Molekulare Oberflächen - SAS/SES

Solvens-zugängliche Oberfläche (Solvent-Accessible Surface - SAS)

Unter den Solvens-zugänglichen Oberflächen versteht man eine bestimmte Klasse von Oberflächen, zu denen auch die Connolly Oberfläche zählt. Darüber hinaus steht die Bezeichnung SAS auch für ein ganz bestimmtes, eigenständiges Modell einer Oberfläche. Dieses Oberflächenmodell geht dabei auf die Arbeiten von Lee und Richards zurück. Sie untersuchten die Wechselwirkungen zwischen Proteinen und Solvens welche die Hydrophobizität und die Faltung der Proteine bestimmen.
Auch diese Oberfläche wird bestimmt, indem eine Kugel mit definierten Radius, welche schematisch das Lösungsmittel darstellt, über die van der Waals-Oberfläche "gerollt" wird . Während im Connolly-Verfahren die Kontaktflächen (SES-Moleküloberfläche) als Grundlage für die molekulare Oberfläche dienen, bestimmt im SAS-Verfahren das Zentrum der Lösungsmittelkugel die Gestalt der molekularen Oberfläche. Zum einen ist die Ausdehnung der resultierenden Oberfläche größer, zum andern treten die Übergänge zwischen den einzelnen Atomen deutlicher hervor.

Das Probenzentrum definiert die Lösungsmittel-zugängliche Oberfläche während die Probe über die van der Waals-Oberfläche rollt. Die Moleküloberfläche ist somit um den Radius des Lösungsmittelmoleküls erweitert

Solvens-unzugängliche Oberfläche (Solvent-Excluded Surface - SES)

Solvens-unzugängliche Oberflächen korrelieren mit den Molekül- bzw. Connolly Oberflächen. Die Definition geht nur von einem anderen Blickwinkel aus. Hier ist die Annahme, dass man sich innerhalb des Moleküls befindet, und die Umgebung (Lösungsmittelmoleküle) des Moleküls untersucht. Dabei wird die Oberfläche bestimmt, in der die Probenkugel sich nicht mit dem molekularen Volumen überschneidet, d.h. die SES umschließt das Solvens-unzugängliche Volumen, welches die Summe aus dem van der Waals-Volumen und dem Zwischenraum-Volumen (Reentrant) bildet.

Oberflächen großer Moleküle, wie zum Beispiel Proteine, können nicht mehr effektiv berechnet und dargestellt werden. Zur Darstellung der Oberflächen greift man daher auf weniger rechenintensive, harmonische Näherungsmethoden wie dem SES-Ansatz zurück.

© Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. Th. Engel, CCC Univ. Erlangen, Thu Dec 18 14:53:54 2003 GMT
 BMBF-Leitprojekt Vernetztes Studium - Chemie