MODUL I: PENGANTAR METODE VISUALISASI
PENGANTAR METODE VISUALISASIMODUL I: PENGANTAR METODE VISUALISASIPendahuluanPada modul ini anda akan diperkenalkan dengan berbagai metode visualisasi struktur statisdan struktur dinamis dari suatu molekul. Pengertian struktur statis diberikan pada strukturmolekul yang diperoleh dari hasil penentuan struktur dengan metode difraksi sinar-X danNMR, atau hasil dari pembuatan sebuah model. Sedangkan struktur dinamis merujuk padastruktur hasil simulasi dinamika molekul atau monte carlo.Visualisasi adalah salah satu metode yang sering digunakan untuk memperjelas suatuanalisis. Dengan bantuan visualisasi, maka deskripsi suatu analisis akan lebih mudahdilakukan karena bisa langsung merujuk pada bagian-bagian tertentu dari gambar visualsuatu objek yang dideskripsikan tersebut.Pada praktikum kali ini, anda akan diperkenalkan dengan program visual yangdikembangkan oleh Biophysical Theorietical Group dari Universitas Ilinois, yaitu VisualMolecular Dynamics (VMD). Program visual ini, memiliki banyak paket visualisasi dandiperkuat dengan scripting language dengan bahasa TCL dan phyton, tetapi yang utamaadalah TCL, untuk membantu mengeksplorasi tidak hanya struktur tetapi aspek fisik,seperti jari-jari girasi, solvent accesible surface area (SASA), dll, dan juga aspek energiseperti energi konformasi (bond, angle, dihedral, torsion), dan energi non-bonding (van derWaals, electrostatic).Percobaan kali ini akan dibagi ke dalam dua bagian. Bagian pertama akan difokuskan padaeksplorasi VMD untuk visualisasi struktur dengan mencoba berbagai tipe representasi, danbagian kedua akan difokuskan pada metode seleksi dan pengantar bahasa TCL. Diakhirpraktikum ini, mahasiswa diharapkan dapat memanfaatkan VMD untuk berbagaikeperluan analisis yang berkaitan dengan struktur molekul.Bagian I: Eksplorasi metode visualisasi VMDA. Komponen utama VMDPada percobaan kali ini akan digunakan VMD versi 1.3 atau 1.4 baik versi windows atauLinux.Bila program VMD dijalankan akan muncul tiga windows, yaitu windows utama (Gambar1), windows openGL (Gambar 2), dan windows console (Gambar 3).MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 1
PENGANTAR METODE VISUALISASIGambar 1. Windows utama. Windows utama memiliki komponen-komponen kontroluntuk visualisasi dan analisis.Gambar 2. Windows OpenGL. Windows ini berfungsi untuk mevisualkan struktur.Gambar 3. Windows console. Windows ini dapat digunakan untuk melakukanpengendalian visualisasi dan berbagai analisis berbasis teks.MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 2
PENGANTAR METODE VISUALISASIB. Eksplorasi berbagai representasiProsedur:1. Pada direktori kerja, sudah disiapkan direktori pdb yang berisi beberapa file koordinatbiomolekul dengan format pdb (format diberikan pada bagian apendiks) yangdidownload dari situs www.rscb.org.2. Buka vmd, dan pada windows console pindahkan ke direktori pdb berada.3. Untuk menampilkan struktur suatu molekul, pada windows utama (VMD main), klikFile New Molecule. Anda akan mendapati tampilan windows seperti pada Gambar 4.Kemudian klik tombol Browserdanpilihfilembco.pdb.Selanjutnya tekan tombol loaduntuk menampilkan file tersebut.Gambar 4.Struktur file mbco.pdb akan muncul padawindows OpenGL (Gambar 5).Representasi pertama yang muncul adalahtipe garis.File mbco.pdb berisi koordinat strukturprotein mioglobin yang berinteraksi dengangas CO pada cincin forpirin.Gambar 5. Representasi standar.4.Untuk mengubah representasi, klik menu Graphics Representations, maka akanmuncul windows Graphical Representation.MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 3
