda energi HOMO-LUMO
6. Potensial ionisasi
7. Afinitas elektron
8. Momen dipol
9. Tingkat energi elektronik
10. Energi korelasi elektron MP2
11. Energi keadaan tereksitasi CI
12. Sifat dan struktur keadaan transisi
13. Energi interaksi non-bonded
14. Spektra serapan UV-VIS
15. Spektra absorpsi IR
16. Pengaruh isotop pada vibrasi
17. Spektra serapan IR
18. Efek collision pada sifat struktur
19. Stabilitas dari kluster

Simulasi

1. Interaksi docking
2. Pengaruh temperatur pada gerakan molekul
3. Pengaruh pelarut pada struktur dan dinamika
4. Interaksi intermolekuar pada kluster

 

sumber: 

http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/04/kemampuan-hyperchem.html

Analisa yang dapat dilakukan Software Hyperchem

Input Struktur dan Manipulasi

1. Mengambar molekul dengan program ini relatif sederhana. Pilih unsur dari tabel periodik, kemudian di click dan ditarik dengan mouse. Dengan mouse kita dapat mengkontrol rotasi di sekitar ikatan, mengatur stereokimia molekul dan mengubah struktur.

2. Dengan mouse-controlled tools kita dapat melakukan seleksi, rotasi dan translasi serta mengubah ukuran struktur. Setting pada menu harus dimodifikasi terlebih dahulu untuk mengontrol operasi dari tools.

3. Untuk mengkonversi struktur 2D menjadi struktur 3D dapat dikerjakan dengan HyperChem’s model builder.

4. Penggunaan constraint terhadap struktur relatif mudah. Kita dapat melakukan constraint terhadap panjang ikatan, sudut ikatan, sudut torsi dan juga terhadap atom yang diinginkan.

 

Display Molekular (Molecular Display)

•    Pilihan rendering : Ball-and-stick, fused CPK spheres dengan pilihan shading and highlighting. Juga vdW dots, cylinders dan overlapping spheres.

•      Ribbon rendering untuk protein backbones, dengan pilihan sidechain display.

•    3D Isosurfaces atau 2D contour plots untuk: muatan total, kerapatan muatan, orbital molekul, kerapatan spin, potensial elektrostatik (ESP), ESP dipetakan pada 3D charge density surface.

•   Pilihan isosurface rendering: wire mesh, Jorgensen-Salem, transparent dan solid surfaces, Gouraud shaded surface.

•     Selama simulasi dapat ditampilkan rerata energi kinetik , energi potensial, energi total dan parameter molekul seperti panjang ikatan, sudut ikatan, dan sudut torsi.

•     Animasi mode vibrasi dari spektra IR

Kimia Komputasi

Dengan HyperChem kita dapat mengeksplorasi model  energi permukaan potensial secara klasik atau kuantum dengan single point, optimasi geometri atau perhitungan dalam mencari keadaan transisi. Selain itu kita dapat juga mempelajari pengaruh gerakan termal dengan molecular dynamics, Langevin dynamics atau simulasi Metropolis Monte Carlo.

Jenis Perhitungan

    Terdapat beberapa tipe perhitungan, antara lain kalkulasi single point, optimisasi geometri, frekuensi vibrasi, pencarian keadaan transisi, simulasi dinamika molekular, simulasi dinamika Langevin dan simulasi Monte Carlo.

1.   Perhitungan single point dapat digunakan untuk menentukan energi molekul dari struktur yang telah ditentukan (tanpa proses optimasi)

2. Perhitungan optimisasi geometri menggunakan algoritma minimisasi energi untuk mendapatkan struktur paling stabil. Tersedia 5 algoritma minimisasi.

3. Perhitungan frekuensi Vibrational dimaksudkan untuk mencari mode vibrasi normal dari suatu struktur teroptimisasi. Spektrum teroptimisasi dapat ditampilkan dan gerakan vibrasi yang berkaitan dengan transisi spesifik dapat dianimasikan.

4. Pencarian keadaan transisi dilakukan dengan menentukan struktur metastabil yang bersesuaian dengan keadaan transition menggunakan metode Eigenvector Following atau Synchronous Transit. Sifat-sifat molekulernya kemudian dapat dihitung. Dua metode untuk melokasikan keadaan transisi diimplementasikan di dalam HyperChem 5.

a) Metode Eigenvector Following sangat cocok digunakan untuk proses unimolekular atau setiap system molecular yang mode vibrasi naturalnya cenderung menuju ke suatu keadaan transition.

b) Metode Synchronous transit khususnya berguna jika reaktan dan produk sangat berbeda. Terdapat dua metodologi synchronous transit yang diimplementasikan di dalam HyperChem yaitu Linear synchronous Transit (LST) dan Quadratic Synchronous transit (QST).

