Modelling Molecular Structure and Reactivity in Biological Systems (Special Publications, 304) Field Martin, J., John Brady Jiali Gao a. o.
Sprache: Englisch
Verlag: Royal Society of Chemistry, 2006
- Hardcover
- Gebraucht

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Modelling Molecular Structure and Reactivity in Biological Systems (Special Publications, 304) In englischer Sprache. pages.
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- Titel
- Modelling Molecular Structure and Reactivity in Biological Systems (Special Publications, 304) Field Martin, J., John Brady Jiali Gao a. o.
- Autor
- Field Martin, J., John Brady Jiali Gao a. o.
- Verlag
- Royal Society of Chemistry
- Erscheinungsjahr
- 2006
- Zustand
- gut
- Einband
- Hardcover
- Sprache
- Englisch
- ISBN-10
- 0854046682
- ISBN-13
- 9780854046683
- Auflage
- 2006.
- Artikelgewicht
- 2.000 Gramm
Computational and theoretical tools for understanding biological processes at the molecular level is an exciting and innovative area of science. Using these methods to study the structure, dynamics and reactivity of biomacromolecules in solution, computational chemistry is becoming an essential tool, complementing the more traditional methods for structure and reactivity determination. Modelling Molecular Structure and Reactivity in Biological Systems covers three main areas in computational chemistry; structure (conformational and electronic), reactivity and design. Initial sections focus on the link between computational and spectroscopic methods in the investigation of electronic structure. The use of Free Energy calculations for the elucidation of reaction mechanisms in enzymatic systems is also discussed. Subsequent sections focus on drug design and the use of database methods to determine ADME (absorption, distribution, metabolism, excretion) properties. This book provides a complete reference on state of the art computational chemistry practised on biological systems. It is ideal for researchers in the field of computational chemistry interested in its application to biological systems.
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Auszug. © Genehmigter Nachdruck. Alle Rechte vorbehalten.
Modelling Molecular Structure and Reactivity in Biological Systems
By Kevin J Naidoo, John Brady, Martin J Field, Jiali Gao, Michael HannThe Royal Society of Chemistry
All rights reserved.
Contents
Molecular Conformation and Electronic Structure of Biomolecules,
ELECTOWEAK QUANTUM CHEMISTRY AND THE DYNAMICS OF PARITY VIOLATION IN CHIRAL MOLECULES Martin Quack, 3,
CHARACTERIZATION OF PROTEIN FOLDING/UNFOLDING AT ATOMIC RESOLUTION R. Day and V. Daggett, 39,
THE ROLE OF ATTRACTIVE FORCES ON THE DEWETTING OF LARGE HYDROPHOTIC SOLUTES Niharendu Choudbury and B. Montgomery Pettit, 49,
STRUCTURE AND MECHANISM OF THE ATPASE VCP/P97: COMPUTATIONAL CHALLENGES FOR STRUCTURE DETERMINATION AT LOW RESOLUTION A.T. Brunger and B. DeLaBarre, 58,
THEORETICAL ANALYSIS OF MECHANOCHEMICAL COUPLING IN THE BIOMOLECULAR MOTOR MYOSIN Q. Cui, 66,
MOLECULAR DYNAMICS AND NEUTRON DIFFRACTION STUDIES OF THE STRUCTURING OF WATER BY CARBOHYDRATES AND OTHER SOLUTES J.W. Brady, P.E. Mason, G.W. Neilson, J.E. Enderby, M.-L. Saboungi, K. Ueda, and K.J. Naidoo, 76,
Chemical Reactivity in Biological Surroundings,
FROM PRION PROTEIN TO ANTICANCER DRUGS: QM/MM CARPARRINELLO SIMULATIONS OF BIOLOGICAL SYSTEMS WITH TRANSITION METAL IONS M.C. Colombo, C. Gossens, I. Tavernelli and U. Rothlisberger, 85,
