home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / SCIENTIF / CHEMISTR / 4101.ZIP / PCM3ARC.EXE / PCM3.DOC < prev    next >
Text File  |  1990-08-11  |  184KB  |  3,608 lines

  1.  
  2.                                                                           
  3.  
  4.  
  5.      
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  
  21.                     PCMODEL: MOLECULAR GRAPHICS ON THE PC
  22.  
  23.                        Advanced Shareware Version 3.03
  24.  
  25.                                           
  26.  
  27.                                                         
  28.  
  29.  
  30.  
  31.  
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.     Published by:     KT Consulting
  44.                       P.O. Box 3810
  45.                       Vernon, CT 06066
  46.  
  47.                                    PREFACE
  48.  
  49.        An understanding of chemical systems, especially living systems,
  50.     requires the ability to visualize the structures and conformations of
  51.     the often complex molecules involved. The advent of sophisticated
  52.     computer graphics has made it possible to study the interactions of
  53.     complex molecules at a fundamental level, yet until recently such
  54.     processes could be studied only on very expensive equipment. With the
  55.     publication of the first two versions of this package ("Molecular
  56.     Graphics on the IBM PC Microcomputer," published by Academic Press),
  57.     one could, for the first time, perform many of the same operations on
  58.     the IBM or compatible personal computer. Similar packages were sub-
  59.     sequently released by other vendors, always at prices that put them
  60.     out of reach of most chemists and biologists.
  61.  
  62.        With the release of Version 3.0 under the Shareware concept,
  63.     molecular modeling on the personal computer has finally become avail-
  64.     able to all who need it. As Shareware, this package may be freely
  65.     shared with your friends and colleagues. It may be freely copied and
  66.     distributed for trial use under the following restrictions:
  67.  
  68.        1. No charge is to be made for copying or distributing PCMODEL.
  69.        2. No alterations may be made to the files on the diskette.
  70.        3. The printed manual may not be copied or reproduced in any way.
  71.        4. The commercial sale or use of PCMODEL in any manner is
  72.           prohibited without the written permission of the publisher.
  73.  
  74.     Should you find it useful in your work, please register your copy
  75.     using the order form on the diskette. When you register your copy you
  76.     receive a complete, commercially printed users manual in a binder, the
  77.     most recent version of the program, access to a library of structures,
  78.     a coordinate conversion program, and notification of updates in the
  79.     future. You also will become a member of the Structure Consortium when
  80.     you register. This is a group through which data files may be shared.
  81.     Those who create data files are encouraged to submit them to the
  82.     Consortium. Other registered users will be able to access these files
  83.     and receive copies for their own use. This will save substantial
  84.     duplication of effort.
  85.  
  86.        PCMODEL is a program to draw and manipulate molecules in graphic
  87.     form using the IBM PC, PC/XT, PC/AT, PCjr, PS/2, and true compatible
  88.     personal computers. The program requires at least 384K of memory under
  89.     DOS 2.x, 3.x, or 4.x. It also requires a computer with color graphics
  90.     capability, either the Enhanced Graphics Adapter (EGA) and Enhanced
  91.     Color Display or its equivalent, or the Color Graphics Adapter (CGA)
  92.     and Color Monitor or its equivalent. It will use the Video Graphics
  93.     Array adapter (VGA) at the EGA level. The EGA card must be equipped
  94.     with 256K of graphics memory to operate in high resolution mode. The
  95.     program requires either two floppy disk drives or (preferably) a hard
  96.     disk, which adds significantly to the convenience and speed of the
  97.     program operation. A 2-button or 3-button mouse cursor device com-
  98.     patible with the Microsoft mouse protocol is highly recommended but
  99.     not required.
  100.  
  101.        This abbreviated manual is organized into two parts: an Introduc-
  102.     tion and Installation Section, which contains the detailed instruc-
  103.     tions for installation of the program on your computer system, and a
  104.     Tutorial Section containing an overview of the program operation and
  105.     step-by-step instructions and examples to help you to learn the struc-
  106.     ture and basic features of the program. The published version of the
  107.     user's manual also contains a 148-page Command Reference section, where
  108.     each of the commands used by the program is discussed in detail,
  109.     including its use, options, and the responses produced by the program.
  110.     Two appendices are also present. Appendix A contains a listing of all
  111.     of the error messages you may encounter during your use of the program,
  112.     along with explanations. Appendix B contains instructions on the use of
  113.     the utility program, CGP, included with the package.
  114.  
  115.                               TABLE OF CONTENTS
  116.  
  117.     Introduction and Installation Section ...............................  1
  118.        Introduction .....................................................  1
  119.        Installation Instructions ........................................  1
  120.           Two Floppy Drive Systems ......................................  2
  121.           Mouse Device Installation .....................................  3
  122.  
  123.     Tutorial Section ....................................................  6
  124.        Examining the Program Files ......................................  6
  125.        Starting the Program .............................................  8
  126.        Command State Display Screen ..................................... 11
  127.           Tutorial Exercise No. 1 ....................................... 11
  128.           Tutorial Exercise No. 2 ....................................... 15
  129.        Introduction to Program Operation & Structure .................... 15
  130.           Command Summary ............................................... 17
  131.           Tutorial Exercise No. 3 ....................................... 22
  132.           Tutorial Exercise No. 4 ....................................... 24
  133.           Tutorial Exercise No. 5 ....................................... 27
  134.        Mouse Device Interface ........................................... 28
  135.           Tutorial Exercise No. 6 ....................................... 31
  136.           Tutorial Exercise No. 7 ....................................... 36
  137.        Data File Conventions ............................................ 40
  138.        Entering Data from the Keyboard .................................. 42
  139.           Tutorial Exercise No. 8 ....................................... 42
  140.  
  141.     Command Reference Section ...........................................  *
  142.  
  143.     References and Notes ................................................ 47
  144.  
  145.     Appendix A, Messages and Prompts .................................... 48
  146.  
  147.     Appendix B, Utility Programs ........................................ 55
  148.        CCT - Coordinate Conversion and Transformation ...................  *
  149.           Introduction ..................................................  *
  150.           Operation of the Program ......................................  *
  151.           The Catalog Function ..........................................  *
  152.           File Formats and Transformation Operations ....................  *
  153.           MM2 Files .....................................................  *
  154.           Using the MM2 Package and the CCT Interface ...................  *
  155.           Examining and Modifying Files with the Editor .................  *
  156.        CGP - Coordinate Generation Program .............................. 55
  157.           Introduction .................................................. 55
  158.           Editing or Creating a Data Set ................................ 55
  159.           Changing the Data Drive ....................................... 57
  160.           The Data Entry Screen ......................................... 57
  161.           Generating Cartesian Data Files ............................... 60
  162.           Examples ...................................................... 61
  163.  
  164.     Help Menu Reference Card for PCMODEL ................................  *
  165.  
  166.  
  167.     *Available in the registered version
  168.  
  169.     PCMODEL User's Manual                                           Page 1
  170.  
  171.  
  172.                     INTRODUCTION AND INSTALLATION SECTION
  173.  
  174.        Molecular models provide one of the best means for studying chemi-
  175.     cal structures and conformations. There are several advantages of
  176.     placing these models on a microcomputer: we can actually see the
  177.     relationships of the atoms of the molecule; we may easily superimpose
  178.     the structures for comparison; we may make accurate measurements of
  179.     interatomic distances and bond and torsion angles. All of the struc-
  180.     tural parameters are contained within the data that is stored on
  181.     diskette. The program uses standard cartesian atomic or X-ray coor-
  182.     dinates for input. These data are available from a wide variety of
  183.     sources, and for a wide variety of molecules, including enzymes and
  184.     other biological macromolecules (1). Libraries of X-ray crystal struc-
  185.     tures (2) also are rich sources of coordinate data. Structural infor-
  186.     mation may also be generated directly from skeletal molecular models,
  187.     such as Dreiding stereomodels.
  188.  
  189.        This program is not intended to replace physical molecular models.
  190.     Rather, it is meant to greatly augment them. We obtain a great deal of
  191.     insight from actually handling a molecular model, turning it over and
  192.     viewing it from several directions. Many of the features of the shape
  193.     of a molecule are apparent most readily from physical models. When
  194.     used in conjunction with skeletal models, PC-based modeling systems
  195.     such as this one provide a dimension of insight not previously avail-
  196.     able except to those who work on large, expensive molecular modeling
  197.     systems. For example, PCMODEL may be used to facilitate construction
  198.     of physical models of complex molecules, since bond lengths and angles
  199.     are easily obtained from coordinate data (3,4).
  200.  
  201.        Using PCMODEL, you can construct graphic representations of
  202.     molecules of almost unlimited size. The program handles both small and
  203.     large molecules equally well. It can easily show enzyme active sites
  204.     and other complex structures, if the atomic coordinates are known.
  205.     Once you enter the coordinates and connection tables, you can easily
  206.     manipulate the graphic image by translating it in any coordinate
  207.     direction, rotating it about any axis or bond, and enlarging or
  208.     shrinking it. You can also manipulate a selected molecule or group of
  209.     molecules independently, to perform a "docking" operation in which one
  210.     molecule may be brought into proximity with another molecule or group
  211.     of molecules. In this way, you can study substrate interactions with
  212.     macromolecules such as enzyme active sites and compare the structures
  213.     of two molecules by superposition. Using other commands you can high-
  214.     light selected atoms, indicate distances between any two atoms, calcu-
  215.     late bond and torsion angles, and edit the coordinate data.
  216.  
  217.  
  218.                      INSTALLATION OF PCMODEL VERSION 3.0
  219.  
  220.        If you are reading this file, you have already installed the
  221.     Shareware distribution version of PCMODEL. If you created floppy disk
  222.     versions of PCMODEL, you may want to make the Working Disk self-
  223.     booting by placing the MS-DOS system files on it. The following
  224.     paragraph tells you how to do this. If you do not need this
  225.     capability, skip to Section B, Mouse Device Installation.
  226.  
  227.     PCMODEL User's Manual                                           Page 2
  228.  
  229.  
  230.        If you are running the program from floppy disks, you must combine
  231.     the DOS system files with the PCMODEL program and supporting files. As
  232.     it is supplied to you, it does not contain all of the files you need
  233.     to run the program. Specifically, you need to combine it with (a) two
  234.     system files if you plan to start up the computer from the PCMODEL
  235.     diskette, and (b) the file COMMAND.COM. These are proprietary
  236.     Microsoft or IBM products and are found on the DOS diskette.
  237.  
  238.  
  239.     SECTION A. SYSTEMS WITH TWO FLOPPY DISK DRIVES AND NO HARD DISK
  240.  
  241.     1. Format a new, blank floppy diskettes by placing your DOS diskette
  242.        in drive A (usually the upper or left-hand drive) and the blank
  243.        diskette in drive B (usually the lower or righthand drive), then
  244.        close the drive doors. If the system is not already on, turn on the
  245.        power switch and enter the date and time with the DOS DATE and TIME
  246.        commands, unless your computer has a clock/calendar board built in.
  247.        Then type:
  248.  
  249.                 format b:/s
  250.  
  251.        and press the ENTER key. The system will respond by asking you to
  252.        insert a new diskette in drive B and press a key (the ENTER key for
  253.        DOS 3.0 or later). Upon completion of the formatting process, the
  254.        message:
  255.  
  256.                 system transferred
  257.  
  258.        will appear, followed by a printout of the number of bytes of space
  259.        available on the newly formatted disk. If this analysis shows any
  260.        bad sectors, try formatting the diskette again. If it still shows
  261.        bad sectors, replace the diskette with a new one and repeat the
  262.        formatting procedure. Once this is done, exit from the formatting
  263.        routine by answering no (N) to the "Format another? (Y/N)" prompt.
  264.  
  265.        The newly formatted diskette will have three files on it. Two of
  266.        these will be hidden files that are not listed by the DOS DIR
  267.        (directory) command. The third file is named COMMAND.COM. This file
  268.        contains the portion of the operating system not already contained
  269.        in memory. Label this diskette as the "PCMODEL Working System
  270.        Diskette."
  271.  
  272.     2. Place the PCMODEL Working Disk (the one generated by the FINSTALL
  273.        command) in drive A. Place the "PCMODEL Working System Diskette"
  274.        (the one you just formatted with the system files on it) in drive
  275.        B. Close the drive doors. Type the command:
  276.  
  277.                 copy a:*.* b:
  278.  
  279.        The disk drive lights will alternately light up, and the files on
  280.        the working diskette will be copied to the self-booting working
  281.        system diskette. When the process is complete, the message:
  282.  
  283.                 11 file(s) copied
  284.  
  285.     PCMODEL User's Manual                                           Page 3
  286.  
  287.  
  288.        will appear. This completes the creation of the working system
  289.        diskette. Remove it and place it in its protective sleeve.
  290.  
  291.     3. Go to Section B, "Installation of the Mouse Driver Software"
  292.  
  293.  
  294.     SECTION B. INSTALLATION OF THE MOUSE DRIVER SOFTWARE
  295.  
  296.        PLEASE NOTE: While the PCMODEL program is intended to be highly
  297.     integrated with a mouse device, it is not essential that you have a
  298.     mouse to use the software. Some of the commands are made immeasurably
  299.     easier and more convenient by the use of a mouse, but all except a
  300.     very few features will work without it. If you do not have a mouse
  301.     device, disregard this section. The PCMODEL program will still start
  302.     up and run without the mouse interface software. The only difference
  303.     you will see is a message, "MOUSE driver is not present" upon startup,
  304.     and pressing function key F4, which normally toggles the mouse cursor,
  305.     will cause a brief error message instead.
  306.  
  307.        To install the mouse, you must physically plug it into the computer
  308.     (usually into a serial port) and load the mouse interface program
  309.     (supplied with the mouse device) into memory. Since the mouse software
  310.     is transparent to other applications, we recommend that you set it up
  311.     so that it will be loaded whenever you start up the computer. The
  312.     accompanying instructions will accomplish this.
  313.  
  314.        There are a number of mouse devices on the market, but the almost
  315.     universal standard mouse interface protocol is the Microsoft standard
  316.     interface. PCMODEL uses this protocol, and it should operate with any
  317.     brand of mouse device that emulates this standard. Obviously,
  318.     Microsoft brand mice use it. Several other suppliers have enhanced the
  319.     Microsoft standard by outfitting a third button on the mouse device.
  320.     We have chosen to adopt the three-button optical mouse, the PC Mouse
  321.     from MSC Technologies, Santa Clara, California, as the mouse of choice
  322.     for PCMODEL. This is due mostly to the added flexibility of button
  323.     choices the three-button mouse has. Since PCMODEL uses the Microsoft
  324.     standard interface, we have written the program to be as downward-
  325.     compatible as possible with the two-button Microsoft mouse. There are
  326.     some PCMODEL commands and capabilities that the two-button mouse
  327.     cannot access due to its lack of a third button, but in those few
  328.     instances there is a keyboard-based alternative available.
  329.  
  330.        Other mouse devices may also be used with the program if they are
  331.     able to emulate the Microsoft mouse driver interface, and if such
  332.     software is provided with the device. We have not tried other brands
  333.     of mice, so we cannot offer a list of those which will or will not
  334.     work with PCMODEL.
  335.  
  336.        There are two ways to load the mouse interface software. One is by
  337.     running a stand-alone program either MOUSE.COM from Microsoft or
  338.     MSCMOUSE.COM by MSC Technologies. The other way to load it is by way
  339.     of a CONFIG.SYS file. We will address only the first method here. The
  340.     documentation accompanying the mouse device will address the second
  341.     method, and you should consult it if you choose to use it. Both
  342.     methods produce the same result.
  343.  
  344.     PCMODEL User's Manual                                           Page 4
  345.  
  346.  
  347.        To make sure that the mouse interface program is available to
  348.     PCMODEL, it is good practice to load it automatically by including the
  349.     loading statement in the AUTOEXEC.BAT file, which executes auto-
  350.     matically upon startup. As mentioned, the PC Mouse software driver is
  351.     named MSCMOUSE.COM, while the Microsoft driver is named MOUSE.COM.
  352.     These programs are present on the diskettes provided with the mouse
  353.     devices. The appropriate file must be copied to your booting diskette
  354.     or root directory.
  355.  
  356.        The procedure for installation of this file varies, depending on
  357.     whether or not you are using a hard disk-based system. Choose the
  358.     appropriate set of instructions below, based on the computer system
  359.     you are using.
  360.  
  361.  
  362.     1. SYSTEMS WITH TWO DISK DRIVES AND NO HARD DISK:
  363.  
  364.     a. With the system on and the A:> prompt on the screen, place the
  365.        mouse software diskette in drive A and the newly created working
  366.        diskette in drive B. Close both drive doors.
  367.  
  368.     b. Type one of the following two commands, depending on the brand of
  369.        mouse you have:
  370.  
  371.                 copy a:mscmouse.com b:   (for PCMouse)
  372.        or
  373.                 copy a:mouse.com b:   (for Microsoft Mouse)
  374.  
  375.        and press ENTER. One file will be copied to the working diskette.
  376.  
  377.     c. If you are using another diskette for a booting diskette, place
  378.        that diskette into drive B and again type one of the following two
  379.        commands:
  380.  
  381.                 copy a:mscmouse.com b:   (for PCMouse)
  382.        or
  383.                 copy a:mouse.com b:   (for Microsoft Mouse)
  384.  
  385.        and press ENTER.
  386.  
  387.     d. If you performed step c, use a text editor to place the command
  388.  
  389.                 mscmouse/1
  390.  
  391.        into the AUTOEXEC.BAT file on your booting diskette (substitute the
  392.        command "MOUSE/1" if you own a Microsoft mouse). It can be placed
  393.        anywhere in the file, perhaps after the date and time prompts. The
  394.        number 1 tells the program to place the driver on serial port 1
  395.        (COM1:). If COM1: is dedicated to a modem or printer, substitute
  396.        the number 2 in the command to place the driver on COM2: (COM1: is
  397.        the default).
  398.  
  399.     e. Remove the diskettes. Place the mouse device software diskette in a
  400.  
  401.     PCMODEL User's Manual                                           Page 5
  402.  
  403.  
  404.        secure place and use the working diskette for your day to day
  405.        molecular graphics work.
  406.  
  407.  
  408.     2. SYSTEMS WITH A HARD DISK:
  409.  
  410.     a. With the system on and the C:> prompt on the screen, place the
  411.        mouse software diskette in drive A and close the drive door.
  412.  
  413.     b. Type the command:
  414.  
  415.                 cd\
  416.  
  417.        and press ENTER. This will make your root directory the default
  418.        directory if it isn't already so.
  419.  
  420.     c. Type one of the following commands (whichever is appropriate for
  421.        your brand of mouse):
  422.  
  423.                 copy a:mscmouse.com c:   (for PCMouse)
  424.        or
  425.                 copy a:mouse.com c:   (for Microsoft Mouse)
  426.  
  427.        and press ENTER. The mouse driver file will be copied to the hard
  428.        disk's root directory. Remove the mouse software diskette and store
  429.        it in a secure place.
  430.  
  431.     d. The final step is to place the MSCMOUSE command in the AUTOEXEC.BAT
  432.        file in the root directory of the fixed disk so it is executed upon
  433.        startup. Using a text editor, place the command
  434.  
  435.                 mscmouse/1
  436.  
  437.        in the AUTOEXEC.BAT file following the DATE and TIME commands if
  438.        they are present (substitute the command "MOUSE/1" if you have a
  439.        Microsoft mouse). Otherwise, place them at the beginning of the
  440.        file so they are executed upon startup. The number 1 tells the
  441.        program to place the driver on serial port 1 (COM1:). If COM1: is
  442.        dedicated to a modem or printer, substitute the number 2 in the
  443.        command to place the driver on COM2: (COM1: is the default).
  444.  
  445.     e. Reboot the computer by pressing Ctrl-Alt-Del.
  446.  
  447.     PCMODEL User's Manual                                           Page 6
  448.  
  449.  
  450.                                TUTORIAL SECTION
  451.  
  452.  
  453.     A. EXAMINING THE FILES ON THE PROGRAM DISK
  454.  
  455.        There are a number of files contained on the program and data
  456.     diskettes (or in the PCMODEL subdirectory). You may list these files
  457.     in the DOS environment by typing the DOS directory command
  458.  
  459.              dir/w
  460.  
  461.     then pressing the ENTER key. The listing you see on the screen repre-
  462.     sents the disk or directory contents. We will briefly cover the names
  463.     and purposes of the filenames you see on the screen.
  464.  
  465.     Program (.EXE) Files: The PCMODEL program is contained in the file
  466.        PCM3.EXE. This is the program you will run when you use PCMODEL.
  467.        There is a coordinate generating program, CGP.EXE, which is used to
  468.        produce coordinate files from a structure's bond length and bond
  469.        angle data. Its use is discussed in Appendix B. In the registered
  470.        version there is also a conversion program, CCT.EXE, to intercon-
  471.        vert data files from one format to another. Finally, there is a
  472.        program called DTA2DT3.EXE, which converts the ".DTA" data file
  473.        format used in the earlier Academic Press versions of PCMODEL into
  474.        the ".DT3" data format used by the current version, Version 3.0.
  475.        Read the name of the file as "DTA to DT3" to remember its purpose.
  476.  
