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   6 <title>Molby</title>
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   9
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  11
  12 <div file="index.html">
  13 <div class="centered" lang="en">
  14 <h1>Molby</h1>
  15 <h2>An Interactive Molecular Modeling Software<br />with Integrated Ruby Interpreter</h2>
  16 <h3>Version 0.5.5 build 20110729</h3> <!-- version -->
  17 <h3>Toshi Nagata</h3>
  18 </div>
  19 <div class="centered" lang="ja">
  20 <h1>Molby</h1>
  21 <h2>対話型分子モデリングソフトウェア<br />（Ruby インタプリタ内蔵）</h2>
  22 <h3>Version 0.5.5 build 20110729</h3> <!-- version -->
  23 <h3>永田　央</h3>
  24 </div>
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  27 <h2>Table of Contents</h2>
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  31 <h2>目次</h2>
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  36
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  41 <h1>Introduction</h1>
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  43 </div>
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  45 <h1>はじめに</h1>
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  50
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  55 <h1>What is Molby?</h1>
  56 <p>
  57 Molby is an application to visualize and build molecular models interactively through 3D display. It provides the following capability:
  58 </p>
  59 <ul>
  60 <li>Viewing molecular models in either ball-and-stick or "line" display.</li>
  61 <li>Interactive modification of molecular models by mouse operation.</li>
  62 <li>Optimization of the structure by molecular mechanics calculation. Also capable is the molecular dynamics calculation.</li>
  63 <li>Viewing and editing atomic coordinates, molecular mechanics atom typs, and other parameters in tables.</li>
  64 <li>Importing and exporting structure/coordinate data for other program packages such as Gaussian, GAMESS, NAMD and SHELX.</li>
  65 <li>Embedded Ruby interpreter for automated processing of molecular models.</li>
  66 </ul>
  67 </div>
  68 <div class="contents" lang="ja">
  69 <h1>Molbyとは？</h1>
  70 <p>
  71 Molby は、分子を 3D 表示して、画面上で分子モデルを構築するためのアプリケーションです。以下のような機能があります。
  72 </p>
  73 <ul>
  74 <li>分子を ball-and-stick または「線」で表示できます。</li>
  75 <li>分子モデルをマウス操作で編集できます。</li>
  76 <li>分子力学計算による構造最適化ができます。分子動力学計算も可能です。</li>
  77 <li>原子座標や分子力学の原子タイプなどのパラメータを、テーブルで編集できます。</li>
  78 <li>Gaussian, GAMESS, NAMD, SHELX などの他のプログラムパッケージのファイルを読み込み／書き出しできます。</li>
  79 <li>分子モデルの操作を自動化できるように Ruby インタプリタを内蔵しています。</li>
  80 </ul>
  81 </div>
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  83 </div>
  84
  85 <div file="installation.html">
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  90 <h1>Installation</h1>
  91 <h2>1. Supported Platforms</h2>
  92 <p>
  93 Molby runs on the following platforms.
  94 </p>
  95 <ul>
  96 <li>Microsoft Windows (XP or later).</li>
  97 <li>Mac OS X (10.4 or later, PowerPC or Intel).</li>
  98 </ul>
  99
 100 <p>
 101 Installation procedures are described below for each of these platforms.
 102 </p>
 103
 104 <h2>2. Get the Software</h2>
 105 <p>
 106 Download from the official distribution web site, <a href="http://sourceforge.jp/projects/molby/">http://sourceforge.jp/projects/molby/</a>.
 107 </p>
 108
 109 <h2>3. Installation</h2>
 110
 111 <h3>3-1. Microsoft Windows</h3>
 112
 113 <p>
 114 The Windows version is provided as a standard setup package (<code>SetupMolby.exe</code>). Double-click the setup package, and follow the instructions. If you are not sure, just select "OK" to go proceed.
 115 </p>
 116 <p>
 117 After installation is finished, you will find the Molby application registered in the "Start" menu under the item "All Programs."
 118 </p>
 119
 120 <h3>3-2. Mac OS X</h3>
 121 <p>
 122 The Mac version is provided as a disk image (<code>Molby.dmg</code>). Double-click the disk image file, and you will find a virtual disk drive mounted on the desktop. Find the Molby application inside it, and drag it to the "Applications" folder in your hard drive.
 123 </p>
 124 <p>
 125 <span class="italic">Note:</span> The Mac version is provided as a universal binary, which runs natively on both PowerPC and Intel platforms.
 126 </p>
 127
 128 <h2>4. Uninstallation</h2>
 129 <h3>4-1. Microsoft Windows</h3>
 130 <p>
 131 Use the uninstaller in the Molby folder. You can access the Molby folder from the "Start" menu (Start -&gt; All Programs -&gt; Molby).
 132 </p>
 133 <h3>4-2. Mac OS X</h3>
 134 <p>
 135 Trash the Molby application in the "Applications" folder.
 136 </p>
 137
 138 </div>
 139 <div class="contents" lang="ja">
 140 <h1>インストール</h1>
 141 <h2>1. サポートするプラットフォーム</h2>
 142 <p>
 143 Molbyは以下のプラットフォームで動作します。
 144 </p>
 145 <ul>
 146 <li>Microsoft Windows (XPまたはそれ以降).</li>
 147 <li>Mac OS X (10.4またはそれ以降, PowerPCまたはIntel).</li>
 148 </ul>
 149
 150 <p>
 151 それぞれのプラットフォームでのインストール方法を、以下に説明します。
 152 </p>
 153
 154 <h2>2. ソフトウェアの入手</h2>
 155 <p>
 156 公式配布サイト <a href="http://sourceforge.jp/projects/molby/">http://sourceforge.jp/projects/molby/</a> から最新版をダウンロードしてください。
 157 </p>
 158
 159 <h2>3. インストール</h2>
 160
 161 <h3>3-1. Microsoft Windows</h3>
 162
 163 <p>
 164 Windows版は、標準のセットアップパッケージ (<code>SetupMolby.exe</code>) で配布されています。セットアップパッケージをダブルクリックして、指示に従ってください。どうしたらよいかわからない時は、"OK"を押して進んで構いません。
 165 </p>
 166 <p>
 167 インストールが終了したら、「スタート」メニューの「すべてのプログラム」の中に Molby が入っているはずです。
 168 </p>
 169
 170 <h3>3-2. Mac OS X</h3>
 171 <p>
 172 Mac版は、ディスクイメージ (<code>Molby.dmg</code>) で配布されています。ディスクイメージをダブルクリックすると、仮想ディスクがデスクトップにマウントされます。Molby アプリケーションがその中にありますので、ハードディスクの「アプリケーション」フォルダにドラッグコピーしてください。
 173 </p>
 174 <p>
 175 <span class="italic">注:</span> Mac 版は universal binary です。PowerPC, Intel の両方のマシンで動作します。
 176 </p>
 177
 178 <h2>4. アンインストール</h2>
 179 <h3>4-1. Microsoft Windows</h3>
 180 <p>
 181 Molbyフォルダの中にアンインストーラがあります。「スタート」メニューで「すべてのプログラム」-&gt; Molby とたどってください。
 182 </p>
 183 <h3>4-2. Mac OS X</h3>
 184 <p>
 185 「アプリケーション」フォルダの中の Molby アプリケーションをゴミ箱に捨てます。
 186 </p>
 187
 188 </div>
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 190 </div>
 191
 192 <div file="copyright.html">
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 197 <h1>Copyright and License</h1>
 198 <h2>1. Copyright Notice</h2>
 199 <p>
 200 Molby is a copyrighted product of Toshi Nagata.
 201 </p>
 202 <p>
 203 Copyright (C) 2009-2010 Toshi Nagata <!-- copyright -->
 204 </p>
 205 <p>
 206 Molby includes the following softwares, which are copyrighted products as described below:
 207 </p>
 208 <ul>
 209 <li>
 210 <a href="http://ambermd.org/">AmberTools 1.3</a>: Copyright (C) Junmei Wang, Ross C. Walker, Michael F. Crowley, Scott Brozell and David A. Case
 211 </li>
 212 <li>
 213 <a href="http://www.wxwidgets.org/">wxWidgets 2.8.9</a>: Copyright (C) 1992-2008 Julian Smart, Robert Roebling, Vadim Zeitlin and other members of the wxWidgets team. Portions (c) 1996 Artificial Intelligence Applications Institute
 214 </li>
 215 <li>
 216 <a href="http://www.ruby-lang.org/">Ruby 1.8.7</a>: Copyright (C) 1993-2009 Yukihiro Matsumoto
 217 </li>
 218 <li>
 219 <a href="http://www.netlib.org/clapack/">CLAPACK</a>: Copyright (C) 1992-2008 The University of Tennessee.  All rights reserved.
