GaussView 3/4 製品概要

※この情報は旧バージョンの参考資料として掲載しているものです。必ずしも最新バージョンの仕様と一致しないことを予めご了承ください。

GaussView は、Gaussian 03 の全ての機能に対応しています。

• キーワード、オプションを生成するグラフィック環境、分子の詳細情報、およびその他の最新の計算法の入力項目も含まれます。
• GaussView は、ONIOM における層や、PBC (周期的境界条件) 法によるジョブのためのユニットセル、CASSCF 活性空間、STQN 法を利用した遷移構造最適化のための分子の定義等の設定をシンプルに行えます。
  
  1. まず、反応抑制剤を伴う HIV プロテアーゼフラグメントにおける ONIOM 計算の準備をします。ONIOM 層に原子を割り当て、Gaussian キーワードとオプションを指定する必要があります。
  2. GaussViewでは、ONIOM ジョブのためのインプットファイルのセットアップは非常に簡単です。ONIOM チェックボックスをクリックし、Method panel にある corresponding tab を使って各層への方法と basis set を指定するだけです。ジョブタイプと他のオプションはこのダイアログの各種タブを使って設定します。
  3. 原子は、Layer Selection Tool を使って各層に割り当てられます。（すでにあるジョブファイル内で設定された層は、認識され保持されます。）我々は既にHigh layer内に反応抑制剤を置きました。これらの原子は球と棒で表示されます。Low layer 内のものはチューブで表示されます。
  4. いま、各鎖の residue number が 50 の原子が選択されています。これは、Select PDB Group ダイアログを使用して、１ステップで選択しました。原子は一度選択されると、 Layer Selection Tool ダイアログにあるコントロールを利用して任意の層に割り当てることができます。

分子の構築

• GaussView には、高性能の分子ビルダーが備わっています。これを使うことで、分子を簡単に追加したり、それらを 3D 画面で確認することができます。分子は、原子、環、元素族、アミノ酸およびヌクレオシドから構築することができます。また、PDB や他の標準分子ファイルを読み込むこともできます。（水素原子は、卓越した正確さと信頼性で自動的に追加されます。）
  

Gaussian 03 計算の設定

• GaussView の Gaussian 計算セットアップウィンドウにより、Gaussian 03 ジョブの設定がシンプルで直観的に取り扱えます。インターフェースは、Gaussian 03 の全機能に対応しており、どのようなジョブにもインプットの用意をすることができます。

  Gaussian 計算のセットアップダイアログ

Gaussian 計算の可視化

GaussView は、以下に示すような、Gaussian 計算のさまざまな結果をグラフィカルに表示させることができます。

• 分子軌道。
  • →関連：GaussView を利用した分子軌道（MO）の可視化
• 原子の電荷。
• 電子密度、静電ポテンシャル、NMR 遮蔽密度などの特性による表面。表面は、ソリッド、半透明、ワイヤーメッシュ法により表示できます。
  • →関連：GaussView を利用した静電ポテンシャルの可視化
  • →関連：GaussView を利用した差分密度（Difference Densities）の可視化
  • →関連：GaussView を利用した NMR テンソルの可視化
• 表面は、特性別に色分けできます。
• ノーマルモードのアニメーションは、振動周波数に対応します。
  • →関連：GaussView を利用した振動数（Vibrational Frequencies）の可視化
• 構造最適化、ポテンシャルエネルギー表面のスキャン、IRC (固有反応座標) 経路、BOMD 、ADMP法による分子力学の軌道などのステップのアニメーション化
  • →関連：GaussView を利用した反応経路の可視化

表面の表示

• in-[3(4,10)][7] メタシクロファンにおけるメチンプロトン (サーフェス１) とフェニルプロトン (サーフェス２) の NMR 遮蔽密度を電流密度等値面上にプロットしたもの。遮蔽密度の増加を赤（非遮蔽）から青（遮蔽）で示します。
  
  分子のみを表示すると以下の図のようになります。R. A. Pascal Jr., C. G. Winans and D. Van Engen, J. Am. Chem. Soc., 111, 3007 (1989).
  