  477.     Supporting Files: There are a number of files accessed by the PCMODEL
  478.        program during its operation which must be present on the working
  479.        diskette or in the same directory as the program files. If you are
  480.        using a standard color graphics adapter (CGA) and monitor (or the
  481.        color graphics emulation mode on a higher resolution system), the
  482.        essential files are CONFIGC.PCM, which supplies configuration
  483.        information to the program, and CONFIGC.TXT, which is a text file
  484.        used with the CONFIGURE command to change the values of
  485.        CONFIGC.PCM. If you are using an enhanced graphics adapter (EGA)
  486.        with 256K of graphics memory and an enhanced color display or a VGA
  487.        adapter, the essential files are CONFIGE.PCM and CONFIGE.TXT. The
  488.        two sets of files contain different information, and are not inter-
  489.        changable. By changing the values in these configuration files you
  490.        may customize many of the presentation features of the program.
  491.        This is done through the CONFIGURE command from within the program.
  492.        There is also an online HELP file, PCM3.HLP, which must be in the
  493.        same directory or diskette as the program files. This file lists
  494.        the choices of commands available in the program. It is called by
  495.        the HELP command within the program.
  496.  
  497.     Data Files: Finally, there are several files that contain sample data.
  498.        These files have the file extension ".DT3". (See the section "Data
  499.        File Conventions" for details of how the system names files and
  500.        stores data.) When you save structural data with the program, they
  501.        will also be stored with this same file extension, unless you
  502.        specifically override it. Thus you may list any data files on a
  503.        disk from DOS by typing the DOS command
  504.  
  505.     PCMODEL User's Manual                                           Page 7
  506.  
  507.  
  508.                 dir *.dt3
  509.  
  510.        The following example data files come with the program:
  511.  
  512.        FILE NAME                    BRIEF DESCRIPTION
  513.  
  514.     ACHOLINE.DT3       Acetylcholine, a small neurotransmitter.
  515.  
  516.     EPINEPHR.DT3       Epinephrine, another neurotransmitter.
  517.  
  518.     MEPERO.DT3         Meperidine, a narcotic analgetic drug. The structure
  519.                        was generated from Dreiding stereomodels. In this
  520.                        structure the piperidine and phenyl rings are
  521.                        easily seen. At the axial 4-position is the car-
  522.                        boxyethyl group, and attached to the nitrogen at
  523.                        position 1 is a methyl group.
  524.  
  525.     MORPHINE.DT3       Morphine, a naturally occuring narcotic analgetic
  526.                        drug, generated from X-ray coordinate data. The
  527.                        characteristic T-shape can be seen when the struc-
  528.                        ture is rotated about the Y-axis.
  529.  
  530.     ADAMANT.DT3        This file contains the cartesian coordinates of the
  531.                        carbon atoms of the symmetrical cage hydrocarbon,
  532.                        Adamantane. These coordinates were entered from the
  533.                        keyboard, based upon theoretically generated
  534.                        values.
  535.  
  536.     BDNA.DT3           A 12 base-pair segment of DNA in the B conformation.
  537.  
  538.     PALTEST.DT3        A test file for palette colors. Contains at least
  539.                        one of each atom type.
  540.  
  541.     The Chymotrypsin Active Site: There are 7 data files on the diskette
  542.     that are part of a model of the active site of the proteolytic enzyme
  543.     Chymotrypsin (8,9). The portions of the enzyme covered here are those
  544.     addressed by Clarke (4) based on the X-ray structure of the enzyme
  545.     (8). The coordinates of the atoms in each of these files are
  546.     reproduced exactly from the X-ray data. Only a portion of the 245-
  547.     amino acid enzyme is reproduced here.
  548.  
  549.     CTPN40.DT3         File with residues 40-43 of the Chymotrypsin active
  550.                        site.
  551.  
  552.     CTPN56.DT3         File with residues 56-60 of the Chymotrypsin active
  553.                        site.
  554.  
  555.     CTPN99.DT3         File with residues 99-102 of the Chymotrypsin active
  556.                        site.
  557.  
  558.     CTPN189.DT3        File with residues 189-196 of the Chymotrypsin
  559.                        active site.
  560.  
  561.     CTPN213.DT3        File with residues 213-228 of the Chymotrypsin
  562.                        active site.
  563.  
  564.     PCMODEL User's Manual                                           Page 8
  565.  
  566.  
  567.     FTRY.DT3           N-Formyltryptophan, a substrate for Chymotrypsin
  568.                        (9).
  569.  
  570.     CTPNB.DT3          A file of the backbone residues (i.e., the peptide
  571.                        chain with no side chains) from the Chymotrypsin
  572.                        active site.
  573.  
  574.     CTPNS.DT3          A file containing the corresponding side chain
  575.                        residues from the Chymotrypsin active site. This
  576.                        file is a companion to CTPNB.DT3.
  577.  
  578.     The Thermolysin Active Site: Three files contain the molecules that
  579.     represent the active catalytic site of the well-characterized enzyme
  580.     Thermolysin (5).
  581.  
  582.     THER1.DT3          The first file contains the Zinc atom, Arginine 203,
  583.                        and Phenylalanine 114.
  584.  
  585.     THER2.DT3          The second file contains the three ligands to which
  586.                        the Zinc atom is bound. These molecules are His-
  587.                        tidine 142, Histidine 146, and Glutamic acid 166.
  588.  
  589.     THER3.DT3          The third file contains the amino acid residues that
  590.                        are involved with the hydrolytic mechanism. These
  591.                        residues include aspartic acid and histidine 231
  592.                        which serve to transfer a proton to the nitrogen
  593.                        atom of the substrate as it is cleaved. Glutamic
  594.                        acid 143 serves to transfer a water molecule to the
  595.                        carbonyl group of the recently hydrolyzed sub-
  596.                        strate.
  597.  
  598.     BPPP.DT3           beta-Phenylpropionyl Phenylalanine, a Thermolysin
  599.                        substrate. The ligand has been oriented so that it
  600.                        interacts in an optimal manner with the enzyme
  601.                        active site (6). When the BPPP ligand is bound to
  602.                        the active site, the carboxylic acid anion forms an
  603.                        ionic bond with the guanidinium ion of Arginine
  604.                        203. The amide carbonyl oxygen of BPPPO binds to
  605.                        the zinc atom and displaces a water molecule as the
  606.                        fourth ligand of the zinc atom. The phenyl group
  607.                        associates with the phenyl group of phenylalanine
  608.                        114 through a fairly weak pi-pi interaction.
  609.  
  610.     GPC.DT3            Guanyl-3',5'-cytidine, a ribonucleoside dimer gener-
  611.                        ated from X-ray coordinate data (7). The original
  612.                        X-ray data are contained in file GPCX.DT3 if you
  613.                        wish to access the X-ray data file. The compound
  614.                        crystallizes in space group C2 (monoclinic) with
  615.                        cell dimensions a=20.987, b=16.470, and c=9.566 A.
  616.                        The angles between the crystallographic axes are
  617.                        alpha=90, beta=94.36, and gamma=90.
  618.  
  619.  
  620.  
  621.     B. STARTING THE PCMODEL PROGRAM
  622.  
  623.     PCMODEL User's Manual                                           Page 9
  624.  
  625.  
  626.        The PCMODEL program runs in two modes, determined by the graphics
  627.     hardware you have. It automatically checks for the type of graphics
  628.     adapter present in the system.
  629.  
  630.     a. If you have an Enhanced Graphics Adapter (EGA) with 256K of
  631.        graphics memory, the program will start up in EGA mode with a
  632.        resolution of 640x350 pixels in 16 colors.
  633.  
  634.     b. If you have only a Color Graphics Adapter (CGA), the program will
  635.        start up in CGA mode with a resolution of 320x200 pixels and 4
  636.        colors.
  637.  
  638.     c. If for some reason you wish to run your EGA hardware in CGA mode,
  639.        the program has an option to do this, as explained later.
  640.  
  641.     d. If you have a Video Graphics Array (VGA) adapter, PCMODEL will run
  642.        in EGA mode on it as well.
  643.  
  644.        Obviously, we can operate at a much more sophisticated level with
  645.     the added capabilities of the EGA and as you might expect, many of the
  646.     commands are different for the two modes (EGA vs. CGA). When these
  647.     differences are significant, we will divide the discussion into sec-
  648.     tions devoted to each mode.
  649.  
  650.     1. STARTING PCMODEL ON A FLOPPY DISK-BASED SYSTEM:
  651.  
  652.        To begin execution of the program from a floppy disk system, place
  653.        the PCMODEL working diskette in the A drive, and if you have two
  654.        drives place the data diskette in drive B. Make sure that the
  655.        default drive is A (that is, the A:> prompt is displayed on the
  656.        screen next to the cursor). Then type:
  657.  
  658.                 pcm3
  659.  
  660.        and press the ENTER key. The system will display a copyright
  661.        notice, and then begin the session. The program is self-controlling
  662.        from this point.
  663.  
  664.        If you are beginning with your floppy disk-based computer turned
  665.        off, an alternate method of starting up PCMODEL is to place the
  666.        working systems diskette (with the operating system) in the A
  667.        drive, the data diskette in drive B (if present), close the drive
  668.        doors, and turn on the computer. The system will start up and give
  669.        you prompts for the date and time, then it will show the DOS
  670.        prompt. Type
  671.  
  672.                 pcm3
  673.  
  674.        followed by ENTER to begin executing PCMODEL. While this method is
  675.        perfectly satisfactory for many situations, it will not work if
  676.        your computer performs any special operations during startup, such
  677.        as configuring a storage device in memory or loading a print
  678.        spooler. In these situations, you must either start PCMODEL after
  679.        your booting process is complete, or redefine the AUTOEXEC.BAT
  680.        file.
  681.  
  682.     PCMODEL User's Manual                                          Page 10
  683.  
  684.  
  685.     2. STARTING PCMODEL FROM A HARD DISK-BASED SYSTEM:
  686.  
  687.        If you are running the program from a hard disk, simply change to
  688.        the directory containing the program and support files (in this
  689.        example the subdirectory is PCMODEL) using the DOS command:
  690.  
  691.                 cd\pcmodel
  692.  
  693.        followed by ENTER. Then type
  694.  
  695.                 pcm3
  696.  
  697.        followed by ENTER. The program will display a copyright notice,
  698.        then begin the session.
  699.  
  700.     3. Starting PCMODEL in an Alternate Graphics Mode:
  701.  
  702.        If you have an EGA or VGA system but want to run the program in CGA
  703.        mode, start the program by typing
  704.  
  705.                 pcm3/c
  706.  
  707.        then press the ENTER key. This option forces the program to use CGA
  708.        mode. To switch back to EGA mode, you have to quit the program and
  709.        start it up again without the "/c" parameter.
  710.  
  711.  
  712.        The first step in learning to use PCMODEL is to start it up, as we
  713.     just described. If you did not do so as you were reading through this
  714.     part of the manual, go back and start up the program according to the
  715.     directions in parts 1, 2, or 3. Once the program has begun, then
  716.     continue reading Section C, which follows.
  717.  
  718.  
  719.  
  720.     C. THE COMMAND STATE DISPLAY SCREEN
  721.  
  722.        The command state display screen is the central point of the
  723.     program. The program starts at this point and always returns there
  724.     after performing some function. When the program first shows the
  725.     display screen, you will see a rectangle on the screen (the display
  726.     window), under which is a set of commands, the command list. On the
  727.     next line under the window is the word, "Choice:", and in the lower
  728.     right corner is the message, "H For Help." Let's look at each part of
  729.     this screen in more detail, since it is central to the operation of
  730.     the PCMODEL program.
  731.  
  732.        THE DISPLAY WINDOW. When you first see it, the display window
  733.     represents a cross section of space approximately 22 Angstrom units
  734.     wide and 10-12 Angstrom units high (depending on the graphics mode).
  735.     The structures drawn in the display window are drawn as isometric
  736.     projections of a 3-dimensional structure on a planar surface, i.e., on
  737.     the front of the screen. The coordinate system is a right-handed one,
  738.     with the positive Z-axis going away from you into the screen, the
  739.     positive Y-axis pointing downward from the top of the screen, and the
  740.  
  741.     PCMODEL User's Manual                                          Page 11
  742.  
  743.  
  744.     positive X-axis pointing to your right as you face the monitor.
  745.  
  746.        THE COMMAND LIST. The line of letters or abbreviations immediately
  747.     below the display window is the command list. In CGA mode (FIgure 1b),
  748.     this command list is simply a set of letters representing the first
  749.     letters of many of the major commands understood by the program. In
  750.     EGA mode (Figure 1a), each major command is represented by a 2 or 3
  751.     letter mnemonic abbreviation. In either mode, not all of the commands
  752.     are represented in the command list. For example, the function key
  753.     commands are not displayed on the command line. They are, however,
  754.     available from an online Help display. We will cover the operation of
  755.     the help screens shortly. You may issue a command to the program
  756.     either by pressing the first letter of the desired command on the
  757.     keyboard or by placing the mouse cursor on that command and pressing,
  758.     then releasing, the left mouse button. The details of the operation of
  759.     each command are contained in the Command Reference Section, and
  760.     several are addressed in the tutorial material that follows later in
  761.     this section.
  762.  
  763.        THE COMMUNICATION LINE. At the very bottom of the screen (on the
  764.     25th line) is the communication line. The program places most of its
  765.     messages on this line. You have already seen an example of the use of
  766.     this line when you started up the program. The message, "H for Help"
  767.     appears on the right side of the communication line. Much of what
  768.     occurs on this line is informative in nature, such as error messages
  769.     and options available to you. If PCMODEL really needs some input, it
  770.     will prompt you either on the communication line or on one of the
  771.     other four lines below the display window.
  772.  
  773.  
  774.  
  775.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 1
  776.  
  777.     We will now configure the program to set the default data directory,
  778.     then access a data file, after which you can learn more about the
  779.     operation of the program. Follow each of the steps carefully. We will
  780.     not use the mouse device for this series of operations.
  781.  
  782.     1. If you have a mouse device installed, press function key F4. This
  783.        will shut off the mouse cursor on the screen. (If you do not have a
  784.        mouse installed, pressing F4 will generate a short error message).
  785.        The initial part of the tutorial will use just the keyboard. Later
  786.        we will incorporate the mouse device.
  787.  
  788.     2. If you are running the program either from a hard disk or from two
  789.        floppy disk drives, press function key F9 to initiate the con-
  790.        figuration reset routine.
  791.  
  792.     3. We will take this opportunity to reconfigure the default data
  793.        directory, the place where the program looks for data files unless
  794.        you tell it to look somewhere else. The screen will show a list of
  795.        parameters headed by the words, "SET CONFIGURATION PARAMETERS."
  796.  
  797.        a. Press either the ENTER key or the "down arrow" key five times to
  798.           place the cursor on the "Default Data Drive\Path" line. It
  799.  
  800.     PCMODEL User's Manual                                          Page 12
  801.  
  802.  
  803.           should read "A:\DATA\" before modification.
  804.  
  805.        b. Press the Esc key to clear the line.
  806.  
  807.     4. Type in the drive and path you select for the data drive and path.
  808.        If you are running the program from two floppy disk drives, type in
  809.        the three characters
  810.  
  811.                       B:\
  812.  
  813.        followed by ENTER. If you are running the program from a hard disk,
  814.        enter the hard disk drive letter and the default data path you
  815.        defined earlier. If you followed the installation example, you
  816.        would type
  817.  
  818.                       C:\PCMODEL\DATA\
  819.  
  820.        followed by ENTER. This denotes that the data will be in the
  821.        \PCMODEL\DATA subdirectory on the C drive. If you chose another
  822.        place for the data, substitute that drive and path for the one
  823.        suggested above.
  824.  
  825.     5. Press the F2 key to refresh the screen and to save the data in the
  826.        configuration file. Press the Y key in response to the program
  827.        prompt. This saves the configuration file and returns to the com-
  828.        mand state.
  829.  
  830.     6. You should now be in the command state. Press the A key. The screen
  831.        will clear and the data files on the default data directory will
  832.        appear in alphabetical order. The upper left file name will be
  833.        highlighted in reverse video. Press the cursor control keys to move
  834.        the highlighted box so that the file "MORPHINE.DT3" is highlighted
  835.        in reverse video. Press the ENTER key. A one-line description of
  836.        the data file appears at the bottom of the display screen. Press
  837.        ENTER again to select the data file. The program will draw the
  838.        structure in the display window, then return to the command state.
  839.  
  840.  
  841.        Several other aspects of the display screen are now apparent, which
  842.     we can discuss.
  843.  
  844.        THE DEPTH BAR AND DEPTH POSITION INDICATOR. When a structure is
  845.     active a colored bar, the depth bar, appears at the left side of the
  846.     screen, outside the window. This bar corresponds to the depth of the
  847.     structure on the screen in Angstrom units, measured from the nearest
  848.     Z-coordinate to the farthest Z-coordinate. The ruler scale immediately
  849.     to the left of the depth bar is calibrated in Angstroms, and may be
  850.     used to determine the depth simply by counting the tic marks on the
  851.     ruler. A structure of small depth, i. e., one that is very shallow,
  852.     will cause the depth bar to be small. Conversely, a deep structure
  853.     will cause the depth bar to be large.
  854.  
  855.        Since there are many molecules that are more than 12 Angstroms deep
  856.     (the limit of the depth before the bar reaches the top of the scale),
  857.     PCMODEL has a feature that automatically changes the depth scale when
  858.  
  859.     PCMODEL User's Manual                                          Page 13
  860.  
  861.  
  862.     needed. When a structure exceeds 12 Angstrom units in depth, the
  863.     program automatically scales the depth bar to 1/6 of its normal scale
  864.     and widens it to twice its previous width. At this higher setting,
  865.     each scale division represents 6 angstrom units instead of 1 angstrom
  866.     unit. This operation redefines the depth "box" from 12 angstrom units
  867.     deep to 72 angstrom units deep, so structures up to 72 angstrom units
  868.     deep can be represented on the Z depth scale. Depths greater than 72
  869.     Angstrom units show as a 72 Angstrom depth, i.e., the depth bar is
  870.     clipped at that limit.
  871.  
  872.        A vertical line, the depth position indicator, appears to the left
  873.     of the depth scale. It denotes the absolute position of the structure
  874.     on the Z axis. It is also calibrated to the vertical ruler, i.e., its
  875.     length is equal to the height of the depth bar. PCMODEL places the
  876.     depth position indicator on the ruler so that it reflects the actual
  877.     Z-position of the structure, with the center of the scale equal to a
  878.     Z-coordinate of 6.0 Angstroms. You may note that as you translate a
  879.     structure along the Z-axis, its image in the display window does not
  880.     change in appearance. This is a consequence of the isometric projec-
  881.     tion technique the program uses for structural display. (If perspec-
  882.     tive techniques were used, the structure would grow smaller as it was
  883.     moved away from you in the positive Z direction.) The depth position
  884.     indicator will move to show you the true position of the structure(s)
  885.     in the display window. An upward motion denotes a positive translation
  886.     along the Z-axis (into the screen) and a downward motion denotes a
  887.     negative translation (out of the screen). If a structure is translated
  888.     out of the 12-angstrom unit "box," the depth position indicator will
  889.     be off the scale at either the top or the bottom of the screen. If the
  890.     structure is only partly outside of the "box," the depth position
  891.     indicator will be clipped by the amount lying outside. This will make
  892.     the depth position indicator look smaller than the depth gauge. Thus
  893.     while the depth position indicator does not always represent the depth
  894.     of a structure accurately, the depth bar does, at least within the 72-
  895.     angstrom unit limit.
  896.  
  897.        If you place two structures on the screen at the same time, PCMODEL
  898.     treats these two structures independently. One of the indications of
  899.     this independence is the appearance of a second depth position in-
  900.     dicator at the left of the screen when the program is in Compare Mode.
  901.     There are many advantages to this dual structure arrangement, and
  902.     these will be apparent later in the discussion.
  903.  
  904.        DEPTH CUE CONSIDERATIONS. The techniques used to provide depth cues
  905.     in PCMODEL vary depending on the mode in which it is operating. In the
  906.     CGA (low resolution) mode, one technique is the use of color zones. As
  907.     the structure is prepared for placement on the screen, PCMODEL divides
  908.     the Z-dimension into thirds. As each atom or bond is written to the
  909.     screen, the program colors it to reflect the color zone in which it
  910.     resides. The net effect of this is to create a drawing that has, at
  911.     least in its initial or default state, its near side colored red and
  912.     its far side colored green. The area in the middle is colored
  913.     brown/gold, the same as the border. When a structure is displayed on
  914.     the screen in the CGA mode, you can see clearly the effect color has
  915.     for denoting depth. In CGA mode with the color zones active, the color
  916.     at the bottom of the bar is the color of the nearest atoms. The middle
  917.  
  918.     PCMODEL User's Manual                                          Page 14
  919.  
  920.  
  921.     color in the bar represents the middle atoms, while the top color
  922.     denotes the color of the atoms of the structure farthest from the
  923.     screen. You may have to work with this system for a while before you
  924.     become fully accustomed to it.
  925.  
  926.        In the high resolution (EGA) mode, both the higher quality of the
  927.     display and the greater number of colors available provide other more
  928.     traditional options for depth cues. The program still divides the
  929.     structure into thirds based on the Z-coordinates of the atoms. When
  930.     the program displays the structure in the window, it draws the bonds
  931.     in the distal third of the structure (most positive Z-coordinates)
  932.     with dashed lines and the bonds in the closest two-thirds of the
  933.     structure with solid lines. This has the effect of de-emphasizing the
  934.     bonds at the back of the structure. The colors of the atoms are as
  935.     assigned in the configuration file.
  936.  