5. Simulasi Molecular dynamics menghitung trajektori klasik untuk sistem molekular. Waktu pemanasan, keseimbangan dan pendinginan dapat diterapkan dalam simulasi ini dan juga dapat digunakan untuk proses-proses yang bergantung pada perubahan waktu. Simulasi dapat dilakukan pada energi konstan atau temperatur konstan.

6. Langevin dynamics simulations untuk memodelkan efek tumbukan pelarut tanpa memasukkan secara implicit molekul-molekul pelarut.

7. Simulasi Monte Carlo Metropolis berguna untuk mengeksplorasi konfigurasi yang mungkin dari suatu sistem dalam keadaan keseimbangan dan menentukan sifat sistem yang dinyatakan sebagai harga rata-rata untuk sekuruh system yang sudah berada dalam keadaan keseimbangan.

 

Metode Komputasi

    1. Metode mekanika kuantum ab initio.

• Tersedia pilihan beberapa himpunan basis di dalam program ini. Himpunan basis standar yang biasa digunakan antara lain STO-3G, 3-21G, 6-31G* dan 6-31G**.
• Fungsi-fungsi basis ekstra (s, p, d, sp, spd) dapat ditambahkan ke atom-atom individual atau ke sekelompok atom.
• Pengguna juga dapat mendefiniskan himpunan basisnya sendiri atau memodifikasi himpunan basis yang telah ada dengan menggunakan HyperChem‘s documented basis set file format.

2. Mekanika Kuantum Semiempirik.

• HyperChem menawarkan sepuluh metode molekular orbital semiempirik, dengan pilihan untuk senyawa dan senyawa-senyawa gugus utama, untuk senyawa transisi dan untuk simulasi spektra.
• Metode yang tersedia adalah Extended Huckel (oleh Hoffmann), CNDO dan INDO (oleh Pople dkk.), MINDO3, MNDO, MNDO/d dan AM1 (oleh Dewar dkk.) PM3 (oleh Stewart), ZINDO/1 dan ZINDO/S (oleh Zerner dkk.).


3. Mekanika Molekuler

HyperChem dapat digunakan secara mudah dalam menghasilkan struktur molekul 3D, dengan pilihan 4 metode mekanika molekular, teknik optimasi geometri untuk mendapatkan struktur stabil, dan teknik dinamika molekular untuk mendapatkan pencarian konformasi dan menginvestigasi perubahan struktur.

Penerapan metode mekanika molekular:  

    - Perhitungan energi konformasi relatif dari satu seri struktur analog (deret homolog).

    - Reoptimasi peptida setelah ditentukan mutasi selektifnya

   - Mendapatkan struktur yang mendekati realitas untuk perhitungan dengan metode kimia kuantum. 

    - Kebolehjadian terjadinya efek sterik pada zat antara reaktif.

Empat metode medan gaya (force field) memudahkan kita untuk mengeksplorasi stabilitas dan dinamika sistem molekular untuk senyawa yang mempunyai massa atom besar.
Untuk keperluan umum digunakan MM+, sedangkan untuk biomolekul dapat digunakan salah satu dari tiga metode medan gaya: AMBER, BIO+ dan OPLS.

MM+
• Sesuai untuk sebagian besar spesies non-biologi.
• Berdasarkan MM2 (1977) yang disusun oleh N.L. Allinger
• Menggunakan himpunan parameter 1991.
• Akan menjadi parameter default dalam kasus parameter MM2 tidak tersedia

AMBER 

    - Sesuai untuk digunakan pada polipeptida dan asam nukleat dengan senua atom hidrogen diikutkan    dalam perhitungan.

      -  Medan gaya AMBER force field disusun oleh Kollman. 

      -  OPLS 

      - Didesain untuk perhitungan asam nukleat dan peptida.
 - OPLS disusun oleh Jorgensen.
 - Parameter interaksi tak berikatan dioptimasi dari perhitungan dengan pelarut termasuk di dalamnya.

BIO+
- Dikhususkan untuk perhitungan makromolekul.
- Medan gaya CHARMM disusun oleh Karplus.
- Disusun Primarily designed to explore macromolecules.
- Termasuk parameter CHARMM untuk perhitungan asam amino.
 

Perhitungan dengan metode gabungan
HyperChem memungkinkan kita untuk menjalankan perhitungan kuantum terhadap sebagian dari sistem molekular, misalnya terhadap solut, sedangkan sisanya dihitung menggunakan metode klasik. Tehnik gabungan ini (QM/MM misalnya) dapat dijalankan untuk semua metode kuantum, hanya saja agak terbatas untuk pemakaian metode ab initio.


Sumber : Prof. Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si (Kimia Komputasi)

Hyperchem 8.03 - Membuat Animasi Vibrasi Molekul

Membuat animasi suatu molekul tidak bisa disamakan dengan membuat animasi biasa. Semua proporsi gerakan harus terhitung dengan tepat.