• 21-thiaporphyrin について荷電密度面で色分けされた静電ポテンシャル。E. P. Zovinka and D. R. Sunseri, J. Chem. Ed., 79, 1331 (2002). サーフェスを半透明にすることで構造と特性の比較が容易にできます。
  

スペクトルの表示

• GaussView は、IR、ラマン、NMR、VCD 法などで計算された様々なスペクトルを表示できます。ここに示したのは、スピロペンタンのキラル誘導体のひとつスピロペンチルアセテートの２構造の VCD スペクトルです。（参考： F. J. Devlin, P. J. Stephens, C. Osterle, K. B. Wiberg, J. R. Cheeseman, and M. J. Frisch, J. Org. Chem. 67, 8090 (2002). ）
  

分子軌道の可視化と操作

• GaussView 3.0 は、同一分子構造を同時に複数表示できます。下図は、それぞれのウィンドウに６つの分子軌道を示したものです。（軌道65-69、左上から開始して横へ行って下に進む）
  
• MO エディタは、軌道の配列を変更できます。このダイアログを使用して、CASSCF 計算のための軌道を選択します。軌道のハイライトをクリックすると、その部分がアクティブスペースになります。電子は、ドラッグするだけで軌道間を移動させることができます。この例では、電子を HOMO (軌道66) から 新しい LUMO (軌道68) へ移動させました。GaussView は、必要に応じてスピン多重度を自動的に調整します。Gaussian 計算セットアップウィンドウは、MO エディタからの情報を受信し、それに対応するキーワードとインプットを Gaussian ジョブファイルに追加します。

最適化と反応経路のアニメーション化

• GaussView 3.0 には、前バージョンのノーマルモードに対応する分子振動の表示に加えて新しいアニメーション機能が追加されました。これら新しいアニメーション・シーケンスは、GaussView で表示できます。また、各フレームは、アニメーション・ムービー編集ソフトにインポートできるよう保存できます。
  
  
  
• ベンゼンの構造最適化からのステップ。ゆがんだ、非平面の、非対称の構造を、実際の構造にすばやく最適化します。計算が完了すると、すべての最適化シーケンスは、GaussView でアニメーション化できます。
  

周期系のためのジョブの設定

• Gaussian 03 では、高分子、表層、結晶のような凝縮相における周期系をモデル化する PBC (周期的境界条件) 法による計算が可能です。GaussView 3.0 は、このような計算のために分子の仕様を生成する高度な PBC の環境を提供します。また、グラフィカルなインターフェースにより定義したユニットセルから適切な Gaussian 03 インプットを生成できます。

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GaussView 機能一覧

• GV3　新機能　・・・ 青色
• GV4　新機能　・・・ 赤色

分子の立体構造の構築と分析

• 原子、官能基、環、アミノ酸 （主フラグメント、N末端、C末端構造）、およびヌクレオシド （主フラグメント、C3’末端、C5’末端、遊離型ヌクレオシド構造） による分子構造の構築
  • ビルダーパネルの表示／非表示
  • カスタムフラグメントライブラリの定義、機能拡張と改善
• PDB　ファイル等の標準的な分子構造ファイル形式の読み込みが可能、複数の構造を含む MOL2、SDF ファイルをサポート
• 高精度な水素原子の自動付加機能（任意）
• 原子を選択し、分子の鏡面反転、構造の反転が可能
• 全ての構造パラメータをグラフィカルに分析、調整可能
• 巨大な分子においても３次元的な回転が可能、簡単なマウス操作により平行移動／回転／ズームが可能
  • 同一ウィンドウ上の複数分子を単独、またはグループで移動可能
  • 表示分子の配向を調整可能
  • 位置調整ツールバー
• 複数表示モードによる分子の可視化、ワイヤフレーム、チューブ、ボールアンドスティック、空間充填スタイル
  • 同一構造を複数の視点により表示可能（同期／非同期）
  • 元素、ウィンドウ背景色をカスタマイズ可能
• スケッチした構造をラショナライズする Clean 機能を利用可能、Clean パラメータはカスタマイズ可能
• 指定した対称性 （点群） で分子構造を束縛
• オンデマンドで結合を再計算可能
• 立体化学情報の表示
• PBC （1／2／3次元） 計算用のユニットセルの構築、空間群の指定可
• シンプルで直感的な ONIOM レイヤの割り当てが可能、原子をマウスクリックにより選択する方法、指定原子に隣接する結合による方法、指定原子からの距離による方法、PDB ファイル残基情報による方法