 220 </li>
 221 </ul>
 222
 223 <h2>2. License</h2>
 224 <p>
 225 Molby is distributed under the GNU General Public License (version 2).
 226 </p>
 227 <blockquote>
 228 <p>
 229 Molby: An Interactive Molecular Modeling Software with Integrated Ruby Interpreter
 230 </p>
 231 <p>
 232 Copyright (C) 2009 Toshi Nagata <!-- copyright -->
 233 </p>
 234 <p>
 235 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 236 it under the terms of the GNU General Public License as published by
 237 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 238 (at your option) any later version.
 239 </p>
 240 <p>
 241 This program is distributed in the hope that it will be useful,
 242 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 243 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 244 <a href="../etc/gpl.txt">GNU General Public License</a> for more details.
 245 </p>
 246 </blockquote>
 247 </div>
 248 <div class="contents" lang="ja">
 249 <h1>著作権とライセンス</h1>
 250 <h2>1. 著作権表示</h2>
 251 <p>
 252 Molby の著作権は永田　央が保持しています。
 253 </p>
 254 <p>
 255 Copyright (C) 2009-2010 Toshi Nagata <!-- copyright -->
 256 </p>
 257 <p>
 258 Molby は以下のソフトウェアを含んでいます。それぞれの著作権表示は下の通りです。
 259 </p>
 260 <ul>
 261 <li>
 262 <a href="http://ambermd.org/">AmberTools 1.3</a>: Copyright (C) Junmei Wang, Ross C. Walker, Michael F. Crowley, Scott Brozell and David A. Case
 263 </li>
 264 <li>
 265 <a href="http://www.wxwidgets.org/">wxWidgets 2.8.9</a>: Copyright (C) 1992-2008 Julian Smart, Robert Roebling, Vadim Zeitlin and other members of the wxWidgets team. Portions (c) 1996 Artificial Intelligence Applications Institute
 266 </li>
 267 <li>
 268 <a href="http://www.ruby-lang.org/">Ruby 1.8.7</a>: Copyright (C) 1993-2009 Yukihiro Matsumoto
 269 </li>
 270 </ul>
 271
 272 <h2>2. ライセンス</h2>
 273 <p>
 274 Molby は <a href="../etc/gpl.txt">GNU General Public License (GNU 一般公衆利用許諾契約書, version 2)</a> に従って配布します。
 275 </p>
 276 <blockquote>
 277 <p>
 278 Molby: 対話型分子モデルソフトウェア（Ruby インタプリタ内蔵）
 279 </p>
 280 <p>
 281 Copyright (C) 2009 Toshi Nagata <!-- copyright -->
 282 </p>
 283 <p>
 284 このプログラムはフリーソフトウェアです。あなたはこれを、フリーソフトウェア財団によって発行された GNU 一般公衆利用許諾契約書(バージョン2か、希望によってはそれ以降のバージョンのうちどれか)の定める条件の下で再頒布または改変することができます。
 285 </p>
 286 <p>
 287 このプログラムは有用であることを願って頒布されますが、*全くの無保証* です。商業可能性の保証や特定の目的への適合性は、言外に示されたものも含め全く存在しません。詳しくはGNU 一般公衆利用許諾契約書をご覧ください。
 288 </p>
 289 </blockquote>
 290 <p>
 291 参考のため、GNU 一般公衆利用許諾契約書の<a href="../etc/gpl.ja.txt">非公式日本語訳</a>を添付します。ただし、正式な文書は英語版の方です。
 292 </p>
 293 </div>
 294 <link id="#navigation" />
 295 </div>
 296
 297 <div file="tutorials.html">
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 301 <div class="contents" lang="en">
 302 <h1>Tutorials</h1>
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 304 </div>
 305 <div class="contents" lang="ja">
 306 <h1>チュートリアル</h1>
 307 <link id="#toc" />
 308 </div>
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 310 </div>
 311
 312 <div file="drawing.html">
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 315 <div class="contents" lang="en">
 316 <h1>Step One: Draw a New Molecule</h1>
 317 <h2>1. Create a Molecule</h2>
 318 <p>
 319 Start up Molby. You will see a blank window like below. This is the main window to manipulate your molecule.
 320 </p>
 321 <p><img src="../etc/tutorial_01.png" /></p>
 322 <p>
 323 Suppose you want a benzene molecule. Double-click on the black area, and you will be asked to "enter formula". Type "C6H6" and hit "OK".
 324 </p>
 325 <p><img src="../etc/tutorial_02.png" /></p>
 326 <p>
 327 Then you see a benzene molecule in the black area. The atoms and bonds are drawn in red, which means these atoms and bonds are "selected". On the left to this area, there is a table, which shows in numbers the positions of all atoms, and other useful information. We will get into this part in more details later.
 328 </p>
 329 <p><img src="../etc/tutorial_03.png" /></p>
 330 <h2>2. Rotate the Molecule</h2>
 331 <p>
 332 You can rotate the molecule around by use of the three bars on the both sides and the bottom of the black area. Press the left button of the mouse on one of these bars, and try dragging.
 333 </p>
 334 <p><img src="../etc/tutorial_04.png" /></p>
 335 <ul>
 336 <li>Bar 1: rotate the whole molecule around the horizontal axis.</li>
 337 <li>Bar 2: rotate the whole molecule around the vertical axis.</li>
 338 <li>Bar 3: rotate the selected part of the molecule. (In the present example, the whole molecule is selected, so that the bar 3 works in the same manner as the bar 2.)</li>
 339 </ul>
 340 <p>
 341 Next, look at the buttons above the black area. The left-most button "Rot" is now selected. This means the window is in the "Rotation" mode. In this case, you can drag in the black area to rotate freely the whole molecule.
 342 </p>
 343 <p class="note">
 344 <span class="italic">Note:</span> Be careful not to start drag from a very near point to the molecule. If you start drag on a selected atom or bond, the selected part will move along the mouse, instead of the whole molecule to rotate.
 345 </p>
 346
 347 <h2>3. Translate and Scale</h2>
 348 <p>
 349 Press the button "Trans" above the black area. The window is now in "Translate" mode. When you drag in the black area, the whole molecule moves along with the mouse movement.
 350 </p>
 351 <p class="note">
 352 <span class="italic">Note:</span> the functions of the rotation bars do not change.
 353 </p>
 354 <p><img src="../etc/tutorial_05.png" /></p>
 355 <p>
 356 Next, press the button "Scale". The window is now in "Scale" mode, and you can expand and shrink the molecule by dragging in the black area.
 357 </p>
 358 <p><img src="../etc/tutorial_06.png" /></p>
 359 <p>
 360 The "Fit to Screen" menu command, avaiable under the "Show" menu, is a convenient way to fit the whole molecule to the window.
 361 </p>
 362 <p><img src="../etc/tutorial_07.png" /></p>
 363 <p>
 364 Now you have learned how to move the whole molecule around. In the next chapter, you will learn how to edit the molecule.