Diasumsikan pada komputer telah terinstall program hyperchem, microsoft office powerpoint ditambah add-ins liveweb for powerpoint.

1. Buka program hyperchem yang terinstall
2. Buat model molekul tertentu, saya contohkan membuat ‘Alanin’ yang bisa diambil dari Menu Databases > Amino acid…>> klik ‘Ala’ > tutup tampilan jendela pop-up.

  3. Klik menu Build > Add H & Model Build

  4. Klik menu Setup > pilih Semi-empirical… Pilih Model PM3 > Ok

  5. Agar molekul tampak sebagai model 3 Dimensi lakukan rendering dgn klikmenu Display > Rendering >  pilih atom rendering ‘Ball & Cylinders’ > Ok

6. Klik menu Compute > Geometry Optiazion…> Ok … eits tunggu proses optimasi hingga selesai.
7. Klik menu Compute > Vibration, Rotation Analysis. Tunggu proses perhitungan hingga selesai.
8. Klik menu Compute > Vibrational Spectrum… dan pastikan Animate vibration tercentang > klik Ok.
9. Selesai…

Untuk menyisipkannya di powerpoint (seperti pada tulisan sebelum-nya) maka animasi molekul yang dibuat tadi harus disimpan dalam format html/htm. Caranya:

1. Klik File > Save as HTML > ketik nama file. Jangan lupa ubah beberapa detail dan HTML options.
2. Pastikan untuk HTML option terpilih Struktur plus Normal modes.
3. Pada HTML file details pastikal bahwa pada bagian molekul terpilih Cylinders > Ok > Save

Buka file yang dibuat tadi dengan internet explorer atau browser lainnya. pastikan pada internet explorer activeX control teraktifkan, jika belum aktif klik saja bagian tanda peringatan yang muncul tepat di bagian bawah menu internet explorer. Pilih Allow Blocked Content > Yes dan jika semua sukses maka animasi vibrasi molekul yg dibuat akan muncul dengan gerakan vibrasi-nya.

Sumber : 

http://urip.wordpress.com/2008/05/18/membuat-animasi-vibrasi-molekul-dgn-hyperchem-803/

Hyperchem

       Hyperchem, merupakan tools dasar dalam molecular modeling. Software ini dapat digunakan untuk menggambar struktur kimia, optimasi geometri dengan berbagai macam metode, study molecular dinamik dasar, study QSAR, dll

       Untuk panduan Hyperchem, dapat dibaca dimenu Help pada software ini. Aplikasi QSAR dengan Hyperchem akan dibahas lebih lanjut pada pembahsan yang lain.
HyperChem ialah suatu program simulasi dan pemodelan molekular yang memung-kinkan perhitungan kimiawi yang kompleks. 

        
       HyperChem mencakup fungsi-fungsi berikut:

• Membuat sketsa dwimatra (2D) molekul dari atom-atom penyusunnya, lalu mengubahnya menjadi model trimatra (3D) dengan HyperChem Model Builder.
• Memilih residu-residu standar secara berurutan dari perpustakaan asam amino dan nukleotida HyperChem/Lite untuk membangun protein dan asam nukleat.
• Membaca tipe atom dan koordinat molekular yang telah disimpan sebagai arsip HIN (masukan HyperChem yang dibuat sebelumnya) atau arsip ENT (mengambil dari sumber lain, yaitu Brookhaven Protein Data Bank/PDB)
• Menata kembali molekul, misalnya dengan memutar atau menggesernya.
• Mengubah kondisi tampilan, termasuk penampakan ruang, model molekul, dan label struktural.
• Merancang dan melakukan perhitungan kimiawi, termasuk dinamika molekular. 
• Tersedia berbagai metode mekanika molekular maupun mekanika kuantum (semiempiris atau ab initio). Perhitungan mekanika molekular menggunakan medan gaya MM+, AM-BER, BIO+, atau OPLS, sedangkan mekanika kuantum semiempiris meliputi extended Hückel, CNDO, INDO, MINDO3, MNDO, AM1, PM3, ZINDO/I, dan ZINDO/S.
• Penetapan efek isotop dalam perhitungan analisis vibrasional untuk metode-metode SCF ab initio dan semiempiris.
• Membuat grafik Excel dari hasil perhitungan kimiawi.
• Mensolvasikan molekul dalam kotak periodik.

Sumber :
http://www.faikshare.com/2010/12/hyperchem-75-crack-serial-number.html

Jmol (Program Kimia ChemPup)

        Jmol merupakan 3D viewer for chemical structures yang berbasis java. Aplikasi ini gratis. Selain gratis aplikasi ini kompetabel dengan os windows, mac OS X dan linux/unix. Aplikasi ini bisa di download disitus resminya http://jmol.sourceforge.net/download/. Untuk aplikasi jmol ini tidak membutukkan persyaratan komputer yang neko-neko, yang penting komputer yang digunakan suport dengan java 1.4 keatas. Tutorial instalasi untuk masing-masing sistem operasinya bisa di lihat disitusnya.

