JP2001092349A - Molecular structure model - Google Patents

Molecular structure model

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JP2001092349A JP26972899A JP26972899A JP2001092349A JP 2001092349 A JP2001092349 A JP 2001092349A JP 26972899 A JP26972899 A JP 26972899A JP 26972899 A JP26972899 A JP 26972899A JP 2001092349 A JP2001092349 A JP 2001092349A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a model which allows the distinct recognition of the characteristics in the structure of a molecular structure not having mirror symmetry by indirectly indicating the kinds of atoms, molecules or atomic groups in a molecular structure model of a skeleton structure. SOLUTION: The skeleton structure of a regular tetrahedron consists of six sheets of planar parts B1 to B6 of an isosceles triangular shape co-possessing a central point CT. The four vertexes P1 to P4 of this structure are composed of the three planar parts. The front and rear surfaces of the planar parts B1, B2 and B6 are both colored to a first color tone (for example, purple), the front and rear surfaces of the planar parts B6 are colored to a second color tone (for example, yellow), the front and rear surfaces of the planar parts B5 are colored to a third color tone (for example, red) and the front and rear surfaces of the planar parts B6 are colored to a fourth color tone (for example, blue).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は分子構造モデルに関
する。
[0001] The present invention relates to a molecular structure model.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、複数種類の原子やイオンからな
る化合物においては、化合物を構成する原子やイオン或
いは原子団の種類が同じであっても、原子やイオン或い
は種々の原子団の配列や結合態様が異なることにより異
なる性質を呈するものがある。例えば、光学異性体はそ
の典型的な例であり、化学式としては全く同様の構成を
有していても、原子やイオン或いは原子団の配列が異な
る複数種類の化合物が知られている。
2. Description of the Related Art In general, in a compound comprising a plurality of types of atoms and ions, even if the types of atoms, ions and atomic groups constituting the compound are the same, the arrangement and bonding of the atoms, ions and various atomic groups are common. Some aspects exhibit different properties due to different aspects. For example, an optical isomer is a typical example, and a plurality of types of compounds having different arrangements of atoms, ions, or atomic groups are known even if they have exactly the same chemical formula.

【0003】一方、従来の分子モデルとしては、原子や
イオンの位置を球体で示し、原子やイオン間の結合を軸
体によって示すように構成された原子位置モデルがあ
る。また、原子やイオンが配列された結晶面方位等の幾
何学的配置を示すために多面体形状に構成された多面体
モデルもある。しかしながら、従来のこれらのモデルは
原子やイオンの位置と、幾何学的面配置とのいずれか一
方のみを示すものであるため、原子やイオンの位置と幾
何学的構造との関係を認識することが難しく、物質構造
を直感的に把握することができないという問題点があ
る。そこで、本願発明者は先にスケルトン構造の結晶モ
デルを考案し、原子やイオンの位置と、結晶の幾何学的
構造との双方を直感的に把握できるものとして特許第2
790247号を受けている。
On the other hand, as a conventional molecular model, there is an atomic position model configured to indicate the position of an atom or ion by a sphere and to indicate the bond between the atom or ion by an axis. There is also a polyhedron model configured in a polyhedron shape to indicate a geometric arrangement such as a crystal plane orientation in which atoms and ions are arranged. However, since these conventional models show only one of the positions of atoms and ions and the geometric surface arrangement, it is necessary to recognize the relationship between the positions of atoms and ions and the geometric structure. And it is difficult to intuitively grasp the material structure. Therefore, the inventor of the present application devised a crystal model of a skeleton structure in advance, and described in Patent No. 2 as a device capable of intuitively grasping both the positions of atoms and ions and the geometric structure of the crystal.
790247.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、分子には鏡
面対称性を有しない(キラル型の)構造を備えたものが
あり、例えば光学異性体はその典型例である。光学異性
体等のキラル型の分子構造を理解するには、その非対称
性を容易に把握できるようにする必要があるが、従来の
原子位置モデルでは構造そのものは構成できても、非対
称性を明確に表すことができないという問題点がある。
また、上記のスケルトン構造の結晶モデルは個々の原子
やイオンの配置とともに結晶の幾何学的構造を示すこと
ができるものの、原子やイオンの位置をスケルトン構造
の中心位置や頂点位置によって示すようにしているた
め、原子やイオンを実体的な形状によって表すことがで
きないことから、その形状のみによっては原子やイオン
の種類を示すことができない。このため、結晶構造の巨
視的な理解のみを要する場合にはこのようなモデルであ
っても十分な効果が期待できるが、鏡面対称性を有しな
い分子構造、例えば光学異性体の構造上の違いを把握す
ることが困難であるという問題点がある。
Some molecules have a structure (chiral type) having no mirror symmetry. For example, optical isomers are typical examples. To understand the molecular structure of chiral forms such as optical isomers, it is necessary to easily understand the asymmetry. There is a problem that can not be expressed.
In addition, although the above skeleton structure crystal model can show the geometric structure of the crystal together with the arrangement of individual atoms and ions, the positions of atoms and ions are indicated by the center position and vertex position of the skeleton structure. Therefore, since atoms and ions cannot be represented by a substantial shape, the types of atoms and ions cannot be indicated only by their shapes. Therefore, if only macroscopic understanding of the crystal structure is required, a sufficient effect can be expected even with such a model, but a molecular structure having no mirror symmetry, for example, a structural difference between optical isomers There is a problem that it is difficult to understand the

