안녕안녕하세요 인실리코 DX 사업본부입니다.
이번 시간에는 BIOVIA의 TURBOMOLE 소프트웨어를 소개하고자 합니다.
TURBOMOLE 이란?
TURBOMOLE 소프트웨어는 분자 및 주기성을 갖는 구조, 용액 상태의 시스템에 대한 강력하고 효율적인 양자화학 시뮬레이션 프로그램입니다.
TURBOMOLE 소프트웨어를 이용하여 기본적인 에너지 및 구조 최적화 계산을 수행할 수 있으며, IR, Raman, NMR 등의 spectroscopy 계산도 함께 지원하고 있습니다.
이 중 NMR은 외부 자기장에서 원자핵의 스핀 상태 변화에 의해 발생하는 신호를 측정하는 기술로, 화학적 이동(chemical shift)을 통해 분자의 구조와 전자 분포를 분석합니다. NMR shield 상수는 핵이 외부 자기장에 얼마나 영향을 덜 받는지를 나타내는 지표가 될 수 있습니다.
NMR을 분석함으로써 유기 화합물의 구조 분석, 약물 설계, 단백질 구조의 결정을 알 수 있으며 특히 화합 결합 및 분자 동역학 연구에 중요한 도구로써 자리매김하고 있습니다.
TURBOMOLE 프로그램에서도 mpshift 프로그램을 통해 GIAO(Gauge-Including Atomic Orbiral) 방법을 이용하여 NMR shield 상수를 계산할 수 있습니다. 이때 mpshift는 HF-SCF(Hartree-Fock Self Consistency Field) 방법과 함께 DFT(Density Functional Theory) 방법을 함께 제공하고 있습니다.
이에 더하여 테스트 물질의 shielding 상수를 기준 물질의 shielding 상수 값과 비교하여 chemical shift를 계산할 수도 있습니다.
이때 기준 물질의 경우 shielding constant 값이 잘 알려진 물질을 사용해야 계산 값과의 엄밀한 차이를 유추할 수 있으며, 이를 통해 테스트 물질의 shielding 상수 값을 계산할 수 있습니다. 이 경우 테스트 물질과 기준 물질의 계산은 동일한 basis set을 사용해야 basis set에 의한 오차를 최소화 할 수 있습니다.
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