  937.        This latter technique can be invoked in the CGA version as well
  938.     with the ALTERNATE DISPLAY command. In this mode the CGA display
  939.     window has nitrogen atoms colored green, oxygen atoms colored red, and
  940.     all other atoms colored yellow/brown. The most distal third of the
  941.     bonds are then drawn with dashed lines. When the ALTERNATE DISPLAY
  942.     command is invoked in the high resolution (EGA) state, the dotted
  943.     lines of the bonds become more exaggerated. The most distal bonds
  944.     become more highly broken up, while the middle depth zone uses dashed
  945.     lines. Bonds in the most proximal zone remain as solid lines.
  946.  
  947.     PCMODEL User's Manual                                          Page 15
  948.  
  949.  
  950.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 2
  951.  
  952.     Now try the ALTERNATE DISPLAY command on the structure in the display
  953.     window. Hold down the Alt key and press the D key. The structure is
  954.     redrawn in the alternate display mode. If you are in the CGA (low
  955.     resolution) mode, the colors of the atoms change. If you are using the
  956.     EGA (high resolution) mode, the bonds between the atoms are drawn in
  957.     increasingly more broken lines, as discussed. Toggle back to the
  958.     normal display mode by again pressing Alt-D. Decide which image looks
  959.     best to you and select that mode with the Alt-D command. If you are
  960.     operating in CGA mode leave the program in the alternate display mode,
  961.     where the color zones are turned off and some of the bonds are present
  962.     as broken lines.
  963.  
  964.  
  965.  
  966.     D. INTRODUCTION TO PROGRAM OPERATION AND STRUCTURE
  967.  
  968.        The following portions of the manual will take you through many of
  969.     the functions of the PCMODEL program. One of the most important pieces
  970.     of information you can have before beginning the program is how to
  971.     recover from an error, and how to get out of the program when you want
  972.     to. There is nothing more frustrating than to have a computer program
  973.     waiting for some response and not knowing what to type in. Before you
  974.     continue to use PCMODEL, let's review five important points:
  975.  
  976.     1. The program is driven from a short list of commands used to perform
  977.        the program's functions. You may issue these commands by simply
  978.        typing the first letter of the command.
  979.  
  980.     2. When it begins, PCMODEL automatically sets the keyboard into upper
  981.        case mode, so that any alphabetic characters you type while in the
  982.        program appear in upper case. If you type commands or responses in
  983.        lower case, the program will not usually understand them and will
  984.        issue an error message. However, there are some points in the
  985.        program where lower case letters are acceptable and these are
  986.        covered under the EDIT command in the Command Reference Section.
  987.  
  988.     3. When the program requires a Yes or No answer, type just Y or N or
  989.        press the appropriate mouse button as prompted. You do not normally
  990.        need to press the ENTER key following a letter response.
  991.  
  992.     4. If you are in the middle of executing one of the commands and you
  993.        become uncertain of where you are in the program or what you are
  994.        doing, you can usually return to the command state in one or more
  995.        of the following three ways: (1) press the ENTER key several times
  996.        until the command state is restored; (2) press the F1 function key;
  997.        or (3) hold down the Ctrl key and pressing the F1 key. You may
  998.        think of this third option as a kind of "panic button" which will
  999.        always return you to the command state. While there are places in
  1000.        the program where the ENTER or F1 keys have other meanings, Ctrl-F1
  1001.        will always return to the command state.
  1002.  
  1003.     5. To terminate the program it must be in the command state. To exit,
  1004.        press the Q (QUIT) key. You may then choose either to return to the
  1005.  
  1006.     PCMODEL User's Manual                                          Page 16
  1007.  
  1008.  
  1009.        operating system (DOS) or to clear the structures and restart the
  1010.        program. If you have modified a structure but not saved it, the
  1011.        program will warn you of this fact and ask if you want to quit
  1012.        anyway. If you do, press the Y key, otherwise press the N key to
  1013.        return to the command state. The structure(s) in memory will be
  1014.        lost unless you file it on disk before quitting.
  1015.  
  1016.  
  1017.        Each of the Command List choices executes a unique command that
  1018.     accomplishes a defined task. To help orient you to the way that
  1019.     PCMODEL operates, we will take some care here to outline the framework
  1020.     within which the commands operate. Most of the purposes of the com-
  1021.     mands are essentially self-explanatory. For example, the ADD FILE
  1022.     command brings a structure from the diskette into the display window
  1023.     and the ROTATE command causes the structures on the display to be
  1024.     rotated about either a principal or nonprincipal axis.
  1025.  
  1026.        Obviously, many of the commands require more information than
  1027.     simply the command itself. For example, you must have a way to specify
  1028.     a filename when you ADD a file to the display. Likewise, to ROTATE a
  1029.     structure you must provide both the axis of rotation (X, Y, Z, or one
  1030.     defined by any two atoms), and the angle over which the structure is
  1031.     to rotate. PCMODEL has two ways to obtain this information: (1) menus
  1032.     and (2) separate prompts.
  1033.  
  1034.        The program operates in a multilevel command format, with the
  1035.     display screen and its command list at the highest level. When you
  1036.     type a command letter on the display screen, the program will begin to
  1037.     implement that command.
  1038.  
  1039.        We will use the ROTATE command to illustrate the multilevel nature
  1040.     of the command structure. The ROTATE command is represented on the
  1041.     command list by the letter R or the mnemonic "Rot." When you invoke
  1042.     the command by pressing the letter R, the program immediately clears
  1043.     the command list and the input ("Choice:") line as well as the com-
  1044.     munication line. It then asks you for a rotation axis. The program is
  1045.     now on a second level of operation, one that is more specific than the
  1046.     first level. Instead of accepting any of the possible command list
  1047.     choices, it is now concentrating only on the ROTATION function and
  1048.     asking for guidance from you. From this second level, you can either
  1049.     return to the first (more general) level by pressing the ENTER key, or
  1050.     you can continue by specifying either a principal axis (X, Y, or Z) or
  1051.     a nonprincipal axis (by typing B, for a bond).
  1052.  
  1053.        If you choose an axis of rotation, the program now moves to a
  1054.     third, still more specific level of operation by prompting you for an
  1055.     angle through which to rotate. After you enter the value to rotate,
  1056.     the program implements the task, then waits for input of another
  1057.     angle.
  1058.  
  1059.        You can move up and down through these levels. A response moves to
  1060.     the next level down, while pressing the ENTER key moves to the next
  1061.     higher level. In this example, you would press the ENTER key to return
  1062.     to the second (rotation axis) level and press the ENTER key again to
  1063.     return to the command state. You will find that with practice, both
  1064.  
  1065.     PCMODEL User's Manual                                          Page 17
  1066.  
  1067.  
  1068.     the command structure and the resultant program operation are quite
  1069.     intuitive.
  1070.  
  1071.        To review to this point, you now know the following:
  1072.  
  1073.     1. The display screen consists of a display window, a depth gauge,
  1074.        four text lines, and a communication line at the bottom.
  1075.  
  1076.     2. The program uses a multilevel mode of operation for its commands.
  1077.  
  1078.     3. The levels of operation move from the highest or most general (the
  1079.        command state) to the lowest or most specific (such as choosing the
  1080.        precise angle of rotation).
  1081.  
  1082.     4. Move down the levels by responding to the prompts with some form of
  1083.        input, either letters or numbers, thus telling the program that you
  1084.        want it to continue carrying out the command on which it is work-
  1085.        ing.
  1086.  
  1087.     5. Move up the levels toward the command state by pressing the ENTER
  1088.        key with no other letters or numbers.
  1089.  
  1090.     6. When the program requests input, it will be a request for either a
  1091.        letter or a number. Generally, responses to a letter request do not
  1092.        need to be followed by the ENTER key. Responses to a request for a
  1093.        number do need to be followed by the ENTER key.
  1094.  
  1095.     7. The Function keys (F1-F10) are active for input of predefined
  1096.        values on occasion. When they are, the menu of choices represented
  1097.        by the keys is displayed on the communication line and the line
  1098.        above it. All function keys are also active in the command state.
  1099.  
  1100.        We will now consider all of the commands available with PCMODEL.
  1101.     The commands can be grouped into 5 categories based on function. These
  1102.     five functions include (1) System and Control Functions, (2) Display
  1103.     Functions, (3) File Manipulation Functions (4) Structure Manipulation
  1104.     Functions and (5) Printing Functions. Initially most of the commands
  1105.     we will discuss and illustrate are from the display and manipulation
  1106.     groups.
  1107.  
  1108.     SYSTEM AND CONTROL FUNCTIONS
  1109.  
  1110.        There are nine commands that make up this group. The commands are:
  1111.  
  1112.     Q or Qt          Quit the current structure. The program gives you the
  1113.                      options of clearing memory to begin a new structure,
  1114.                      stopping the program, or continuing with no change.
  1115.                      This is the way you leave the program and return to
  1116.                      DOS.
  1117.  
  1118.     Alt-Q            This Alternate-Quit key combination serves as a RESET
  1119.                      command. The program quits the current structure and
  1120.                      restarts the program. It differs from the QUIT com-
  1121.                      mand in that it does not present you with the prompts
  1122.                      or warn you if the data set has not been filed.
  1123.  
  1124.     PCMODEL User's Manual                                          Page 18
  1125.  
  1126.  
  1127.     Ctrl-Q           This command serves as an Immediate and Unconditional
  1128.                      QUIT command. It causes the program to terminate
  1129.                      immediately and return to DOS. It does not check for
  1130.                      modified data sets or give you a chance to change
  1131.                      your mind. Use it with extreme care!
  1132.  
  1133.     Ctrl-F1          This command acts as a "panic button" that, when
  1134.                      pressed in response to a prompt, immediately stops
  1135.                      the program and returns to the command state.
  1136.  
  1137.     F4               The F4 key toggles the mouse cursor on or off, if a
  1138.                      mouse device is present.
  1139.  
  1140.     F9               The F9 key resets the program configuration
  1141.                      parameters. You saw a use of this command when we
  1142.                      reset the default data drive and path earlier. There
  1143.                      are a number of other parameters that can be set.
  1144.  
  1145.     Alt-F9           The Alt-F9 key also changes the default data drive and
  1146.                      path, but on a temporary basis. It does not save the
  1147.                      changes to the disk, so the change remains in effect
  1148.                      only for the current session.
  1149.  
  1150.     Alt-L            The limits of the data arrays are defined dynamically
  1151.                      in PCMODEL. The default array size is 1000 atoms and
  1152.                      1000 bonds, but you can change this limit using the
  1153.                      Alt-L command.
  1154.  
  1155.     Alt-F1           The Alt-F1 key suspends operation of the program and
  1156.                      loads another copy of DOS into memory (i.e., it
  1157.                      creates a DOS SHELL). You can run any DOS application
  1158.                      (if there is enough memory), then return to the
  1159.                      program where you left off by typing EXIT, followed
  1160.                      by the ENTER key. Systems running DOS 2.x may behave
  1161.                      abnormally using this command. Under DOS 2.x the
  1162.                      system can hang up, requiring a power down to restart
  1163.                      the system.
  1164.  
  1165.  
  1166.     DISPLAY FUNCTIONS
  1167.  
  1168.     C or Col         The COLOR command toggles between the two color
  1169.                      palettes defined for the program. In CGA mode, the
  1170.                      palettes are fixed as either red/green/brown or
  1171.                      magenta/cyan/white, and are not very useful. In EGA
  1172.                      mode, however, the two palettes assign the screen
  1173.                      colors of the atoms and other screen components.
  1174.  
  1175.     K or Kmp         The COMPARE command (accessed by the letter K, because
  1176.                      the letter C was taken) highlights the last structure
  1177.                      from the previous structures on the display.
  1178.  
  1179.     Alt-K            The ALTERNATE COMPARE command modifies the way in
  1180.                      which the Compare command displays the structures.
  1181.                      When toggled on, it removes depth cueing from the
  1182.  
  1183.     PCMODEL User's Manual                                          Page 19
  1184.  
  1185.  
  1186.                      normal display window and displays the second struc-
  1187.                      ture in dashed lines in the expanded display window.
  1188.  
  1189.     M or Mot         The MOTION command sets the structure(s) in the dis-
  1190.                      play window into rotational MOTION. You can choose to
  1191.                      rotate the image about any axis, X, Y, or Z.
  1192.  
  1193.     S or Siz         The SIZE command is used to zoom in or out. You can
  1194.                      zoom in by giving the program a larger size and zoom
  1195.                      out by providing a smaller size value. The number you
  1196.                      enter serves as a multiplier for the screen coor-
  1197.                      dinates.
  1198.  
  1199.     Z or Zpl         The Z-PLANES command sets the positions of the front
  1200.                      (Hither, toward the user) and back (Yon, away from
  1201.                      the user) Z-clipping planes for the display window.
  1202.                      This does not turn the clipping planes on, it just
  1203.                      sets the position.
  1204.  
  1205.     F8               The F8 key actually toggles the Z-clipping planes on
  1206.                      and off.
  1207.  
  1208.     F3               The F3 key toggles the CIRCLES option. When this
  1209.                      option is on, each atom is circled to produce a "ball
  1210.                      and stick" model in the display.
  1211.  
  1212.     Alt-F3           The Alt-F3 key combination invokes the ATOM ID Mode,
  1213.                      in which each atom is labeled by a letter repre-
  1214.                      senting the atom type. The letters used are based on
  1215.                      the first letter of the identifier string associated
  1216.                      with each atom (C or carbon, H for hydrogen, etc.).
  1217.                      Pressing the key combination again toggles the ATOM
  1218.                      ID mode off.
  1219.  
  1220.     Alt-2            Another way of representing a structure in 3-D is to
  1221.                      draw two slightly rotated images next to one another.
  1222.                      The image then appears in stereo perspective when
  1223.                      viewed with a viewer or by bringing the images together
  1224.                      with your eyes. The Alt-2 key combination toggles this
  1225.                      display mode.
  1226.  
  1227.     Alt-3            The program can display a structure in a 3-dimensional
  1228.                      viewing mode in which two slightly rotated images of
  1229.                      the structure are drawn - one in red and one in
  1230.                      green. You can then view this through red/green
  1231.                      glasses that produce the 3-D image. The Alt-3 key
  1232.                      combination toggles this display mode on and off.
  1233.  
  1234.     Alt-D            The depth cueing options can be toggled with this key
  1235.                      combination. In CGA mode the alternate depth cues
  1236.                      assign colors on the basis of atom type instead of
  1237.                      depth. In EGA mode, the alternate depth cue option
  1238.                      causes the distant bonds to be drawn in broken lines.
  1239.  
  1240.     Alt-H            The Alt-H key combination hides any hydrogen atoms
  1241.  
  1242.     PCMODEL User's Manual                                          Page 20
  1243.  
  1244.  
  1245.                      that may be present on the structure in the window.
  1246.                      It does not remove them from the structure.
  1247.  
  1248.     Alt-E            This key combination expands the display window to
  1249.                      fill nearly the whole screen. Since the text lines
  1250.                      are gone in this mode, the program cannot stay in
  1251.                      this mode, and when you press any key PCMODEL returns
  1252.                      to the normal display state, i.e., the command state.
  1253.                      The Expanded display state is useful if you wish to
  1254.                      photograph the screen or capture the screen image
  1255.                      with one of the many "screen grabber" utilities on
  1256.                      the market.
  1257.  
  1258.     Alt-S            PCMODEL simulates a solid model by drawing overlapping
  1259.                      spheres (actually disks) for the atoms of a struc-
  1260.                      ture. This key combination toggles this function.
  1261.  
  1262.     Alt-A            This key combination does both an Alt-E (expanded
  1263.                      screen) and an Alt-S (solid model) command at the
  1264.                      same time. Pressing any key restores the screen to
  1265.                      the normal display state.
  1266.  
  1267.     Alt-N            There are times when you will wish to prevent the
  1268.                      program from sorting the coordinates of a structure
  1269.                      before displaying it. This option allows you to shut
  1270.                      off automatic coordinate sorting.
  1271.  
  1272.  
  1273.     FILE MANIPULATION FUNCTIONS
  1274.  
  1275.     A or Add         The ADD command reads a structure file from the disk
  1276.                      and loads it into memory. It also serves to examine
  1277.                      the contents of the various disks and directories for
  1278.                      data files. If a data file contains a comment line,
  1279.                      that line can be displayed without loading the file
  1280.                      itself.
  1281.  
  1282.     F or Fil         The FILE command does the opposite of the ADD command
  1283.                      - it writes or files one or more of the structures in
  1284.                      memory to disk.
  1285.  
  1286.     G or Get         The GET command is used to enter the cartesian coor-
  1287.                      dinates for a new structure by typing them at the
  1288.                      keyboard.
  1289.  
  1290.     U or Un          The UNADD command is used to remove the last (most
  1291.                      recently added) structure from memory.
  1292.  
  1293.     Alt-U            The ALTERNATE UNADD command removes the first (pre-
  1294.                      vious) of two structures from memory.
  1295.  
  1296.     X or Xry         If the cartesian coordinate data of a structure are
  1297.                      given in unit cell fractional coordinates you can use
  1298.                      the X-RAY command to convert them into cartesian
  1299.                      coordinates so they may be displayed.
  1300.  
  1301.     PCMODEL User's Manual                                          Page 21
  1302.  
  1303.  
  1304.     Alt-C            The CLONE command produces an identical second copy of
  1305.                      a structure in the display window. This is useful for
  1306.                      comparisons of both a modified and an unmodified
  1307.                      structure.
  1308.  
  1309.  
  1310.     STRUCTURE MANIPULATION FUNCTIONS
  1311.  
  1312.     D or Dis         The DISTANCE command calculates the interatomic dis-
  1313.                      tance between any two atoms. One of the options of
  1314.                      this command is to print selected distances on the
  1315.                      printer.
  1316.  
  1317.     E or Ed          The EDIT command is a very complex one, with many
  1318.                      options. These include changing atomic coordinates &
  1319.                      bonds by modifying the raw coordinate data, as well
  1320.                      as adding and deleting other atoms and identifier
  1321.                      labels.
  1322.  
  1323.     I or Inv         The INVERT command changes the current structure's
  1324.                      stereochemistry by inverting one or more of the
  1325.                      coordinate dimensions or atom centers. There are
  1326.                      options for each of the three axes plus a center of
  1327.                      inversion.
  1328.  
  1329.     J or Jn          The JOIN command establishes a bond between any two
  1330.                      atoms. If the atoms are parts of two previously
  1331.                      unconnected structures, the two structures become
  1332.                      one.
  1333.  
  1334.     Alt-J            The alternate-J key selects the UNJOIN command, which
  1335.                      does the converse of the JOIN command by breaking a
  1336.                      bond between two atoms. The command does not create a
  1337.                      fragment, however.
  1338.  
  1339.     N or Num         The NUMBER command is used mostly without a mouse to
  1340.                      determine the internal atom number and identity label
  1341.                      of an atom.
  1342.  
  1343.     O or Ori         The ORIENT command has options to center a structure
  1344.                      by placing a designated atom at the center of the
  1345.                      screen and to orient a structure by placing desig-
  1346.                      nated atoms at the center, and on the cartesian axes
  1347.                      of the display window.
  1348.  
  1349.     Alt-O            The ALTERNATE-ORIENT command marks the current orien-
  1350.                      tation of a structure so that it can be restored
  1351.                      using an option of the ORIENT command.
  1352.  
  1353.     R or Rot         The ROTATE command causes a structure to rotate about
  1354.                      a major axis (X, Y, or Z), and causes all or part of
  1355.                      a structure to rotate about a bond or axis formed by
  1356.                      any two atoms.
  1357.  
  1358.     T or Trn         The TRANSLATE command moves a structure along any of
  1359.  
  1360.     PCMODEL User's Manual                                          Page 22
  1361.  
  1362.  
  1363.                      the major (X, Y, Z) axes.
  1364.  
  1365.     V or Vgl         The V key selects the ANGLE command. Remember it by
  1366.                      thinking of the relationship of the sides of the "V."
  1367.                      Using this command you can determine the bond angles
  1368.                      and torsion angles wothin a structure.
  1369.  
  1370.     F2 (Alt-M)       The F2 key selectes the Dynamic Motion environment.
  1371.                      This requires a mouse device. One or more structures
  1372.                      can be rotated and translated in real time in
  1373.                      response to the mouse movements. This capability adds
  1374.                      tremendous convenience to "docking" and superimposi-
  1375.                      tion experiments.
  1376.  
  1377.     F7               Using the FIT STRUCTURES command you can designate up
  1378.                      to four atom pairs (three in CGA mode) between which
  1379.                      the interatomic distances can be monitored. This
  1380.                      capability is most useful for structure fits and
  1381.                      comparisons.
  1382.  
  1383.     Alt-F            The FRAGMENT command causes two connected atoms to be
  1384.                      separated and if the residues are not connected in
  1385.                      any other way, causes two independent fragments to be
  1386.                      formed. This command is especially useful in gener-
  1387.                      ating molecular building blocks and functional
  1388.                      groups.
  1389.  
  1390.  
  1391.     PRINTING FUNCTIONS
  1392.  
  1393.     L or Lst         The LIST command is used to print a hard copy of a
  1394.                      structure's atomic coordinates and bond connections
  1395.                      on the printer.
  1396.  
  1397.     F5               The F5 key sends a line feed character to the printer.
  1398.                      This is useful when you want to advance the paper
  1399.                      without reaching over to the printer.
  1400.  