 365 </p>
 366 </div>
 367
 368 <div class="contents" lang="ja">
 369 <h1>第一段階：新しい分子を描く</h1>
 370 <h2>1. 分子を作る</h2>
 371 <p>
 372 Molbyを立ち上げてください。下のような空のウィンドウが現れます。このウィンドウが、分子を取り扱うためのメインウィンドウです。
 373 </p>
 374 <p><img src="../etc/tutorial_01.png" /></p>
 375 <p>
 376 ベンゼン分子を作ってみたいとします。画面の黒いところ（編集エリア）をダブルクリックすると、"enter formula" と指示が出ます。"C6H6" とタイプして、OK を押します。
 377 </p>
 378 <p><img src="../etc/tutorial_02.png" /></p>
 379 <p>
 380 編集エリアにベンゼン分子が現れます。原子と結合は赤色で描かれていますが、これは「選択されている」という表示です。左側には表があり、原子の位置などの情報を数値で表示しています。この部分については、あとで詳しい使い方が出てきます。
 381 </p>
 382 <p><img src="../etc/tutorial_03.png" /></p>
 383 <h2>2. 分子を回転させる</h2>
 384 <p>
 385 編集エリアの両側と下には、分子を回転させるバーがあります。このバーでマウスボタンを押し、そのままドラッグしてみてください。
 386 </p>
 387 <p><img src="../etc/tutorial_04.png" /></p>
 388 <ul>
 389 <li>バー１：水平軸の周りに分子を回転させる。</li>
 390 <li>バー２：垂直軸の周りに分子を回転させる。</li>
 391 <li>バー３：分子の選択部分を回転させる。（今は分子全体が選択されているため、バー２と同じ動作をします。）</li>
 392 </ul>
 393 <p>
 394 次に、編集エリアの上にあるボタンを見てください。一番左の "Rot" が選択されています。これは、このウィンドウが現在「回転 (Rotation)」モードにあることを示しています。この場合、編集エリアでマウスをドラッグすると、分子全体を自由に回転させることができます。
 395 </p>
 396 <p class="note">
 397 <span class="italic">注:</span> 分子に近すぎるところからドラッグを始めないように注意してください。選択している原子・結合の上でドラッグを始めると、選択部分がマウスについて動いてしまい、分子全体を動かすことができません。
 398 </p>
 399 <h2>3. Translate and scale</h2>
 400 <p>
 401 "Trans" と書かれたボタンを押してください。ウィンドウは「並進 (Translate)」モードになります。編集エリアでマウスをドラッグすると、分子全体を平行移動させることができます。
 402 </p>
 403 <p class="note">
 404 <span class="italic">注:</span> 回転バーの機能は変わりません。
 405 </p>
 406 <p><img src="../etc/tutorial_05.png" /></p>
 407 <p>
 408 次に、"Scale" と書かれたボタンを押してください。ウィンドウは「拡大縮小 (Scale)」モードになります。編集エリアでマウスをドラッグすると、分子全体を拡大・縮小することができます。
 409 </p>
 410 <p><img src="../etc/tutorial_06.png" /></p>
 411 <p>
 412 "Show" メニューの中に "Fit to Screen" メニューコマンドがあります。このコマンドは、分子をウィンドウサイズに合わせて表示したいときに便利です。
 413 </p>
 414 <p><img src="../etc/tutorial_07.png" /></p>
 415 <p>
 416 分子を画面上で動かす方法がわかりました。次は、編集のやり方を説明します。
 417 </p>
 418 </div>
 419 <link id="#navigation" />
 420 </div>
 421
 422 <div file="editing.html">
 423 <link rel="Up" href="tutorials.html" />
 424 <link rel="Prev" href="drawing.html" />
 425 <link id="#header" />
 426 <div class="contents" lang="en">
 427 <h1>Step Two: Edit a Molecule</h1>
 428 <h2>1. Append a Substituent</h2>
 429 <p>
 430 Suppose you have a benzene molecule now, and want to append a methyl substituent to give a toluene.
 431 </p>
 432 <p>
 433 Press the button "Select", and click on the black area where no atom nor bond is present. The selection becomes canceled.
 434 </p>
 435 <p><img src="../etc/tutorial_08.png" /></p>
 436 <p>
 437 Select one of the hydrogen atoms. There are two ways to do this. You can click on the target atom, or you can drag to select atoms within a rectangular region.
 438 </p>
 439 <p><img src="../etc/tutorial_09.png" /> <img src="../etc/tutorial_10.png" /></p>
 440 <p>
 441 Double-click on the hydrogen atom. This time, be sure to hit the selection! Then you will see the dialog "enter formula" as shown below. Type "CH3" in the text box and hit "OK".
 442 </p>
 443 <p><img src="../etc/tutorial_11.png" /></p>
 444 <p>
 445 Now you get toluene.
 446 </p>
 447 <p><img src="../etc/tutorial_12.png" /></p>
 448 <p>
 449 You want to save the result to a file. Select "Save as..." from the File menu, choose the file format, enter the filename, and hit "Save".
 450 </p>
 451 <p>
 452 The "native" file format in Molby is "mbsf", i.e. <u>M</u>ol<u>b</u>y <u>S</u>tructure <u>F</u>ile. The mbsf format is a private format with no compatibility with any existing file format for chemistry. Nevertheless, it is a plain text file that is reasonably compact and easy to read. Unless you have a particular reason to choose other formats, it is recommended that you save the structues as a "mbsf" file.
 453 </p>
 454 <h2>2. Manipulate Molecular Fragments</h2>
 455 <p>
 456 After building a molecule, you may want to move some part of a molecule. Here are examples how you can do it.
 457 </p>
 458 <p>
 459 Select the methyl group of the toluene, if you have not done so yet <span class="note">(Tip: you can add to the current selection by shift-clicking)</span>. Press the left rotation bar (marked "3" in the previous page), and drag up and down. You will see the methyl group rotates to the right and left.
 460 </p>
 461 <p><img src="../etc/tutorial_13.png" /></p>
 462 <p>
 463 The same manipulation can be achieved by selecting one bond and dragging the left rotation bar. In this case, you can also rotate the benzene ring (with the methyl group fixed) by pressing Option (Mac) or Alt (Win) key when dragging.
 464 </p>
 465 <p><img src="../etc/tutorial_14.png" /></p>
 466 <p>
 467 The selected atoms can be dragged to give a translational move. Use this feature with care, because it may result in a chemically unnatural structure.
 468 </p>
 469 <p><img src="../etc/tutorial_15.png" /></p>
 470 <h2>3. Adding and Deleting Atoms</h2>
 471 <p>
 472 We have already learned one way to add atoms: double-clicking on the selected part of the molecule (or on the black area where nothing is present), and type-in the formula. Actually, this is the most convenient way to add atoms in Molby. However, there are also other ways to add atoms.
 473 </p>
 474 <p>
 475 Look at our familiar toluene molecule. Suppose we want to convert it to indane.
 476 </p>
 477 <p><img src="../etc/indane.png" /> indane</p>
 478 <p>
 479 Rotate the molecule so that its orientation matches the chemical structure. We will start from C3, add two carbons, and then close the ring.
 480 </p>
 481 <p><img src="../etc/tutorial_16.png" /></p>
 482 <p>
 483 Press the "Erase" button above the black area. Click on the "H3" hydrogen. The hydrogen atom and the bond between C3 and H3 disappear.
 484 </p>
 485 <p><img src="../etc/tutorial_17.png" /></p>
 486 <p>
 487 Press the "Bond" button. Drag from the C3 atom to the right-bottom, and release the mouse button. A new atom and a bond to C3 are created. Drag from the new atom to the right-up, and another atom and bond are created.
 488 </p>
 489 <p><img src="../etc/tutorial_18.png" /> <img src="../etc/tutorial_19.png" /></p>
 490 <p>
 491 Press the "Erase" button again, and erase one hydrogen from the methyl group. Press the "Select" button, select the benzene-methylene bond, and rotate the methylene group as appropriate for the five-membered ring, by use of the left rotation bar.
 492 </p>
 493 <p><img src="../etc/tutorial_20.png" /> <img src="../etc/tutorial_21.png" /></p>
 494 <p>
 495 Now you can close the ring. Press the "Bond" button, and drag from the methylene carbon. When the mouse cursor comes close enough to the target carbon, the new atom will snap to the target and make a new bond. Then release the mouse button.
 496 </p>
 497 <p><img src="../etc/tutorial_22.png" /></p>
 498 <p>
 499 Finally, you want to add hydrogens to the newly created carbons. Press the "Select" button, and select these two carbons. Go to the "Edit" menu, and select the "Add Hydrogen" -&gt; "Tetrahedral sp3" menu command.
 500 </p>
 501 <p><img src="../etc/tutorial_23.png" /></p>
 502 <p>
 503 Here is the result.
 504 </p>
 505 <p><img src="../etc/tutorial_24.png" /></p>
 506 <p class="note">
 507 A similar result can be achieved by selecting the hydrogen ortho to the methyl group, double-click it, type "CH2CH3" in, erase one hydrogen atom from each of the methyl groups, and make a bond. This is better because the newly created methylenes have reasonable bond lengths and angles as methylene groups. The above example is just for explanation of the editing features.