        Setelah diinstal di komputer, saatnya menggunakan aplikasi ini. Penggunaan utama aplikisi ini kan untuk melihat suatu senyawa secara tiga dimensi tetapi selain itu kita juga bisa menggambar dengan menggunakan jmol ini. Untuk melihat suatu senyawa, data base nya bisa di download di PupChem. Senyawa yang kita butuhkan bisa di peroleh dengan mudah dan gratis. Di PupChem tersebut hanya tinggal ketik nama senyawa dan di download file dengan tipe .sdf yang 3D-nya ya.

Gambar di bawah ini adalah contohnya

        Jmol yang digunakan dalam sistem operasi linux (PCLinuxOS). Kalau untuk menggambar senyawa sesuai dengan keinginan yang pertama kali ada lah membuka jmol dengan tampilan polos.

Lalu pada menu tool bar nya klik pada gambar ikon “Open the model kit“

Setelah di klik muncul seperti ini.

Langsung muncul senyawa CH4. Untuk merubah senyawa ini dapat klik kanan di sembarang tempat di layar yang berwarna hitam lalu pilih ikon yang bergambar senyawa dan pilih jenis senyawanya. Digambar saya memilih senyawa CH3NO2

       Software ini sangat berguna jika kita mempelajari tentang suatu senyawa atau kita juga dapat menggukanan aplikasi ini untuk proses belajar mengajar. Untuk menu di dalam sebenarnya masih banyak dan Jmol dapat menggunakan suatu script. Untuk keperluan yang sederhana seperti diatas, kemampuan mengolah data sebatas menggambar itu sudah cukup untuk mengoperasikan aplikasi ini. Untuk hal yang lebih rumit kemampuan dalam bahasa pemrograman juga di butuhkan.

Sumber :  

http://urip.wordpress.com/software-kimia-gratis/
http://wiki.jmol.org/index.php/Main_Page
http://jmol.sourceforge.net/

Avogadro (Program Kimia ChemPup)

       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

  

       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/

ChemTool (Program Kimia ChemPup)

ChemTool, Pengkonversi Mol dan Massa Zat dari ChemPup

       ChemTool sesungguhnya hanyalah sebuah file spreadsheet yang dirancang untuk penkonversian massa zat ke mol dan sebaliknya. Chemtool ini merupakan salah satu applet yang ada dalam Chempup seperti yang saya tulis di ChemPup, Applet Kimia pada Puppy Linux. Sangat sederhana namun cukup inspiratif. Ini tentu masih dapat dikembangkan lebih lanjut untuk pembuatan kalkulator khusus hanya dengan menggunakan spreadsheet. Saya sudah coba mengalihbahasakan ChemTool ini.

Ini adalah bentuk aslinya.

Berikutnya adalah hasil terjemahan dengan tidak mengubah rumus yang ada di dalam-nya.

silahkan unduh dari sini (file xlsx) 13,5 KB.


Sumber :
http://urip.wordpress.com/2011/06/08/chemtool-pengkonversi-mol-dan-massa-zat-dari-chempup/

GElement (Program Kimia ChemPup)

       GElement merupakan salah satu perangkat lunak yang di "bundle" bersama chempup. Software ini adalah tabel periodik unsur yang memiliki informasi dari setiap unsur yang disajikan. Salah satu kelebihan software ini adalah kita bisa mendapatkan informasi yang sangat banyak dari masing-masing unsur. Kita bisa mendapatkan informasi umum mengenai unsur tersebut semisal kaum, periode, penemu dan tempat ditemukannya, lalu kita juga bisa mengetahui sifat fisik dan atom dari unsur. Satu hal lagi yang menarik dari software ini kita dapat mengurutkan unsur-unsur yang ada di tabel periodik sesuai dengan keinginan kita yaitu dengan mengubah sudut pandangnya menjadi bentuk tabel.

 

       GElement sebenarnya merupakan aplikasi yang dapat dipasang pada setiap sistem operasi Linux. Menurut saya GElement atau dengan nama sedikit beda GElemental namun tampilannya lebih bagus.

       Tapi kali ini saya membahasannya setelah saya mencoba menggunakan ChemPup dalam Puppy Linux. Seperti halnya aplikasi yang menyajikan tabel periodik tentu akan memberikan informasi sedatail mungkin dengan tampilan yang sangat menarik. Tak terlalu banyak lebih-nya pada aplikasi yang satu ini.