【0005】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、スケルトン構造の分子構造モデル
において、原子や分子或いは原子団の種類を間接的に示
すことによって、鏡面対称性を有しない分子構造の構造
上の特徴を明確に把握できるモデルを提供することにあ
る。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a mirror image having a mirror symmetry by indirectly indicating types of atoms, molecules or atomic groups in a molecular structure model of a skeleton structure. An object of the present invention is to provide a model that can clearly grasp the structural characteristics of a molecular structure that does not need to be used.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の分子構造モデルは、中心点において共通に接
続され、該中心点の周りに配置された複数の板状部が相
互に交差線にて接続してなり、前記板状部の外縁が稜線
を形成するとともに前記稜線が相互に接続して頂点を形
成するように構成されており、前記稜線が多面体の各面
間の稜線に相当し、前記頂点が多面体の頂点に相当する
ように構成されたスケルトン構造を有する分子構造モデ
ルであって、前記中心点及び前記頂点の少なくとも一部
が原子若しくはイオン又は原子団の位置を表現し、前記
交差線及び前記稜線の少なくとも一部が原子若しくはイ
オン又は原子団の間の結合を示し、前記スケルトン構造
は鏡面対称性のない分子構造を表すものであり、複数の
前記板状部は、前記頂点によって示される前記原子若し
くはイオン又は原子団の種類或いは前記稜線によって示
される前記結合の種類に応じて相互に少なくとも2種類
の異なる外観を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a molecular structure model according to the present invention is commonly connected at a center point, and a plurality of plate-like portions arranged around the center point cross each other. Are connected by a line, the outer edge of the plate-shaped portion forms a ridge line, and the ridge lines are connected to each other to form a vertex, and the ridge line is a ridge line between each face of the polyhedron. A molecular structure model having a skeleton structure in which the vertices correspond to the vertices of a polyhedron, wherein the center point and at least a part of the vertices represent the positions of atoms or ions or atomic groups. Wherein at least a part of the intersection line and the ridge line indicates a bond between an atom or an ion or an atomic group, the skeleton structure represents a molecular structure having no mirror symmetry, and the plurality of plate-shaped portions are Previous Characterized in that it comprises at least two different appearance from each other depending on the type of the bond indicated by the type or the ridge of the atomic or ionic or atomic group represented by the vertex.

【0007】この発明によれば、頂点によって示される
原子若しくはイオン又は原子団の種類に応じて複数の板
状部が相互に異なる外観を備えていることによって、鏡
面対称性を有しない複数の分子構造を示すモデル間にお
ける原子若しくはイオン又は原子団の配列態様の相違
を、板状部の外観によって相互に区別し得る。また、原
子若しくはイオン又は原子団の配列態様の相違を複数の
板状部間の異なる外観によって示すようにしているた
め、板状部毎に外観を変えるだけでよく、モデル製作を
いたずらに複雑化することもない。
According to the present invention, a plurality of molecules having no mirror symmetry are provided by providing a plurality of plate-like portions having different appearances depending on the type of an atom, an ion, or an atomic group indicated by a vertex. Differences in the arrangement of atoms or ions or atomic groups between models showing the structure can be distinguished from each other by the appearance of the plate-like portion. In addition, since differences in the arrangement of atoms or ions or atomic groups are indicated by different appearances between a plurality of plate-like portions, it is only necessary to change the appearance for each plate-like portion, which unnecessarily complicates model production. Nothing to do.

【0008】本発明において、前記頂点によって示され
る原子若しくはイオン又は原子団の種類と、当該頂点を
構成する複数の前記板状部のうち少なくとも2つの前記
板状部の外観の組み合わせとが相互に対応していること
が好ましい。この手段によれば、頂点によって示される
原子若しくはイオン又は原子団の種類が、当該頂点を構
成する複数の板状部の外観の組み合わせに対応している
ことにより、或る頂点が示す原子若しくはイオン又は原
子団の種類を比較的容易に特定することが可能になる。
In the present invention, the type of the atom, ion or atomic group represented by the apex and the combination of the appearance of at least two of the plurality of the plate-like portions constituting the apex are mutually reciprocal. Preferably, they are compatible. According to this means, the type of the atom or ion or atomic group indicated by the vertex corresponds to the combination of the appearances of the plurality of plate-like portions constituting the vertex, so that the atom or ion indicated by the certain vertex Alternatively, the type of the atomic group can be specified relatively easily.

