Gaussian là mợt trong những phần mềm phở biến hiện nay để tính toán hĩa lượng tử. Phần mềm này luơn được cập nhật, nghiên cứu và phát triển bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới và thường xuyên cĩ phiên bản mới với các bở sung mới, trong đĩ phiên bản mới nhất vừa được cơng bố tháng 6 năm 2009, Gaussian 09.
Phần mềm Gaussian cho phép tính toán năng lượng, cấu trúc phân tử và tần số dao đợng của hệ thống phân tử, cùng với rất nhiều những tính chất khác của phân tử. Phần mềm Gaussian cĩ thể được dùng để nghiên cứu các phân tử và các phản ứng dưới các điều kiện khác nhau, bao gồm cả những hình thái bền và những hợp chất rất khĩ hoặc khơng thể quan sát được bằng thực nghiệm như là cấu trúc chuyển tiếp
Phần mềm Gaussian 09W là phiên bản mới nhất của phần mềm Gaussian. Phần mềm Gaussian 09W cĩ những ưu điểm nởi bật so với các phiên bản trước. Đĩ là cĩ sự bở sung đối với các mơ hình bán kinh nghiệm như AM1, PM3, PM3MM, PDDG và PM6. Trong gaussian 09W, cĩ thêm nhiều hàm DFT mới như là HSE, wB97, m05/m06, họ LC và B2PLYP đơi lai. Trong đĩ m06 là hàm tính năng lượng các liên kết yếu như liên kết hidro rất tốt mà trong luận văn đang cần tính toán. Phương pháp solvat hĩa theo mơ hình liên tục phân cực PCM dùng thuật toán mới cho phép solvat hiệu quả với tất cả các thuợc tính SCF. Tần số trong phần mềm này cĩ thể được thực hiện bằng cách sử dụng sự khác biệt bốn điểm thay vì mặc định hai điểm, cho đợ chính xác tốt hơn và ởn định. Phần mềm cho phép xác định được nhiều thuợc tính phân tử trong dung mơi, khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đợ, áp suất, phở hồng ngoại, phở cợng hưởng từ hạt nhân, tăng cường khả năng xác định trạng thái chuyển tiếp… Các bợ hàm cơ sở cũng rất phong phú cho phép người sử dụng dễ dàng chọn phương án tính toán phù hợp với vấn đề của mình
GaussView là phần mềm hỗ trợ cho phần mềm Gaussian trong việc xây dựng cấu trúc ban đầu. Ngoài ra, GaussView cịn được dùng để hiển thị các kết quả tính toán của Gaussian dưới dạng đồ họa (như các cấu trúc phân tử ban đầu, các cấu trúc phân tử đã được tối ưu hĩa, kiểu dao đợng, phở, hệ số obitan phân tử, mật đợ electron, điện tích ...). Nhờ đĩ, việc kiểm tra các kết quả tính toán trở nên đơn giản và dễ dàng hơn. Phần mềm GaussView phiên bản 5.0 được đi kèm với phần mềm Gaussian 09W .
Trước hết chúng tơi, tách biệt các amino axit cĩ liên kết hidro với phối tử chất ức chế protease và lưu dưới dạng file pdb.
Sử dụng phần mềm Gaussview 5.0 để mở file pdb trên và thiết lập file input để tối ưu hĩa, tính toán năng lượng trên Gaussian 09W. Bước mợt, chúng tơi sử dụng phương pháp bán kinh nghiệm PM3 để tối ưu hĩa hệ phân tử. Bước hai, chúng tơi sử dụng phương pháp M06/6-31G(d) để tính năng lượng hệ phân tử đã chọn. Chung tơi lựa chọn phương pháp M06, bợ hàm 6-31G(d) vì phương pháp trên
chuyên được sử dụng để tính toán những năng lượng liên kết yếu đặc biệt là liên kết hidro.
Ví dụ về dữ liệu input trên Gaussian để tối ưu hĩa, tính tần số và năng lượng của amino axit asp29 trên HIV-1 protease.
%chk=test.chk # opt freq pm3 Tipranavir asp29 -1 1 N 20.46500000 22.83200000 20.17100000 C 21.73600000 23.43600000 20.67700000 C 21.52500000 23.82000000 22.28500000 O 20.25600000 23.73500000 22.91200000 C 22.12200000 24.66500000 19.86500000 C 22.34900000 24.38000000 18.40300000 O 22.63100000 23.22200000 17.98000000 O 22.30100000 25.32300000 17.58700000 O 22.59400000 24.15900000 23.17300000 H 20.57700000 22.57700000 19.13800000 H 19.66700000 23.53600000 20.27900000 H 20.24000000 21.95000000 20.73300000 H 22.53300000 22.69700000 20.59500000 H 21.32100000 25.40000000 19.95200000 H 23.04100000 25.07700000 20.28200000 --Link1-- %chk=test.chk # M06/6-31G(d) Geom=Check Guess=Read
Energy computed at M06/6-31G(d), good for H-bond -1 1
hidro trong các chất. Vì như vậy, chúng tơi sẽ xác định được năng lượng liên kết hidro hình thành giữa các amino axit trong protease với chất ức chế.