 508 </p>
 509 </div>
 510 <div class="contents" lang="ja">
 511 <h1>第二段階：分子を編集する</h1>
 512 <h2>1. 置換基をつける</h2>
 513 <p>
 514 ベンゼン分子があり、これにメチル基をつけてトルエンを作りたいとします。
 515 </p>
 516 <p>
 517 "Select"ボタンを押して、編集エリアの原子や結合がないところをクリックします。選択が解除され、分子の表示が赤から原子ごとの色に変わります。
 518 </p>
 519 <p><img src="../etc/tutorial_08.png" /></p>
 520 <p>
 521 水素原子の一つを選択します。やり方は二つあります。選択したい原子をクリックするか、またはドラッグで現れる四角い領域の中の原子を選択します。
 522 </p>
 523 <p><img src="../etc/tutorial_09.png" /> <img src="../etc/tutorial_10.png" /></p>
 524 <p>
 525 水素原子の上でダブルクリックします。このとき、選択部分の上でダブルクリックするように注意してください。"Enter formula"というダイアログが出てきます。"CH3"と入力し、"OK"を押します。
 526 </p>
 527 <p><img src="../etc/tutorial_11.png" /></p>
 528 <p>
 529 トルエンができました。
 530 </p>
 531 <p><img src="../etc/tutorial_12.png" /></p>
 532 <p>
 533 ファイルに保存しておきたい時は、通常通り File メニューから "Save as..." を選び、ファイルフォーマットを選び、ファイル名をタイプして "Save" を押します。
 534 </p>
 535 <p>
 536 Molby の標準ファイルフォーマットは "mbsf" (<u>M</u>ol<u>b</u>y <u>S</u>tructure <u>F</u>ile) です。Mbsf フォーマットは独自のもので、既存の化学ファイルフォーマットとは互換性がありません。しかし、mbsfはテキストファイルであり、比較的コンパクトで、読みやすいものです。他のフォーマットで保存する積極的な理由がない場合は、"mbsf"フォーマットで保存しておくことをおすすめします。
 537 </p>
 538
 539 <h2>2. 分子の一部を操作する</h2>
 540 <p>
 541 分子を組み立てたら、その一部を動かしたくなることがあります。ここでは、そのやり方の例を示します。
 542 </p>
 543 <p>
 544 トルエンのメチル基を選択します<span class="note">（コツ：シフトキーを押しながらクリックすると、現在の選択範囲に原子を付け加えることができます）</span>。左の回転バー（前ページで③と書かれていたもの）でマウスボタンを押し、上下にドラッグしてください。メチル基が右左に回転するのがわかります。
 545 </p>
 546 <p><img src="../etc/tutorial_13.png" /></p>
 547 <p>
 548 同じ操作は、結合を１つ選択して左の回転バーをドラッグしてもできます。この場合、メチル基を固定してベンゼン環の方を回すこともできます。ドラッグの時にOptionキー(Mac)、Altキー(Win)を押してください。
 549 </p>
 550 <p><img src="../etc/tutorial_14.png" /></p>
 551 <p>
 552 選択した原子をドラッグすると平行移動できます。化学的に不自然な構造になりますので、注意が必要です。
 553 </p>
 554 <p><img src="../etc/tutorial_15.png" /></p>
 555 <h2>3. 原子を追加する・削除する</h2>
 556 <p>
 557 原子を追加する方法はすでに一つ説明しました。選択部分または編集エリアの何もないところをダブルクリックして、構造式をタイプする方法です。実際、Molbyで原子を追加するにはこれが最も便利です。しかし、他の方法もありますので、それを紹介します。
 558 </p>
 559 <p>
 560 先ほどのトルエン分子を使います。これをインダンに変えたいとします。
 561 </p>
 562 <p><img src="../etc/indane.png" /> インダン</p>
 563 <p>
 564 分子を回転させて、化学構造式と同じ向きになるようにします。C3から始めて、炭素原子を２つ追加し、環を閉じることにします。
 565 </p>
 566 <p><img src="../etc/tutorial_16.png" /></p>
 567 <p>
 568 編集エリアの上の"Erase"ボタンを押します。"H3"水素をクリックします。この水素原子と、C3-H3の結合が消えます。
 569 </p>
 570 <p><img src="../etc/tutorial_17.png" /></p>
 571 <p>
 572 "Bond"ボタンを押します。C3原子から右下にドラッグし、マウスボタンを離します。新しい原子と、その原子とC3の間の結合が新しく作られます。新しい原子から右上にドラッグすると、もう一つの原子と結合が作られます。
 573 </p>
 574 <p><img src="../etc/tutorial_18.png" /> <img src="../etc/tutorial_19.png" /></p>
 575 <p>
 576 "Erase"ボタンをもう一度押して、メチル基の原子を一つ消します。"Select"ボタンを押して、ベンゼン環とメチレン炭素（今水素原子を一つ消したところ）の間の結合を選択します。左の回転バーを使って、五員環に適切な向きになるようにメチレン基を回転させます。
 577 </p>
 578 <p><img src="../etc/tutorial_20.png" /> <img src="../etc/tutorial_21.png" /></p>
 579 <p>
 580 環を閉じます。"Bond"ボタンを押し、メチレン炭素原子から右下の炭素原子へドラッグします。マウスカーソルが目標の炭素原子に近づくと、ドラッグしてできた結合が炭素原子にくっつきます。ここでマウスボタンを離します。
 581 </p>
 582 <p><img src="../etc/tutorial_22.png" /></p>
 583 <p>
 584 最後に、新しく作った二つの炭素原子に水素原子を付加します。"Select"ボタンを押して、マウスを使って二つの炭素原子を選択します。"Edit"メニューから、"Add Hydrogen"-&gt;"Tetrahedral sp3"コマンドを実行します。
 585 </p>
 586 <p><img src="../etc/tutorial_23.png" /></p>
 587 <p>
 588 結果はこのようになります。
 589 </p>
 590 <p><img src="../etc/tutorial_24.png" /></p>
 591 <p class="note">
 592 トルエンからインダンは次のような操作でも作ることができます。メチル基のオルト位の水素原子を選択、ダブルクリック、ダイアログが出たら"CH2CH3"と入力、二つのメチル基からそれぞれ水素原子を一つ削除、結合回転で向きを調整、結合を作成。この方法の方が、新しく作ったメチレン基の結合距離・結合角が正しくなるため、よりよい結果になります。上の例は、編集操作の説明のためのものと考えてください。
 593 </p>
 594 </div>
 595 <link id="#navigation" />
 596 </div>
 597
 598 <div file="cut_copy_paste.html">
 599 <link rel="Up" href="tutorials.html" />
 600 <link rel="Prev" href="editing.html" />
 601 <link id="#header" />
 602 <div class="contents" lang="en">
 603 <h1>Step Three: Edit a Molecule: Cut/Copy/Paste</h1>
 604 <p>
 605 Like any other decent "editing" applications, Molby has a capability of cut/copy/paste by use of a clipboard. These functions (especially copy and paste) are also quite useful for building complex molecules.
 606 </p>
 607 <p>
 608 We start from the toluene molecule again. Select the methyl group and do copy.
 609 </p>
 610 <p><img src="../etc/tutorial_25.png" /></p>
 611 <p>
 612 Unselect the methyl group, and do paste. Another methyl group appears, with no connection to the existing atoms. This is how "paste" works when nothing is selected beforehand.
 613 </p>
 614 <p><img src="../etc/tutorial_26.png" /></p>
 615 <p>
 616 Now we will see what happens when something is selected before pasting. As described above, start with the toluene molecule, select the methyl group, and copy it. Unselect the methyl group, and this time select the hydrogen atom that is "ortho" to the methyl group.
 617 </p>
 618 <p><img src="../etc/tutorial_27.png" /></p>
 619 <p>
 620 Do paste. The selected hydrogen atom is replaced with the pasted methyl group. Note that a new bond is created between the pasted methyl carbon and the ortho carbon, with an acceptable bond length and angles.
 621 </p>
 622 <p><img src="../etc/tutorial_28.png" /></p>
 623 <p class="note">
 624 The dihedral angle may not be acceptable. In that case, you can rotate the pasted fragment by use of the left rotation bar until the dihedral angle looks good.
 625 </p>
 626 <p>
 627 This "select and paste" technique is very useful for building large molecules. Suppose we want to build an oligobenzamide.
 628 </p>
 629 <p><img src="../etc/tutorial_39.png" /></p>
 630 <p>
 631 Create a "monomer", i.e. N-methyl-4-acetamidobenzamide. This is done by (1) create a benzene, (2) select H1, double-click, and enter "CONHCH3", (3) select H4, double-click, and enter "NHCOCH3". After entering each formula, you need to rotate the fragment to make the dihedral angle appropriate.