PENGANTAR METODE VISUALISASIMolecule aktif. VMD memberi angka 0 sebagainomor urut pertamaBila lebih dari satu molekul dimuat kedalam VMD, klik tombol ini untukmemilih molekul yang akan dibuahrepresentasinya.Representasi yang aktif. Representasi aktifdapat dibuat menjadi beberapa tiperepresentasi dengan menekan tombol createRep atau dikurangi dengan menekan tombolDelete RepBagian molekul yang akan diubahrepresentasinya dapat dipilih denganmetode seleksi atom.Metode pewarnaan (Tabel 1)Metode representasi (Tabel 2)5.6.7.8.Hapus kata all pada kotak Selected Atoms, dan ketikan kata protein ke dalam kotaktersebut lalu tekan enter. Ubah representasi dengan mengklik panah pada Drawingmethod dan pilih NewCartoon. Dan ubah metode pewarnaan menjadi structuredengan mengklik tombol panah pada Coloring method.Klik tombol Create Rep. Hapus semua keywords pada kotak Selected atoms dan ketikkata “resname HEM and not (name FE)” lalu tekan enter. Pilih representasi“Licorice” pada menu Drawing Method. Selanjutnya ubah warna menjadi “Orange”pada menu Coloring Method.Klik tombol Create Rep, dan hapus seluruh keywords pada kotak Selected atoms danketik kata “name FE”. Pilih representasi “VDW” pada menu Drawing Method. UbahSphere Scale menjadi 0,5 dan Sphere Resolution menjadi 10.Klik tombol Create Rep sekali lagi, dan ganti keywords pada kotak Selected atomsdengan keywords “resname CO”. Pilih representasi “CPK” pada menu DrawingMethod untuk menggambarkan struktur molekul ini.MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 4
PENGANTAR METODE VISUALISASI9.Pada windows console, ketikan perintah “scale by 1.5” lalu enter. Ukuran gambarpada windows OpenGL akan membesar 1,5 kali gambar sebelumnya.Tampilan akhirnya akan nampak seperti pada gambar dibawah ini.10. Coba ubah tipe representasi untuk protein menjadi “Cartoon”, “Tube”, “Ribbons” atau“Surf”. Gambar struktur yang dihasilkan akan seperti pada gambar di bawah ini.CartoonMODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASITubeI 5
PENGANTAR METODE VISUALISASIRibbonsSurfEksplorasi strukturUntuk dapat memanfaatkan VMD dalam mengeksplorasi struktur, maka metode seleksiyang berlaku pada VMD harus dikuasai. Metode seleksi pada VMD diadaptasi dari bahasaTCL. Kata-kata kunci (keywords) yang tersedia dalam VMD yang digunakan dalam metodeseleksi diberikan pada Tabel 3. Bila definsi kata kunci diikuti oleh bool (boolean), maka katakunci tersebut dapat memiliki nilai “on” atau “off”. Bila diikuti oleh str, maka kata kuncitersebut mengambil nilai dalam konteks huruf. Bila diikuti dengan num, maka kata kuncimengambil nilai dalam konteks angka.A. Katakunci BooleanKata kunci boolean dapat berdiri sendiri atau dapat diikuti dengan parameter logika“or”, “and”, dan “not”.Contoh: protein hanya memilih atom-atom protein water hanya memilih atom-atom air protein and backbone hanya memilih atom-atom backbone protein resname HEM and not (name FE) hanya memilih residue HEM tetapi tidaktermasuk atom FE resid 50 and resid 70 hanya menampilkan residu nomor 50 dan 70Bila dua kata kunci digunakan tanpa menggunakan parameter logika, maka parameterlogika “and” akan disisipkan secara implisit.Contoh: protein backbone ekivalen dengan protein and backbone resid 50 70 ekivalen dengan resid 50 and resid 70MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 6
PENGANTAR METODE VISUALISASIB. within dan exwithinKata kunci “within” berarti “cari atom A yang berada pada jarak tertentu dari atom B”.Contoh: protein within 5 of resname HEM Cari atom-atom protein yang beradapada jarak 5 Å dari residu bernama HEM.Kata kunci “exwithin” berarti hilangkan atom A yang berada diluar jarak tertentu dariatom B”. Contoh: all exwithin 5 of resname HEMC. within and sameVMD juga menyediakan metode seleksi kombinasi antara within dan same, yaitu:within number of selection and same keyword as selection .Bagian “within” memilih seluruh atom yang berada pada jarak tertentu (dalam Å) danbagian “same” mempersempit pemilihan hanya untuk atom dengan kata kunci yangsama.Contoh: within 5 of protein and same residue as water Memilih residu airyang berada pada jarak 5 Å dari protein. same fragment as resid 35 “same” juga dapat berdiri sendiri. Contoh iniberarti dicari fragmen suatu molekul yang memiliki residu yang sama dengan residuno 35.D. Mengapit dengan tanda petik tunggal dan gandaFungsi dari tanda petik tunggal pada VMD adalah untuk memberikan spasi atau untukmenyisipkan karakter alpha numerik. Sebagai contoh beberapa molekul memiki namaresidu dengan spasi di antaranya.Contoh: resname ‘A 1’ name ‘05*’ Bila tidak diberi tanda petik tunggal, maka karakter * akandisamakan dengan perkalian.Fungsi dari tanda petik ganda adalah untuk menjalankan ekpresi. Sebagai contoh: name “C.