       Pada GElement ini kita bisa melihat properti terkait unsur masing-masing mulai dari informasi yang tergolong umum, sifat fisik, maupun sifat atomiknya.

 

 

 

 

       Dari tabel ini kita juga bisa menelusuri lebih lanjut mengenai sumber yang dijadikan patokan pemberian nilai-nilai variabel sifat.

 

       Berikut ini adalah screenshoot tampilan GElement model list, bukan dalam bentuk tabel seperti yang terlihat pada gambar-gambar sebelumnya. Kita bisa mengurutkan berdasarkan header tabel list yang ada juga bisa melihat sifat berdasarkan sifat umum (general), sejarah, sifat fisik, sifat termal, sifat atomik, bentuk kristalografik, elektronik dan sebagainya.

       Aplikasi ini sangat cocok digunakan mengajarkan materi yang terkait sengan sistem periodik, struktur atom dan kimia unsur. Meskipun belum mendapatkan yang dapat dipasang di sistem operasi windows, softaware serupa sudah banyak tersedia, baik dalam bentuk flash maupun web atau yang harus diinstall terlebih dahulu.

Sumber : 

http://urip.wordpress.com/

Teknik Komputasi Baru Dapat Memprediksi Efek Samping Obat

Pada 13 Desember 2007, dilaporkan bahwa identifikasi awal dari efek samping buruk obat sebelum diuji pada manusia adalah sangat penting dalam mengembangkan terapi baru, karena efek samping yang tidak diharapkan menyebabkan sepertiga dari kegagalan proses pengembangan obat. Sekarang, peneliti pada Universitas California, San Diego (UCSD) telah mengembangkan teknik baru dengan menggunakan modeling komputer untuk mengidentifikasi efek samping potensial dari obat, dan telah menggunakan teknik itu untuk mempelajari kelas obat tertentu, yang termasuk didalamnya adalah tamoxifen, obat yang sering diresepkan pada perawatan kanker payudara. Kajian mereka tersedia di jurnal Plos Komputasi Biologi.

Metode uji konvensional menapiskan senyawa pada studi binatang, sebelum uji pada manusia, dengan harapan dapat menemukan efek samping dari terapetik yang menjanjikan. Tim UCSD, yang dipimpin oleh Philip Bourne, Profesor Farmakologi pada Sekolah Farmasi dan ilmu farmasetika UCSD dan Lei Xie PhD dari Pusat Komputer Super San Diego UCSD, mereka menggunakan tenaga dari model komputer untuk menapiskan molekul obat tertentu menggunakan database yang tersedia untuk seluruh dunia. Database tersebut adalah Protein Data Bank (PDB), yang didalamnya terdapat entri dari ribuan struktur tiga dimensi protein.

Molekul obat didesain untuk mengikat pada protein target dalam rangka mendapatkan efek terapetik, namun jika molekul obat kecil yang berfungsi sebagai ‘kunci’ bertaut pada target protein lain yang memiliki situs pengikatan serupa, atau ‘lubang kunci’, maka efek samping bisa terjadi.

Dalam rangka mengidentifikasi protein yang bisa menjadi target tak diinginkan, peneliti USCD menggunakan molekul obat tunggal dan melihat bagaimana kemungkinan ia dapat mengikat pada semua protein yang disandikan oleh proteosom manusia. Dalam studi kasus yang sudah dipublikasikan, mereka menggunakan Select Estrogen Receptor Modulators (SERMs), kelas obat yang dimana tamoxifen termasuk didalamnya, untuk mengilustrasikan pendekatan baru tersebut.

‘Prosedur komputasi yang kami kembangkan dimulai dengan model tiga dimensi obat, dalam rangka menunjukkan struktur dari molekul obat yang terikat pada protein target, dalam hal ini SERM yang terikat pada reseptor estrogen,’ kata Bourne, yang adalah wakil direktur PDB. Kemudian, peneliti menggunakan analisis komputer untuk mencari situs pengikatan lain yang cocok dengan situs pengikatan obat. Seperti mencari lubang kunci lain, yang dapat dibuka oleh kunci yang sama.

Pada kajian ini, tim menemukan protein target SERMs yang belum teridentifikasi sebelumnya . Identifikasi pada situs pengikatan ini menjelaskan mengapa terjadi efek samping yang buruk, dan membuka peluang untuk memodifikasi obat supaya tetap mengikat pada target yang diinginkan, namun mengurangi afinitasnya pada situs sekunder.

“Jika obat memiliki efek sampingan buruk, kemungkinan besar obat tersebut mengikat pada molekul sekunder yang tidak diinginkan, dengan kata lain, kunci yang digunakan untuk bertaut dengan sasaran ternyata cocok untuk banyak lubang kunci,’ kata Bourne. Ia menjelaskan, bahwa dengan menggunakan teknik komputer ini untuk menemukan ‘lubang kunci’ lain akan menghasilkan salah satu dari tiga hal ini: Lubang kunci baru bisa jadi tidak menghasilkan efek apapun, lubang kunci tersebut dapat menjelaskan efek samping buruk dari obat, atau riset tersebut dapat saja menemukan efek terapetik baru, yang potensial untuk pengembangan obat yang ada.