  1401.     F6               The F6 key sends a page eject (form feed) character to
  1402.                      the printer. This permits you to start a new page
  1403.                      without having to reach to the printer.
  1404.  
  1405.     P                The Print command is a specialized one, active in high
  1406.                      resolution mode. When the expanded display screen is
  1407.                      present, the print command saves a high resolution
  1408.                      image of the display screen to disk, which can then
  1409.                      be printed on a laser printer.
  1410.  
  1411.  
  1412.  
  1413.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 3
  1414.  
  1415.        Let's now manipulate the Morphine structure in the window, to
  1416.     illustrate some of the capabilities of the program. We will begin with
  1417.     several of the commands that change the display options of the
  1418.  
  1419.     PCMODEL User's Manual                                          Page 23
  1420.  
  1421.  
  1422.     program. As you view the screen (in either CGA or EGA mode) the struc-
  1423.     ture should appear as a series of connected lines. Some of the lines
  1424.     are broken, denoting bonds at the back of the molecule. Perform each
  1425.     of the following steps.
  1426.  
  1427.     1. Press the F3 key to call the CIRCLES command. The program will
  1428.        redraw the structure to include circles representing each atom of
  1429.        the molecule. This CIRCLES command produces a "ball and stick" type
  1430.        representation. Press the F3 key again to return to the "stick"
  1431.        display. The F3 key toggles the CIRCLES command. Notice that the
  1432.        program takes longer to display the structure when it draws the
  1433.        circles, so you will probably want to leave the CIRCLES mode off
  1434.        during normal operation.
  1435.  
  1436.     2. Hold down the Alt key and press the S key. The program will redraw
  1437.        the structure to simulate a SOLID model. It makes use of a simple
  1438.        "kissing spheres" (actually "kissing contoured disks" technique to
  1439.        produce a quasi-solid image. It will give you an approximation of a
  1440.        solid model without taking the extended time to calculate a true
  1441.        solid display. Press the Alt-S keys again to return to the normal
  1442.        display state.
  1443.  
  1444.     3. Hold down the Alt key and press the E key. PCMODEL will EXPAND the
  1445.        display screen to the point where it almost fills the physical
  1446.        screen. This expanded display screen mode makes no difference for
  1447.        morphine, since it is completely visible in the display window, but
  1448.        the expanded state is useful for larger molecules. Press ENTER or
  1449.        any other key to return to the command state.
  1450.  
  1451.     4. Press the S key, which changes the SIZE of the image. The program
  1452.        will ask you for a size factor. Type the number 2 followed by
  1453.        ENTER. The program will redraw the image at twice its original
  1454.        size. Type the number 0.5 followed by ENTER. The image becomes half
  1455.        its previous size, i.e., it becomes the size it was when you
  1456.        started. Press the + key followed by ENTER. The program redraws the
  1457.        image larger by 10%. Repeat this step. The image becomes 10% larger
  1458.        again. Press the - key followed by ENTER. The image becomes 10%
  1459.        smaller. Notice that neither the depth bar nor the depth position
  1460.        indicator has changed, meaning that the structure has not changed
  1461.        position, but that the view has "zoomed" in, then out. Press ENTER
  1462.        to return to the command state.
  1463.  
  1464.     5. Press the M key, which initiates the MOTION command. The program
  1465.        redraws the structure in an expanded display screen and prompts you
  1466.        for an axis (X, Y, Z, or S to stop). Press the Y key. The image
  1467.        begins to rotate about the Y-axis. The rotation is relatively
  1468.        smooth in the EGA mode and somewhat "blinky" in the CGA mode. This
  1469.        is a consequence of the capacity of the graphics display hardware.
  1470.        While the image is rotating press the X key. The direction of
  1471.        rotation changes to produce a "tumbling" about the X-axis. Press
  1472.        the Z key, which causes the structure to rotate about the Z-axis in
  1473.        a "twisting" motion. Press the S key to stop the motion. Press
  1474.        ENTER to return to the command state.
  1475.  
  1476.     6. Rather than trying to restore the rotated structure to its original
  1477.  
  1478.     PCMODEL User's Manual                                          Page 24
  1479.  
  1480.  
  1481.        state, we will simply reload another copy of it. Press the Q key to
  1482.        call the QUIT command. If you wish to continue to the next lesson
  1483.        Press the R key in response to the "(R)estart, (C)ontinue, or
  1484.        (E)nd" prompt. The program clears the display window and returns to
  1485.        the command state. If you want to end the program, press the E key
  1486.        to return to DOS.
  1487.  
  1488.  
  1489.  
  1490.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 4
  1491.  
  1492.        We will now cover several of the structure manipulation features of
  1493.     the PCMODEL program. As you did previously, follow each of the steps
  1494.     in the tutorial. This sequence does not show all of the features
  1495.     available, but illustrates the basic capabilities and organization of
  1496.     the program. If you are starting up the program again at this point
  1497.     after leaving off with Exercise Number 3, be sure to toggle off the
  1498.     mouse device (if it is present) by pressing function key F4, then
  1499.     begin:
  1500.  
  1501.     1. Load the MORPHINE.DT3 data file again, as you did in Tutorial
  1502.        Exercise 1, step 6, if the structure is not in the display window.
  1503.  
  1504.     2. Press the N key, which initiates the NUMBER command. The numbers of
  1505.        the atoms are the internal numbers assigned by PCMODEL when it read
  1506.        in the coordinate data. They are assigned in the order they are
  1507.        read and may or may not have any relevance to the atom numbers
  1508.        assigned by IUPAC or other official body.
  1509.  
  1510.        a. At the atom number prompt type the number 1 and press ENTER. The
  1511.           atom at the lower right edge of the phenyl ring is highlighted
  1512.           with a green box. The number of the atom and its identifier
  1513.           label (in this case C1) are presented below the window.
  1514.  
  1515.        b. Press the + key. The box moves to the next higher atom (in this
  1516.           case atom 2) and the respective information is printed below the
  1517.           window.
  1518.  
  1519.        c. Press the - key. The box moves to the next lower atom number,
  1520.           atom 1, again.
  1521.  
  1522.        d. Press the - key again. The box moves to the H atom on the
  1523.           nitrogen, atom number 24. This wrap-around feature works when-
  1524.           ever the "+/- active" prompt is on the screen.
  1525.  
  1526.        e. The program can also search by atom identifier label. Press the
  1527.           L key followed by ENTER.
  1528.  
  1529.        f. At the prompt for the label type the characters C15 followed by
  1530.           ENTER. The program locates the atom corresponding to that label
  1531.           at the top of the molecule, highlights it with a highlight box,
  1532.           and displays the coordinate information below the window.
  1533.  
  1534.        f. Press ENTER to return to the atom number prompt, then a second
  1535.           ENTER to return to the command state.
  1536.  
  1537.     PCMODEL User's Manual                                          Page 25
  1538.  
  1539.  
  1540.     3. Press the D key to invoke the DISTANCE command. Press the D key
  1541.        again to choose to DRAW the distances in the display window.
  1542.  
  1543.        a. Choose atom number 1 as the base atom by pressing the 1 key
  1544.           followed by ENTER in response to the prompt. Choose atom number
  1545.           3 as the target atom by pressing the 3 key followed by ENTER.
  1546.           The program draws a dotted line between the atoms and prints the
  1547.           atom numbers, identifiers, and the distance between them (2.43
  1548.           angstroms) below the window.
  1549.  
  1550.        b. Press the + key. The target atom number increases by 1 and the
  1551.           program draws a new line from the base atom (atom 1) to atom 4,
  1552.           the new target atom. A distance of 2.80 angstroms appears below
  1553.           the window.
  1554.  
  1555.        c. Press the ENTER key twice to return to the command state
  1556.  
  1557.     4. Press the V key to invoke the ANGLE command. Press the S key to
  1558.        select the simple angle option.
  1559.  
  1560.        a. Press the number 1 followed by ENTER, then the number 2 followed
  1561.           by ENTER, then the number 3 followed by ENTER. Note that all
  1562.           three atom numbers are on one line below the window. The program
  1563.           highlights the three atoms with boxes and prints the identifier
  1564.           labels and the C1-C2-C3 angle of 121.80 below the window. The
  1565.           center atom of the angle is always highlighted by the yellow
  1566.           box.
  1567.  
  1568.        b. Press ENTER to clear the boxes and angle information. Press
  1569.           ENTER again to return to the angle option prompt.
  1570.  
  1571.        c. Press the T key to select the torsion angle option. Once again
  1572.           press the 1 key followed by ENTER, then the 2, 3, and 4 keys,
  1573.           each followed by ENTER. The program highlights atoms 1 and 2
  1574.           with green boxes and atoms 3 and 4 in red boxes, then prints the
  1575.           torsion (dihedral) angle and the atom identifiers below the
  1576.           window. The angle of 2.2 degrees indicates that the four atoms
  1577.           are essentially planar.
  1578.  
  1579.        d. Press the ENTER key three times to return to the command state.
  1580.  
  1581.     5. Press the T key to invoke the TRANSLATE command. Type X to select
  1582.        the X-axis for translation.
  1583.  
  1584.        a. Type the number 2 followed by ENTER. The structure moves 2
  1585.           angstroms to the right.
  1586.  
  1587.        b. Press the function key F5, which moves the structure 2 angstroms
  1588.           to the left. For this command the function keys are programmed
  1589.           to produce ten predefined translations, as stated in the prompts
  1590.           at the bottom of the screen.
  1591.  
  1592.        c. Change the axis of translation by pressing the Y key followed by
  1593.           ENTER.
  1594.  
  1595.     PCMODEL User's Manual                                          Page 26
  1596.  
  1597.  
  1598.        d. Press the F6 key to move the structure 2 angstroms lower in the
  1599.           window. (Remember the origin is in the upper right corner.)
  1600.  
  1601.        e. Press the F5 key to raise the structure by 2 angstroms.
  1602.  
  1603.        f. Change to the Z-axis of translation by pressing the Z key fol-
  1604.           lowed by ENTER.
  1605.  
  1606.        g. Press the F4 key to move the structure 1 angstrom in the +Z
  1607.           direction. Note that while the appearance of the image did not
  1608.           change, the depth position indicator at the left of the screen
  1609.           moved up the scale.
  1610.  
  1611.        h. Press the F4 key again and watch the depth indicator. Press the
  1612.           F5 key to return the structure to its previous position.
  1613.  
  1614.        i. Press ENTER to return to the command state.
  1615.  
  1616.     6. Press the R key to select the ROTATE command. Press the Y key to
  1617.        choose the Y-axis for rotation.
  1618.  
  1619.        a. Press the F6 key. The structure rotates +30 degrees, with the
  1620.           left side of the structure moving toward you. Just as for the
  1621.           TRANSLATE command the function keys are predefined for the
  1622.           values at the bottom of the screen.
  1623.  
  1624.        b. Press the F5 key to restore the original image with a -30 degree
  1625.           rotation.
  1626.  
  1627.        c. Press the X key followed by ENTER to change the axis of rotation
  1628.           to the X-axis.
  1629.  
  1630.        d. Type the number 60 followed by ENTER. The structure "tumbles"
  1631.           forward by +60 degrees.
  1632.  
  1633.        e. Press the F7 key to restore the original image by a -60 degree
  1634.           rotation about the X-axis.
  1635.  
  1636.        f. Press Ctrl-F1 to return directly to the command state.
  1637.  
  1638.     7. Press the Q key to invoke the QUIT command. Press the Y key to tell
  1639.        the program not to save the modified structure. If you want to
  1640.        continue with the next exercise, press the R key to restart the
  1641.        program. If you want to quit and return to DOS at this point press
  1642.        the E key.
  1643.  
  1644.     PCMODEL User's Manual                                          Page 27
  1645.  
  1646.  
  1647.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 5
  1648.  
  1649.        We will now look at a couple of the printing capabilities of the
  1650.     program. If you do not have a printer connected to the parallel
  1651.     printer port (LPT1:) then you should skip this section. If you are
  1652.     using a serial printer, use the DOS MODE command to redirect the
  1653.     default line printer output to the serial port. Consult your DOS
  1654.     manual for instructions on how to do this.
  1655.  
  1656.     1. If you are starting fresh from this point, begin the program in the
  1657.        usual way and toggle the mouse device off, if one is present, by
  1658.        pressing the F4 function key. Load the morphine molecule by press-
  1659.        ing the A key, then typing MORPHINE followed by the ENTER key.
  1660.  
  1661.     2. Make sure the printer is turned on and is on line. Make sure the
  1662.        paper is set to the top of the page.
  1663.  
  1664.        a. Press the L key to invoke the LIST command.
  1665.  
  1666.        b. Press the C key to choose the coordinate listing option. A
  1667.           listing of all of the coordinates and bond connections by atom
  1668.           number will be printed on the printer. When the program is
  1669.           finished printing the information it returns to the command
  1670.           state.
  1671.  
  1672.        c. Press the L key to invoke the list command once again.
  1673.  
  1674.        d. Press the B key to choose to list the bond lengths for each of
  1675.           the connected atoms of the structure. The program will print out
  1676.           a list of the connected atoms and the bond distance between each
  1677.           atom pair, then return to the command state.
  1678.  
  1679.     3. Press the D key to invoke the DISTANCE command. Press the L key to
  1680.        choose to send a list of interatomic distances to the printer.
  1681.  
  1682.        a. At the prompt for the first base atom, type the number 18 fol-
  1683.           lowed by the ENTER key.
  1684.  
  1685.        b. At the prompt for the second base atom, again type the number 18
  1686.           followed by the ENTER key. This limits the atoms over which
  1687.           distances are calculated to one atom - the nitrogen atom.
  1688.  
  1689.        c. At the prompt for the first target atom, type the number 1
  1690.           followed by the ENTER key.
  1691.  
  1692.        d. At the prompt for the second target atom, type the number 24
  1693.           followed by the ENTER key. This specifies that the distances of
  1694.           all of the atoms of the molecule from the nitrogen atom will be
  1695.           covered in the printout.
  1696.  
  1697.        e. At the prompt for a minimum distance, type the number 1.0 fol-
  1698.           lowed by ENTER.
  1699.  
  1700.        f. At the prompt for the maximum distance, type the number 8.0
  1701.           followed again by the ENTER key. This specifies that the program
  1702.  
  1703.     PCMODEL User's Manual                                          Page 28
  1704.  
  1705.  
  1706.           should report all interatomic distances larger than 1.0
  1707.           angstroms and smaller than 8.0 angstroms.
  1708.  
  1709.        g. The program will list a series of distances between each atom of
  1710.           the molecule and the nitrogen atom on the printer. While this
  1711.           list does not have much use for morphine, you can see that if
  1712.           two molecules are in proximity, this feature is very useful for
  1713.           determining the distances between the atoms of the two struc-
  1714.           tures. It is most useful for docking experiments.
  1715.  
  1716.     4. Press the Q key to QUIT the program. If you want to continue with
  1717.        the tutorial material, press the R key to restart the program. If
  1718.        you want to exit and return to DOS, press the E key.
  1719.  
  1720.  
  1721.  
  1722.     E. MOUSE DEVICE INTERFACE
  1723.  
  1724.        If you do not have a mouse device attached, you may skip this
  1725.     section. Version 3.0 of PCMODEL is heavily enough integrated with a
  1726.     mouse cursor device that you are at a significant disadvantage without
  1727.     it. Nevertheless, the program will run without it in a somewhat com-
  1728.     promised state. For the purposes of this program, the three buttons of
  1729.     the standard 3-button mouse device will be denoted as buttons [1],
  1730.     [2], and [3], moving left to right across the top of the device (the
  1731.     "tail" of the mouse will be above the buttons).
  1732.  
  1733.        The main or dominant button is the left one, button [1]. It is this
  1734.     button that you will use to invoke all of the commands from the com-
  1735.     mand line and to activate the atom searching algorithm. It may also be
  1736.     used to provide an affirmative answer to a "yes or no" program prompt.
  1737.  
  1738.        The third or right button (button [3]) is usually used to exit or
  1739.     withdraw from a command environment (much like a blank ENTER key press
  1740.     on the keyboard). It may also be used to provide a negative response
  1741.     to a command or program request, i.e., a "No" answer to a "Yes or No"
  1742.     prompt. In the command state the right mouse button selects the
  1743.     Alternate-Command, just as if you had held down the Alt key while
  1744.     pressing the command letter on the keyboard. For example, the UNADD
  1745.     (U) command removes the second or most recently added structure from
  1746.     the display, while the ALTERNATE UNADD (Alt-U) command removes the
  1747.     first or previous structure from the display. You may invoke the UNADD
  1748.     command by clicking the U or Un with the left mouse button and the
  1749.     ALTERNATE UNADD command by clicking the U or Un with the right mouse
  1750.     button.
  1751.  
  1752.        The center button (button [2]) is used less frequently and is of
  1753.     lesser importance than the other two. This is intentional since the
  1754.     center button is the one that is missing from the two-button mouse,
  1755.     not the right button ([3]). Any function accessed exclusively by this
  1756.     button is unavailable to those systems equipped with a two button
  1757.     (Microsoft type) mouse. In many instances where a response on the
  1758.     center button is necessary, you may press the numeral "2" on the
  1759.     keyboard, which has the same effect. There are, however, a couple of
  1760.     occasions where this is not possible. In one instance, discussed
  1761.  
  1762.     PCMODEL User's Manual                                          Page 29
  1763.  
  1764.  
  1765.     later, both the left and right buttons are pushed together to simulate
  1766.     the center button.
  1767.  
  1768.        If the mouse and its device interface are present, the program
  1769.     starts up with the mouse active and the mouse cursor in the middle of
  1770.     the screen. As you now know, you may toggle it off by pressing the F4
  1771.     function key. With the mouse activated, the graphics arrow cursor may
  1772.     be placed anywhere on the display screen by moving the mouse device.
  1773.     To invoke one of the commands, move the mouse to place the cursor
  1774.     arrow tip so that it is in contact with the appropriate letter or
  1775.     mnemonic abbreviation on the command line. Activate the command by
  1776.     clicking the left mouse button (button [1]). Clicking is the act of
  1777.     pressing, then releasing, a mouse button. This has the same effect as
  1778.     pressing the command letter key on the keyboard. All of the displayed
  1779.     letter commands may be invoked with the mouse cursor device in this
  1780.     way. The function key commands are not accessible with the mouse
  1781.     device, but are invoked with a single press of the appropriate func-
  1782.     tion key. The Alternate commands are invoked by placing the cursor
  1783.     arrow on a command letter or mnemonic combination, then clicking the
  1784.     right mouse button (button [3]).
  1785.  
  1786.        There are three different types of commands involved in the opera-
  1787.     tion of the software, (1) those that take no argument and are imple-
  1788.     mented immediately upon a keypress, (2) those that require an atom
  1789.     number or other simple choice following command input, and (3) those
  1790.     that require text or other complex or extensive input. The mouse
  1791.     interface interacts with these three types of commands differently. It
  1792.     offers the most dramatic improvement for the type 1 and (especially)
  1793.     type 2 commands. For example, if a response requires entry of an atom
  1794.     number, rather than typing that atom number on the keyboard, you may
  1795.     simply point to the atom of interest with the mouse cursor and press
  1796.     the appropriate mouse button, usually the left one.
  1797.  
  1798.        The key component to effective communication between the user and
  1799.     the screen display is the ability of PCMODEL to search, detect, and
  1800.     identify a given atom based on its screen coordinates. The routine to
  1801.     perform this function will identify an atom if the tip of the mouse
  1802.     cursor is within an area represented by the circle that is drawn
  1803.     around the atom when the CIRCLES command is active. (Actually, the
  1804.     area searched by the routine is the box which circumscribes the
  1805.     circle). If you direct the program to search for an atom identity when
  1806.     the cursor is not within an area bounded by the circle, you will hear
  1807.     a two-tone sound from the speaker. Moreover, the size of this target
  1808.     area for atom matching grows and shrinks with the size of the atoms in
  1809.     the display window, as determined by the SIZE (S) command. If the
  1810.     structure is magnified by "zooming in", then the target area (as
  1811.     circumscribed by the resulting larger circle) is proportionately
  1812.     larger than it is when the structure is smaller.
  1813.  
  1814.        All of the usual prompts are also compatible with the mouse device.
  1815.     For example, with more than one file on the display screen, certain
  1816.     operations cause the "(P)revious, (L)ast, or (A)ll?" prompt, which
  1817.     asks if you want the operation to be performed on the previously added
  1818.     atoms, the last-added structure, or on all of the structures in
  1819.     memory. When the mouse is active, you may respond to this prompt by
  1820.  
  1821.     PCMODEL User's Manual                                          Page 30
  1822.  
  1823.  
  1824.     pressing button [1] for Previous, button [2] for Last, or button [3]
  1825.     for All. When it is feasible, information is provided on the com-
  1826.     munication line to inform you of the mouse choices. Most of the com-
  1827.     mands are identical in their operation either with or without the
  1828.     mouse. Exceptions to this are the DISTANCE and ANGLE commands, which
  1829.     will be covered in more detail later.
  1830.  
  1831.     PCMODEL User's Manual                                          Page 31
  1832.  
  1833.  
  1834.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 6
  1835.  
  1836.        We will now go through some of the more useful operations using the
  1837.     mouse device. Follow each of the instructions as you work through the
  1838.     exercise.
  1839.  
  1840.     1. Start the program or perform a QUIT/RESTART to clear the screen.
  1841.        The mouse cursor, a green arrow on the EGA screen, should be
  1842.        present in the lower center of the display window.
  1843.  