 632 </p>
 633 <p><img src="../etc/tutorial_29.png" /></p>
 634 <p>
 635 Select the whole molecule except for the COCH3 group at the left. Do copy.
 636 </p>
 637 <p><img src="../etc/tutorial_30.png" /></p>
 638 <p>
 639 Select the NHCH3 group at the right. Do paste.
 640 </p>
 641 <p><img src="../etc/tutorial_31.png" /></p>
 642 <p>
 643 The newly created amide bond has a bad dihedral angle. Rotate the pasted fragment by the left rotation bar, so that the amide bond becomes properly trans.
 644 </p>
 645 <p><img src="../etc/tutorial_32.png" /><img src="../etc/tutorial_33.png" /></p>
 646 <p>
 647 Select "Fit to Screen" from the "Show" menu, to make the whole molecule visible.
 648 </p>
 649 <p><img src="../etc/tutorial_34.png" /></p>
 650 <p><img src="../etc/tutorial_35.png" /></p>
 651 <p>
 652 Repeat these procedures to make the tetramer.
 653 </p>
 654 <p><img src="../etc/tutorial_36.png" /></p>
 655 <p><img src="../etc/tutorial_37.png" /></p>
 656 <p><img src="../etc/tutorial_38.png" /></p>
 657 <p>
 658 Make one more iteration to make the octamer.
 659 </p>
 660 <p><img src="../etc/tutorial_39.png" /></p>
 661 </div>
 662 <div class="contents" lang="ja">
 663 <h1>第三段階：分子を編集する：カット・コピー・ペースト</h1>
 664 <p>
 665 他のアプリケーションと同様に、Molby もクリップボードを使ってカット・コピー・ペーストを行う機能があります。これらの機能、特にコピー・ペーストは複雑な分子を作るときにたいへん有用です。
 666 </p>
 667 <p>
 668 ふたたびトルエン分子から始めます。メチル基を選択して、コピーします。
 669 </p>
 670 <p><img src="../etc/tutorial_25.png" /></p>
 671 <p>
 672 メチル基の選択を解除して、ペーストを実行します。他の原子と結合していないメチル基がもう一つ現れます。原子が選択されていない状態で「ペースト」すると、このような動作になります。
 673 </p>
 674 <p><img src="../etc/tutorial_26.png" /></p>
 675 <p>
 676 今度は、ペーストする前に原子が選択されているときにどうなるかを見てみます。上と同じように、トルエンから始めて、メチル基を選択して、コピーします。メチル基の選択を解除して、今度はメチル基のオルト位の水素原子を選択します。
 677 </p>
 678 <p><img src="../etc/tutorial_27.png" /></p>
 679 <p>
 680 ペーストを実行します。選択された水素原子がメチル基に置き換わります。オルト位の炭素とメチル基の間に新しい結合ができ、その長さと結合角が適切なものになっていることがわかります。
 681 </p>
 682 <p><img src="../etc/tutorial_28.png" /></p>
 683 <p class="note">
 684 二面角は適切とはいえないかも知れません。その場合は、ペーストされたグループを左の回転バーを使って回転させて、適切な二面角にします。
 685 </p>
 686 <p>
 687 この「選択してペースト」のテクニックは、大きな分子を作るときにたいへん役に立ちます。たとえば、オリゴベンズアミドを作りたいとします。
 688 </p>
 689 <p><img src="../etc/tutorial_39.png" /></p>
 690 <p>
 691 まず、「モノマー」となる N-メチル-4-アセトアミドベンズアミドを作ります。次のようにします：(1) ベンゼンを作る、(2) H1 を選択してダブルクリックし、「CONHCH3」とタイプする、(3) H4 を選択してダブルクリックし、「NHCOCH3」とタイプする。化学式をタイプしたあとは、作成したフラグメントを回転させて二面角を調整しておきます。
 692 </p>
 693 <p><img src="../etc/tutorial_29.png" /></p>
 694 <p>
 695 左端の COCH3 以外全部を選択し、コピーします。
 696 </p>
 697 <p><img src="../etc/tutorial_30.png" /></p>
 698 <p>
 699 右端の NHCH3 を選択し、「ペースト」を実行します。
 700 </p>
 701 <p><img src="../etc/tutorial_31.png" /></p>
 702 <p>
 703 新しく作られたアミド結合は二面角が不適切です。左の回転バーを使ってペーストしたフラグメントを回転し、アミド結合が正しく trans になるようにします。
 704 </p>
 705 <p><img src="../etc/tutorial_32.png" /><img src="../etc/tutorial_33.png" /></p>
 706 <p>
 707 "Show" メニューから "Fit to Screen" を選び、分子全体が見えるようにします。
 708 </p>
 709 <p><img src="../etc/tutorial_34.png" /></p>
 710 <p><img src="../etc/tutorial_35.png" /></p>
 711 <p>
 712 この操作を繰り返して、四量体を作ります。
 713 </p>
 714 <p><img src="../etc/tutorial_36.png" /></p>
 715 <p><img src="../etc/tutorial_37.png" /></p>
 716 <p><img src="../etc/tutorial_38.png" /></p>
 717 <p>
 718 もう一度繰り返して、八量体を作ります。
 719 </p>
 720 <p><img src="../etc/tutorial_39.png" /></p>
 721 </div>
 722 <link id="#navigation" />
 723 </div>
 724
 725 <div file="mm_minimize.html">
 726 <link rel="Up" href="tutorials.html" />
 727 <link rel="Prev" href="cut_copy_paste.html" />
 728 <link id="#header" />
 729 <div class="contents" lang="en">
 730 <h1>Step Four: Energy Minimization by Molecular Mechanics</h1>
 731 <h2>1. About Molecular Mechanics Implementation in Molby</h2>
 732 <p>
 733 The molecular models built by hand generally include unnatural bond lengths, bond angles, van der Waals contacts, and so on. Molecular mechanics is a useful technique to remove such unnatural structures.
 734 </p>
 735 <p>
 736 Molby implements molecular mechanics calculation by use of basic force fields, including bond stretching, angle bending, dihedral rotation, improper torsions, van der Waals interaction, and electrostatic interaction. With the exception of the electrostatic interaction, the parameters are taken from the predefined table by looking up the "atom types" assigned to the atoms.
 737 </p>
 738 <p>
 739 By default, Molby uses <span class="italic">gaff</span> parameter set. Gaff, "General AMBER Force Field",   is a part of <a href="http://ambermd.org/">AMBER molecular dynamics package</a>; the force field parameters are made public domain by courtesy of the AMBER developers. Molby also includes <span class="italic">parm99</span> parameter set, another AMBER force field that is widely used for biomolecules.
 740 </p>
 741 <p>
 742 The troublesome part in using force fields is how to assign atom types. The AMBER developers provides a useful set of programs to take care of this problem. Thanks again to the AMBER developers, these programs, named AmberTools, are now made public (open source under GPLv2). Molby includes some of these programs, and calls and imports the results.
 743 </p>
 744 <p>
 745 Following are the original papers published by the AMBER team. Please be sure to refer to them in your publication when you use the AMBER parameters or AmberTools.
 746 </p>
 747 <ul>
 748 <li>Wang, J.; Wolf, R.M.; Caldwell, J.W.; Kollamn, P.A.; Case, D.A. Development and testing of a general Amber force field. <span class="italic">J. Comput. Chem.,</span> <span class="bold">2004,</span> <span class="italic">25,</span> 1157–1174.</li>
 749 <li>Wang, B.; Merz, K.M. Jr. A fast QM/MM (quantum mechanical/molecular mechanical) approach to calculate nuclear magnetic resonance chemical shifts for macromolecules. <span class="italic">J. Chem. Theory Comput.,</span> <span class="bold">2006,</span> <span class="italic">2,</span> 209–215. </li>
 750 </ul>
 751 <h2>2. Energy Minimization How-to</h2>
 752 <p>
 753 Now we try energy minimization. We use 2,2'-dimethoxybiphenyl as an example.
 754 </p>
 755 <p><img src="../etc/biphenyl.png" /> 2,2'-dimethoxybiphenyl</p>
 756 <p>
 757 Build this molecule. The easiest way is, (1) double-click the empty editing area and type "C6H5C6H5", (2) select one ortho hydrogen, double-click, and type "OCH3", (3) repeat (2) for another ortho hydrogen on the other ring.
 758 </p>
 759 <p><img src="../etc/tutorial_40.png" /></p>
 760 <p>
 761 Open the "MM/MD" menu, and select "antechamber/parmchk..." command in the "Tools" submenu.
 762 </p>
 763 <p><img src="../etc/tutorial_41.png" /></p>
 764 <p>
 765 A dialog like below shows up. Turn off the first two checkboxes. The "log" directory is used by AmberTools for storing intermediate files; the default value would be acceptable, but you can change it here.