【0009】本発明において、前記スケルトン構造にお
ける、前記中心点を中心として3以上の前記稜線に囲ま
れた複数の前記板状部の表面からなる表面領域内におい
て、該表面領域の外縁に形成された前記頂点によって示
される原子若しくはイオン又は原子団の種類と、当該頂
点を構成する前記表面領域内の2つの前記板状部の外観
の組み合わせとが対応していることが好ましい。この手
段によれば、中心点を中心としてこれを取り巻く3以上
の稜線によって囲まれた表面領域の外縁に形成された頂
点によって示される原子若しくはイオン又は原子団の種
類が、当該頂点を構成する表面領域内の2つの板状部の
外観の組み合わせに対応していることによって、表面領
域を一望できる或る方位から見た状態で表面領域の外縁
に形成された各頂点が示す原子若しくはイオン又は原子
団の種類を特定することができるため、分子構造の配列
態様をより容易に理解できる。
[0009] In the present invention, in the skeleton structure, in a surface region formed by a plurality of plate-like portions surrounded by three or more ridge lines around the center point, the skeleton structure is formed at an outer edge of the surface region. It is preferable that the type of the atom, ion or atomic group indicated by the apex corresponds to a combination of the appearance of the two plate-like portions in the surface region constituting the apex. According to this means, the kind of atoms or ions or atomic groups indicated by the vertices formed at the outer edge of the surface area surrounded by three or more ridgelines surrounding the center point is determined by the surface constituting the vertex. The atoms or ions or atoms represented by each vertex formed at the outer edge of the surface region when viewed from a certain orientation overlooking the surface region by corresponding to the combination of the appearances of the two plate-like portions in the region Since the type of group can be specified, the arrangement of the molecular structure can be more easily understood.

【0010】本発明において、前記スケルトン構造は、
前記中心点、前記頂点及び前記稜線の少なくともいずれ
かにおいて他の構造部に連結されていることが好まし
い。ここで他の構造部は、上記のスケルトン構造に該当
する構造のものであってもよく、上記のスケルトン構造
に該当しない構造のものであってもよい。
In the present invention, the skeleton structure includes:
It is preferable that at least one of the center point, the apex, and the ridge line is connected to another structural part. Here, the other structural portion may have a structure corresponding to the above skeleton structure, or may have a structure not corresponding to the above skeleton structure.

【0011】上記各発明において、前記外観は色調であ
ることが好ましい。
In each of the above inventions, the appearance is preferably a color tone.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】[第1実施形態] 次に、添付図
面を参照して本発明に係る分子構造モデルの実施形態に
ついて詳細に説明する。図1は本実施形態のアミノ酸を
表すための分子構造モデルについて説明するものであ
る。図1(a)はアミノ酸の基本構造を示す化学構造式
であり、中心炭素原子(Cα)11に対して、水素原子
(H)12、アミノ基(NH)13、カルボキシル基
(COOH)14及び側鎖(R)15が結合している。
アミノ酸としては生体内に存在し得る20種類(疎水性
アミノ酸であるアラニン、バリン、フェニルアラニン、
イソロイシン、ロイシン、プロリン、メチオニン、荷電
アミノ酸であるアスパラギン酸、グルタミン酸、リシ
ン、極性アミノ酸であるセリン、トレオニン、チロシ
ン、システイン、アスパラギン、グルタミン、アルギニ
ン、最も簡単な構造のグリシン)が知られ、これらのア
ミノ酸は上記側鎖Rの構造が異なるだけであり基本構造
は共通である。アミノ酸にとって鏡面対称性のないキラ
ル型の分子構造は重要である。
[First Embodiment] Next, an embodiment of a molecular structure model according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 illustrates a molecular structure model for representing an amino acid of the present embodiment. FIG. 1A is a chemical structural formula showing a basic structure of an amino acid, wherein a hydrogen atom (H) 12, an amino group (NH 2 ) 13, and a carboxyl group (COOH) are provided with respect to a central carbon atom (C α ) 11. 14 and side chain (R) 15 are bound.
As amino acids, there are 20 types that can be present in the living body (hydrophobic amino acids alanine, valine, phenylalanine,
Isoleucine, leucine, proline, methionine, charged amino acids aspartic acid, glutamic acid, lysine, polar amino acids serine, threonine, tyrosine, cysteine, asparagine, glutamine, arginine, glycine of the simplest structure) are known, Amino acids differ only in the structure of the side chain R, and have the same basic structure. Chiral molecular structures without mirror symmetry are important for amino acids.

【0013】本実施形態の分子構造モデルは図1(b)
〜(d)に示すものである。図1(b)〜(d)はそれ
ぞれ同じ分子構造モデルを異なる方向から見た状態を示
すものである。本実施形態は正四面体のスケルトン構造
を備えている。この正四面体のスケルトン構造は、中心
点CTを共有する6枚の二等辺三角形状の板状部B
からなる。この構造の4つの頂点P〜Pはそれ
ぞれ3枚の板状部によって構成される。このモデルにお
いては、中心点CTから各頂点P〜Pへと伸びる1
2本の交差線が形成され、各頂点P〜P間には6本
の稜線が形成されている。
The molecular structure model of the present embodiment is shown in FIG.
(D). FIGS. 1B to 1D show the same molecular structure model viewed from different directions. This embodiment has a regular tetrahedral skeleton structure. This tetrahedral skeleton structure has six isosceles triangular plate-shaped portions B 1 to B 1 to which share a center point CT.
Consisting of B 6. Four vertices P 1 to P 4 of the structure is constituted by three plate-shaped portion, respectively. In this model, 1 extending from the center point CT to each of the vertices P 1 to P 4
Two intersection lines are formed, and six ridge lines are formed between the vertices P 1 to P 4 .