SIMULATIONS OF ENZYME REACTION MECHANISMS IN ACTIVE SITES: ACCOUNTING FOR AN ENVIRONMENT WHICH IS MUCH MORE THAN A SOLVENT PERTURBATION Jill E. Gready, Ivan Rostov and Peter L. Cummins, 101,
THEORETICAL STUDIES OF PHOTODYNAMIC DRUGS AND PHOTOTOXIC REACTIONS Rita C. Guedes, Xiao Yi Li, Daniel dos Santos and Leif A. Eriksson, 119,
ACID/BASE PROPERTIES OF RADICALS INVOLVED IN ENZYME-MEDIATED 1,2-MIGRATION REACTIONS K. Nakata and H. Zipse, 132,
DEVELOPMENT OF A HETEROGENEOUS DIELECTRIC GENERALIZED BORN MODEL FOR THE IMPLICIT MODELING OF MEMBRANE ENVIRONMENTS M. Feig and S. Tanizaki, 141,
ASSESSMENT AND TUNING OF A POISSON BOLTZMANN PROGRAM THAT UTILIZES THE SPECIALIZED COMPUTER CHIP MD-GRAPE-2 AND ANALYSIS OF THE EFFECT OF COUNTER IONS S. Höfinger, 151,
INTRINSIC ISOTOPE EFFECTS-THE HOLY GRAAL OF STUDIES OF ENZYME-CATALYZED REACTIONS A. Dybala-Defratyka, R. A. Kwiecien, D. Sicinska and P. Paneth, 163,
SUICIDE INACTIVATION IN THE COENZYME B12-DEPENDENT ENZYME DIOL DEHYDRATASE Gregory M. Sandala, David M. Smith, Michelle L. Coote, and Leo Radom, 174,
SIMULATIONS OF PHOSPORYL TRANSFER REACTONS USING MULTI-SCALE QUANTUM MODELS Brent. A. Gregersen, Timothy J. Giese, Yun Liu, Evelyn Mayaan, Kwangho Nam, Kevin Range and Darrin M. York, 181,
SELECTIVITY AND AFFINITY OF MATRIX METALLOPROTEINASE INHIBITORS V. Lukacova, A. Khandelwal, Y. Zhang, D. Comez., D.M. Kroll and S. Balaz, 193,
INVESTIGATIONS OF CATALYTIC REACTION MECHANISMS OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES BY USING FIRST PRINCIPLES AND COMBINED CLASSICAL MOLECULAR DYNAMICS METHODS Maura Boero and Masaru Tateno, 206,
Toward Drug Discovery,
CHANGING PARADIGMS IN DRUG DISCOVERY Hugo Kubinyi, 219,
A TALE OF TWO STATES: REACTIVITY OF CYTOCROME P450 ENZYMES S. Shaik, 233,
THE ROLE AND LIMITATIONS OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY IN DRUG DISCOVERY Mike Hann, 249,
IMPROVING CATALYTIC ANTIBODIES BY MEANS OF COMPUTATIONAL TECHNIQUES Sergio Martí, Juan Andrés, Vicent Moliner, Estanislao Silla, Iñaki Timón, Juan Bertrán, 261,
THE "THEORETICAL" CHEMISTRY OF ALZHEIMER'S DISEASE: THE RADICAL MODEL Patrick Brunelle, Duilio F. Raffa, Gail A. Rickard, Rodolfo Gómez-Balderas, David A. Armstrong and Arvi Rauk, 269,
MECHANISTIC MODELING IN DRUG DISCOVERY: MMP-3 AND THE HERG CHANNEL AS EXAMPLES Jian Li, Ramkumar Rajamani, 1 Brett A. Tounge, and Charles H. Reynolds, 283,
Subject Index, 289,
CHAPTER 1
Molecular Conformation and Electronic Structure of Biomolecules
ELECTROWEAK QUANTUM CHEMISTRY AND THE DYNAMICS OF PARITY VIOLATION IN CHIRAL MOLECULES
Martin Quack ETH Zürich, Laboratory for Physical Chemistry, Wolfgang-Pauli-Str. 10, CH-8093 Zürich Switzerland
1 INTRODUCTION
In the introduction to his famous paper "Quantum Mechanics of Many Electron Systems" Paul Adrien Maurice Dirac wrote one of the most cited sentences in quantum chemistry:
"The underlying physical laws for the mathematical theory of a large part of physics and the whole of chemistry are thus completely known and the difficulty is only that the exact application of these laws leads to equations much too complicated to be soluble. It therefore becomes desirable that approximate practical methods of applying quantum mechanics should be developed, which can lead to an explanation of complex atomic systems without too much computation".