 766 </p>
 767 <p><img src="../etc/tutorial_42.png" /></p>
 768 <p>
 769 After pressing "OK", two dialog boxes appear in turn. They disappear so quickly that you may not recognize what they are saying; actually, the first one says "Running antechamber" and the second one "Running parmchk." These are programs included in AmberTools. In the present case, both programs complete successfully, and the following dialog appears.
 770 </p>
 771 <p><img src="../etc/tutorial_43.png" /></p>
 772 <p>
 773 Press "OK", and you will return to the molecule window. Do you notice what change has been made? It is the atom types that are modified. Specifically, the types of the atoms 0 and 10 are changed from "ca" to "cp".
 774 </p>
 775 <p><img src="../etc/tutorial_44.png" /></p>
 776 <p>
 777 If you are wondering what "ca" or "cp" mean, look at the global parameter table (MM/MD → View Global Parameters...), and find comment(s) in the "vdw" record.
 778 </p>
 779 <p><img src="../etc/tutorial_45.png" /></p>
 780 <p>
 781 Return to the molecule, and select MM/MD → Minimize.
 782 </p>
 783 <p><img src="../etc/tutorial_46.png" /></p>
 784 <p>
 785 A setting dialog opens. "Steps per frame" means the screen is updated every this number of steps. "Number of frames" means the maximum number of "frames" (i.e. screen updates) to calculate. If the minimization completes before this number of frames, the calculation will stop. The numbers 10 and 200 are reasonable choice in many cases.
 786 </p>
 787 <p><img src="../etc/tutorial_47.png" /></p>
 788 <p>
 789 Press "OK", and minimization starts. As you expect, the dihedral angle between the two phenyl rings becomes large. The calculation will stop after 200 frames. You can see the number "199" at the right bottom of the window, and the slider at the bottom of the window is now active. Move the slider, and you can see how the molecular structure changed during the minimization.
 790 </p>
 791 <p><img src="../etc/tutorial_48.png" /></p>
 792 <p>
 793 If you save this molecule at this stage, all the frames will be also saved (when you select the "mbsf" format), and the resulting file may be very large. If you do not want this, then you can remove all the frames by use of "Delete Frames..." command in the "Script" menu.
 794 </p>
 795 <p><img src="../etc/tutorial_49.png" /></p>
 796 <p><img src="../etc/tutorial_50.png" /></p>
 797 <h2>3. Handling electrostatic interaction</h2>
 798 <p>
 799 The above description is sufficient for initial cleanup of the molecular structure. However, we should go one further step to take electrostatic interaction into consideration. This is particularly important in molecules with polar functional groups (such as carbonyl).
 800 </p>
 801 <p>
 802 Continue our study on 2,2'-dimethoxybiphenyl. Open "MM/MD" → "Tools" → "Antechamber/parmchk...", and this time turn on the top checkbox. Also make sure the net molecular charge is correct.
 803 </p>
 804 <p><img src="../etc/tutorial_51.png" /></p>
 805 <p>
 806 Press "OK", and calculation starts. This time the calculation should take much longer than before, because semi-empirical calculation is carried out for optimizing the structure and getting the partial charges.
 807 </p>
 808 <p><img src="../etc/tutorial_52.png" /></p>
 809 <p>
 810 When calculation is done, the molecular structure may change, because structure optimization has been done by semi-empirical calculation. However, even more important is the "charge" values. You can see the charge values by scrolling the table to the right. By use of these "charge" values, interaction energies of the polar functional groups can be taken into account.
 811 </p>
 812 <p><img src="../etc/tutorial_53.png" /></p>
 813 <p>
 814 Note that the atomic charges given in the above method are derived from semi-empirical quantum chemical calculations. On the other hand, it is generally considered that the charges derived from ab initio calculations are better. Molby does not have capability to perform ab initio calculations, but it can help creating necessary input files for external quantum chemical programs. This will be described elsewhere in this User's Manual (not yet written, but coming soon).
 815 </p>
 816 </div>
 817 <div class="contents" lang="ja">
 818 <h1>第四段階：分子力学計算によるエネルギー最小化</h1>
 819 <h2>1. Molby の分子力学計算について</h2>
 820 <p>
 821 手作業で作成した分子モデルは、不自然な結合長、結合角、van der Waals 接触などを含んでいます。このような不自然な構造を修正するには、分子力学のテクニックが便利です。
 822 </p>
 823 <p>
 824 Molby の分子力学計算は、基本的な分子力場（結合の伸縮、結合角のたわみ、二面角の回転、improper torsion、van der Waals 相互作用、静電相互作用）に基づいています。静電相互作用以外については、パラメータのセットが用意してあり、原子に与えられた「原子タイプ」から必要なパラメータを取り出して計算に使います。
 825 </p>
 826 <p>
 827 デフォルトでは、Molby は <span class="italic">gaff</span> パラメータセットを使います。Gaff は "General AMBER Force Field" の略で、<a href="http://ambermd.org/">AMBER 分子動力学パッケージ</a>の一部です。AMBER 開発者の好意により、分子力場パラメータはパブリックドメインとされています。なお、Molby は <span class="italic">parm99</span> パラメータセットも同梱しています。これも AMBER の分子力場であり、生体分子の計算に広く使われています。
 828 </p>
 829 <p>
 830 分子力場を使うときに厄介なのは、原子タイプをどうやって指定するかです。AMBER には、このための便利なプログラム AmberTools が含まれています。これもまた AMBER 開発者の好意により、AmberTools はフリーソフトウェア（GPLv2）として公開されています。Molby は AmberTools のプログラムの一部を同梱しています。
 831 </p>
 832 <p>
 833 以下の論文は AMBER 開発チームによるものです。AMBER パラメータや AmberTools プログラムの機能を使った場合は、発表論文にこれらの論文を引用してください。
 834 </p>
 835 <ul>
 836 <li>Wang, J.; Wolf, R.M.; Caldwell, J.W.; Kollamn, P.A.; Case, D.A. Development and testing of a general Amber force field. <span class="italic">J. Comput. Chem.,</span> <span class="bold">2004,</span> <span class="italic">25,</span> 1157–1174.</li>
 837 <li>Wang, B.; Merz, K.M. Jr. A fast QM/MM (quantum mechanical/molecular mechanical) approach to calculate nuclear magnetic resonance chemical shifts for macromolecules. <span class="italic">J. Chem. Theory Comput.,</span> <span class="bold">2006,</span> <span class="italic">2,</span> 209–215. </li>
 838 </ul>
 839 <h2>2. エネルギー最小化の方法</h2>
 840 <p>
 841 さて、エネルギー最小化をやってみましょう。例として 2,2'-ジメトキシビフェニルを使うことにします。
 842 </p>
 843 <p><img src="../etc/biphenyl.png" /> 2,2'-ジメトキシビフェニル</p>
 844 <p>
 845 この分子のモデルを作ってください。簡単なやり方は、(1) 空の編集エリアでダブルクリックして "C6H5C6H5" とタイプする。(2) オルト位の水素原子を１つ選択し、ダブルクリックして "OCH3" とタイプする。(3) もう１つの環のオルト位の水素原子について、(2) を繰り返す。
 846 </p>
 847 <p><img src="../etc/tutorial_40.png" /></p>
 848 <p>
 849 "MM/MD"メニューを開き、"Tools" サブメニューから "Antechamber/parmchk..." コマンドを実行します。
 850 </p>
 851 <p><img src="../etc/tutorial_41.png" /></p>
 852 <p>
 853 下のようなダイアログが現れます。上の２つのチェックボックスをオフにしてください。"Log" ディレクトリは、AmberTools のプログラムが中間ファイルを保存するのに使います。デフォルトの位置で問題はないでしょうが、変更してもかまいません。
 854 </p>
 855 <p><img src="../etc/tutorial_42.png" /></p>
 856 <p>
 857 "OK"を押すと、２つのダイアログが順に現れます。すぐに消えてしまうので、何と書いてあるか読めないかも知れません。最初のものは "Running antechamber", ２つめのものは "Running parmchk" と書いてあります。これらは AmberTools に含まれているプログラムです。今の場合は、両方とも正しく実行され、次のダイアログが現れます。
 858 </p>
 859 <p><img src="../etc/tutorial_43.png" /></p>
 860 <p>