Peneliti UCSD melanjutkan kajian mereka, yang menurut Bourne dapat diaplikasikan pada semua obat yang ada di pasaran, dimana struktur obat tersebut terikat pada reseptor PDB. Bourne menggaris bawahi, bahwa hasil dari pendekatan ini tetap harus diuji di laboratorium basah. Jiang Wang dari program Bioinformatika UCSD juga berkontribusi pada studi ini melalui Plos. Penelitian ini didukung oleh National Institute of Health. Diadaptasi dari bahan yang diberikan oleh UCSD.

Diterjemahkan dari:

University of California – San Diego (2007, December 13). New Computational

Technique Can Predict Drug Side Effects. ScienceDaily. Retrieved April 28, 2009

Sumber :

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/teknik-komputasi-baru-dapat-memprediksi-efek-samping-obat/

Manfaat Kimia Komputasi Dalam Penemuan Obat

 

Peran Komputer Dalam Penemuan Obat

     

        Membawa senyawa kimia dari aras ide menjadi obat yang beredar di pasar merupakan proses yang membutuhkan sekitar rata-rata 800 juta US dollar menurut catatan yang disampaikan DiMasi dkk. (2003). Biaya yang sangat besar tentunya, apalagi dikaitkan dengan kemampuan ekonomi negara-negara berkembang, seperti Indonesia. Strategi dan upaya yang efektif dan ekonomis diperlukan untuk membawa Indonesia juga turut diperhitungkan dalam penemuan obat.

       Tawaran yang menarik akhir-akhir ini adalah pemanfaatan komputer sebagai alat bantu dalam penemuan obat. Kemampuan komputasi yang meningkat eksponensial merupakan peluang untuk mengembangkan simulasi dan kalkulasi dalam merancang obat. Komputer menawarkan metode in silico sebagai komplemen metode in vitro dan in vivo yang lazim digunakan dalam proses penemuan obat. Terminologi in silico, analog dengan in vitro dan in vivo, merujuk pada pemanfaatan komputer dalam studi penemuan obat.

       Mengapa dikatakan menarik? Alasan utamanya adalah efisiensi biaya. Sebagai ilustrasi akan disampaikan perbandingan penemuan obat secara konvensional dan dengan bantuan komputer ketika ditemukan suatu senyawa A dalam tanaman Z yang diduga aktif sebagai senyawa antikanker dengan menghambat enzim X, suatu enzim yang sudah diketahui strukturnya secara kristalografi:

1. Konvensional
   Secara konvensional yang bisa dilakukan adalah mensintesis turunan dan analog senyawa A dan diujikan dalam enzim X sampai ditemukan benerapa senyawa yang sangat potensial untuk dikembangkan. Pada senyawa-senyawa potensial tersebut dilakukan uji lanjutan dan secara alami senyawa-senyawa tersebut dapat berguguran dan tidak sampai ke pasar karena terbentur beberapa masalah pada uji lanjutan, misal didapati toksis. Kemudian dilakukan skrining lagi dari tanaman yang secara empiris dilaporkan mengobati kanker.
2. Dengan bantuan komputer (Computer-aided drug discovery; CADD)
   Di lain pihak, keberadaan sebuah komputer pribadi dilengkapi dengan aplikasi kimia komputasi yang memadai ditangan ahli kimia komputasi medisinal yang berpengalaman dapat menayangkan senyawa A secara tiga dimensi (3D) dan melakukan komparasi dengan senyawa lain yang sudah diketahui memiliki aktivitas tinggi, misal senyawa B. Berdasarkan komparasi 3D dilengkapi dengan perhitungan similaritas dan energi, memberikan gambaran bagian-bagian dan gugus-gugus potensial yang dapat dikembangkan dari senyawa A (pharmacophore query). Kemudian berbagai senyawa turunan dan analog disintesis secara in silico alias digambar sesuai persyaratan aplikasi komputer yang digunakan (Untuk selanjutnya disebut senyawa hipotetik). Hal ini jelas jauh lebih murah daripada sintesis yang sebenarnya. Keberadaan data struktur 3D enzim X akan sangat membantu. Aplikasi komputer dapat melakukan studi interaksi antara senyawa-senyawa hipotetik dengan enzim X secara in silico pula. Dari studi ini dapat diprediksi aktivitas senyawa-senyawa hipotetik dan dapat dilakukan eliminasi senyawa-senyawa yang memiliki aktivitas rendah. Sebelum diusulkan untuk disintesis, senyawa-senyawa hipotetik tersebut dengan diprediksi toksisitasnya secara in silico dengan cara melihat interaksinya dengan enzim-enzim yang bertanggung jawab pada metabolisme obat. Dari beberapa langkah in silico tersebut, dapat diusulkan beberapa senyawa analog dan turunan senyawa A yang memang potensial untuk disintesis dan dikembangkan, atau mengusulkan untuk mengembangkan seri baru. Jumlah senyawa yang diusulkan biasanya jauh lebih sedikit dibandingkan penemuan obat secara konvensional.