  1844.     2. Move the mouse device about the table or pad surface, checking that
  1845.        the cursor arrow follows the motion of the mouse. If it does not,
  1846.        check the connections to the mouse. Refer to the mouse user's
  1847.        manual for further instructions on trouble shooting.
  1848.  
  1849.     3. Invoke the ADD FILE command as follows:
  1850.  
  1851.        a. Move the mouse cursor to point to the Add or A command at the
  1852.           left of the command line and click the left mouse button.
  1853.  
  1854.        b. The screen will clear and the catalog for the default data
  1855.           directory will appear on the screen, along with a small block
  1856.           mouse cursor.
  1857.  
  1858.        c. Move the mouse cursor so that it lies on top of the file name
  1859.           "EPINEPHR.DT3." Click the left mouse button. The program will
  1860.           retrieve the file and display the epinephrine molecule in the
  1861.           display window.
  1862.  
  1863.     4. Invoke the NUMBER command either by (1) placing the mouse cursor on
  1864.        the Num or N command and clicking the left button, or (2) moving
  1865.        the mouse cursor into the display window and clicking the left
  1866.        button.
  1867.  
  1868.        a. Place the mouse cursor tip on the blue nitrogen atom at the end
  1869.           of the side chain. Click the left mouse button. The program
  1870.           highlights the atom with a green box and prints the atom number,
  1871.           the identifier label, and the coordinates of the atom in the
  1872.           text area.
  1873.  
  1874.        b. Place the mouse cursor somewhere on the display screen where it
  1875.           is not in contact with the structure. Click the left button. The
  1876.           program produces a two-tone sound indicating that the cursor was
  1877.           not in close enough proximity to an atom to capture its iden-
  1878.           tity.
  1879.  
  1880.        c. Place the mouse cursor on any of the other atoms and click the
  1881.           left button to familiarize yourself with the behavior of the
  1882.           program.
  1883.  
  1884.        d. Click the right mouse button to return to the command state.
  1885.  
  1886.     5. Place the tip of the mouse cursor on the Dis or D and click the
  1887.        left button to call the DISTANCE command. This command works dif-
  1888.        ferently when called by the mouse instead of the keyboard, in that
  1889.  
  1890.     PCMODEL User's Manual                                          Page 32
  1891.  
  1892.  
  1893.        the program does not give you an option to print the distances on
  1894.        the printer.
  1895.  
  1896.        a. At the prompt for a base atom, place the tip of the cursor on
  1897.           atom 1, which is the benzene ring atom to which the side chain
  1898.           is connected. Click the left button.
  1899.  
  1900.        b. At the next prompt (for a target atom on button [1]), place the
  1901.           tip on the ring position para to atom 1. Click the left button.
  1902.           The program draws a dotted line between the atoms, identifies
  1903.           the atoms by their numbers and their identifier labels in the
  1904.           text area, and below that line it prints the distance between
  1905.           them (2.77 A).
  1906.  
  1907.        c. Place the cursor tip on the other ring carbon atom bearing a
  1908.           hydroxyl group, atom 3. Click the left button. The dotted line
  1909.           is moved to the new target atom and a new set of atoms and a new
  1910.           distance (2.48 A) appears in the text area.
  1911.  
  1912.        d. If you have a three button mouse, place the cursor tip on the
  1913.           nitrogen atom and click the center button. This selects a new
  1914.           base atom. If you have a two-button mouse, press the "2" key on
  1915.           the keyboard. This returns to the base atom selection prompt.
  1916.           Place the mouse on the nitrogen atom and click the left button.
  1917.  
  1918.        e. Place the cursor tip on the hydrogen atom of the beta-hydroxyl
  1919.           group on the side chain. Click the left button. The program
  1920.           identifies the distance with a dotted line, then prints the atom
  1921.           numbers and identifiers along with the distance between the
  1922.           atoms (3.29 A).
  1923.  
  1924.        f. Click the right button to return to the command state.
  1925.  
  1926.     6. Invoke the DYNAMIC MOTION command by pressing the F2 function key
  1927.        or clicking the Mot or M command letter with the right mouse but-
  1928.        ton. This command allows you to manipulate a structure by linking
  1929.        its rotation and translation to the movement of the mouse device.
  1930.        The program goes into expanded screen mode and prints a prompt
  1931.        under the expanded display window.
  1932.  
  1933.        a. Press and hold the right mouse button. While holding the button
  1934.           down, move the mouse device on its pad or surface. As you move
  1935.           the mouse back and forth the structure in the window moves along
  1936.           the X-axis. As you move the mouse along the axis of its attached
  1937.           cord ("up and down") the structure will move along the Y-axis,
  1938.           i.e., up and down on the screen. Return the structure to the
  1939.           center of the screen and release the mouse button.
  1940.  
  1941.        b. Press and hold the left mouse button. Move the mouse device left
  1942.           and right on its pad or surface. The structure will rotate about
  1943.           the Y-axis in step with the mouse. Move the mouse device forward
  1944.           and backward on its pad or surface. The structure will rotate
  1945.           about the X-axis in step with the mouse. Release the left mouse
  1946.           button.
  1947.  
  1948.     PCMODEL User's Manual                                          Page 33
  1949.  
  1950.  
  1951.        c. Press and hold both the left and the right button together. Move
  1952.           the mouse from side to side. The structure will rotate about the
  1953.           Z-axis, i.e., it will twist clockwise and counterclockwise in
  1954.           conjunction with the mouse. Release the buttons.
  1955.  
  1956.        d. If you have a 3-button mouse, you can translate the molecule in
  1957.           the Z-direction by holding down the center button and moving the
  1958.           mouse forward or backward. You will not see a change in the
  1959.           display, even though the Z-coordinates are changing. To invoke
  1960.           this command with a 2-button mouse, press the T key. In the
  1961.           DYNAMIC MOTION state this key assigns the Z-translate operation
  1962.           to the left-right button combination. Pressing the T key again
  1963.           reassigns the Z-rotate operation to the left-right chord.
  1964.  
  1965.        e. Continue to manipulate the structure until you are comfortable
  1966.           with the operations just discussed. When you are finished,
  1967.           orient the structure to roughly the same position it was in when
  1968.           you started, then press ENTER to return to the command state. If
  1969.           you have a 3-button mouse, you may return to the command state
  1970.           by pressing all 3 buttons simultaneously.
  1971.  
  1972.     7. We will now look at the JOIN and UNJOIN commands vs. the FRAGMENT
  1973.        command. We will use the DYNAMIC MOTION command to make these
  1974.        differences apparent.
  1975.  
  1976.        a. Hold down the Alt key and press the F key to invoke the FRAGMENT
  1977.           command. You may also invoke the FRAGMENT command by clicking on
  1978.           the Fil or F command with the right mouse button.
  1979.  
  1980.        b. Position the tip of the mouse cursor on atom 1, the point on the
  1981.           phenyl ring where the side chain is connected. Click the left
  1982.           mouse button.
  1983.  
  1984.        c. Position the tip of the cursor on atom 7, the atom of the side
  1985.           chain connected to the phenyl ring. Click the left mouse button.
  1986.           The program will separate the two parts of the structure by
  1987.           deleting the bond between them. These two parts are independent
  1988.           and can be manipulated separately.
  1989.  
  1990.        d. Press the F2 key to enter the DYNAMIC MOTION mode.
  1991.  
  1992.        e. Press the A key to select both (i.e., All) fragments for motion.
  1993.  
  1994.        f. Press and hold the right mouse button. Move the mouse about on
  1995.           its surface. Note that both fragments move together. Release the
  1996.           button.
  1997.  
  1998.        g. Press the P key to select the previous structure, i.e., to
  1999.           select the former part of the original structure. The former
  2000.           part is the part behind the bond that was broken, looking from
  2001.           the first to the second atom of the bond.
  2002.  
  2003.        h. Press and hold the right mouse button. Move the mouse device
  2004.           about on its surface. Note that the phenyl ring is the only part
  2005.           that moves. Release the button.
  2006.  
  2007.     PCMODEL User's Manual                                          Page 34
  2008.  
  2009.  
  2010.        i. Press the L key to select the latter structure or fragment.
  2011.  
  2012.        j. Press and hold the right mouse button again. Move the mouse
  2013.           device about on its surface. Note that the side chain is the
  2014.           only part that moves. Position the side chain next to the phenyl
  2015.           ring in roughly the same relative position it was in when the
  2016.           bond was broken. Release the button.
  2017.  
  2018.        k. Press either the ENTER key or all three buttons to return to the
  2019.           command state.
  2020.  
  2021.        l. Press the J key or click the left button on the Jn or J command
  2022.           to invoke the JOIN command.
  2023.  
  2024.        m. Place the cursor tip over atom 1 (the point on the phenyl ring
  2025.           where the side chain was originally connected). Click the left
  2026.           mouse button.
  2027.  
  2028.        n. Place the cursor tip over the atom of the side chain which was
  2029.           originally connected to the ring. Click the left mouse button.
  2030.           The program reconnects the two fragments.
  2031.  
  2032.        o. Either click the right mouse button or press the ENTER key to
  2033.           return to the command state.
  2034.  
  2035.        p. Hold down the Alt key and press the J key to invoke the UNJOIN
  2036.           command. Alternatively, click the Jn or J command with the right
  2037.           mouse button.
  2038.  
  2039.        q. Place the tip of the mouse cursor on atom 1 again (the ring atom
  2040.           to which the side chain is attached). Click the left button.
  2041.  
  2042.        r. Place the tip of the cursor on atom 7 (the connection point on
  2043.           the side chain). Click the left mouse button. The bond between
  2044.           the two parts of the molecule becomes broken. Press the right
  2045.           button or the ENTER key to return to the command state.
  2046.  
  2047.        s. Either press the F2 function key or click on the Mot or M com-
  2048.           mand with the right mouse button to enter the DYNAMIC MOTION
  2049.           state. Repeat steps e. through j. Note that the two parts are
  2050.           not independent as they were before. Press ENTER to return to
  2051.           the command state.
  2052.  
  2053.        t. Repeat steps l. through o. to reconnect the two pieces of the
  2054.           molecule.
  2055.  
  2056.     8. We will now use the program's editing capabilities to restore the
  2057.        geometry of the modified epinephrine. To do this we likely will
  2058.        need to adjust both the C1-C7 bond distance and the C2-C1-C7 bond
  2059.        angle. In doing so we need to make sure that both the phenyl ring
  2060.        and atom 7 are in the XY plane so they will end up planar when
  2061.        connected. Since they were not all in the XY plane when we
  2062.        separated them into fragments, we will first regenerate the frag-
  2063.        ments, then use the ORIENT command to place them in the XY plane.
  2064.        We will then edit the bond length and bond angle to produce a
  2065.  
  2066.     PCMODEL User's Manual                                          Page 35
  2067.  
  2068.  
  2069.        realistic geometry.
  2070.  
  2071.        a. Repeat steps 7a.-c. to produce two fragments again.
  2072.  
  2073.        b. Either press the O key or click on the Ori or O command. This
  2074.           invokes the ORIENT command.
  2075.  
  2076.        c. Click the left mouse button to select the previous fragment,
  2077.           i.e., the phenyl ring.
  2078.  
  2079.        d. Place the cursor tip on atom 1 (the point where the disconnec-
  2080.           tion was made) and click the left mouse button to select it as
  2081.           the centered atom.
  2082.  
  2083.        e. Place the cursor tip on the ring carbon para to atom 1 (the atom
  2084.           with the para-hydroxyl substituent. Click the left mouse button
  2085.           to select it as the X-axis atom.
  2086.  
  2087.        f. Place the cursor tip on the meta ring carbon (containing the
  2088.           other hydroxyl substituent). Click the left mouse button. The
  2089.           program will orient the phenyl ring to lie in the XY plane, then
  2090.           return to the command state.
  2091.  
  2092.        g. Click again on the Ori or O command to again invoke the ORIENT
  2093.           command.
  2094.  
  2095.        h. If you have a three-button mouse, click the center button to
  2096.           select the latter fragment for orientation. If you have a two-
  2097.           button mouse, press the "2" key on the keyboard to accomplish
  2098.           the same step.
  2099.  
  2100.        i. If you have a three-button mouse, click the center button to
  2101.           select the Centering Only option. If you have a two-button
  2102.           mouse, you can accomplish the same thing by pressing either the
  2103.           2 key or the C key.
  2104.  
  2105.        j. Place the cursor tip on atom 7 and click the left mouse button.
  2106.           The program will move the latter fragment so that atom 7 is at
  2107.           the center of the screen (directly on top of atom 1), then it
  2108.           will return to the command state. Both the phenyl ring and atom
  2109.           7 are now in the XY plane.
  2110.  
  2111.        k. Either click on the Jn or J command or press the J key to invoke
  2112.           the JOIN command.
  2113.  
  2114.        l. Type the number 1 on the keyboard followed by ENTER. Type the
  2115.           number 7 on the keyboard followed by ENTER. Press the ENTER key
  2116.           to return to the command state.
  2117.  
  2118.        m. Either press the E key or click the left mouse button on the Ed
  2119.           or E command to enter the EDIT environment.
  2120.  
  2121.        n. Click the left mouse button to select the Edit option. Click the
  2122.           right button to select the Bond Length option.
  2123.  
  2124.     PCMODEL User's Manual                                          Page 36
  2125.  
  2126.  
  2127.        o. Since the atoms of interest are on top of one another, use the
  2128.           keyboard to enter the atom numbers. Type 1 followed by ENTER,
  2129.           then 7 followed by ENTER. The program will report that the
  2130.           current bond length is 0.00 and ask for a new bond length. Type
  2131.           1.45 followed by ENTER. The bond length becomes 1.45 A. Press
  2132.           ENTER to return to the command state.
  2133.  
  2134.        p. Invoke the EDIT command again as in step m. Select the Edit
  2135.           option again as in step n. Click the middle button to select the
  2136.           Bond Angle option. If you have no center button press the 2 key.
  2137.  
  2138.        q. Place the cursor tip on one of the ring carbons ortho to the
  2139.           side chain connection. Click the left mouse button. Place the
  2140.           cursor tip on atom 1 (the ring carbon to which the side chain is
  2141.           connected). Click the left mouse button. Place the cursor tip on
  2142.           atom 7 (the side chain atom connected to the ring) and click the
  2143.           left mouse button again.
  2144.  
  2145.        r. The program will print the angle value and prompt you for a new
  2146.           one. Type 120 followed by ENTER. The program will redraw the
  2147.           structure with the correct angle. Press ENTER to return to the
  2148.           command state.
  2149.  
  2150.     9. Terminate the session by pressing the Q key or clicking on the Qt
  2151.        or Q command. Answer Yes to the "OK to quit?" prompt by clicking
  2152.        the left mouse button or pressing the Y key. Then select either the
  2153.        End option to return to DOS or the Restart option to clear the
  2154.        screen.
  2155.  
  2156.  
  2157.  
  2158.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 7
  2159.  
  2160.        Using a number of files on the disk we can now recreate the active
  2161.     site of the enzyme Chymotrypsin, a well-characterized proteolytic
  2162.     enzyme (8,9). Rather than place all of the atoms of a macromolecule
  2163.     into one file at one time, it is often more convenient and accurate to
  2164.     assemble the larger model from component parts. This is the strategy
  2165.     we will follow here. We will construct two parts of the active site,
  2166.     then fit a substrate, N-formyltryptophan, to the partial active site.
  2167.     This strategy gives us maximum responsiveness, since we are manipulat-
  2168.     ing only those residues that are actively interacting. Once we get a
  2169.     reasonable fit, we will then add the remaining segments of the active
  2170.     site.
  2171.  
  2172.     1. There are five fragments of the chymotrypsin active site in the
  2173.        data directory on the disk. We will now combine two of these frag-
  2174.        ments to produce the partial active site.
  2175.  
  2176.        a. Press the A key or click on the Add or A command to invoke the
  2177.           ADD FILE command and to display the default data directory.
  2178.  
  2179.        b. Move the mouse cursor to the file CTPN189.DT3 and click the left
  2180.           button. A comment line describing the contents of the file will
  2181.           be displayed at the bottom of the screen, along with a prompt to
  2182.  
  2183.     PCMODEL User's Manual                                          Page 37
  2184.  
  2185.  
  2186.           select it or reject it. Click the left mouse button again to
  2187.           select the file. The program will add the CTPN189.DT3 file to
  2188.           the display window and return to the command state.
  2189.  
  2190.        c. If the CIRCLES are present on the screen, press the F3 key to
  2191.           toggle them off.
  2192.  
  2193.        d. Invoke the ADD FILE command again as in step 1a. Select the file
  2194.           CTPN213.DT3 by the procedure outlined in step 1b. The program
  2195.           will add the file to the display window and return to the com-
  2196.           mand state.
  2197.  
  2198.     3. Invoke the ADD FILE command again as in step 1a. Select the file
  2199.        FTRY.DT3 as in step 1b. The model substrate N-formyltryptophan will
  2200.        be added to the active site residue in the display window.
  2201.  
  2202.     4. Invoke the ALTERNATE DISPLAY command either by pressing the Alt-D
  2203.        key combination or clicking the Dis or D command with the right
  2204.        mouse button. If you are in EGA mode the depth cueing will be
  2205.        enhanced. If you are in CGA mode the color depth zones will be shut
  2206.        off.
  2207.  
  2208.     5. Press the K key or click on the Kmp or K command to invoke the
  2209.        COMPARE command. The substrate is now highlighted against the
  2210.        enzyme residue. You can see from the depth indicators at the left
  2211.        that the substrate is significantly closer to you than the enzyme
  2212.        residue.
  2213.  
  2214.     6. Invoke the FIT STRUCTURES command by pressing the F7 function key.
  2215.        Use the keyboard to enter specific atom numbers, rather than the
  2216.        mouse device.
  2217.  
  2218.        a. Type the number 174 followed by ENTER when you are prompted for
  2219.           base atom 1. Type the number 15 followed by ENTER when you are
  2220.           prompted for target atom 1. This distance is from the indole
  2221.           nucleus to one side of the hydrophobic cleft on the enzyme
  2222.           (Cysteine 191).
  2223.  
  2224.        b. Type the number 174 followed by ENTER in answer to the prompt
  2225.           for base atom 2. Type the number 87 followed by ENTER at the
  2226.           prompt for target atom 2. This represents the distance from the
  2227.           indole nucleus to the other side of the hydrophobic cleft
  2228.           (Serine 218).
  2229.  
  2230.        c. Type the number 162 followed by ENTER at the prompt for base
  2231.           atom 3. Type the number 44 followed by ENTER for target atom 3.
  2232.           This measure is the distance from the formyl carbonyl to the
  2233.           Serine 195 hydroxyl.
  2234.  
  2235.        d. EGA mode only: type the number 173 followed by ENTER when the
  2236.           prompt for base atom 4 appears. Type the number 158 followed by
  2237.           ENTER for target atom 4. This is a measure of the distance from
  2238.           the edge of the indole ring to the bottom of the enzyme
  2239.           hydrophobic cleft (Tyrosine 228).
  2240.  
  2241.     PCMODEL User's Manual                                          Page 38
  2242.  
  2243.  
  2244.        e. Press ENTER to return to the command state. The four distances
  2245.           (3 in CGA mode) are labeled in four colors (3 in CGA) and
  2246.           printed in the text area.
  2247.  
  2248.     7. We will now fit the substrate molecule into the active site using
  2249.        the DYNAMIC MOTION command.
  2250.  
  2251.        a. Either press the F2 function key or click the Mot or M command
  2252.           with the right mouse button to enter the DYNAMIC MOTION mode.
  2253.  
  2254.        b. Press the T key. Press the L key to select the last structure
  2255.           (the substrate) for translation.
  2256.  
  2257.        c. Depress both the left and right mouse buttons and move the mouse
  2258.           slightly away from you. This moves the substrate in the +Z
  2259.           direction. Release the right button. Wait for the program to
  2260.           recompute the new positions and draw them in the window. Note
  2261.           the distances, all of which should have decreased. Continue this
  2262.           process until both distance C and distance D (if present) are in
  2263.           the range of 4 Angstroms.
  2264.  
  2265.        d. Depress the right mouse button and slowly move the mouse to
  2266.           bring the substrate molecule into the cleft, then release the
  2267.           button. As you do so, the distances A and B will become nearly
  2268.           equal in the range of 5-6 Angstroms. Repeat the process as
  2269.           needed to bring distances A and B into the range of 5-6
  2270.           Angstroms.
  2271.  
  2272.        e. Fit the molecule into the cleft by alternately rotating and
  2273.           translating it as needed.
  2274.  
  2275.        f. Press ENTER to return to the command state.
  2276.  
  2277.     8. File the substrate structure by pressing the F key or clicking on
  2278.        the Fil or F command. Answer the "Previous, Last, or All" prompt by
  2279.        pressing the L key or clicking the middle button. Answer Y to the
  2280.        "File Exists. Replace?" prompt. The program will display the com-
  2281.        ment line associated with the FTRY.DT3 file, then prompt you for
  2282.        any changes. Press the ENTER key or click the left mouse button to
  2283.        leave the existing comment line intact. The optimally positioned N-
  2284.        formyltryptophan is saved to disk.
  2285.  
  2286.     9. Remove the substrate from the display by either pressing the U key
  2287.        or clicking on the Un or U command (the UNADD command).
  2288.  
  2289.     10. Add the remainder of the active site residues using the following
  2290.         steps.
  2291.  