【0014】このモデルにおいて、板状部B、B
びBの表裏面は共に第1の色調(例えば紫色)に、板
状部Bの表裏面は第2の色調(例えば黄色)に、板状
部B の表裏面は第3の色調(例えば赤色)に、板状部
の表裏面は第4の色調(例えば青色)に、それぞれ
着色されている。
In this model, the plate-shaped portion B1, B2Passing
And B3Both the front and back sides are in the first color tone (for example, purple).
Shape B4The front and back sides have a second color tone (for example, yellow),
Part B 5The front and back surfaces are in a third color tone (for example, red),
B6The front and back sides are in the fourth color tone (for example, blue)
It is colored.

【0015】上記の中心点CTは中心炭素原子11を示
すものである。また、板状部B、B及びBが接続
された上記の頂点Pは側鎖15を示し、板状部B
及びBが接続された上記頂点Pは水素原子12
を示し、板状部B、B及びBが接続された上記頂
点Pはアミノ基13を示し、板状部B、B及びB
が接続された上記頂点Pはカルボキシル基14を示
すものである。
The above-mentioned center point CT indicates the center carbon atom 11. The above-mentioned vertex P 1 to which the plate-shaped portions B 1 , B 2, and B 3 are connected indicates the side chain 15, and the plate-shaped portions B 1 ,
The vertex P 2 to which B 4 and B 6 are connected is a hydrogen atom 12
The vertex P 3 to which the plate-shaped portions B 1 , B 4 and B 5 are connected indicates the amino group 13, and the plate-shaped portions B 1 , B 5 and B 5
The vertex P 4 to which 6 is connected indicates the carboxyl group 14.

【0016】したがって、このモデルでは、接続される
全ての板状部が第1の色調である頂点Pは側鎖15を
示し、接続される板状部の色調が第1の色調、第2の色
調及び第4の色調の組み合わせである頂点Pは水素原
子12を示し、接続される板状部の色調が第1の色調、
第2の色調及び第3の色調の組み合わせである頂点P
はアミノ基13を示し、接続される板状部の色調が第1
の色調、第3の色調及び第4の色調である頂点Pはカ
ルボキシル基14を示す。したがって、各頂点に接続さ
れる板状部の色調の組み合わせによって、各頂点にて示
される原子(若しくはイオン)又は基その他の原子団の
種類の異同を知ることが可能になる。また、異なる原子
若しくはイオン又は原子団を示す頂点に接続される複数
の板状部の外観(色調)の組み合わせが相互に異なるこ
とによって、分子構造の全体的な構造において原子若し
くはイオン又は原子団の配置や対称性を直感的に把握す
ることができ、例えば結合構造が類似する2種類の分子
構造において原子若しくはイオン又は原子団の種類をも
勘案した配列態様がどのように異なっているかを容易に
知ることができる。
Therefore, in this model,
A vertex P in which all the plate portions have the first color tone1Is the side chain 15
And the color tone of the plate portion to be connected is the first color tone, the second color
Vertex P, which is a combination of tone and fourth tone2Is hydrogen field
FIG. 12 shows a child 12, and the color tone of the connected plate-shaped portion is a first color tone;
Vertex P, which is a combination of the second color tone and the third color tone 3
Indicates an amino group 13, and the color tone of the connected plate portion is the first
Vertex P, which is the color tone, the third color tone, and the fourth color tone4Ha
A ruboxyl group 14 is shown. Therefore, connected to each vertex
Indicated at each vertex by the combination of the color of the plate
Of the atom (or ion) or group or other atomic group
It becomes possible to know the difference between the types. Also different atoms
Or a plurality connected to the vertices indicating ions or atomic groups
The combination of the appearance (color tone) of the plate
Depending on the atomic structure in the overall structure of the molecular structure
Intuitively grasp the arrangement and symmetry of ions or atomic groups
For example, two types of molecules with similar binding structures
In the structure, the type of atom or ion or group of atoms
Easily see how the array arrangements considered differ
You can know.

【0017】本実施形態では、モデルがアミノ酸を示す
ものであり、特にアミノ酸の種類毎に側鎖15の構造が
異なることに特徴があるので、注目される側鎖15を示
す頂点Pに接続される板状部B、B及びBの色
調を全て同一にして側鎖15の位置がどの方位から見て
も直ちに把握できるように構成している。特に、異なる
複数種類のアミノ酸をそれぞれモデルにて表す場合に
は、上記第2の色調、第3の色調及び第4の色調を各モ
デルについて全て共通とし、上記第1の色調に関して
は、異なるアミノ基について相互に異なる色調のものと
することが好ましい。
[0017] In this embodiment, the model is intended to indicate an amino acid, especially since there is a feature in the structure of the side chain 15 is different for each type of amino acids, connected to the vertex P 1 showing the side chain 15 of interest The color tones of the plate portions B 1 , B 2, and B 3 are all the same so that the position of the side chain 15 can be immediately grasped from any direction. In particular, when a plurality of different types of amino acids are represented by models, the second color tone, the third color tone, and the fourth color tone are all common to each model, and different amino acids are used for the first color tone. It is preferable that the groups have different colors.