        Dalam hal ini komputer membantu untuk mereduksi jumlah senyawa yang diusulkan secara rasional dan diharapkan lebih efektif serta , membantu mempelajari interaksi obat dengan targetnya bahkan kemungkinan sifat toksis senyawa tersebut dan metabolitnya. Berdasar pengalaman penulis, dalam waktu satu tahun di Indonesia dikarenakan kurang pengalaman (dan starting material tidak dapat ditemui di agen lokal, harus impor dan butuh waktu tiga bulan jika ada stoknya; alat untuk elusidasi struktur sangat jarang dan andaikan ada pun sering tidak dalam kondisi dapat digunakan,) rata-rata hanya mampu melaporkan sintesis 3 senyawa sederhana. Peran komputer dalam hal ini bagi negera berkembang dapat dioptimalkan.

       Berdasarkan ilustrasi di atas dapat disarikan dua metode yang saling melengkapi dalam penggunaan komputer sebagai alat bantu penemuan obat, yaitu: (i) berdasarkan senyawa yang diketahui berikatan dengan target atau biasa disebut ligand, (rancangan obat berdasarkan ligand; ligand-based drug designi(LBDD)) dan (ii) berdasarkan struktur target baik berupa enzim maupun reseptor yang bertanggung jawab atas toksisitas dan aktivitas suatu senyawa di dalam tubuh (rancangan obat berdasarkan struktur target; structure-based drug design(SBDD)).

       LBDD memanfaatkan informasi sifat fisikokimia senyawa-senyawa aktif sebagai landasan mendesain senyawa baru. Tiga metode LBDD yang lazim digunakan adalah pharmacophore discovery dan hubungan kuantitatif struktur-aktivitas/quantative structure-activity relationship (HKSA/QSAR), dan docking studies. Pharmacophore discovery yaitu metode mencari kesamaan sifat fisikokimia antara lain sifat elektronik, hidrofobik dan sterik dari senyawa-senyawa yang dilaporkan aktif kemudian dibangun suatu bagian 3D yang menggabungkan sifat gugus-gugus maupun bagian senyawa yang diduga bertangung jawab terhadap aktivitasnya (pharmacophore). Adapun QSAR memadukan statistika dengan sifat fisikokimia senyawa yang dapat dikalkulasi dengan bantuan komputer guna menurunkan suatu persamaan yang dapat digunakan memprediksi aktivitas suatu senyawa.

       Struktur protein target dapat dimodelkan dari data yang diperoleh struktur kristalnya maupun hasil analisis nuclear magnetic resonance NMR) maupun data genomic (bioinformatics). Struktur protein hasil kristalografi dapat diakses di www.rscb.org. SBDD memanfaatkan informasi dari struktur protein target guna mencari sisi aktif protein yang berikatan dengan senyawa. Berdasarkan prediksi sisi aktif dapat dirancang senyawa yang diharapkan berikatan dengan protein target tersebut dan memiliki aktivitas biologis.

Dengan memanfaatan informasi dari struktur target maupun sifat fisikokimia ligand dapat dilakukan skrining uji interaksi senyawa-senyawa yang diketahui aktif (ligand) pada prediksi sisi aktif protein. Berdasarkan informasi yang diperoleh dirancang senyawa baru yang diharapkan lebih poten dari senyawa-senyawa yang ada. Hal ini juga digunakan untuk studi interaksi ligand dengan protein targetnya. Salah satu kelemahan docking studies dalam untuk studi interaksi adalah asumsi struktur protein yang kaku, yang tidak memfasilitasi efek induced-fit dari interaksi protein dengan ligand-nya. Fleksibilitas protein dan interaksinya dengan suatu senyawa dapat dianalisis dengan mengaplikasikan Molecular Dynamics (MD), simulasi yang melihat perubahan struktur suatu senyawa terhadap waktu berdasarkan parameter-parameter tertentu.