  2292.         a. Invoke the ADD FILE command. The program will display the
  2293.            default data directory. Position the mouse cursor on the
  2294.            CTPN40.DT3 file and click the left mouse button.
  2295.  
  2296.         b. Invoke the ADD FILE command again. Position the mouse cursor on
  2297.            the CTPN56.DT3 file. Click the mouse button to select the file.
  2298.  
  2299.     PCMODEL User's Manual                                          Page 39
  2300.  
  2301.  
  2302.         c. Invoke the ADD FILE command once more, position the cursor on
  2303.            the CTPN99.DT3 file, and select it with the left mouse button
  2304.            as before.
  2305.  
  2306.     11. Press the F key or click on the Fil or F command to invoke the
  2307.         FILE command.
  2308.  
  2309.         a. Click the right mouse button or press the A key to select the
  2310.            ALL option.
  2311.  
  2312.         b. The last-added file name (CTPN99) will appear after the prompt
  2313.            for the file name. Turn this into the file name "CTPN" by
  2314.            pressing the backspace key twice. The program will display the
  2315.            comment associated with the first file you added (the
  2316.            CTPN189.DT3 file) and ask you if you want to modify it. Press
  2317.            the Esc key to blank the line. Then type in a comment describ-
  2318.            ing the file, such as, "Chymotrypsin active site assembled from
  2319.            the 5 data files supplied." Press the ENTER key or click the
  2320.            left mouse button. You have now filed the assembled active site
  2321.            of chymotrypsin in your data directory.
  2322.  
  2323.     12. Invoke the ADD FILE command again as in step 1a. Select the file
  2324.         FTRY.DT3. The recently positioned model substrate N-
  2325.         formyltryptophan will be added again to the active site residue in
  2326.         the display window.
  2327.  
  2328.     13. Note: If you do not have a printer connected to your computer,
  2329.         skip this step and go to step 14. Press the L key or click on the
  2330.         Lst or L command to invoke the LIST command, then press the C key
  2331.         or click the left button to list the coordinates on the printer.
  2332.         This operation will print a complete list of all of the coor-
  2333.         dinates and bonds of the enzyme active site, along with the iden-
  2334.         tifier labels.
  2335.  
  2336.     14. Enter the EXPANDED SCREEN mode by pressing the Alt-E key combina-
  2337.         tion or clicking on the Ed or E command with the right mouse
  2338.         button. The mechanistic machinery of the enzyme can be seen in
  2339.         this view, as discussed by Blow (9).
  2340.  
  2341.         a. If you are in CGA mode and have a graphics printer connected,
  2342.            press the Shift-PrtSc key combination to produce a screen dump
  2343.            on the printer. If you are in EGA mode and have access to a
  2344.            laser printer, press the P key. The program will produce a
  2345.            file, PCM3DUMP.1 in the current directory. This file can be
  2346.            copied to the laser printer for printing.
  2347.  
  2348.         b. Press the ENTER key to return to the command state.
  2349.  
  2350.     15. Leave this problem by pressing the Q key or clicking on the Qt or
  2351.         Q command to invoke the QUIT command; press either the E key or
  2352.         the R key or the appropriate mouse button, depending on whether
  2353.         you want to END the session or RESTART the program for another
  2354.         exercise.
  2355.  
  2356.     PCMODEL User's Manual                                          Page 40
  2357.  
  2358.  
  2359.     F. DATA FILE CONVENTIONS
  2360.  
  2361.        There are several points of information that must be considered
  2362.     while naming data files and saving them on disk.
  2363.  
  2364.     1. In the MS-DOS system, a file is named with a string of eight
  2365.        characters or less, followed by a period (.) and an extension of up
  2366.        to three characters. Thus, a valid filename could be
  2367.  
  2368.                 MYFILE1A.TXT
  2369.  
  2370.        The filename need not take up all eight allowed spaces, but it must
  2371.        begin with a letter or one of a small number of other special
  2372.        characters. Similarly, the extension need not take up all three
  2373.        allowed spaces. Certain special characters are also allowed in the
  2374.        extension. If possible, use only letters and numbers for filenames.
  2375.        For further details on naming of files consult the DOS reference
  2376.        manual.
  2377.  
  2378.     2. The PCMODEL program utilizes the extension part of the filename to
  2379.        denote the type of file it is. For example, structural data are
  2380.        saved with the extension ".DT3". The program automatically appends
  2381.        the proper extension to the filename when it needs to. When you
  2382.        specify a filename for the program, you do not need to add the .DT3
  2383.        extension to the filename. PCMODEL will do it for you.
  2384.  
  2385.     3. A drive designation letter may be associated with a filename. This
  2386.        takes the form of a letter and a colon (:) placed in front of the
  2387.        filename. For example, if the file in paragraph 1 were on the disk
  2388.        in the B drive, the full designation of the filename would be
  2389.  
  2390.                 B:MYFILE1A.TXT
  2391.  
  2392.        If no drive letter is present in the filename, the system assumes
  2393.        that the file is on the currently active drive (the current or
  2394.        logged drive in DOS terminology). You are not restricted to reading
  2395.        or writing a file only on the disk in the current drive. You may
  2396.        specify any drive letter that is valid in your system simply by
  2397.        placing it as a prefix to the filename. The operating system will
  2398.        then access that drive instead of the current or default drive. For
  2399.        example, if drive A is the current drive, a file "MYFILE1A.TXT" on
  2400.        the disk in drive A could be accessed either by its name or by its
  2401.        name with the drive letter prefix, "A:MYFILE1A.TXT." If drive B is
  2402.        the current drive however, the file name without the "A:" drive
  2403.        prefix will not permit DOS to find it.
  2404.  
  2405.        If you wish to name a data set as "FILE1.DT3" and drive A is the
  2406.        current drive, you could specify the file name as "FILE1.DT3" on
  2407.        the disk in the A drive by typing
  2408.  
  2409.                 FILE1
  2410.  
  2411.        then pressing the ENTER key in response to the "Enter filename:"
  2412.        prompt. However, you could file the structure on a diskette in
  2413.        drive B by placing the prefix "B:" in front of the filename by
  2414.  
  2415.     PCMODEL User's Manual                                          Page 41
  2416.  
  2417.  
  2418.        typing
  2419.  
  2420.                 B:FILE1
  2421.  
  2422.        then pressing the ENTER key. It would then be stored as "FILE1.DT3"
  2423.        on the B disk drive. When you begin to create large numbers of
  2424.        files, you may wish to maintain a separate diskette or hard disk
  2425.        directory for those files.
  2426.  
  2427.        The PCMODEL program does not restrict you to writing a file only
  2428.        once. The structure remains in memory and its coordinate data may
  2429.        be written to multiple disks by repeating the FILE command.
  2430.        Specifying a drive designation identical to the default drive does
  2431.        no harm to the program or data files.
  2432.  
  2433.     4. A path name also may be associated with the file name and drive
  2434.        designation letter. The path name tells the operating system the
  2435.        name of the subdirectory in which the file resides. For example, if
  2436.        you installed PCMODEL on your system's hard disk, you likely did
  2437.        not place it in the disk's root directory, but in one of the
  2438.        "branches" of the root directory called a subdirectory, called
  2439.        "PCMODEL" in this case. Since the operating system nromally cannot
  2440.        detect the contents of these subdirectories from the root direc-
  2441.        tory, you must include the names of the subdirectories on the
  2442.        "path" from the root directory to the file of interest. A file
  2443.        named "FILE1" in this subdirectory would have a complete name of
  2444.  
  2445.                 C:\PCMODEL\FILE1
  2446.  
  2447.        where the center part of the string, separated by the backslashes,
  2448.        is the path name. Please consult your DOS reference manual for a
  2449.        greater discussion of subdirectories and path names.
  2450.  
  2451.     5. The standard PCMODEL Version 3.0 file format maintains the coor-
  2452.        dinates in Angstrom units. Each data file is composed of four types
  2453.        of information. The first line contains a comment in free text
  2454.        format, describing the contents of the file. The first character of
  2455.        the first line is an asterisk (*), which signals to the program
  2456.        that it is a comment line. If the program does not find an asterisk
  2457.        in column 1, it assumes that there is no comment line associated
  2458.        with the file. The second line (which is the first line if no
  2459.        comment is present), is composed of two integer numbers. The first
  2460.        denotes the number of atoms in the file and the second denotes the
  2461.        number of bond connections present in the file.
  2462.  
  2463.        The next part of the file contains a number of lines of coordinate
  2464.        data, one line for each atom. The atomic coordinates are in car-
  2465.        tesian format, with the first representing the X value, the second
  2466.        the Y value, and the third the Z value. Following these three
  2467.        numbers is an identifier string of up to eight alphanumeric charac-
  2468.        ters. This string contains the atom type (denoted by the first
  2469.        character in the string), and other useful identification informa-
  2470.        tion. The count of these atomic coordinates lines corresponds to
  2471.        the first number on line 2 of the file.
  2472.  
  2473.     PCMODEL User's Manual                                          Page 42
  2474.  
  2475.  
  2476.        The third part of the file contains a series of number pairs, each
  2477.        pair representing a bond between two atoms. The number of lines of
  2478.        atom pairs corresponds to the second number on line 2. The numbers
  2479.        making up each pair are the atom numbers assigned by the program in
  2480.        the order they were read from the preceding section.
  2481.  
  2482.  
  2483.  
  2484.     G. ENTERING DATA FROM THE KEYBOARD
  2485.  
  2486.        The most obvious way to generate new structures is by typing the
  2487.     corresponding coordinate data in by way of the keyboard, although
  2488.     there are other more convenient ways to generate it (see Appendix B).
  2489.     Coordinate data to be displayed using PCMODEL must be in the program's
  2490.     memory before they can be used, and since much of the available data
  2491.     are present only in printed form, we will take a few minutes to ac-
  2492.     quaint you with the keyboard data entry operation. At the same time
  2493.     you will gain some insight into the program's data format and command
  2494.     operation. As you have seen, once the coordinate data are on a disk,
  2495.     they can be loaded into the program quickly with the ADD FILE command.
  2496.     For the moment, the data we want is not on a disk and it will have to
  2497.     be generated at the keyboard.
  2498.  
  2499.  
  2500.  
  2501.                           TUTORIAL EXERCISE NUMBER 8
  2502.  
  2503.        We will now create the structure of cyclohexane from its cartesian
  2504.     coordinates by entering the coordinates from the keyboard. For
  2505.     simplicity, we have eliminated the hydrogen atoms from the molecule,
  2506.     but we will add them later. The program should now be in the command
  2507.     state, i.e., the state it is in immediately after it is started up.
  2508.     The display window should be empty and the command list should be
  2509.     immediately under the display window. Carry out the following steps:
  2510.  
  2511.     1. Press the G key to invoke the GET COORDINATES command.
  2512.  
  2513.     2. The program clears the screen and asks if the data are in X-ray
  2514.        (unit cell) format. Press the N key, since these data are in stand-
  2515.        ard cartesian coordinate format.
  2516.  
  2517.     3. The program again clears the screen and prints the prompt
  2518.  
  2519.                 Number of atoms in structure:
  2520.  
  2521.        Specify the number of atoms to be entered by typing the number 6,
  2522.        then press the ENTER key.
  2523.  
  2524.     4. The program clears the screen and gives you the message
  2525.  
  2526.                 Number of bonds in structure:
  2527.  
  2528.        appears. Respond in this case by again typing the number 6, fol-
  2529.        lowed by ENTER. This number represents the number of atomic connec-
  2530.        tions in the cyclohexane molecule.
  2531.  
  2532.     PCMODEL User's Manual                                          Page 43
  2533.  
  2534.  
  2535.     5. After clearing the screen, the program prompts you for the car-
  2536.        tesian (X, Y, & Z) coordinates and an identifier label for each
  2537.        atom by printing
  2538.  
  2539.                 Enter Coordinates
  2540.                 No.      X      Y      Z      ID
  2541.  
  2542.        PCMODEL now is looking for the coordinates of exactly 6 atoms - the
  2543.        number you specified earlier. It is looking for an X, a Y, and a Z
  2544.        value for each atom and an optional (but highly recommended) iden-
  2545.        tifier label. Each value is entered individually. After you enter
  2546.        each value, press the ENTER key. The cursor will then move to the
  2547.        next field.
  2548.  
  2549.        The identifier label is a string of up to eight characters that
  2550.        identifies the atom with which it is associated. You may place
  2551.        almost any character or characters in this field, but the first
  2552.        character should be the element abbreviation for the atom, e.g., C
  2553.        for carbon, H for hydrogen, etc. The program uses the first letter
  2554.        of the identifier string to assign the atomic radius and the dis-
  2555.        play color for the atom.
  2556.  
  2557.        During coordinate data entry PCMODEL automatically activates the
  2558.        keypad input by activating the Num Lock key from within the
  2559.        program. With the numeric keypad activated, you do not often need
  2560.        to look at the monitor screen during input. Moreover, as you are
  2561.        typing in the coordinate data the program will sound a tone at the
  2562.        end of every row, i.e., after every identifier label you type. This
  2563.        feature is intended to keep you informed of where you are in the
  2564.        input process. Using this feature you will not have to watch the
  2565.        input list, the screen, and the keyboard at the same time.
  2566.  
  2567.        Now type in the numbers in Table 1. Notice that the numbers are all
  2568.        positive. This is nothing to be concerned about. As you will learn
  2569.        later, the program considers the screen to be a window on the side
  2570.        of a cube, and the center of the cube (at the center of the screen)
  2571.        is the point X=12, Y=6, Z=6 rather than (0,0,0). Thus atom number 1
  2572.        is at the center of the screen in the present model.
  2573.  
  2574.        Due to the nature of the input process in this part of the program,
  2575.        you can only make corrections to the number you are currently
  2576.        typing. To correct a number you are currently typing, backspace
  2577.        over the mistake and retype it. Once you press the ENTER key, the
  2578.        number you entered cannot be corrected until later. If you find a
  2579.        number with an error in it after you have pressed the ENTER key,
  2580.        don't panic, just make a note of it. You can correct it at a later
  2581.        point in the program, using the EDIT command.
  2582.  
  2583.     6. The bond connection table is now entered. PCMODEL prints the mes-
  2584.        sage
  2585.  
  2586.                 Enter Connectivity Table
  2587.                 No.    K    L
  2588.  
  2589.        and waits for you to enter the atom numbers of each bonded pair of
  2590.  
  2591.     PCMODEL User's Manual                                          Page 44
  2592.  
  2593.  
  2594.        Table 1. Cartesian coordinates of cyclohexane.
  2595.  
  2596.                  X        Y        Z     ID
  2597.  
  2598.                12.00     6.00     6.00   C1
  2599.                12.56     5.22     7.18   C2
  2600.                14.02     5.63     7.43   C3
  2601.                14.85     5.31     6.18   C4
  2602.                14.29     6.10     4.98   C5
  2603.                12.82     5.69     4.74   C6
  2604.  
  2605.        atoms. The atom number is the number the program assigned to the
  2606.        atom as you entered it in the previous coordinate data entry step.
  2607.        The program behaves here exactly as it did during coordinate entry
  2608.        - after each number entry, press the ENTER key. Again, if you make
  2609.        a mistake, you can correct it before you press the ENTER key, but
  2610.        not afterward. Also as above, you may correct any errors discovered
  2611.        after the fact using the EDIT command. Once more, the program will
  2612.        BEEP after the last entry on a line, in this case after the second
  2613.        entry. Now type in the data in Table 2.
  2614.  
  2615.        Table 2. Connection Table for Cyclohexane.
  2616.  
  2617.                K      L
  2618.  
  2619.                1      2
  2620.                2      3
  2621.                3      4
  2622.                4      5
  2623.                5      6
  2624.                1      6
  2625.  
  2626.        Please note: if you make a mistake in entering either a coordinate
  2627.        value or a connection value, the structure that the program con-
  2628.        structs on the screen may be somewhat bizarre, unless the error is
  2629.        a very small one. For example, if atom 6 is paired with atom 4
  2630.        instead of atom 1 in the connectivity table, a different, strange
  2631.        looking molecule will be formed. This is because the coordinates
  2632.        are correct but the connection is not. When you correct the error
  2633.        using the EDIT command, the structure will be restored to its
  2634.        intended appearance.
  2635.  
  2636.     7. The last step in the data entry process is to file the data on the
  2637.        disk. The program prompts you for a filename under which the data
  2638.        will be filed by the prompt:
  2639.  
  2640.                 Enter filename:
  2641.  
  2642.        For this example, type
  2643.  
  2644.                 CYCLOHEX
  2645.  
  2646.        then press the ENTER key. The program will file the cyclohexane
  2647.        coordinates on the disk you specified in the configuration file
  2648.        under the filename "CYCLOHEX.DT3," then draw the graphic image on
  2649.  
  2650.     PCMODEL User's Manual                                          Page 45
  2651.  
  2652.  
  2653.        the screen and return to the command state. At this point you will
  2654.        see the cyclohexane molecule in the display window.
  2655.  
  2656.     PCMODEL User's Manual                                          Page 46
  2657.  
  2658.  
  2659.                           COMMAND REFERENCE SECTION
  2660.  
  2661.  
  2662.  
  2663.  
  2664.  
  2665.  
  2666.                      [Present Only in Registered Version]
  2667.  
  2668.     PCMODEL User's Manual                                          Page 47
  2669.  
  2670.  
  2671.                              REFERENCES AND NOTES
  2672.  
  2673.  
  2674.     1. F. C. Bernstein, Protein Data Bank, Chemistry Department, Brook-
  2675.        haven National Laboratory, Upton, NY 11973.
  2676.  
  2677.     2. S. R. Wilson and J. C. Huffman, "Cambridge Data File in Organic
  2678.        Chemistry. Applications to Transition-state Structure, Conforma-
  2679.        tional Analysis, and Structure-activity Studies," J. Org. Chem. 45,
  2680.        560 (1980).
  2681.  
  2682.     3. C. L. Strong, "The Amateur Scientist: How an Amateur Can Construct
  2683.        a Model of an Enzyme Molecule at Modest Cost," Scientific American,
  2684.        234, 124 (1976).
  2685.  
  2686.     4. F. H. Clarke, "New Skeletal-Space Filling Models: A Model of an
  2687.        Enzyme Active Site," J. Chem. Educ. 54, 230-235 (1977).
  2688.  
  2689.     5. B. W. Matthews, L. H. Weaver, and W. R. Kester, "The Conformation
  2690.        of Thermolysin", J. Biol. Chem. 249, 8030 (1974).
  2691.  
  2692.     6. W. R. Kester and B. W. Matthews, "Crystallographic Study of the
  2693.        Binding of Dipeptide Inhibitors to Thermolysin: Implications for
  2694.        the Mechanism of Catalysis," Biochemistry 16, 2506 (1977).
  2695.  
  2696.     7. A. Aggarwal, S. A. Islam, R. Kuroda, M. R. Sanderson, S. Neidle,
  2697.        and H. M. Berman, Acta Cryst. B39, 98 (1983).
  2698.  
  2699.     8. D. M. Blow, "Structure and Mechanism of Chymotrypsin," Accts. of
  2700.        Chemical Research 9, 145 (1976); D. M. Blow, J. J. Birktoft, and B.
  2701.        S. Hartley, Nature 221, 337 (1969).
  2702.  
  2703.     9. T. A. Steitz, R. Henderson, and D. M. Blow, "Crystallographic
  2704.        Studies of Substituents and Inhibitors Bound to the Active Site of
  2705.        Alpha Chymotrypsin," J. Molec. Biol. 46, 337 (1969).
  2706.  
  2707.     PCMODEL User's Manual                                          Page 48
  2708.  
  2709.  
  2710.                        APPENDIX A - MESSAGES & PROMPTS
  2711.  
  2712.        Built into the PCMODEL program are several checks for data,
  2713.     response, and hardware integrity. If the program encounters a user
  2714.     response that is inappropriate, a hardware condition that is incom-
  2715.     patible with operation, or data that is defective, it halts execution
  2716.     and presents you with one or more brief error messages describing the
  2717.     problem. Depending on the severity of the problem, the program will
  2718.     either wait for you to correct the problem or return to the command
  2719.     state. The following compilation is an alphabetical listing of the
  2720.     possible error messages you may see during operation of the program,
  2721.     along with discussions of their meanings and steps to take to correct
  2722.     the associated error conditions.
  2723.  
  2724.     ARRAYS FULL. REDIMENSION MEMORY TO ###. This error occurs when you invoke
  2725.     any of the automatic commands that increase the use of the data arrays
  2726.     and the arrays have insufficient room to accomodate the increase.
  2727.  
  2728.     ATOM OFF SCREEN. This message occurs during the NUMBER (N) and ANGLE (V)
  2729.     commands, when the requested atom is not within the viewing window. It
  2730.     has no effect on the accuracy of the calculated values, but simply
  2731.     appears as a point of information.
  2732.  
  2733.     BAD FILENAME: FILENAME. This error is generated if you try to name a data
  2734.     file with a name that is inconsistent with the conventions used by the
  2735.     computer operating system and PCMODEL. Review the section "Data File
  2736.     Conventions" on page 48 for more information. The program will accept
  2737.     letters and numbers of from 1 to 8 characters in length as a filename.
  2738.     The program automatically appends the filename extension ".DT3" to the
  2739.     name of each file it creates. The program returns to the command state
  2740.     following this error.
  2741.  
  2742.     CAN'T ADD FILE. MAXIMUM OF 20 REACHED. While PCMODEL can handle a very
  2743.     large number of atoms and bonds, they must be contained in no more
  2744.     than 20 data files. This message appears when you try to ADD a file to
  2745.     memory after you have already added 20 separate data files with the
  2746.     ADD command.
  2747.  
