Programme zur Molekülvisualisierung

Molekül-3D-Betrachter

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Das Open-Source Program PyMOL wird wie RasMol zum Teil über Menüs, zum grösseren Teil jedoch über ein Command-Line Interface gesteuert. Es ist für Windows, MacOSX und Linux gleichermassen verfügbar und wird zur Zeit sehr aktiv weiterentwickelt. Mit der eingebauten Ray-Tracing-Option liefert es sehr schöne Abbildungen und kann auch zur Erstellung hochwertiger Animationen (Movies) verwendet werden. Durch die Integration der Script-Sprache Python ist es individuell erweiterbar. Solche von verschiedenen PyMOL-Benützern erstellte Erweiterungsskripte sind auf verschiedenen Websites erhältlich.

RasMol ist der Klassiker unter den Molekülbetrachtungs-Programmen. Er wurde von Roger A. Sayle entwickelt und funktioniert sehr effizient unter allen möglichen Betriebssystemen (als RasMac für Mac OS, RasWin für Windows und RasMol für Unix-basierende Systeme wie Linux). Als open-source Programm ist sowohl der Quellencode, wie auch das Programm frei verfügbar.

Die Jmol Applikation (Jmol.jar) kann als modernerner Nachfolger von Rasmol betrachtet werden.

Molekül-3D-Modellierung

Swiss PDB Viewer

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Chemie-Formel-Zeichenprogramme und Applets

In der Chemie und der Biochemie muss man auch hin und wieder eine Strukturformel zeichnen. Zum Glück gibt es Gratisprogramme, die einem diese Aufgabe erleichtern, zudem zu einer gezeichneten Formel den korrekten IUPAC-Namen finden und für einfachere Moleküle sogar die 3D-Struktur berechnen können.

Structure Drawing Applet

Ist leider nur für Windows erhältlich. Dieses Programm als Formelzeichenprogramm zu bezeichnen, ist eine Untertreibung, denn es kann einiges mehr. Es lohnt sich, das sehr übersichtliche Handbuch (Englisch) genauer anzusehen. Zusätzliche Add-Ins erweitern den Funktionsumfang noch. So lassen sich mit den vorhandenen Templates auch Chemielabor-Apparaturen zeichnen. ACD/iLab (interactive Laboratory) erlaubt den Zugriff auf chemische Datenbanken. Zudem steht mit ACD/ChemBasic eine Programmiersprache zur Verfügung, mit der ganz Angefressene ihre eigenen Programm-Erweiterungen kreieren können!

Das Java Applet, das in eine Webseite eingebettet werden kann, ist auch unter nicht-Windows-Systemen anwendbar - abgespeckte Version einer komerziellen Software

Webbrowser-Plug-Ins and Web Applets

Das Internet ist auch in der Biochemie ein wichtiges Kommunikationsmittel und eine wichtige Informationsquelle. Datenbanken sammeln die von über die ganze Welt verstreuten Forschungslabors generierten und publizierten Daten und machen sie weltweit zugänglich. Viele Universitäten auf der ganzen Welt bieten auch Informationen über alle möglichen Wissensgebiete an.

Primär können Webbrowser-Programme nur Text (*.txt), Hypertext (*.htm) und Bilder (*.gif und *.jpg) darstellen. Plug-Ins sind Hilfsprogramme, die die Fähigkeit des Webbrowsers erweitern, und ihm zum Beipiel erlauben, PDF-Dokumente darzustellen, Filme und Musik abzuspielen (Quicktime, Realplayer), Animationen (Flash- und Shockwave-Player), oder auch Molekülstrukturen darzustellen (Chime, CN3D). Es ist auch möglich, den Webbrowser so zu konfigurieren, dass heruntergeladene Dateien an unabhängige Programme übergeben werden können. Mit der Programmiersprache Java ist es auch möglich, Programme (Applets) so in die Webseite einzubetten, das beim Aufruf der Webseite das Programm vom Server her geladen wird und die gewünschte Funktion übernimmt.

Chime erlaubt es, eine interaktiv manipulierbare 3D-Darstellung eines Moleküls direkt in eine Webseite einzubetten. In den Text eingebettete Schaltflächen erlauben dem Betrachter, vorgefertigte Scripte aufzurufen, während ein Kontextmenü die freie Manipulation der Moleküldarstellung erlaubt. Obwohl ältere Versionen von Chime MacOS und Irix unterstützen, wird Chime seit einiger Zeit leider nur noch unter Windows weiterentwickelt. Die Moleküldarstellung und Scriptsprache von Chime ist von Rasmol abgeleitet, Rasmol Scripts können direkt für die Steuerung von Chime verwendet werden.

Der Protein Explorer verwendet Chime, erlaubt aber, Chime nicht nur über das Kontextmenü oder Buttons in der Webseite zu steuern, sondern erlaubt auch die Eingabe von Kommandos, das Öffnen von lokalen Skripten und von Molekülkoordinaten auf der lokalen Festplatte. Zudem enthält es eine Reihe von vorprogrammierten Skripten. Damit vereint Protein Explorer die Vorteile von RasMol und von Chime. Ein weiteres auf Chime basierendes Programm ist der Protein Morpher. Er erlaubt, zwischen zwei Konformationen eines Proteins zu interpolieren und so eine Konformationsänderung als Animation darzustellen.

Da Chime seit einigen Jahren nur noch für Windows / Microsoft Internet Explorer erhältlich ist und unter OSX und Linux nicht läuft, muss davon abgeraten werden, neue Inhalte unter Chime zu generieren. Das Jmol Applet hat Chime weitgehend abgelöst.

Hilfsprogramme

Einige der Programmdokumentationen liegen im "portable document format" (xxx.pdf) vor. Um diese zu lesen, wird unter Windows, MacOS und Linux der Adobe Acrobat Reader benötigt. Unter MacOSX genügt das in der Grundinstallation enthaltene Programm "Preview" oder "Vorschau", da die Computer-interne Graphikdarstellung unter OSX auf dem pdf Format beruht. Dieses ist allerdings nicht in der Lage, in Dokumente eingebettete 3D-Darstellungen zu zeigen. Dazu benötigt man die aktuelle Version des Acrobat Readers.

Während unter OSX in eine Webseite eingebettete Java-Applets unter Safari ohne weitere Installationen funktionieren, benötigen einige der alternativen Browser wir zB. Mozilla das Java Embedding Plugin, um auf die Java Engine zuzugreifen.

Der StuffIt Expander ist ein kostenloses Programm, das alle diese Formate (und noch viele weitere) entpacken kann und für Windows, MacOS und OSX, sowie auch für Linux erhältlich ist. Es wird als Bestandteil der StuffIt-Standard Demo installiert.