 861 "OK"を押して、分子のウィンドウに戻ってください。何が変わったかわかるでしょうか？　変わったのは原子タイプです。具体的には、原子０と原子１０のタイプが "ca" から "cp" に変わっています。
 862 </p>
 863 <p><img src="../etc/tutorial_44.png" /></p>
 864 <p>
 865 "ca" や "cp" が何の意味か知りたければ、"MM/MD" メニューから "View Global Parameters..." を選んでみてください。Molby に同梱されているパラメータの一覧表が出てきます。"vdw" （van der Waals パラメータの意味ですが、原子タイプの定義も兼ねています）の中で "ca", "cp" を見つけて、表の右端にあるコメントを見てみてください。
 866 </p>
 867 <p><img src="../etc/tutorial_45.png" /></p>
 868 <p>
 869 分子のウィンドウに戻り、"MM/MD" → "Minimize" を選んでください。
 870 </p>
 871 <p><img src="../etc/tutorial_46.png" /></p>
 872 <p>
 873 設定ダイアログが開きます。"Steps per frame" は、構造最適化計算がこのステップ数進んだところで画面を更新する、という意味です。"Number of frames" は、この数だけ画面を更新したら計算を止める、という意味です。その前に構造最適化が終了すれば、その時点で計算は止まります。下の図にある 10, 200 を入れておけば、たいていの場合はよいでしょう。
 874 </p>
 875 <p><img src="../etc/tutorial_47.png" /></p>
 876 <p>
 877 "OK" を押すと、構造最適化が始まります。この分子の場合、期待される通り、２つのベンゼン環の間の二面角がだんだん大きくなります。指定通り、200回画面が更新されると計算は止まります。ウィンドウの右下に "199" という数字があり、ウィンドウの下辺にあるスライダーが有効になっています。更新された画面は、それぞれ独立したフレームとして保存されており、このスライダーを動かすと、初期状態からどのように構造が変わって行くかを再現することができます。
 878 </p>
 879 <p><img src="../etc/tutorial_48.png" /></p>
 880 <p>
 881 この時点で分子を "mbsf" フォーマットで保存すると、全部のフレームの情報が保存され、ファイルがとても大きくなります。これが好ましくない場合は、現在表示されている以外のフレームを削除することもできます。"Script" メニューから "Delete Frames..." コマンドを使ってください。
 882 </p>
 883 <p><img src="../etc/tutorial_49.png" /></p>
 884 <p><img src="../etc/tutorial_50.png" /></p>
 885 <h2>3. 静電相互作用の取り扱い</h2>
 886 <p>
 887 上の説明は、分子構造のひずみを取り除く最初の段階としては十分です。しかしながら、次の段階として、静電相互作用を考慮しなければなりません。特に、カルボニル基などの極性官能基が含まれている場合は、これは重要です。
 888 </p>
 889 <p>
 890 2,2'-ジメトキシビフェニルについて検討を続けましょう。"MM/MD" → "Tools" → "Antechamber/parmchk...", を開き、今度は一番上のチェックボックスをオンにします。そして、分子の総電荷が正しいことを確認してください。この場合は中性分子なので、"0" で結構です。
 891 </p>
 892 <p><img src="../etc/tutorial_51.png" /></p>
 893 <p>
 894 "OK" を押すと、計算が始まります。今度は、前回よりもずっと長く計算時間がかかります。半経験的分子軌道法により、構造最適化と部分電荷の計算を行うからです。
 895 </p>
 896 <p><img src="../etc/tutorial_52.png" /></p>
 897 <p>
 898 計算が終了すると、分子構造は少し変化することがあります。半経験的分子軌道計算で構造最適化が行われたからです。また、"charge" の値が設定されていることがわかります。テーブルを右にスクロールすると、与えられた電荷の値を見ることができます。この電荷の値を用いて静電相互作用の計算を行うことにより、極性官能基の相互作用エネルギーをより正しく見積もることができます。
 899 </p>
 900 <p><img src="../etc/tutorial_53.png" /></p>
 901 <p>
 902 上の方法で計算した電荷は、半経験的分子軌道計算によるものです。一方、一般的には ab initio 計算で求めた電荷の方が良いと考えられています。Molby は ab initio 計算を行う機能を持っていませんが、外部の量子化学計算プログラムへの入力ファイルを作成する機能があります。これは、このマニュアルの別のところで解説します（まだできていませんが、近いうちに）。
 903 </p>
 904 </div>
 905 <link id="#navigation" />
 906 </div>
 907
 908 <div file="proptable.html">
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 912 <div class="contents" lang="en">
 913 <h1>Step Five: Edit a Molecule: Using a Property Table</h1>
 914 <h2>1. The Property Table of a Molecule</h2>
 915 <p>
 916 A molecule has many properties. It has a set of atoms and bonds. An atom has a name, an atom type, an element, a weight (which can be derived from the element), a charge, coordinates, and so on. According to the custom in the biomolecular modeling, atoms are grouped in "residues." It also has a set of parameters used in molecular mechanics. Molby also has a limited support for quantum chemical calculations. In relation to that, a molecule in Molby can retain extra information such as MO coefficients.
 917 </p>
 918 <p>
 919 Many of these information are accessible via the <span class="italic">property table</span>. The table is on the left side of the model window.
 920 </p>
 921 <p><img src="../etc/tutorial_5_01.png" /></p>
 922 <p>
 923 The table now shows the properties of each atom, namely its name, type, element, "residue" name and index, coordinates and partial charge. The property can be edited by double-clicking on the text.
 924 </p>
 925 <p><img src="../etc/tutorial_5_02.png" /></p>
 926 <p>
 927 When return (enter) or tab key is pressed, the edited value is finalized, and editing will continue on another cell. Pressing return, shift-return, tab, or shift-tab should cause editing of the bottom, above, right, or left cell, respectively. If you want to finish editing, use option- (or alt-) return key combination.
 928 </p>
 929 <p>
 930 Several points are worth mentioning here.
 931 </p>
 932 <p>
 933 (1) The atom index (the leftmost column) cannot be edited. If you want to change the order of the atoms, try using a "drag-and-drop" feature, as shown in the figure below.
 934 </p>
 935 <p><img src="../etc/tutorial_5_03.png" /></p>
 936 <p>
 937 (2) The residue column shows the residue name and index separated by a period. Manual editing of this cell may lead to a surprising result. For example, if you change the residue name of atom 0 from "RES" to "XXX", all atoms having residue index "1" will also have the new residue name "XXX".
 938 </p>
 939 <p><img src="../etc/tutorial_5_04.png" /></p>
 940 <p>
 941 This behavior is based on the principle that all residue names and indices should be consistent, <span class="italic">i.e.</span> the atoms having the same residue index should have the same residue name. This is sometimes convenient, but in many cases it causes confusion.
 942 </p>
 943 <p>
 944 A more recommended way to change the residue name and index is to use the menu command "Assign Residue...", in the "Script" menu, after selecting atoms you want to assign one residue name and index.
 945 </p>
 946 <p>
 947 <img src="../etc/tutorial_5_05.png" />
 948 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
 949 <img src="../etc/tutorial_5_06.png" />
 950 </p>
 951 <p>
 952 <img src="../etc/tutorial_5_07.png" />
 953 </p>
 954
 955 <h2>2. The Bond/Angle/Dihedral/Improper Table</h2>
 956 <p>
 957 The property table can also show other information. The type of information can be selected at the popup menu.
 958 </p>
 959 <p><img src="../etc/tutorial_5_08.png" /></p>
 960 <p>
 961 The bond, angle, dihedral, and improper tables show the numbers, names, and types of the constituent atoms. In addition, the quantities (bond lengths, angles, etc.) and the molecular mechanics parameters (if MM calculation gets ready by invoking the "Molecular Dynamics..." or "Minimize..." menu commands).
 962 </p>
 963 <p><img src="../etc/tutorial_5_09.png" /></p>
 964 <p>
 965 The bonds, angles, etc. are not editable in the property table. At present, the only way to create/delete bonds from GUI is to use the mouse operation "Bond" or "Erase".
 966 </p>
 967
 968 <h2>3. The Parameter Table</h2>
 969 <p>
 970 The parameter table shows the molecular mechanics parameters in one table.
 971 </p>
 972 <p><img src="../etc/tutorial_5_10.png" /></p>
 973 <p>
 974 When you build a molecule from scratch, and open the parameter table before doing any MM/MD operations, this table is likely to be empty. This is because the MM parameters are looked up only when "Molecular Dynamics..." or "Minimize..." menu command is invoked, or you use MM/MD tools like Antechamber (see Step 4 for details). After doing some of these operations, you will see a set of parameters shown in this table.