  2748.     CONFIGC.PCM FILE MISSING. DEFAULT USED. When PCMODEL begins execution in
  2749.     the CGA graphics mode, it reads several configuration parameters from
  2750.     a disk file named CONFIGC.PCM. If this file is not present on the
  2751.     current drive, this error appears. Rather than terminating, PCMODEL
  2752.     warns you of this condition and assigns a set of default parameters to
  2753.     the values normally read from CONFIGC.PCM. To eliminate this error,
  2754.     make sure that the CONFIGC.PCM file is present on the current drive.
  2755.     Execution continues after this error, although the default configura-
  2756.     tion parameters may be different than you usually use.
  2757.  
  2758.     CONFIGE.PCM FILE MISSING. DEFAULT USED. When PCMODEL begins execution in
  2759.     the EGA (high resolution) mode, several configuration parameters are
  2760.     read from a disk file named CONFIGE.PCM. If this file is not present
  2761.     on the current drive and directory, this error appears. Rather than
  2762.     terminating, PCMODEL warns you of this condition and assigns a set of
  2763.     default parameters to the values normally read from CONFIGE.PCM. To
  2764.     eliminate this error, make sure that the CONFIGE.PCM file is present
  2765.  
  2766.     PCMODEL User's Manual                                          Page 49
  2767.  
  2768.  
  2769.     on the current drive. Execution continues after this error, although
  2770.     the configuration parameters may be different than you usually use.
  2771.  
  2772.     CONFIG.TXT MISSING. When you press the F9 key in the command state,
  2773.     PCMODEL begins a routine to reset the configuration parameters con-
  2774.     tained in the CONFIG.PCM file. To do this it must access another file,
  2775.     either CONFIGC.TXT or CONFIGE.TXT, which also must be present on the
  2776.     current drive and directory. If it is not present, this error is
  2777.     generated. Make sure that the current drive contains copies of the
  2778.     files CONFIGC.TXT and CONFIGE.TXT. The program returns to the command
  2779.     state after this error occurs.
  2780.  
  2781.     DATA FILE IS NOT PRESENT. This message appears when you attempt to ADD a
  2782.     file that doesn't exist on the indicated drive and directory. Check to
  2783.     be sure that you used the correct drive designator when specifying the
  2784.     filename. The program returns to the command state after this error
  2785.     occurs.
  2786.  
  2787.     DISK I/O ERROR. CHECK DISK. This message is generated when the operating
  2788.     system senses that the disk is bad, that it is not formatted, or that
  2789.     it is formatted incorrectly. To find the source of the error, first
  2790.     check to make sure that the diskette in the drive has been formatted.
  2791.     If the diskette in question has functioned well previously, then you
  2792.     should consider the possibility that the diskette is faulty or im-
  2793.     properly installed. Reinsert the existing diskette in the drive. If
  2794.     this does not solve the problem, replace the diskette with the backup
  2795.     copy. Be sure to create another backup copy of the disk from your
  2796.     existing backup copy before using it. If this message appears when
  2797.     writing to your hard disk, you have our condolences - it could mean
  2798.     that the hard disk is failing.
  2799.  
  2800.     DISK IS WRITE PROTECTED. REMOVE THE TAB. A write protection tab has been
  2801.     placed on the diskette to which you have attempted to write a file
  2802.     with the FILE command. Also, you may have tried to update the Con-
  2803.     figuration file on the default drive and that diskette has a write
  2804.     protect tab in place. To correct the error, remove the tab from the
  2805.     diskette. On rare occasions, a hardware failure can generate this
  2806.     error. The program returns to the command state after this error.
  2807.  
  2808.     DISK MEDIA ERROR. RETRY OR REPLACE DISK. This error occurs for the same
  2809.     reasons the "Disk I\O error" does - the operating system cannot read
  2810.     the disk for some reason. Follow the advice given under the "Disk I/O
  2811.     error."
  2812.  
  2813.     DRIVE OR PRINTER DOESN'T EXIST. If you issue a command that prints
  2814.     material on the printer, but you don't have a printer and the printer
  2815.     adapter card does not exist, you will get this message. You cannot
  2816.     correct it, except by installing the device. If you get this message
  2817.     even though you have the device installed, check the installation,
  2818.     since the computer is not recognizing its presence. Control is
  2819.     returned to the command state after this error.
  2820.  
  2821.     DUPLICATE ATOM SPECIFIED. REENTER. You have entered the same atom number
  2822.     twice during input for an angle calculation. PCMODEL cannot calculate
  2823.     a simple or torsion angle unless three or four unique atoms, respec-
  2824.  
  2825.     PCMODEL User's Manual                                          Page 50
  2826.  
  2827.  
  2828.     tively, are specified. The program returns to the atom input line of
  2829.     the ANGLE (V) command.
  2830.  
  2831.     EMPTY DISPLAY. USE GET COMMAND. You have invoked the EDIT command with no
  2832.     structure in memory, i.e., the coordinate and bond arrays are empty.
  2833.     Use the ADD FILE command to place a data file in memory before invok-
  2834.     ing the EDIT command. The program remains in the command state after
  2835.     this message.
  2836.  
  2837.     END OF FILE REACHED. CHECK FILE MAKEUP. This error is generated when
  2838.     PCMODEL is reading a data file and reaches the end of the file before
  2839.     all of the data it is expecting is assimilated. It may mean that the
  2840.     data file is damaged in some way, or more likely, that the data file
  2841.     is not in PCMODEL format. The program reads in four values from each
  2842.     coordinate data line of the data file: the X, Y, and Z coordinates and
  2843.     the atom identifier label. If no identifier label is present, a ques-
  2844.     tion mark (?) is present as the fourth variable on each line. If the
  2845.     data file is an external one (i.e., not generated by PCMODEL or one of
  2846.     its utility programs), it may not have these question marks present.
  2847.     This condition will generate the indicated error. To correct it,
  2848.     modify the data file with a text editor, placing a space and a ques-
  2849.     tion mark at the end of every line of coordinates. Do not add anything
  2850.     to the bond connectivity lines.
  2851.  
  2852.     The other possibility is that the data file is damaged in some way.
  2853.     Check this by examining the data file structure with a text editor.
  2854.     The first line of the file will contain either a comment line which
  2855.     begins with an asterisk or two numbers, the number of atoms (N) and
  2856.     the number of bonds (M). If the comment line is present, the second
  2857.     line then contains the two numbers. Following this line there should
  2858.     be N lines of coordinate data and M lines of bond connection data. If
  2859.     there is not, then the file has been damaged. Reconstruct the file
  2860.     from your backup copy.
  2861.  
  2862.     FILE ALREADY EXISTS. REPLACE? (Y OR N). This cautionary message appears
  2863.     when you invoke the FILE command and the named file already exists on
  2864.     the specified directory. It warns you that an existing file is about
  2865.     to be overwritten.
  2866.  
  2867.     FILE MODIFIED. QUIT ANYWAY? (Y OR N). You have tried to QUIT the program
  2868.     after you have made a change to the current structure. The commands
  2869.     that trigger this message include EDIT, INVERT, ORIENT, ROTATE, TRANS-
  2870.     LATE, and X-RAY TRANSFORM. If you wish to save the data as a new or
  2871.     replacement data file, press the N key, then use the FILE command to
  2872.     save the data. If you wish to quit without saving the changes you have
  2873.     made, press the Y key. The normal QUIT sequence will then continue.
  2874.  
  2875.     FILE PRESENT. USE QUIT/RESTART FIRST. You have tried to invoke the GET
  2876.     COORDINATES (G) command while another file is already in memory. The
  2877.     GET COORDINATES command will only function when no other structures
  2878.     are present in the display. To correct the situation, restart the
  2879.     program with the QUIT command followed by the Restart option, or use
  2880.     the RESET (Alt-Q) command.
  2881.  
  2882.     FILENAME IS TOO LONG. REENTER IT. You have typed in a filename that is
  2883.  
  2884.     PCMODEL User's Manual                                          Page 51
  2885.  
  2886.  
  2887.     greater than eight characters in length. The maximum length for a
  2888.     filename in the DOS operating system is eight characters. Control
  2889.     remains in the FILE environment, and you are prompted for another
  2890.     filename.
  2891.  
  2892.     HARDWARE ERROR (CHECK THE PRINTER). This error is caused when the program
  2893.     finds a device fault, a hardware error sensed by one of the interface
  2894.     cards, such as the printer card inside the computer. While the error
  2895.     could be due to any of several devices, the most likely situation in
  2896.     which you will encounter this error is when you are performing a
  2897.     command that accesses the printer, and if the printer is detached or
  2898.     defective in some way. The solution is to check the printer to be sure
  2899.     it is functional. If the error occurs at some other place in the
  2900.     program, it is likely that one of your hardware components needs
  2901.     service or replacement. The program returns to the command state after
  2902.     this error is generated.
  2903.  
  2904.     ILLEGAL FUNCTION CALL, LOC ###. The program has come upon an internal
  2905.     error that was not anticipated. An error such as this one indicates a
  2906.     bug in the program that has not been corrected. Please report the
  2907.     circumstances of the error to the author, along with the location
  2908.     number reported by the program.
  2909.  
  2910.     INVALID ATOM TYPE. REENTER. While adding hydrogen atoms in the semi-
  2911.     automatic mode, you have specified an atom type that is not carbon,
  2912.     nitrogen, oxygen, or sulfur. No other atom types can be processed
  2913.     semi-automatically. Control remains in the EDIT environment, and you
  2914.     are prompted for a valid atom type.
  2915.  
  2916.     INVALID CHARACTER IN FILENAME. REENTER. You have included an invalid
  2917.     character in the filename while executing the FILE command. Identify
  2918.     the character, then remove it from the filename. Control remains in
  2919.     the FILE command and you are again prompted for a valid filename.
  2920.  
  2921.     INVALID CHARACTER IN NUMBER FIELD. During an input operation from either
  2922.     the keyboard or from a file, the program encountered a letter or other
  2923.     character when it was expecting a number. This error should occur
  2924.     infrequently, if at all, and may be corrected by reentering the number
  2925.     correctly. The program returns to the command state when this error is
  2926.     encountered.
  2927.  
  2928.     INVALID VALUE. This response is the general one that occurs when an
  2929.     incorrect data value is entered in response to a prompt from PCMODEL.
  2930.     The invalid value may be a negative number or zero, or it may be a
  2931.     number greater than the range of numbers acceptable to the program.
  2932.     For example, the program cannot operate on atom numbers higher than
  2933.     the total presently in memory. This message may also result from
  2934.     inclusion of a nonnumeric (e.g., alphabetic) character when the
  2935.     program is expecting a number. Also, you may have entered a number
  2936.     that is already in use, e.g., an atom number for an angle that has
  2937.     already been specified for that angle. In each case where this error
  2938.     occurs, the program sounds a tone, then prompts you again for a valid
  2939.     response.
  2940.  
  2941.     OUT OF MEMORY. ARRAYS RESET TO 1000. This message appears if you set the
  2942.  
  2943.     PCMODEL User's Manual                                          Page 52
  2944.  
  2945.  
  2946.     coordinate data arrays at a level too large for the available memory
  2947.     in your computer. It may also occur if your computer has several
  2948.     utility programs (e.g., print spoolers) loaded along with PCMODEL,
  2949.     such that you are operating very close to the limit of the memory
  2950.     needed by PCMODEL. You may need to acquire more memory or eliminate
  2951.     one or more of the co-resident programs.
  2952.  
  2953.     OUT OF STRING SPACE. You have added so many atoms with their identifier
  2954.     strings that the program has no more room to store the strings. This
  2955.     error should be seen rarely if ever, since the coordinate data iden-
  2956.     tifier strings are handled dynamically.
  2957.  
  2958.     OVERFLOW. USE SMALLER NUMBER. A program integer variable has been set to
  2959.     a value greater than 32,768. The most likely occurrence of this mes-
  2960.     sage is in the case of an unreasonably large size factor, put in with
  2961.     the SIZE command. While the SIZE command has a built in check for size
  2962.     factors greater than 10, it is possible to put in multiple SIZE com-
  2963.     mands that will eventually cause this error. The program returns to
  2964.     the command state after it recovers from this error. If the error
  2965.     condition is due to an unreasonably large cumulative size factor, it
  2966.     may be avoided by using smaller SIZE factors.
  2967.  
  2968.     PATH NOT FOUND. CHECK THE PATH SPECIFICATION. You have specified a path
  2969.     name which does not exist on the drive indicated. Make sure you have
  2970.     spelled the path correctly and that the disk drive is the one you
  2971.     intended to access.
  2972.  
  2973.     PATH/FILE ACCESS ERROR. CHECK THE PATH SPECIFICATION. See the "Path not
  2974.     found" error for a discussion of this error.
  2975.  
  2976.     PRINTER IS OUT OF PAPER OR TURNED OFF. If the printer is not ready,
  2977.     either by being out of paper or in a disabled state (such as not being
  2978.     on), this error will appear. Correct the error by loading the printer
  2979.     with paper or make sure it is turned on, then reissue the command. The
  2980.     program returns to the command state after this error.
  2981.  
  2982.     PRINTER TIMEOUT. CHECK THE PRINTER. This error occurs when the printer is
  2983.     not on line. Place the printer on line, then reinitiate the command.
  2984.  
  2985.     REACHED ARRAY LIMIT. USE ALT-L. You have tried to read a data file that
  2986.     contains too many coordinates. This error only appears if a structure
  2987.     already exists in memory. If the memory arrays are blank, the program
  2988.     will automatically rescale itself to accomodate the larger coordinate
  2989.     requirement. To rectify the situation, use the QUIT and RESET command
  2990.     sequence, then increase the array limits with the Alt-L command.
  2991.  
  2992.     THE DISK DRIVE IS NOT READY. This message occurs if either the disk drive
  2993.     door is open or there is no diskette in the drive. To correct the
  2994.     error, close the door or make sure the desired disk is in the drive.
  2995.     The program returns to the command state after this message is dis-
  2996.     played.
  2997.  
  2998.     THE DISK IS FULL. PLEASE REPLACE IT. If nearly all of the space on a
  2999.     diskette is in use and you attempt to save another file on it that is
  3000.     larger than the space remaining, the program will generate this error.
  3001.  
  3002.     PCMODEL User's Manual                                          Page 53
  3003.  
  3004.  
  3005.     The program returns to the command state, at which point you should
  3006.     replace the diskette with one containing enough space to hold the new
  3007.     data file.
  3008.  
  3009.     THE PCM3.HLP FILE IS MISSING. When you request the more detailed second
  3010.     help screen by pressing the H key from the primary help screen,
  3011.     PCMODEL reads in a file from the default drive named PCM3.HLP. If that
  3012.     file is absent, this message results. Make sure that the current drive
  3013.     and path contains the PCM3.HLP file.
  3014.  
  3015.     TOO MANY FILES OR BAD FILE SPEC. A diskette directory will hold only a
  3016.     finite number of filenames, and if the files are all small ones, it is
  3017.     possible to fill up the directory on the diskette before you actually
  3018.     fill up the space on the diskett itself. If this happens, the stated
  3019.     error will be generated. Replace the diskette with either a new,
  3020.     formatted one or one with enough room in its file directory to hold
  3021.     the file you are attempting to save. The program returns to the com-
  3022.     mand state after it encounters this error.
  3023.  
  3024.     SIZE FACTOR TOO LARGE. USE 10 OR LESS. You have tried to zoom in too far
  3025.     with the SIZE command. To safeguard the data integrity against ac-
  3026.     cidental errors, you cannot expand the scope of the display window
  3027.     more than 10-fold at one time. There is normally no reason to enlarge
  3028.     the image this much anyway, since the useful range of the SIZE command
  3029.     is from 0.1 to 10. The program returns to the command state following
  3030.     this error, and the display window is left unchanged.
  3031.  
  3032.     TOTAL EXCEEDS SPECIFIED VALUE. While performing a nonprincipal rotation,
  3033.     you have input a range of atom numbers that exceeds the number of
  3034.     atoms you originally specified. Control remains in the ROTATION en-
  3035.     vironment, and you are prompted for a new atom total. Be sure to
  3036.     specify the proper total of atoms to be rotated. Moreover, remember
  3037.     that the range you specify for the atom numbers is inclusive.
  3038.  
  3039.     UNANTICIPATED ERROR ### LOC ###. Despite the inclusion of extensive error
  3040.     checking capability, it is possible that unanticipated errors may
  3041.     occur during the use of PCMODEL. If such a situation arises, you will
  3042.     see this message. In place of the ### characters will be two numbers.
  3043.     Please record these numbers and the conditions under which they arose,
  3044.     then contact the author with the information. PCMODEL will hold the
  3045.     screen display until you press any key, in order to give you an oppor-
  3046.     tunity to record the error code information and the conditions. With
  3047.     your help, we can make the program even more robust than it currently
  3048.     is.
  3049.  
  3050.     VALUE MUST BE >0. REENTER. You have tried to enter an atom number with a
  3051.     value less than 1 into the connection table during editing. The values
  3052.     in the connectivity table must be integers greater than zero.
  3053.  
  3054.     VALUE MUST BE GREATER THAN CURRENT TOTAL. Using the Add option of the
  3055.     EDIT command, when you add one or more atoms to the current model, the
  3056.     new total of atoms must be larger than the previous total. In other
  3057.     words, you cannot delete an atom with the Add option by specifying a
  3058.     total that is less than that with which you started. Use the Delete
  3059.     option to remove atoms from the model. Control remains in the EDIT
  3060.  
  3061.     PCMODEL User's Manual                                          Page 54
  3062.  
  3063.  
  3064.     environment, and you will be prompted for a new atom total.
  3065.  
  3066.     YOU NEED A GRAPHICS CARD TO RUN PCMODEL. This error appears if you at-
  3067.     tempt to run PCMODEL on a system equipped with only a monochrome
  3068.     monitor. There is no corrective action to take, except to obtain an
  3069.     appropriate graphics card and monitor.
  3070.  
  3071.     X-RAY FORMAT FILE. DO QUIT+RESTART FIRST. You have tried to add a data
  3072.     file that is in X-ray (unit cell) coordinate format to a display
  3073.     already containing a cartesian coordinate file. The two formats are
  3074.     not compatible. You must convert the X-ray file to cartesian format
  3075.     first.
  3076.  
  3077.     PCMODEL User's Manual                                          Page 55
  3078.  
  3079.  
  3080.                   APPENDIX B - COORDINATE GENERATION PROGRAM
  3081.  
  3082.  
  3083.  
  3084.     INTRODUCTION
  3085.  
  3086.        The CGP program is intended for use in conjunction with PCMODEL. It
  3087.     generates a PCMODEL data set for a molecule of up to 100 atoms, based
  3088.     only on the identities of the atoms contained in the molecule and the
  3089.     bond lengths and bond angles between the atoms. The program is full-
  3090.     screen oriented, and the files generated may be saved and freely
  3091.     edited.
  3092.  
  3093.        Start the program by typing
  3094.  
  3095.      CGP
  3096.  
  3097.     followed by ENTER, at the DOS prompt. It is completely self-contained,
  3098.     and you do not need any other files or libraries present on the dis-
  3099.     kette. Because of the close synergy between CGP and PCMODEL, it is
  3100.     convenient to keep them in the same directory if you are using a hard
  3101.     disk.
  3102.  
  3103.        The program begins by presenting the menu screen. On this screen
  3104.     are six choices, numbered 1 through 6, as follows:
  3105.  
  3106.     1. Edit a data set
  3107.  
  3108.     2. Create a new data set
  3109.  
  3110.     3. Disk data files
  3111.  
  3112.     4. Generate a coordinate file
  3113.  
  3114.     5. Help
  3115.  
  3116.     6. Quit
  3117.  
  3118.     To select one of the choices, press either the corresponding number or
  3119.     the first letter of the choice. For example, you may receive help by
  3120.     pressing either the number 5 or the letter H. Both upper and lower
  3121.     case letters are acceptable. You may also quit and return to DOS by
  3122.     pressing function key F1.
  3123.  
  3124.        The data sets for the CGP program are in the form of string data
  3125.     containing atom identifiers, bond lengths and bond angles. All data
  3126.     files for CGP have the extension ".CGS" (for Coordinate Generation
  3127.     String) and can be identified as such. Any CGP data set can be edited
  3128.     by the CGP program itself or read by a word processor that can handle
  3129.     ASCII text files.
  3130.  
  3131.  
  3132.     EDITING OR CREATING A DATA SET
  3133.  
  3134.     PCMODEL User's Manual                                          Page 56
  3135.  
  3136.  
  3137.        When you select either choice 1 (Edit) or choice 2 (Create), you
  3138.     are prompted for a file name. The program prints the current drive and
  3139.     colon, eight spaces, and the extension ".cgs." You may now type in a
  3140.     filename of up to eight characters. Several editing keys are active at
  3141.     this point, in addition to the normal keyboard letters and numbers:
  3142.  
  3143.        1. The right and left cursor keys allow you to scan over the entire
  3144.           filename space, except the ".cgs" extension.
  3145.  
  3146.        2. The Esc key will erase the entire field, again except for the
  3147.           ".cgs" extension. The F2 function key will perform the same
  3148.           function.
  3149.  
  3150.        3. The Backspace key will perform the usual destructive backspace
  3151.           function, erasing the letter to the left of the cursor and
  3152.           placing the cursor there.