*” memilih atom dengan di awali huruf C resname "A.*" GLY ".*T" memilih atom dengan nama residu diawalidengan huruf A, kemudian memilih residu Gly, dan memilih residu dengan diakhiridengan huruf T.Bila memilih atom yang mengandung karakter alpha numerik seperti , -, atau *, makatanda \ (backslash) harus disisipkan sebelum karakter alpha-numerik. Contoh: name “Na\ ” memilih atom dengan nama Na .Berbagai metode seleksi atom berikut memiliki pengertian yang sama dengan name CACB name “CA CB” name “C[AB]” name “C(A B)”MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 7
PENGANTAR METODE VISUALISASIE. Seleksi komparasiTanda , , , , , ! dapat digunakan dalam metode seleksi. Contoh: mass 5 memilih atom dengan massa 5 s.m.a (satuan massa atom) sqr(x-3) sqr(y-4) sqr(z 5) sqr(5) memilih atom dengan jarak 5Å dari koordinat (3, 4, -5)F. SequenceKatak kunci “sequence” digunakan untuk memilih atom berdasarkan urutan yangdiberikan setelah kata kunci ini. Contoh: sequence APD Memilih asam amino Ala, Phe, Asp sequence AATCGGATMenyimpan hasil kerja Dalam bentuk formasi terakhir: File Save StateDalam bentuk file gambar: File RenderPRAKTIKUM VISUALISASIPraktikum I1. Muat file pdb mbco.pdb ke layar window OpenGL VMD. Ubah tampilan sesuai dengandaftar dibawah ini:a. Protein : Surf (transparan) dan NewCartoonb. Gugus HEM tanpa FE: Licoricec. Atom FE: VDW sesuaikan ukuran jari-jari atom agar nampak tidak terlalu besard. Molekul CO: VDWe. Warna: Surf putih; NewCartoon structure; Gugus HEM, FE & CO: Name.f. Render hasilnya dengan menggunakan Tachyon dan berinama file output dengankode NIM mbco.bmp.g. Simpan tampilan pertama dengam menggunakan Save State dengan namaNIM mbco.vmd2. Hapus representasi Surf, kemudian lakukan metode seleksi untuk mencari asam aminoyang ikut berperan dalam pembentukkan kompleks dengan ion Fe2 dan tampilkan asamamino tersebut dengan tampilan CPK dengan metode pewarnaan “Name”.3. Lakukan pula metode seleksi untuk mencari asam-asam amino yang berperan dalammenstabilkan posisi residu HEM. Untuk melakukan analisis ini, persempit pencariandengan hanya menampilkan residu-residu yang dekat dengan gugus HEM.4. Setelah residu asam amino yang berperan dalam stabilitas dan pembentukkan kompleksdiketahui, gunakan metode seleksi untuk menampilkan hanya residu-residu tesebut dangunakan representasi CPK atau licorice. Metode pewarnaan harus disesuaikan sehinggaidentitas residu-residu yang berperan tersebut dengan mudah dapat dibedakan satusama lain.5. Simpan hasilnya dalam file NIM active site.vmd dan render hasilnya dengan Tachyondengan nama NIM active-ste.vmd.MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 8
PENGANTAR METODE VISUALISASIPraktikum II1. Buka file 1CA2.pdb (Enzim carbonic anhydrase).2. Tampilkan komponen protein dengan representasi “New Cartoon” dan atom ZNdengan representasi “VDW”. Gunakan metode pewarnaan “structure” untuk proteindan “name” untuk atom ZN. Render hasilnya dengan metode Tachyon dan simpandalam file NIM CA2.bmp.3. Enzim CA2 memiliki ion Zn2 , gunakan metode seleksi untuk mecari asam-asam aminodan molekul air yang terlibat dalam pembentukkan kompleks. Apa bentuk kompleksantara CA2 dengan residu-residu tersebut.4. Tampilkan residu-residu hasil penentuan pada no. 3 dengan representasi “Licorice”,pilih warna yang sesuai. Render hasilnya dengan metode Tachyon dan simpan dalamfile NIM CA2 activesite.bmp5. Gunakan metode seleksi untuk menampilkan asam amino bermuatan negatif dan positif.6. Diskusikan dengan asisten cara-cara yang lebih praktis untuk menemukan residu-residuyang terlibat dalam pembentukkan jembatan garam dalam molekul CA2.7. Bila pasangan-pasangan residu yang membentuk jembatan garam telah ditemukan,tampilkan residu-residu tersebut dengan metode representasi “Licorice” dan metodepewarnaan “Restype”. Buat representasi “New Cartoon” untuk protein menjaditransparan sehingga dapat diketahui dengan jelas seluruh jembatan garam yangterdapat dalam molekul CA2.8. Render hasilnya dan simpan dalam file NIM CA2 salt bridge.bmpMODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 9