 975 </p>
 976 <p>
 977 The parameters are grouped in several classes, namely "VDWs", "Bonds", "Angles", "Dihedrals", "Impropers", and "VDW Pairs".
 978 </p>
 979 <p>
 980 The "VDWs" parameters are for the van der Waals nonbonding interaction, described by "eps" (the minimum energy in kcal/mol), "r" (the van der Waals radius in &Aring;, which is half of the interatomic distance at the equilibrium state), "eps14", "r14" (eps and r for the pair of atoms separated by exactly three bonds. In many applications, the same parameters with the ordinary pair are used with a specific factor multiplied), "atomNo" (the atomic number), "weight" (the atomic weight). The last two are usually overridden by the atom parameters.
 981 </p>
 982 <p>
 983 The "Bonds" parameters consist of "k" (the force constant in kcal/mol/&Aring;<sup>2</sup>) and "r0" (the equilibrium bond length). The "Angles" parameters consist of "k" (the force constant in kcal/mol/radian<sup>2</sup>) and "a0" (the equilibrium bond angle). The "Dihedrals" and "Impropers" parameters consist of "k" (the force constant in kcal/mol/radian<sup>2</sup>), "period" (the periodicity), and "phi0" (the equilibrium torsion angle in degree). The "VDW Pairs" parameters are (rarely) used to describe pair-specific van der Waals interactions, and consist of "eps", "r", "eps14", and "r14".
 984 </p>
 985 <p>
 986 There is another important property for each parameter, that is, whether the parameter is taken from the "global" source (i.e. not specific to this molecule), or it is "local" (specific to this molecule), or "undefined". This property is shown by the color of the row. The global parameters are shown in white cells, the local ones in pale yellow, and the undefined ones in red.
 987 </p>
 988 <p><img src="../etc/tutorial_5_11.png" /></p>
 989 <p>
 990 You can edit the parameters (although you need to be familiar with MM parameters and to know what you are doing!), but only if they are "local" or "undefined" parameters. The "global" parameters cannot be edited because it may be also used in other molecules, where the edited parameters may not be appropriate. If you want to modify some parameters but they are "global", then you can make them "local" by copying the parameters and the pasting.
 991 </p>
 992 <p><img src="../etc/tutorial_5_12.png" /></p>
 993 <p>
 994 You can also "cut" the parameters from the table, so that they are no longer used for calculation. This feature is useful when you have many duplicated parameters having different force constants. (In actual calculation, the parameter appearing later in the table will be used.)
 995 </p>
 996 <p>
 997 (I must admit that the copy/cut/paste features of the parameter table are not well sorted out yet, so it is somewhat confusing. I hope it will be fixed at some time in the future.)
 998 </p>
 999
1000 </div>
1001 <div class="contents" lang="ja">
1002 <h1>第五段階：分子を編集する：属性テーブルを使う</h1>
1003 </div>
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1005 </div>
1006
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1011 <div class="contents" lang="en">
1012 <h1>Step Six: Collaboration with Other Quantum Chemistry Softwares</h1>
1013 </div>
1014 <div class="contents" lang="ja">
1015 <h1>第六段階：他の量子化学ソフトウェアとの連携</h1>
1016 </div>
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1018 </div>
1019
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1024 <div class="contents" lang="en">
1025 <h1>Step Seven: Using Embedded Ruby Interpreter</h1>
1026 </div>
1027 <div class="contents" lang="ja">
1028 <h1>第七段階：組み込み Ruby インタプリタを使う</h1>
1029 </div>
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1038 <h1>Reference</h1>
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1042 <h1>リファレンス</h1>
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1051 <div class="contents" lang="en">
1052 <h1>Ruby Extension Reference</h1>
1053 <p>
1054 The following classes/module/exception are defined in the embedded Ruby interpreter in Molby. The methods defined in the module <code>Kernel</code> can be used as if they are builtin functions, like in the standard Ruby interpreter. All other classes and <code>MolbyError</code> exception are defined under the a module <code>Molby</code>. However, <code>Molby::</code> prefix is not necessary because <code>include Molby</code> is invoked on startup.
1055 </p>
1056 <p>
1057 It is recommended for you to read the document of the most important class <a href="molby_rb/Molecule.html">Molecule</a>. Follow the links as necessary, and you will understand how other classes are defined and used.
1058 </p>
1059 <h3 class="section-bar">Classes</h3>
1060 <ul>
1061 <li><a href="molby_rb/AtomRef.html">AtomRef</a></li>
1062 <li><a href="molby_rb/Dialog.html">Dialog</a></li>
1063 <li><a href="molby_rb/DialogItem.html">DialogItem</a></li>
1064 <li><a href="molby_rb/IntGroup.html">IntGroup</a></li>
1065 <li><a href="molby_rb/MDArena.html">MDArena</a></li>
1066 <li><a href="molby_rb/MolEnumerable.html">MolEnumerable</a></li>
1067 <li><a href="molby_rb/Molecule.html">Molecule</a></li>
1068 <li><a href="molby_rb/Parameter.html">Parameter</a></li>
1069 <li><a href="molby_rb/ParameterRef.html">ParameterRef</a></li>
1070 <li><a href="molby_rb/ParEnumerable.html">ParEnumerable</a></li>
1071 <li><a href="molby_rb/Transform.html">Transform</a></li>
1072 <li><a href="molby_rb/Vector3D.html">Vector3D</a></li>
1073 </ul>
1074 <h3 class="section-bar">Module</h3>
1075 <ul>
1076 <li><a href="molby_rb/Kernel.html">Kernel</a></li>
1077 </ul>
1078 <h3 class="section-bar">Exception</h3>
1079 <ul>
1080 <li><a href="molby_rb/MolbyError.html">MolbyError</a></li>
1081 </ul>
1082 </div>
1083 <div class="contents" lang="ja">
1084 <h1>Ruby 拡張リファレンス</h1>
1085 <p>
1086 以下のクラス／モジュール／例外が Molby 内蔵の Ruby インタプリタに組み込まれています。<code>Kernel</code> モジュールのメソッドは、通常の Ruby インタプリタと同様に組み込み関数のように使うことができます。その他のクラスと <code>MolbyError</code> 例外は <code>Molby</code> モジュールの下に定義されています。ただし、起動時に <code>include Molby</code> が呼び出されるため、<code>Molby::</code> 接頭辞は必要ありません。
1087 </p>
1088 <p>
1089 最も重要なクラスは <a href="molby_rb/Molecule.html">Molecule</a> なので、このドキュメントを最初に読むことをお勧めします。ここから必要に応じてリンクをたどっていけば、他のクラスがどのように定義され使われるかが理解しやすくなります。
1090 </p>
1091 <h3 class="section-bar">Classes</h3>
1092 <ul>
1093 <li><a href="molby_rb/AtomRef.html">AtomRef</a></li>
1094 <li><a href="molby_rb/Dialog.html">Dialog</a></li>
1095 <li><a href="molby_rb/DialogItem.html">DialogItem</a></li>
1096 <li><a href="molby_rb/IntGroup.html">IntGroup</a></li>
1097 <li><a href="molby_rb/MDArena.html">MDArena</a></li>
1098 <li><a href="molby_rb/MolEnumerable.html">MolEnumerable</a></li>
1099 <li><a href="molby_rb/Molecule.html">Molecule</a></li>
1100 <li><a href="molby_rb/Parameter.html">Parameter</a></li>
1101 <li><a href="molby_rb/ParameterRef.html">ParameterRef</a></li>
1102 <li><a href="molby_rb/ParEnumerable.html">ParEnumerable</a></li>
1103 <li><a href="molby_rb/Transform.html">Transform</a></li>
1104 <li><a href="molby_rb/Vector3D.html">Vector3D</a></li>
1105 </ul>
1106 <h3 class="section-bar">Module</h3>
1107 <ul>
1108 <li><a href="molby_rb/Kernel.html">Kernel</a></li>
1109 </ul>
1110 <h3 class="section-bar">Exception</h3>
1111 <ul>
1112 <li><a href="molby_rb/MolbyError.html">MolbyError</a></li>
1113 </ul>
1114 </div>
1115 <link id="#navigation" />
1116 </div>
1117
1118 </body>
1119 </html>