It is remarkable that the second part of this statement, which forms a reasonable starting point for modern, approximate numerical quantum chemistry and computational chemistry is only rarely cited. The more frequently cited first sentence with the strong statement about understanding "the whole of chemistry" and the small restriction "the difficulty is only", which claims that the quantum physics of the first half of the 20th century contains all basic knowledge about chemistry, is the one that seems to be liked by many theoretical chemists and physicists. It turns out, however, that this statement is incorrect. There is at least one important part of chemistry, namely stereochemistry and molecular chirality, which can be understood properly only when including the parity violating weak nuclear force in our quantum chemical theory in the framework of what we have termed "electroweak quantum chemistry, completely and fundamentally unknown at the time of Dirac's statement.
Figure 1 summarizes the modern view of the origin of the fundamental interactions as publicized on the website of a large accelerator facility (CERN) According to this view, the electromagnetic force, which is included in the "Dirac-like" ordinary quantum chemistry, leads to the Coulomb repulsion, say, between two electrons in a molecule by exchange of virtual photons. In the picture the two electrons exchanging photons are compared to the ladies on two boats throwing a ball. If we do not see the exchange of the ball, we will observe only the motion of the boats resulting from the transfer of momentum in throwing the ball, and we could interpret this as resulting from a repulsive "force" between the two ladies on the boats. Similarly, we interpret the motion of the electrons resulting from "throwing photons as field particles" as arising from the Coulomb law, which forms the basis of ordinary quantum chemistry. The Coulomb force with the 1/r potential energy law is of long range. The other forces arise similarly. The strong force with very short range (0.1 to 1 fm) mediated by the gluons is important in nuclear physics but has only indirect influence in chemistry by providing the structures of the nuclei, which enter as parameters in chemistry, but there is otherwise usually no need to retain the strong force explicitly in chemistry. The weak force, on the other hand, is mediated by the W± and Z0 Bosons of very high mass (80 to 90 Daltons, of the order of the mass of a bromine nucleus!) and short lifetime (0.26 yoctoseconds = 0.26 x 10-24 s).
This force is thus very weak and of very short range (< 0.1 fm) and one might therefore think that similar to the even weaker gravitational force (mediated by the still hypothetical graviton of spin 2) it should not contribute significantly to the...
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Verkaufsbedingungen
Allgemeine Geschäfts- und Lieferbedingungen
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Allgemeines - Geltungsbereich
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Vertragsschluss
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Eigentumsvorbehalt
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Vergütung
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Gefahrübergang
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Gewährleistung
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Haftungsbeschränkungen und -freistellung
-
Datenschutz
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Schlussbestimmungen
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Allgemeines - Geltungsbereich
1.1. Die folgenden Allgemeinen Geschäftsbedingungen gelten für alle Geschäftsbeziehungen zwischen uns und unseren Kunden. Maßgeblich ist jeweils die zum Zeitpunkt des Vertragsschlusses gültige Fassung.
1.2. Verbraucher i. S. d. Geschäftsbedingungen sind natürliche Personen, mit denen wir in Geschäftsbeziehung treten, ohne dass diesen eine gewerbliche oder selbständige berufliche Tätigkeit zugerechnet werden kann. Unternehmer i. S. d. Geschäftsbedingungen sind natürliche oder juristische Personen oder rechtsfähige Personengesellschaften, mit denen wir in Geschäftsbeziehungen treten und die in Ausübung einer gewerblichen oder selbständigen beruflichen Tätigkeit handeln. Kunde i. s. d. Geschäftsbedingungen sind sowohl Verbraucher als auch Unternehmer.
1.3. Abweichende, entgegenstehende oder ergänzende Allgemeine Geschäftsbedingungen werden, selbst bei Kenntnis, nicht Vertragsbestandteil, es sei denn, ihrer Geltung wird ausdrücklich schriftlich zugestimmt.