PENGANTAR METODE VISUALISASITabel 1. Metode ePosUserIndexBackboneThrobTimestepDeskripsiAtom name, using the Name categoryAtom type, using the Type categoryResidue name, using the Resname categoryResidue type, using the Restype categoryResidue identifier, using the resid mod 16 for the colorThe one-character chain identifier, using the Chain categorySegment name, using the Segname categoryMolecule all one color, using the Molecule categoryHelix, sheet, and coils are colored differentlyUse a user-specified color index (from 0 to 15)Color scale based on beta value of the PDB fileColor scale based on the occupancy field of the PDB fileColor scale based on the atomic massColor scale based on the atomic chargeColor scale based on the distance of each atom to the center of the molecule. This isan interesting way to view globular systems.Provides a single data value for each atom for each timestepColor scale is based on the atom index. Due to the way the PDB file is organized,this actually looks nice.Backbone atoms green, everything else is blueAnimates colors through the active color scale based on wall clock timeColor scale based on the current trajectory timestep frameTabel 2. Tipe tedSolventsimple lines for bonds, points for atomslighted cylinders for bondsdynamically calculated distance-based bondsdisplay hydrogen bondsjust points for atoms, no bondssolid van der Waal spheres for atoms, no bondsscaled VDW spheres, with cylinders for bondsspheres for atoms, cylinders for bonds, same radiusconnected cylindrical segments through Cα atomssmooth cylindrical tube through the Cα atomsflat ribbon through the Cα atomssmooth ribbon through the Cα atomscartoon diagram (cylinders and ribbons) based on secondary structurecartoon diagram (spiral and tube) based on secondary structuremolecular surface as determined by the program MSMSmolecular surface as determined by SURFdisplay a texture mapped slice from a volumetric data setdisplay an isovalue surface from a volumetric data setdotted van der Wall spheres for atoms, no bondsdotted representation of the solvent accessible surfaceMODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 10
PENGANTAR METODE VISUALISASITabel 3. Kata kunci dalam metode sresnameresidsegnamex, y, iptioneverythingnothingatom nameatom typethe atom number, starting at 0the atom number, starting at 1atomic number (0 if undefined)atomic element symbol string ('X' if undefined)alternate location/conformation identifierthe one-character chain identifiera set of connected atoms with the same residue numbera residue with atoms named C, N, CA, and Oa residue with atoms named P, O1P, O2P and either O3', C3', C4', C5', O5' orO3*, C3*, C4*, C5*, O5*. This definition assumes that the base isphosphorylated,an assumption which will be corrected in the future.the C, N, CA, and O atoms of a protein and the equivalent atoms in a nucleicacid.non-backbone atoms and bondsall atoms with the resname H2O, HH0, OHH, HOH,OH2, SOL, WAT, TIP, TIP2, TIP3 or TIP4a set of connected residuesa set of connected protein residuesa set of connected nucleic residuesa sequence given by one letter namesnumber of bondsresidue nameresidue idsegment namex, y, or z coordinatesatomic radiusatomic massatomic chargetemperature factoroccupancytime-varying user-specified valueresidues named ADA A THY Tresidues named ASP GLU“protein and not cyclic"residues named ALA GLY ILE LEU VALatom's residue is an alpha helixa residue with atoms named C, N, CA, and Oresidues named HIS PHE TRP TYRresidues named ARG HIS LYSatoms for which numbonds 0residues named ALA LEU VAL ILE PHE CYS MET TRPresidues named CYT C GUA G“basic or acidic"MODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 11