【0018】図2(a)及び(b)は特定のアミノ酸に
おける光学異性体を表すモデルを示すものである。アミ
ノ酸には、L型とD型という2つの光学異性体があり、
図2(a)は、水素原子12の結合方向から中心炭素原
子11を見た場合に、中心炭素原子11の周囲に時計周
りにカルボキシル基14、側鎖15、アミノ基13の順
で配列されるL型を示すものであり、図2(b)は、同
方向から見た場合に、中心炭素原子11の周囲に時計周
りにカルボキシル酸、アミノ基13、側鎖15の順で配
列されるD型を示すものである。なお、生体中で合成さ
れるたんぱく質を構成するアミノ酸は全てL型である。
FIGS. 2A and 2B show models representing optical isomers of specific amino acids. Amino acids have two optical isomers, L-form and D-form.
FIG. 2A shows that when the central carbon atom 11 is viewed from the bonding direction of the hydrogen atom 12, the carboxyl group 14, the side chain 15, and the amino group 13 are arranged around the central carbon atom 11 clockwise. FIG. 2 (b) shows that the carboxylic acid, the amino group 13 and the side chain 15 are arranged clockwise around the central carbon atom 11 when viewed from the same direction. It shows a D-type. In addition, the amino acids constituting the protein synthesized in the living body are all L-type.

【0019】本実施形態のモデルでは、上記のL型のア
ミノ酸と、D型のアミノ酸との構造的な違いを説明する
際には、図2(a)に示すL型のモデルと、図2(b)
に示すD型のモデルとを、共に板状部B、B及びB
からなる表面領域(3つの頂点P〜Pの相互間を
結ぶ3本の稜線によって囲まれた領域)を視認できる姿
勢で並べて示せばよい。このようにすることによって、
L型のモデルとD型のモデルとは、3つの板状部の色調
が中心炭素原子を示す中心点CTの周りに異なる順番で
配列されていることが一目でわかる。
In the model of the present embodiment, when explaining the structural difference between the L-type amino acid and the D-type amino acid, the L-type model shown in FIG. (B)
A D-type model shown in both the plate portion B 4, B 5 and B
6 (a region surrounded by three ridges connecting the three vertices P 2 to P 4 ) may be arranged side by side in a visible posture. By doing this,
It can be seen at a glance that the L-type model and the D-type model are arranged in different orders around the center point CT indicating the central carbon atom in the three plate-like portions.

【0020】[第2実施形態] 次に、上記のアミノ酸
の分子構造モデルを基本として構成されたたんぱく質の
分子構造モデルについて説明する。良く知られているよ
うに、図3(a)に示すペプチド結合Sを介して複数の
アミノ酸が結合することによってたんぱく質になる。た
んぱく質を従来のモデルで説明することはきわめて困難
であるが、図3(b)に示すように、上述のアミノ酸の
モデルと同じ構造を有する四面体スケルトン構造部20
の頂点と、四辺形板状に形成された、ペプチド結合を表
す四辺形構造部30の頂点とを連結させることによっ
て、たんぱく質の分子構造モデルを構成することができ
る。なお、このモデルにおいても第1実施形態と同様に
各板状部が着色されているが、図3(b)においては、
その着色を表す代わりに各頂点において示される原子
(原子団の場合には結合に関与する原子)を記号で示し
た。たんぱく質においては、そのポリペプチド鎖におけ
る或る中心炭素原子(Cα)から次の中心炭素原子(C
α)までの各原子は全て同一平面上に配置され、結合距
離と結合角はほぼ一定になるが、中心炭素原子(Cα
とN原子との結合軸及び中心炭素原子(Cα)とC原子
との結合軸の周りに回転可能な2つの自由度を有する。
[Second Embodiment] Next, a description will be given of a protein molecular structure model constructed based on the above-described amino acid molecular structure model. As is well known, a plurality of amino acids bind via a peptide bond S shown in FIG. 3A to become a protein. Although it is extremely difficult to explain the protein using a conventional model, as shown in FIG. 3B, the tetrahedral skeleton structure 20 having the same structure as the amino acid model described above is used.
Is connected to the vertices of the quadrangular structure 30 representing peptide bonds formed in the shape of a quadrilateral plate, thereby forming a molecular structure model of the protein. Note that, in this model as well, each plate-like portion is colored as in the first embodiment, but in FIG.
Instead of representing the coloring, the atoms (atomic groups involved in bonding in the case of atomic groups) shown at each vertex are indicated by symbols. In a protein, one central carbon atom (C α ) in the polypeptide chain is replaced by the next central carbon atom (C α ).
All the atoms up to α ) are arranged on the same plane, and the bond distance and bond angle are almost constant, but the central carbon atom (C α )
Have two degrees of freedom rotatable about the bond axis between the carbon atom and the N atom and the bond axis between the central carbon atom (C α ) and the C atom.