- Vertragsschluss
2.1. Unsere Angebote sind freibleibend und stehen unter der Bedingung, dass das Produkt unsererseits noch vorrätig oder lieferbar ist.
2.2. Mit der Bestellung erklärt der Kunde verbindlich sein Vertragsangebot. Wir werden den Zugang der Bestellung des Kunden bestätigen. Die Zugangsbestätigung stellt noch keine verbindliche Annahme der Bestellung dar. Die Zugangsbestätigung kann mit der Annahmeerklärung verbunden werden.
2.3. Wir sind berechtigt, das in der Bestellung liegende Vertragsangebot innerhalb von sieben Werktagen nach Eingang bei uns anzunehmen. Wir sind berechtigt, die Annahme der Bestellung - etwa nach Prüfung der Bonität des Kunden - abzulehnen.
- Eigentumsvorbehalt
3.1. Bei Verbrauchern behalten wir uns das Eigentum an der Ware bis zur vollständigen Zahlung des Kaufpreises vor. Bei Unternehmern behalten wir uns das Eigentum an der Ware bis zur vollständigen Begleichung aller Forderungen aus einer laufenden Geschäftsbeziehung vor.
3.2. Wir sind berechtigt, bei vertragswidrigem Verhalten des Kunden, insbesondere bei Zahlungsverzug oder bei Verletzung einer Pflicht nach Ziff. 2 und 3 dieser Bestimmung vom Vertrag zurückzutreten und die Ware herauszuverlangen.
3.3. Der Unternehmer ist berechtigt, die Ware im ordentlichen Geschäftsgang weiterzuveräußern. Er tritt uns bereits jetzt alle Forderungen in Höhe des Rechnungsbetrags ab, die ihm durch die Weiterveräußerung gegen einen Dritten erwachsen. Wir nehmen die Abtretung an. Nach der Abtretung ist der Unternehmer zur Einziehung der Forderung ermächtigt. Wir behalten uns vor, die Forderung selbst einzuziehen, sobald der Unternehmer seinen Zahlungsverpflichtungen nicht ordnungsgemäß nachkommt und in Zahlungsverzug gerät.
- Vergütung
4.1. Der angebotene Preis ist bindend. Im Preis ist die gesetzliche Umsatzsteuer enthalten. Beim Versendungskauf versteht sich der Preis zuzüglich einer Versandkostenpauschale. Dem Kunden entstehen bei Bestellung durch Nutzung der Fernkommunikationsmittel keine zusätzlichen Kosten. Der Kunde kann die Bezahlung über eine der angebotenen Zahlungsarten leisten. Wir behalten uns das Recht vor, einzelne Zahlungsarten auszuschließen.
4.2. Der Kunde verpflichtet sich, nach Erhalt der Leistung innerhalb von 10 Tagen den Preis zu zahlen. Nach Ablauf dieser Frist kommt der Kunde in Zahlungsverzug. Der Verbraucher hat während des Verzugs die Geldschuld in Höhe von 5 % über dem Basiszinssatz zu verzinsen. Der Unternehmer hat während des Verzugs die Geldschuld in Höhe von 8 % über dem Basiszinssatz zu verzinsen. Gegenüber dem Unternehmer behalten wir uns vor, einen höheren Verzugszinsschaden nachzuweisen und geltend zu machen.
4.3. Der Kunde hat ein Recht zur Aufrechnung nur, wenn seine Gegenansprüche rechtskräftig festgestellt wurden und oder durch uns anerkannt wurden. Der Kunde kann ein Zurückbehaltungsrecht nur ausüben, wenn sein Gegenanspruch auf demselben Vertragsverhältnis beruht.
- Gefahrübergang
5.1. Bei Verbrauchern geht die Gefahr des zufälligen Untergangs und der zufälligen Verschlechterung der verkauften Ware auch beim Versendungskauf mit der Übergabe der Ware auf diesen über.
5.2. Bei Unternehmern geht die Gefahr des zufälligen Untergangs und der zufälligen Verschlechterung der Ware mit der Auslieferung der Ware an den Spediteur, den Frachtführer oder der sonst zur Ausführung der Versendung bestimmten Person oder Anstalt auf den Unternehmer über. Der Übergabe steht es gleich, wenn der Kunde im Verzug der Annahme ist.