PENGANTAR METODE rimidinesmallsurfacehelixhelix 3 10extended betabridge betarasmolalpha helixpi helixhelixsheetturncoilstructurephi, strfloatstrstrstrufx, ufy, ufznumresidues named HIS PHE PRO TRP TYR“not (protein or nucleic)"name "[0-9]?H.*"“protein and not (small or medium)"residues named VAL THR ASP ASN PRO CYS ASX PCA HYPresidues named VAL PHE GLN TYR HIS CYS MET TRP ASX GLX PCA HYP“protein and not hydrophobic"residues named ADE A GUA Gresidues named CYT C THY T URI Uresidues named ALA GLY SER“protein and not buried"atom's residue is an alpha helixatom's residue is an alpha helixatom's residue is a beta sheetatom's residue is a beta sheettranslates Rasmol selection string to VMDatom's residue is an alpha helixatom's residue is a pi helixatom's residue is an alpha or pi helixatom's residue is a beta sheetatom's residue is in a turn conformationatom's residue is in a coil conformationsingle letter name for the secondary structurebackbone conformational anglesselects atoms within a specified distance of a selection (i.e within 5 of nameFE).exclusive within, equivalent to (within 3 of X) and not X.selects atoms which have the same keyword as the atoms in a given selection(i.e. same segname as resid 35)force to apply in the x, y, or z coordinatesMODUL I: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASII 12
PENGANTAR METODE ANALISIS MOLEKULPengantar bahas TclPendahuluanTcl adalah singkatan dari Tool Command Language yang umumnya dibaca sebagai “tickle”diciptakan pertama kali oleh John Ousterhout di tahun 1988. Tcl adalah suatu “interpretedprogramming language” yang memiliki berbagai fasilitas yang umumnya ada pada bahasapermrograman lain seperti variabel, prosedur, dan struktur kontrol dan juga fitur-fitur lainyang tidak ditemui dikebanyakan bahasa permrograman. Tcl dapat berjalan dihampir seluruhsistem operasi seperti Unix, Machintos, dan Windows. Kelebihan lain dari Tcl adalah dalam halkefleksibelannya. Tcl banyak digunakan untuk menginteraksikan berbagai program eksternal,berperan sebagai library program-program aplikasi, dan juga sebagai “scripting language”.Pada modul ini akan diberikan dasar-dasar permrograman dengan bahasa Tcl dan beberapaaplikasinya untuk ekplorasi struktur dan analisis trajektori simulasi.SumberUntuk versi Unix/Linux, Tcl dapat diperoleh di http://tcl.sourceforge.net/, sedangkan untukversi windows dapat diperoleh di k saat ini, akan digunakan Tcl versi 8.4 untuk windows dari activestate.tclsh84Paket program tcl8.4 dari activestate menyediakan tiga konsol untuk keperluan pemrograman,yaitu tclsh84, tkcon, dan wish84. Untuk pemograman tcl digunakan tclsh84, sedangkan untukpemrograman aplikasi grafik digunakan tkcon dan wish84. Untuk saat ini, kita hanya akanmenggunakan konsol tclsh84.Apabila konsol tclsh84 dibuka akan muncul windows dengan “prompt” %. Keluarnya tanda %menandakan tclsh siap menerima perintah-perintah berbahasa tcl.Pemrograman iteraktifMODUL II: PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASI
B. Eksplorasi berbagai representasi Prosedur: 1. Pada direktori kerja, sudah disiapkan direktori pdb yang berisi beberapa file koordinat biomolekul dengan format pdb (format diberikan pada bagian apendiks) yang didownload dari situs www.rscb.org . 2. Buka vmd, dan p
E. Dasar Hukum F. Materi Pokok dan Sub Materi MATERI POKOK 1 KARAKTERISTIK MODUL A. Self Instructional B. Self Contain C. Stand Alone D. Adaptive E. User Friendly MATERI POKOK 2 PENGEMBANGAN MODUL DAN MUTUNYA A. Pengembangan Modul B. Mutu Modul MATERI POKOK 3 PROSEDUR PENYUSUNAN MODUL A. Analisa Kebutuhan Modul B. Penyusunan Modul PENUTUP A .
PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan dapat dipilih sesuai dengan masalah dan tujuan penelitian yang hendak dicapai. Secara umum, metode yang digunakan dalam penelitian yaitu (a) metode deskriptif, (b) metode eksperimen, (c) metode historis, (d) metode pengembangan, (e) metode tindakan, dan (f) metode kualitatif.
7. Metode Exstended Quadratic Interior Point (EQIP) Sama dengan metode Karmakar, metode EQIP merupakan salah satu metode untuk menyelesaikan masalah program linier. Metode EQIP adalah metode deterministik yang merupakan pengembangan metode Karmakar. Metode EQIP dikembangakan oleh James A. Momoh. Metode EQIP bisa digunakan untuk
9. Modul OC IV (Organische Stoffklassen und Synthesen) 13 10. Modul PC I (Allgemeine Chemie) 14 11. Modul PC II (Physikalische Chemie II) 15 12. Modul PC III (Physikalische Chemie III) 16 13. Modul PC IV (Physikalische Chemie IV) 17 14. Modul MC (Makromolekulare Chemie) 18 15. Modul BC (Biochemie und Zellbiologie) 19 16. Modul Physik 20 17.
Texts of Wow Rosh Hashana II 5780 - Congregation Shearith Israel, Atlanta Georgia Wow ׳ג ׳א:׳א תישארב (א) ׃ץרֶָֽאָּהָּ תאֵֵ֥וְּ םִימִַׁ֖שַָּה תאֵֵ֥ םיקִִ֑לֹאֱ ארָָּ֣ Îָּ תישִִׁ֖ארֵ Îְּ(ב) חַורְָּ֣ו ם
menyelesaikan Modul ini, penulis mengambil Judul adalah “PENGANTAR AKUNTANSI II” Tujuan penulisan modul ini dibuat sebagai salah satu persyartan Kepangkatan. Modul ini diambil berdasarkan berbagai macam sumber referensi, baik dalam bentuk buku-buku literature, internet dll yang terkait dengan pembahasan pada Modul ini.
Praktikum: Modul 1 - Pengantar dan Pengenalan Dasar Rangkaian Digital, Modul 2 - Aljabar Boolean dan Gerbang Logika Dasar, Modul 3 - Karnaugh Map, Modul 4 - Gerbang Logika Kompleks, Modul 5 - Dekoder dan Enkoder, Modul 6 - Mul- . Lihat Silabus Teknik ENGE600005 FISIKA MEKANIKA & PANAS 3 SKS Lihat Silabus Tek
TUGAS PENDAHULUAN PRAKTIKUM SISTEM OPERASI MODUL XX April 19, 2014 Pada modul kali ini, mungkin akan sedikit berbeda dengan modul-modul sebelumnya. Masih dapat kita ingat bahwa modul-modul sebelumnya, kita membahas manajemen administrasi dalam sistem operasi Windows. Sekarang, kita beralih kepada sistem operasi yang berbasi GNU/Linux.