【0021】上記の構造を実現するには、例えば、可撓
性を有する紐やワイヤなどの条体を四面体スケルトン構
造部20及び四辺形構造部30における板状部の内部に
導入し、四面体スケルトン構造部20におけるカルボキ
シル基14(の炭素原子)を示す頂点と、四辺形構造部
30における炭素原子を示す頂点とを突き合わせるよう
にして、上記の条体がこの突合せ部を通過するように固
定すればよい。この構造では、四面体スケルトン構造部
20の頂点と四辺形構造部30の頂点とが突き合わされ
た状態に維持されるが、両構造部は突合せ部を中心に自
由に回動できるとともに、条体の軸線周りに回転でき
る。また、この突合せ部としてユニバーサルジョイント
を構成することにより、同様の自由度を有する構造とな
る。もちろん、中心炭素原子11とカルボキシル基14
との結合軸を中心とする回転、及び、中心炭素原子11
とアミノ基13との結合軸を中心とする回転のみが可能
になるように構成することもできる。
In order to realize the above-mentioned structure, for example, a strip such as a string or a wire having flexibility is introduced into the plate-shaped portions of the tetrahedral skeleton structure portion 20 and the quadrilateral structure portion 30 to form The vertices indicating (the carbon atoms of) the carboxyl groups 14 in the body skeleton structure portion 20 and the vertices indicating the carbon atoms in the quadrilateral structure portion 30 are abutted against each other so that the above-mentioned strip passes through the abutting portion. Should be fixed to. In this structure, the apex of the tetrahedral skeleton structure 20 and the apex of the quadrilateral structure 30 are maintained in a state where they abut each other. Can rotate around the axis of. Further, by forming a universal joint as the butting portion, a structure having the same degree of freedom is obtained. Of course, the central carbon atom 11 and the carboxyl group 14
Around the bond axis with, and the central carbon atom 11
It can also be configured such that only rotation about the bond axis between the amino group 13 and the amino group 13 is possible.

【0022】このモデルによれば、水素結合によって生
ずるたんぱく質の2次構造(鎖状に繋がったものの3次
元的な構造)、例えばα−へリックスやβシートなどを
表すことも可能である。
According to this model, it is also possible to represent the secondary structure of a protein caused by hydrogen bonding (three-dimensional structure connected in a chain), such as α-helix and β sheet.

【0023】[第3実施形態] 次に、酒石酸の分子構
造モデルについて説明する。酒石酸もまた鏡面対称性の
ないキラル型の分子構造が重要である。図4(a)に示
す構造はD(−)−酒石酸と呼ばれているもの、図4
(b)に示す構造はL(+)−酒石酸と呼ばれているも
のである。また、図4(c)に示すものはメソ−酒石酸
と呼ばれているものでキラル型の構造部分がペアを作る
ことによって全体としては鏡面対称性のあるアキラル型
の分子構造となったものである。このうちD型とL型は
光学異性体である。各図に示す結合腕は、細い方が紙面
の下に突き出していることを表している。
Third Embodiment Next, a molecular structure model of tartaric acid will be described. Tartaric acid also needs a chiral molecular structure without mirror symmetry. The structure shown in FIG. 4 (a) is called D (−)-tartaric acid.
The structure shown in (b) is called L (+)-tartaric acid. FIG. 4 (c) shows what is called meso-tartaric acid, in which a chiral structural portion forms a pair to form an achiral molecular structure having mirror symmetry as a whole. is there. Among them, D-form and L-form are optical isomers. The connecting arm shown in each figure indicates that the thinner side protrudes below the paper surface.

【0024】このモデルは図4(d)に示すようになっ
ており、やや縦長の(図示上下方向に長い)同形状の四
面体スケルトン構造部が上下に逆さまで、しかも、垂直
軸周りに60度回転した姿勢で組み合わされた構造を備
えている。上方の四面体スケルトン構造部40は、上端
に頂点P〜Pが配置され、残りの一つの頂点が下方
の四面体スケルトン構造部50の中心点CTに一致し
ている。下方の四面体スケルトン構造部50は、下端に
頂点Q〜Qが配置され、残りの一つの頂点が上方の
スケルトン構造部40の中心点CTに一致するように
構成されている。また、板状部B〜B及びD〜D
は、いずれも中心点CTとCTとを結ぶ稜線を共
有する形で互い違いに接続されている。
This model is shown in FIG. 4 (d). A tetrahedral skeleton structure of the same shape, which is slightly vertically long (long in the vertical direction in the figure), is turned upside down, and furthermore, 60 times around the vertical axis. It has a structure combined in a posture rotated by degrees. Above the tetrahedral skeleton structure 40 is disposed vertices P 1 to P 3 on the upper end, the remaining one vertex coincides with the center point CT 2 tetrahedral skeleton structure 50 of the lower. Tetrahedral skeleton structure 50 downward, the lower end vertex Q 1 to Q 3 is disposed is configured as the remaining one vertex coincides with the center point CT 1 of the upper skeleton structure 40. In addition, the plate-shaped portions B 4 to B 6 and D 4 to D 6
6 is alternately connected either in a form of sharing the edge line connecting the center point CT 1 and CT 2.