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6.1. Verbraucher haben die Wahl, ob die Nacherfüllung durch Nachbesserung oder Ersatzlieferung erfolgen soll. Wir sind berechtigt, die Art der gewählten Nacherfüllung zu verweigern, wenn sie nur mit unverhältnismäßigen Kosten möglich ist und die andere Art der Nacherfüllung ohne erhebliche Nachteile für den Verbraucher bleibt.
Bei Unternehmen leisten wir für Mängel der Ware zunächst nach unserer Wahl Gewähr durch Nachbesserung oder Ersatzlieferung.
6.2. Schlägt die Nacherfüllung fehl, oder ist diese aufgrund der Eigenarten der bestellten Ware nicht möglich, kann der Kunde grundsätzlich nach seiner Wahl Herabsetzung oder Vergütung (Minderung), Rückgängigmachung des Vertrags (Rücktritt) oder Schadensersatz statt der Leistung verlangen. Wählt der Kunde Schadensersatz statt der Leistung, so gelten die Haftungsbeschränkungen gemäß § 8 Ziff. 1 und 2. Bei nur geringfügigen Mängeln, steht dem Kunden jedoch kein Rücktrittsrecht zu.
6.3. Unternehmer müssen uns offensichtliche Mängel innerhalb einer Frist von einer Woche ab Empfang der Ware schriftlich anzeigen; andernfalls ist die Geltendmachung des Gewährleistungsanspruches ausgeschlossen. Zur Fristwahrung genügt die rechtzeitige Absendung. Den Unternehmer trifft die volle Beweislast für sämtliche Anspruchsvoraussetzungen, insbesondere für den Mangel selbst, für den Zeitpunkt der Feststellung des Mangels und für die Rechtzeitigkeit der Mängelrüge.
6.4. Die Gewährleistung für Verbraucher beträgt für gebrauchte Waren ein Jahr ab Ablieferung der Ware, für neue Waren gilt die gesetzliche Gewährleistungsfrist. Die Gewährleistungsfrist für Unternehmer beträgt ein Jahr ab Ablieferung der Ware. Bei gebrauchten Sachen beträgt die Gewährleistungsfrist ein Jahr ab Ablieferung der Ware. Die einjährige Gewährleistungsfrist gilt nicht, wenn uns grobes Verschulden vorwerfbar ist sowie im Falle von uns zurechenbaren Körper- und Gesundheitsschäden und bei Verlust des Lebens des Kunden. Unsere Haftung nach dem Produkthaftungsgesetz bleibt hiervon unberührt.
- Haftungsbeschränkungen und -freistellung
7.1. Wir haften außer bei der Verletzung wesentlicher Vertragspflichten nur, wenn und soweit unseren gesetzlichen Vertretern und Erfüllungsgehilfen Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit zur Last fällt. Sofern nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegen, ist unsere Haftung auf den Schaden begrenzt, der bei Vertragsschluss typischerweise vorhersehbar war.
7.2 Der vorgenannte Haftungsausschluss bzw. Beschränkung gelten nicht, sofern und soweit wir bestimmte Eigenschaften zugesichert oder Garantien ausgesprochen haben. Sie gelten ferner nicht für Schäden aus der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit sowie im Falle zwingender gesetzlicher Vorschriften.
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8.2. Abrechnungsdaten speichern wir höchstens bis zum Ablauf von 6 Monaten nach Versendung der Rechnung. Werden gegen die Entgeltforderungen Einwendungen erhoben oder diese trotz Zahlungsaufforderung nicht beglichen, dürfen die Abrechnungsdaten aufbewahrt werden, bis die Einwendung abschließend geklärt ist oder die Entgeltforderung beglichen ist. § 15 Abs. 8 Telemediengesetz (TMG) bleibt unberührt.
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Die Bestimmungen des UN-Kaufrechts finden keine Anwendung.
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9.3. Sollten einzelne Bestimmungen des Vertrags mit dem Kunden einschließlich dieser Allgemeinen Geschäftsbedingung ganz oder teilweise unwirksam sein oder werden, so wird hierdurch die Gültigkeit der übrigen Bestimmungen nicht berührt.
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