  3153.  
  3154.        4. The Del key will remove the character directly above the cursor
  3155.           and fill in the blank by shifting the remaining characters to
  3156.           the right of the cursor one space to the left.
  3157.  
  3158.        5. The F1 function key will cancel the entry process and return to
  3159.           the initial menu screen.
  3160.  
  3161.        6. The F6 function key will erase all characters above and to the
  3162.           right of the cursor.
  3163.  
  3164.        7. The Ctrl-F1 key combination cause the program to immediately
  3165.           terminate and return to DOS. No data will be saved and no prompt
  3166.           will appear.
  3167.  
  3168.        8. The ENTER key sends the file name to the program. If the file
  3169.           name line is blank, either because you did not enter a name or
  3170.           you erased the name using the Esc key, the program returns to
  3171.           the initial menu.
  3172.  
  3173.        When you specify the file name and press ENTER, the program checks
  3174.     for the existence of that file. If you have selected Choice 2 (Create
  3175.     a new data set), the program will make sure that the file does not
  3176.     already exist. If it does, you will be so informed and asked if you
  3177.     want to overwrite it. If you press N for no, the program will return
  3178.     to the initial menu. Otherwise, the program will move to the data
  3179.     entry screen.
  3180.  
  3181.        If you have selected Choice 1 (Edit an existing data set), the
  3182.     program will load that file and move to the data entry screen. If the
  3183.     specified data set is not present, an error message will be generated
  3184.     and you will be prompted for another file name.
  3185.  
  3186.        The CGP program maintains the current file name in memory until it
  3187.     is erased or replaced with another. This means that when you choose
  3188.     Edit a subsequent time, the program prompt will contain the name of
  3189.     the previous file. You may either edit this file name to specify the
  3190.     new file name or you may blank the line with the Esc (or F2) key, then
  3191.     type the new name.
  3192.  
  3193.     PCMODEL User's Manual                                          Page 57
  3194.  
  3195.  
  3196.     CHANGING THE DATA DRIVE
  3197.  
  3198.        When a file name is requested by CGP, it is prefaced by the default
  3199.     drive designator. This is a letter, usually in the range A-E, that
  3200.     represents the disk drive that DOS considers to be the active drive.
  3201.     This drive is the same one that shows in the DOS system prompt. Al-
  3202.     though the current drive is specified automatically at the prompt,
  3203.     followed by a colon (:), you may change this letter by moving the
  3204.     cursor to the left and typing a new letter over the original one. This
  3205.     will cause DOS to look for the file name on the newly specified drive,
  3206.     rather than the default drive. Please note that by changing the drive
  3207.     letter in the file name line, you are not changing the current drive.
  3208.     You are simply redirecting the search for the present file name to
  3209.     another disk drive.
  3210.  
  3211.        The program as currently configured does not support path names and
  3212.     subdirectories, so if you are using a hard disk, make sure that the
  3213.     desired subdirectory is already current by changing to it before
  3214.     beginning CGP. Since the disk drive letter is an integral part of the
  3215.     file name, CGP will not allow you to omit it from the filename. If you
  3216.     do so, the program will detect its absence and place the current drive
  3217.     letter back into the file name before it begins to search for the
  3218.     specified data set.
  3219.  
  3220.  
  3221.     THE DATA ENTRY SCREEN
  3222.  
  3223.        Entry of atom identifiers and bond length and bond angle data with
  3224.     CGP takes place in full-screen mode. When the data entry screen comes
  3225.     up, there are seven columns across the screen and 20 rows down the
  3226.     screen. There is also a title line at the top of the screen and a row
  3227.     of prompts at the bottom of the screen. The active file, i.e., the
  3228.     file serving as the current data set, is printed just above the prompt
  3229.     legends. The cursor may be moved to any position on the data entry
  3230.     screen where data may be entered.
  3231.  
  3232.        There are actually five pages of data entry screens, which may be
  3233.     thought of as windows on the data file. When the data screen first
  3234.     appears, page one is in the window and the numbers are from 1 to 20.
  3235.     If you press the PgDn key, the screen will clear and the second page
  3236.     of data will appear. The atoms on this page are numbered from 21 to
  3237.     40. Similarly, there are three more pages that may be accessed by
  3238.     consecutively pressing PgDn. You may return to the previous pages by
  3239.     pressing the PgUp key. The window is decreased by one page each time
  3240.     the PgUp key is pressed, until the first page is reached. At that
  3241.     point the PgUp key has no effect.
  3242.  
  3243.        Several editing keys and functions are active on the data screen,
  3244.     besides the usual letters and numbers. Following is a list of the
  3245.     active keys:
  3246.  
  3247.        a. The cursor right and cursor left keys move the cursor across the
  3248.           screen. The cursor will move only to those fields where data
  3249.           input is allowed. Each field on the screen is seven columns wide
  3250.           except the Atom Identifier field (the leftmost one), which is
  3251.  
  3252.     PCMODEL User's Manual                                          Page 58
  3253.  
  3254.  
  3255.           eight characters wide. As you move the cursor horizontally
  3256.           across a field, it will skip from the last column in one field
  3257.           to the first column of the next field. When it reaches either
  3258.           the end or the beginning of a row, it will wrap around to the
  3259.           next or previous row, respectively.
  3260.  
  3261.        b. The Backspace key serves the usual destructive backspace func-
  3262.           tion, deleting the character immediately to the left of the
  3263.           cursor and closing up the remaining data in the field. It has no
  3264.           effect at the beginning of a field, i.e., it will not move
  3265.           across fields to delete characters.
  3266.  
  3267.        c. The Esc key and the F2 function key perform the same function.
  3268.           Both serve to erase the field in which the cursor is placed and
  3269.           replace it with blanks.
  3270.  
  3271.        d. The ENTER key and the Tab key perform the same function - to
  3272.           move the cursor to the next field in the row. If the cursor is
  3273.           already in the last field, it moves to the first field of the
  3274.           next row. Before CGP leaves a data field it checks to make sure
  3275.           that the data in the field are left justified and contiguous,
  3276.           i.e., with no spaces or gaps in the characters.
  3277.  
  3278.        e. The Shift-Tab key performs the reverse of the Tab key, that is,
  3279.           it moves the cursor to the previous field. Again, if the cursor
  3280.           is already in the first field of the row, it is moved to the
  3281.           last field of the previous row.
  3282.  
  3283.        f. The Home key moves the cursor to the top leftmost field of the
  3284.           screen.
  3285.  
  3286.        g. The PgUp and PgDn keys have been discussed previously. They move
  3287.           the displayed page up or down, respectively. The PgDn key, when
  3288.           pressed, displays the next 20 rows of data in the data set,
  3289.           while the PgUp key displays the previous 20 rows of data.
  3290.  
  3291.        h. The Cursor Up and Cursor Down keys move the cursor between rows
  3292.           of data. It is this capability that contributes to the full-
  3293.           screen capability of the program. You are not limited to moving
  3294.           from field to field in one row.
  3295.  
  3296.        i. The Del key performs the usual function, deleting the character
  3297.           above the cursor and moving all subsequent characters to the
  3298.           left by one space.
  3299.  
  3300.        j. The F1 function key exits the data screen and returns to the
  3301.           initial menu. If any changes have been made in the data, CGP
  3302.           will save the data on disk before exiting. This is to safeguard
  3303.           the data from loss. If no changes have been made, the program
  3304.           returns directly to the initial menu.
  3305.  
  3306.           Before saving the file, CGP will prompt you for the file name.
  3307.           The default file name is the same as the active file. You may
  3308.           press ENTER to save the data in this file. You may, however,
  3309.           change the name of the data file at this point so that it will
  3310.  
  3311.     PCMODEL User's Manual                                          Page 59
  3312.  
  3313.  
  3314.           be saved under a different name. The major use for this is to
  3315.           create one or more similar but different files. Using this
  3316.           option, you may change an existing file and save it as a new one
  3317.           without retyping redundant data. The same keys are active for
  3318.           the specification of a new file name as are active in the file
  3319.           name input section, previously discussed.
  3320.  
  3321.        k. The Shift-F2 function key is a line erase key. Pressing this key
  3322.           combination will cause the current line of data to be erased
  3323.           from the current cursor data field to the end of the row.
  3324.  
  3325.        l. The Ctrl-F1 function key unconditionally terminates the program
  3326.           and returns to DOS. In this sense it serves as a kind of "panic
  3327.           button." When you press this key combination, the program is
  3328.           immediately terminated. No prompts are displayed, no messages
  3329.           are given, and no files are saved.
  3330.  
  3331.        m. The F3 function key toggles between the two data modes possible
  3332.           in CGP. One is based on both a bond angle and a dihedral angle
  3333.           to specify the coordinates of an atom, while the other depends
  3334.           on two bond angles. The former is the default mode. This will be
  3335.           discussed further in a later section.
  3336.  
  3337.        n. The F4 function key duplicates the data in the field above the
  3338.           current one. This capability is a useful one and saves con-
  3339.           siderable time. For example, many of the bond angles in a
  3340.           molecule will be standard tetrahedral ones of 109.5 degrees.
  3341.           Rather than typing the same number so many times, it can be
  3342.           copied down a column using the F4 key. To do this, move the
  3343.           cursor to the field below the field you want to copy, then press
  3344.           F4.
  3345.  
  3346.        There are a few other aspects of data entry that need to be dis-
  3347.     cussed. One of these is the form of the data. Due to the way the data
  3348.     are handled by CGP, all of the fields must be filled in if the cal-
  3349.     culation algorithm is to perform without error. This means that no
  3350.     blank rows can be included within the data set. Moreover, each atom
  3351.     must have at least one character that identifies it in the leftmost
  3352.     column of each row. If you leave any blank rows on data input, say by
  3353.     skipping a row with the Cursor Down key, the program will protest, as
  3354.     it will if you try to fill in any of the data fields without first
  3355.     filling in the atom identifier field. We suggest that each atom iden-
  3356.     tifier begin with one of the capital letters used by PCMODEL for atom
  3357.     assignment (C, H, O, N, S, P, B, F, G (for Cl), E (for Br), or I). In
  3358.     this way, the atoms will be displayed in the appropriate colors and
  3359.     sizes when the coordinate file is read into PCMODEL.
  3360.  
  3361.        The program checks for a blank "Atom ID" field in order to know
  3362.     when the end of the file has been reached. If you were to find a way
  3363.     to place a blank row in a data set, all the data below the blank field
  3364.     would be lost when the data set were saved.
  3365.  
  3366.        The algorithm used to calculate the cartesian coordinates is based
  3367.     on that used in the FORTRAN program MBLD, available from the Quantum
  3368.     Chemistry Program Exchange (Dept. of Chemistry, Indiana University).
  3369.  
  3370.     PCMODEL User's Manual                                          Page 60
  3371.  
  3372.  
  3373.     For input it uses seven data values. Each atom (except the first
  3374.     three) has associated with it:
  3375.  
  3376.        1. An atom identifier containing up to eight characters. It may be
  3377.           composed of letters and numbers, and the letters may be upper or
  3378.           lower case.
  3379.  
  3380.        2. The number of a previous atom in the data set to which it is
  3381.           attached. This number is handled as an integer.
  3382.  
  3383.        3. The bond length between the atom whose number was stated in
  3384.           Field 2 and the current atom.
  3385.  
  3386.        4. The number of a previous atom in the data set which forms a bond
  3387.           angle with the current atom. This number is also an integer.
  3388.  
  3389.        5. The bond angle between the atom whose number was stated in Field
  3390.           4 and the current atom.
  3391.  
  3392.        6. The number of a previous atom in the data set which forms a
  3393.           dihedral angle with the current atom, or less preferably, the
  3394.           number of a second previous atom (different from the atom stated
  3395.           in Field 4) which forms a simple bond angle with the current
  3396.           atom.
  3397.  
  3398.        7. The value of the angle denoted by the number of the atom in
  3399.           Field 6. Note that a dihedral angle has a sign, and the use of
  3400.           the wrong sign will produce bizarre (and occasionally almost
  3401.           unrecognizable) results in the final coordinate data file. To
  3402.           denote whether this angle is a dihedral angle or a simple bond
  3403.           angle, the F3 function key is used. In the default state, the
  3404.           angle is assumed to be a dihedral angle. If it is a second
  3405.           simple bond angle, let the program know this by pressing the F3
  3406.           function key with the cursor in the angle field. The field will
  3407.           be written in reverse video and the data file on the disk will
  3408.           also be marked to reflect this status when it is written. If you
  3409.           later decide to use a dihedral angle and change the atom number
  3410.           in Field 6 and the value for the angle in Field 7, be sure to
  3411.           toggle the field back to the default state by pressing F3 again
  3412.           while the cursor is in Field 7.
  3413.  
  3414.        The first three atoms of the data set are unique, since they are
  3415.     treated specially by the program. The first atom is specified only by
  3416.     the Atom ID. It is defined as having the coordinates 0,0,0, that is,
  3417.     at the origin. The second atom must have both an Atom ID and a bond
  3418.     length by which it is attached to the first atom. The third atom is
  3419.     specified by a bond length from the second atom and a bond angle it
  3420.     forms with the first atom. The data screen is equipped with protected
  3421.     fields for these first three atoms, so that they may be treated in
  3422.     this manner.
  3423.  
  3424.  
  3425.     GENERATING CARTESIAN COORDINATE DATA FILES
  3426.  
  3427.     PCMODEL User's Manual                                          Page 61
  3428.  
  3429.  
  3430.        To generate a Cartesian coordinate data file, select Choice 4 from
  3431.     the initial menu. You will then be prompted for a file name exactly as
  3432.     you were when you chose a file to edit or to create. If you have
  3433.     already edited a file during the session, that file name will be
  3434.     displayed. You may change it or enter a new name at this point, then
  3435.     press ENTER. You may also accept that file name (the usual case) just
  3436.     by pressing the ENTER key. The program will then generate a file of
  3437.     that name on the drive specified, with the standard PCMODEL ".DT3"
  3438.     extension. If the file already exists, it will be overwritten by the
  3439.     program. This coordinate data file is in the standard PCMODEL Version
  3440.     3.0 format. There is no bond information in the data file generated by
  3441.     CGP. PCMODEL will add the bond connections when it reads the data
  3442.     file.
  3443.  
  3444.        The molecule as generated has atom 1 placed at the coordinates
  3445.     12,6,6, rather than 0,0,0. This translation permits the displayed
  3446.     structure to appear at the center of the PCMODEL display window. Once
  3447.     you display the molecule in PCMODEL, rotating it about the X axis
  3448.     helps to visualize it. This is because of the nature of the bond
  3449.     generation process. The view initially presented is "end on," and is
  3450.     not easily visualized.
  3451.  
  3452.  
  3453.     EXAMPLES
  3454.  
  3455.        Included with the CGP program are four data set files. These are
  3456.     for the molecules Ethyl Chloride (ETHCHLOR.CGS), Cyclohexane
  3457.     (CYCLOHEX.CGS), Adamantane (ADAMANT.CGS), and Meperidine
  3458.     (MEPERID.CGS). These files may be loaded and studied to become
  3459.     familiar with the CGP program. To illustrate the use of CGP, here are
  3460.     the step by step instructions for generating a coordinate file from
  3461.     the Cyclohexane data set:
  3462.  
  3463.        1. Place all the files on the default drive, on either a diskette
  3464.           or a hard disk. Make sure that the drive containing the files is
  3465.           the default drive.
  3466.  
  3467.        2. Begin the program by typing CGP and pressing the ENTER key. The
  3468.           initial menu will appear.
  3469.  
  3470.        3. If you wish to edit the file, select Choice 1 from the menu by
  3471.           pressing either the number 1 or the letter E, otherwise go to
  3472.           step 6, below.
  3473.  
  3474.        4. Type the file name CYCLOHEX at the file name prompt (upper or
  3475.           lower case) and press ENTER.
  3476.  
  3477.        5. Edit or browse the data. When you are finished, press F1. If you
  3478.           have changed the data, you will be prompted for a file name
  3479.           before the program saves the changes. If you receive this
  3480.           prompt, press ENTER.
  3481.  
  3482.        6. Select Choice 4 from the menu by pressing either the 4 key or
  3483.           the G key. You will be prompted for a file name. If you have
  3484.           already edited or browsed the CYCLOHEX.CGS file, it will appear
  3485.  
  3486.     PCMODEL User's Manual                                          Page 62
  3487.  
  3488.  
  3489.           in the file name space. If this is the case, just press ENTER.
  3490.           Otherwise, type in the name CYCLOHEX and press ENTER. The
  3491.           program will inform you that the file is being generated, then
  3492.           tell you that the file has been generated. The initial menu will
  3493.           reappear on the screen.
  3494.  
  3495.        7. Select Choice 6 from the menu by pressing either the 6 key or
  3496.           the Q key. The program will exit to DOS.
  3497.  
  3498.        8. Run the PCM3 program, either from the diskette or from the hard
  3499.           disk. After it is running, ADD the file CYCLOHEX by pressing the
  3500.           A key, then selecting it from the catalog listing with the mouse
  3501.           device or the cursor arrow keys. Be sure to select the right
  3502.           drive and path for the directory. When this process is complete,
  3503.           the structure will appear on the screen. It may be manipulated
  3504.           in the usual way at this point.
  3505.  
  3506.     PCMODEL User's Manual                                          Page 63
  3507.  
  3508.  
  3509.                                PCMODEL ORDER FORM
  3510.  
  3511.  
  3512.     Remit to:  KT Consulting             Disk Size:   _____ 5.25" 360K
  3513.                P.O. Box 3810                          _____ 5.25" 1.2M
  3514.                Vernon, CT 06066                       _____ 3.5"  720K
  3515.  
  3516.  
  3517.  
  3518.                                                     Price    Qty     Amount
  3519.     Option 1:                                       =====   ====    ========
  3520.     ---------
  3521.                                                               
  3522.     PCMODEL Full Registration ................... $ 69.00   ____    $ ______
  3523.      (includes manual)
  3524.  
  3525.     Shipping and Handling, each (within U.S.).... $  6.00   ____    $ ______
  3526.      ($12 each outside of U.S.A.)
  3527.  
  3528.  
  3529.     Option 2:
  3530.     ---------
  3531.  
  3532.     PCMODEL Registration of Shareware Copy Only.. $ 45.00   ____    $ ______
  3533.      (does not include manual, includes disks,
  3534.       upgrade notice. No extra charge for shipping)
  3535.  
  3536.  
  3537.     Supplemental:
  3538.     -------------
  3539.  
  3540.     Extra User's Manual ......................... $ 24.00   ____    $ ______
  3541.      (To registered users only)
  3542.  
  3543.     Shipping and Handling of Extra Manual, each.. $  6.00   ____    $ ______
  3544.      ($12 each outside of U.S.A.)
  3545.  
  3546.  
  3547.                                                           Subtotal  $ ______
  3548.  
  3549.                       (Connecticut residents only)    8% Sales Tax  $ ______
  3550.  
  3551.                                                              Total  $ ______
  3552.  
  3553.       Payment by:  ( ) Check or money order payable in U. S. funds
  3554.  
  3555.  
  3556.          Name  ____________________________________________________________
  3557.  
  3558.       Company  ____________________________________________________________
  3559.  
  3560.       Address  ____________________________________________________________
  3561.  
  3562.                ____________________________________________________________
  3563.  
  3564.          City  ________________________________ State _____  Zip __________
  3565.  
  3566.     Day Phone  (_____)_______________  Evening Phone (_____)_______________
  3567.  
  3568.     Please write for Site License and Student agreements. Students and
  3569.     educational institutions may qualify for special license rates.
  3570.  
  3571.     PCMODEL User's Manual                                          Page 64
  3572.  
  3573.  
  3574.                                LICENSE
  3575.  
  3576.     PCMODEL is a shareware (user supported) product and is not in the
  3577.     public domain. You are free to use, copy and distribute PCMODEL for
  3578.     noncommercial use if no fee is charged for use, copying, or distri-
  3579.     bution, and if it is not modified in any way. Clubs and user groups
  3580.     may charge a nominal fee (less than $6) while distributing PCMODEL.
  3581.  
  3582.     The PCMODEL software package and manual are distributed on an "As Is"
  3583.     basis, without warranty. Neither the authors nor KT Consulting shall
  3584.     have any liability to any person or entity with respect to any
  3585.     liability, loss, or damage caused or alleged to be caused directly or
  3586.     indirectly by the instructions in the manual or the software itself.
  3587.     In no event shall KT Consulting be liable for any damages, including
  3588.     loss of profits, savings, or other incidental or consequential
  3589.     damages arising out of the use or misuse of the program, or for any
  3590.     claim by any party.
  3591.  
  3592.     If you have any questions, comments, or suggestions about PCMODEL,
  3593.     send them to Jim Henkel at the address below or at Compuserve ID
  3594.     73277,762.
  3595.  
  3596.     If you find PCMODEL to be useful in your research, teaching, or other
  3597.     activities, a registration of $69 (+ $6 shipping) would be
  3598.     appreciated. Upon full registration, you will receive a 250-page
  3599.     printed user's manual, the most recent version of the program, a
  3600.     coordinate conversion and transformation program, notice of updates,
  3601.     and access to the Coordinate Data Consortium, a depository of
  3602.     structures generated and contributed by users of the program. Lower
  3603.     cost registration options are available, as listed on the order form.
  3604.  
  3605.                                     KT Consulting
  3606.                                     P.O. Box 3810
  3607.                                     Vernon, CT 06066
  3608.