【0025】このモデルにおいても、板状部B、B
及びBは相互に異なる色調に着色されており、また、
板状部D、D及びDもまた相互に異なる色調に着
色されている。したがって、中心点CTで示される中
心炭素原子に結合する水素原子、水酸基及びカルボキシ
ル基は、板状部B、B及びBのうち異なる2つの
板状部における異なる色調の組み合わせによって区別可
能に、当該2つの板状部が接続されている頂点P〜P
にて示されることになる。また、中心点CT2で示さ
れる中心炭素原子に結合する水素原子、水酸基及びカル
ボキシル基は、板状部D、D及びDのうち異なる
2つの板状部における異なる色調の組み合わせによって
区別可能に、当該2つの板状部が接続されている頂点Q
〜Qにて示されることになる。
Also in this model, the plate portions B 1 and B 2
And B 3 is colored in mutually different colors, also,
The plate portions D 1 , D 2 and D 3 are also colored in different tones. Thus, hydrogen atoms bonded to the central carbon atom represented by the center point CT 1, hydroxyl and carboxyl groups, distinguished by the combination of different shades in the two plate-shaped portions different in the plate-like portion B 1, B 2 and B 3 The vertices P 1 to P 1 where the two plate-shaped portions are connected
3 will be shown. Further, a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group bonded to the central carbon atom indicated by the central point CT2 can be distinguished by a combination of different colors in two different plate-like portions among the plate-like portions D 1 , D 2, and D 3. A vertex Q to which the two plate-shaped portions are connected.
It will be represented by 1 to Q 3.

【0026】したがって、上記の図4(a)〜(c)に
示す3種の酒石酸は、図4(d)に示す構造モデルによ
って、それぞれ板状部B〜B及びD〜Dの色調
の配列を変えるだけでいずれも表現できることとなり、
相互に明確に区別できることとなる。このモデルを用い
ることにより、きわめて簡単に上記3種の酒石酸の構造
について説明することができ、また、説明された側も直
感的に理解することができる。特に、3種のモデルを、
3つの板状部B〜Bが並ぶ上端面の表面領域及び板
状部D〜Dが並ぶ下端面の表面領域を見せるように
して説明することによって、容易に3つのモデル間の相
違を示すことができる。
Therefore, the three types of tartaric acid shown in FIGS. 4A to 4C are respectively plate-shaped portions B 1 to B 3 and D 1 to D 3 according to the structural model shown in FIG. 4D. All can be expressed simply by changing the arrangement of color tones,
They can be clearly distinguished from each other. By using this model, the structures of the above three types of tartaric acid can be explained very easily, and the explained side can also be intuitively understood. In particular, three models
By describing the surface area of the upper end face where the three plate-shaped parts B 1 to B 3 are arranged and the surface area of the lower end face where the plate-shaped parts D 1 to D 3 are arranged, the three models can be easily replaced. Differences can be shown.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
頂点によって示される原子若しくはイオン又は原子団の
種類に応じて複数の板状部が相互に異なる外観を備えて
いることによって、鏡面対称性を有しない複数の分子構
造を示すモデル間における原子若しくはイオン又は原子
団の配列態様の相違を、板状部の外観によって相互に区
別し得る。また、原子若しくはイオン又は原子団の配列
態様の相違を複数の板状部間の異なる外観によって示す
ようにしているため、板状部毎に外観を変えるだけでよ
く、モデル製作をいたずらに複雑化することもない。
As described above, according to the present invention,
Depending on the type of atom or ion or atomic group indicated by the apex, the plurality of plate-shaped portions have different appearances, so that atoms or ions between models showing a plurality of molecular structures that do not have mirror symmetry Alternatively, differences in the arrangement of atomic groups can be distinguished from each other by the appearance of the plate-like portion. In addition, since differences in the arrangement of atoms or ions or atomic groups are indicated by different appearances between a plurality of plate-like portions, it is only necessary to change the appearance for each plate-like portion, which unnecessarily complicates model production. Nothing to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る分子構造モデルの第1実施形態に
て表現されるアミノ酸の構造を示す化学構造式(a)、
及び、第1実施形態の外観を3方向から見た状態を示す
斜視図(b)〜(d)である。
FIG. 1 is a chemical structural formula (a) showing the structure of an amino acid represented in the first embodiment of the molecular structure model according to the present invention;
FIGS. 3B and 3D are perspective views showing the appearance of the first embodiment viewed from three directions.

【図2】第1実施形態によりアミノ酸の2つの光学異性
体を示す斜視図(a)及び(b)である。
FIG. 2 is perspective views (a) and (b) showing two optical isomers of an amino acid according to the first embodiment.