        Permasalahan utama untuk pemanfaatan komputer ini adalah keberadaan aplikasi kimia komputasi yang memadai dan lengkap. Salah satu aplikasi kimia komputasi yang cukup memadai untuk penemuan obat adalah Molecular Operating Environment (MOE) yang dikembangkan Chemical Computing Group (www.chemcomp.com). MOE selain menawarkan fasilitas yang cukup lengkap juga user-friendly sehingga cocok digunakan dalam pembelajaran. Hanya saja aplikasi kimia komputasi yang user-friendly biasanya mahal sehingga alasan efisiensi biaya tidak lagi relevan. Sebagai informasi, biaya lisensi untuk penggunaan akademis (non komersial) sekitar 2000 US dollar pertahun. Namun demikian di era open source ini semakin banyak aplikasi-aplikasi kimia komputasi berbasis open source maupun yang menawarkan free academic license (Geldenhuys dkk., 2006). Hanya saja aplikasi-aplikasi tersebut seringkali tidak user-friendly dan untuk memanfaatkannya membutuhkan kemampuan komputer yang lebih dalam, seperti menguasai LINUX-based operating system dan command line editor bawaan masing-masing aplikasi. Selain tidak user-friendly, aplikasi-aplikasi tersebut seringkali fokus pada satu topik sehingga tidak cukup lengkap digunakan secara komprehensif. Beberapa contoh aplikasi-aplikasi yang tersedia secara gratis untuk tujuan nonkomersial: NAMD (http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/) , sebuah aplikasi untuk Molecular Dynamics; Visual molecular dynamics (VMD; http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/) untuk visualisasi molekul baik tunggal maupun trajectory hasil studi Molecular Dynamics; ArgusDock (www.arguslab.com) untuk docking analisis; GAMESS (www.uiowa.edu/~ghemical/gtk-gamess.shtml) untuk minimisasi energi; dan ACD/labs ChemSkecth (www.acdlabs.com) untuk menggambar struktur kimia.

       Dengan berbagai data sintesis dan uji aktivitas yang telah dilakukan banyak peneliti yang telah dipublikasikan baik di Indonesia maupun internasional serta data struktur protein yang dapat mudah diakses, berpartisipasi dalam penemuan obat secara efektif dan efisien dengan memanfaatkan CADD merupakan salah satu peluang yang layak dipertimbangkan untuk ditekuni lebih lanjut.

Sumber :
http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/peran_komputer_dalam_penemuan_obat/

Manfaat Kimia Komputasi Untuk Penelitian

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 

          Jika menggunakan kimia komputasi untuk menjawab suatu permasalahan kimia, hal yang tak terhindarkan adalah mempelajari bagaimana menggunakan perangkat lunak. Masalah yang tersembunyi dari aktivitas ini adalah kita memerlukan pengetahuan tentang seberapa baik jawaban yang akan kita dapat. Beberapa daftar pertanyaan yang dapat dibuat antara lain :

1. Seberapa akurat akan dapat kita prediksi hasilnya ?
2. Seberapa lama kita harapkan perhitungan akan selesai ?
3. Pendekatan apa yang harus dibuat ?
4. Apakah pendekatan yang digunakan dalam perhitungan sudah signifikan dengan masalah yang dikaji ?

"Jika kita tidak dapat menjawab pertanyaan tersebut, kita tidak akan mendapatkan proyek penelitian." 

"Jika kita dapat jawaban akhir dari semua pertanyaan di atas, kita sekarang siap untuk melakukan perhitungan" 

          Sekarang kita harus menentukan perangkat lunak yang ada, berapa harganya dan bagaimana cara menggunakannya. Perlu dicatat bahwa, dua program yang sejenis mungkin akan menghitung sifat yang berbeda, sehingga kita harus meyakinkan diri mengenai program apa yang diperlukan.

Sumber :  

Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si (Pendekatan Komputasi dalam Pembelajaran Kimia)

http://www.scribd.com/doc/73340630/Manfaat-Kimia-Komputasi-Dalam-Penelitian

Manfaat Kimia Komputasi Untuk Pembelajaran

1. Dapat menghitung sifat molekul yang kompleks dan hasil perhitungannya berkorelasi secara signifikan dengan eksperimen. 
2. Dapat sebagai alat hitung –seperti halnya kalkulator- untuk membantu penyelesaian secara numerik dari persamaan matematika yang menggambarkan sifat sistem, misalnya dalam penyelesaian perhitungan stokiometri, termasuk juga otomatisasi alat ukur yang dapat mengkonversi signal elektronik menjadi data numerik.
3. Dapat sebagai alat visualisasi dan animasi  
4. Membantu kita mengeksplorasi sifat senyawa dan pada umumnya program tersebut telah dilengkapi dengan visualisasi dan animasi, seperti program HyperChem, Gaussian, Turbomol, Rasmol dll.
5. Menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, dan Kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata.
6. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. Proses denatrasi protein), perubahan fasa, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom.

Sumber :  

http://www.scribd.com/doc/73340630/Manfaat-Kimia-Komputasi-Dalam-Penelitian

Pendekatan Komputasi Dalam Pembelajaran Kimia, Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si