Gaussian03 計算のセットアップ

• 分子構造を指定したインプットを自動セットアップ
• 該当する原子をクリックし、値を設定することで、リダンダント内部座標の指定が可能
• 入力において Gaussian03 の計算の種類を指定可能
  • ポップアップメニューからジョブを選択、ダイアログ内の関連オプションは自動的に表示
  • ポップアップメニューから計算法や基底系を選択可能
  • 溶液中の分子系のための計算セットアップ機能、ポップアップメニューより溶媒を選択可能
  • 周期境界条件を用いた固体のための計算セットアップ機能、並進ベクトルを自動的に指定
  • 構造を反応物、生成物、および／または予測遷移構造に変換するビルダーの分子グループ機能の使用により、遷移構造探索のための QST2 および QST3 の分子指定が可能
  • グラフィカル MO エディタによる CASSCF 計算用の軌道選択が可能、マウス操作により次数や占有状況を調節可能
  • Link 0 コマンドの指定
• テンプレートにより、ジョブセットアップを素早く行える計算スキームを使用可能
• １回のクリックで、Gaussian ジョブを『起動 （Quick launch）』可能
• ローカルマシン上のガウシアンジョブの開始とモニタ機能
• カスタムスクリプトによるリモートジョブの開始
• 実行ジョブのストリームログファイルをテキスト検索可能なウィンドウへ表示

Gaussian03 計算結果の可視化

• 計算結果の要約表示
• 原子電荷の分析、電荷による原子の色分け、数値の表示 （カスタム色をオプション選択可能）、双極子モーメントベクトルの表示
• Gaussian ジョブの結果から、分子軌道、電子密度、静電ポテンシャル、スピン密度、NMR 遮蔽密度のサーフェスおよび等高線 を作成可能
  • 同一色、半透明、ワイヤメッシュによる表示
  • プロパティ毎にサーフェスを色付け
  • Gaussian03 から生成される cube ファイルの読み込みと表示
  • Cube ファイルの操作が可能 （例、異なる密度を計算した 2つの cube の差を取る）
• 振動周波数に関連する基準モードのアニメーション表示 （または動作のベクトル表示）
• スペクトル表示、IR、ラマン、NMR、VCD、ROA、紫外-可視
  • 有効な参照用化合物に対する結果、または独立した結果により NMR スペクトルを表示可能
  • 周波数依存の計算から、計算結果に対する入射光周波数を指定
• 構造最適化、IRC 反応経路、ポテンシャルエネルギー面、BOMD、ADMP トラジェクトリのアニメーション表示
• プロットとスペクトル表示のカスタマイズ
• プロットに分子プロパティを追加
• 2変数 Scan 計算の 3次元サーフェスプロット
• ウェブ用画像、出版品質の画像ファイルの生成と印刷出力
  • 任意のサイズ、解像度により画像を保存／印刷
  • 任意のイメージ図から TIFF、JPEG、PNG、BMP およびベクトルグラフィック EPS ファイルを作成可能
  • プロット図を画像、またはデータとして保存可能
  • 元素、サーフェス、電荷、背景色のカスタマイズ、または高品質のグレースケール
  • IRC または振動モードのような連続した構造から GIF アニメーションの作成が可能、各フレームを一つ一つ保存する事も可能
  • 基準モードに沿った任意の距離で表示された構造を表示、保存可能

ユーザプリファレンスの指定と保存

GaussView 機能の多くの外見／状態をカスタマイズ可能

• ビルダーの操作方法、原子やフラグメントの連結方法、水素原子の付加、全／半自動の Clean 操作など
• Gaussian 03 計算のデフォルト設定
• Gaussian 03 ジョブ実行方法
• 表示モード、振動モードアニメーション、カラー設定、アイコンサイズ、類似アイテムの初期設定
• ウィンドウ配置、可視性
• フォルダ位置の初期設定（カレントワーキングディレクトリの設定を含む）
• 画像キャプチャ、動画 、印刷の初期設定
• Clean 機能のパラメータ
• 電荷分布のデフォルト表示
• GaussView Tips 機能
• ファイル拡張子の関連付け （Windows のみ）