【図3】本発明に係る分子構造モデルの第2実施形態に
て表現されるたんぱく質の構造を示す化学構造式(a)
及び第2実施形態の外観を示す斜視図(b)である。
FIG. 3 is a chemical structural formula (a) showing the structure of a protein expressed in the second embodiment of the molecular structure model according to the present invention.
It is a perspective view (b) showing the appearance of a 2nd embodiment.

【図4】本発明に係る分子構造モデルの第3実施形態に
て表現される3種の酒石酸の構造を示す化学構造式
(a)〜(c)及び第3実施形態の外観を示す斜視図
(d)である。
FIG. 4 is a perspective view showing the chemical structural formulas (a) to (c) showing the structures of three types of tartaric acid expressed in the third embodiment of the molecular structure model according to the present invention, and the appearance of the third embodiment. (D).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アミノ酸 11 中心炭素原子 12 水素原子 13 アミノ基 14 カルボキシル基 15 側鎖 20 四面体スケルトン構造部 30 四辺形構造部 40 上方の四面体スケルトン構造部 50 下方の四面体スケルトン構造部 Reference Signs List 10 amino acid 11 central carbon atom 12 hydrogen atom 13 amino group 14 carboxyl group 15 side chain 20 tetrahedral skeleton structure part 30 quadrilateral structure part 40 upper tetrahedral skeleton structure part 50 lower tetrahedral skeleton structure part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心点において共通に接続され、該中心
点の周りに配置された複数の板状部が相互に交差線にて
接続してなり、前記板状部の外縁が稜線を形成するとと
もに前記稜線が相互に接続して頂点を形成するように構
成されており、前記稜線が多面体の各面間の稜線に相当
し、前記頂点が多面体の頂点に相当するように構成され
たスケルトン構造を有する分子構造モデルであって、 前記中心点及び前記頂点の少なくとも一部が原子若しく
はイオン又は原子団の位置を表現し、前記交差線及び前
記稜線の少なくとも一部が原子若しくはイオン又は原子
団の間の結合を示し、前記スケルトン構造は鏡面対称性
のない分子構造を表すものであり、 複数の前記板状部は、前記頂点によって示される原子若
しくはイオン又は原子団の種類或いは前記稜線によって
示される結合の種類に応じて、相互に少なくとも2種類
の異なる外観を備えていることを特徴とする分子構造モ
デル。
1. A plurality of plate portions connected in common at a center point and arranged around the center point are connected to each other by an intersection line, and an outer edge of the plate portion forms a ridge line. And a skeleton structure in which the ridge lines are connected to each other to form a vertex, the ridge line corresponds to a ridge line between each face of the polyhedron, and the vertex corresponds to a vertex of the polyhedron. Wherein at least a part of the center point and the vertex represent the position of an atom or an ion or an atomic group, and at least a part of the intersection line and the ridge line is an atom or an ion or an atomic group. The skeleton structure represents a molecular structure having no mirror symmetry, and the plurality of plate-like portions are formed by the kind of atom or ion or atomic group represented by the apex or Depending on the type of the bond shown by the ridge, the molecular structure model, characterized in that it comprises at least two different appearance from each other.
【請求項2】 請求項1において、前記頂点によって示
される原子若しくはイオン又は原子団の種類と、当該頂
点を構成する複数の前記板状部のうち少なくとも2つの
前記板状部の外観の組み合わせとが相互に対応している
ことを特徴とする分子構造モデル。
2. The combination according to claim 1, wherein a type of an atom, an ion, or an atomic group indicated by the vertex, and a combination of appearances of at least two of the plurality of plate portions constituting the vertex. A molecular structure model characterized in that they correspond to each other.
【請求項3】 請求項2において、前記スケルトン構造
における、前記中心点を中心として3以上の前記稜線に
囲まれた複数の前記板状部の表面からなる表面領域内に
おいて、該表面領域の外縁に形成された前記頂点によっ
て示される原子若しくはイオン又は原子団の種類と、当
該頂点を構成する前記表面領域内の2つの前記板状部の
外観の組み合わせとが対応していることを特徴とする分
子構造モデル。
3. An outer edge of the surface region in the skeleton structure in a surface region including a plurality of plate-like portions surrounded by three or more ridge lines around the center point in the skeleton structure. Wherein the type of the atom, ion or atomic group represented by the apex formed on the surface corresponds to the combination of the appearances of the two plate-like portions in the surface region constituting the apex. Molecular structure model.
【請求項4】 請求項1から請求項3までのいずれか1
項において、前記スケルトン構造は、前記中心点、前記
頂点及び前記稜線の少なくともいずれかにおいて他の構
造部に連結されていることを特徴とする分子構造モデ
ル。
4. One of claims 1 to 3
3. The molecular structure model according to item 1, wherein the skeleton structure is connected to another structural part at at least one of the center point, the vertex, and the ridge line.
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JP2009151198A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Kishoto Seisan Gijutsu Kenkyusho:Kk Monosaccharide structural formula learning material or program
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