MİKROKOZMOSTAKİ SİMULASYON

• Grafik ve çizim

Dramstadt Üniversitesi fiziko kimya bölümü başkanı Jüngen Brikmann *“Adeta moleküller arasında bir gezinti yapar gibi'” diyerek grafik ekranındaki memnuniyetini belirtti.

Eczacılar için çok

önemli bir ipucu: Tripsin molekülün reseptör bölümüne bir inhibitör yerleşmesi.

ÇEV.: ANIL GÜL

K sa bir süre öncesine ait bir bilim kurgu: Birkaç mikrometre boyutlarına indirilmiş bir denizaltı deki doktorlar ile birlikte insan organizması içinde seyahat etmektedir. Bu arada bilim adamları damarlar ve organlar içinde gördükleri kimyasal bileşiklerin fantastik yapıları karşısında hayrete düşmekteler. Darmstadt üniversitesi fizikokimya bölüm başkanı Jürgen Brickmann “Adeta moleküller arasında bir gezinti yapar diyerek grafik ekranındaki çizimler karşısındaki memnuniyetini belirtmekte ve şöyle devam etmektedir: “Mouse ile istediğim molekülü uzay içinde döndürebilirim. Aynı zamanda istediğim açıdan molekülün iç yapısını gözleyebilir ve bir tuşa basarak kesit alabilirim.”” “Computer Assisted Molecular Design” veya kısaca CAMD adı verilen bu yeni bilgisayar destekli sistem moleküllerin kimyasal yapılarını üç boyutlu olarak ekrana getirmekte, analiz etmekte ve istenen değişiklikleri yapmaktadır. Karmaşık makromoleküllerin üç boyutlu gösterimi yeni bileşikler geliştiren kimyagerler ve biyologlar için yeni ufuklar açmaktadır. Birçok ilaç vücut içerisindeki biyolojik proseslere uyum sağlayail için etkili olmaktadır. ler -ki bunlar vücut içinde biyokimyasal reaksiyonları hızlandıran veya gerçekleşmesini sağlayan makromoleküllerdir- burada önemli rol oynamaktadırlar. Bu noktada kimyacının görevi bir bileşik, yani ilaç yardımıyla enzimin fonksiyonlarının tamamını veya bir bölümünü engellemektir. Bu durumda enzim ile oluşturacak ilaç bileşiğinin adeta bir anahtarın yuvasına uyduğu gibi birbi- Tine uyması gerekmektedir. Doğ- Tu anahtarın bulunması için ise biyologlar ve kimyacılar eskiden tüm seçenekleri sırayla ela almak zorundaydılar. Oysa CAMD ile moleküler yapısı bilinen maddeler sistematik olarak kolayca denenebilir.

Darmstadt teknik yüksek okulunda fizikokimya enstitüsünde geliştirilmiş olan bu grafik sisteminin benzerleri Amerika'da da mevcuttur. Bu proje Batı Almanya Araştırma ve Teknoloji Bakanlığınca kobay hayvanlarının yerini alması amacıyla desteklenmiş ve finanse edilmiştir. 1986 yılında Battelle enstitüsünce yapılan bir araştırma sonucunda deney hayvanlarının eczacılık alanındaki araştırmalarda, bağışıklık bilmi ve salgın hastalıklar konusundaki araştırmalarda ve 9016'smın ise kimyasal ve büyolojik alaşımlara organizmanın gösterdiği tepkilerin gözlenmesinde kullanılmıştır. Bilgisayar teknolojisinin yerleşmesiyle birlikte eczacılık alanında deneylerde kobay hayvanlırının kullanılmasına gerek kalmayacak gibidir. İyi planlanmış bir deney aşaması ve bunun ardından bulguların bilgisayar yardımıyla mantıklı bir şekilde değerlendirilmesi sonucunda en azından gereksiz hayvan deneylerinin önüne geçilebilir. Ayrıca tüm dünya üzerine yayılmış bir iletişim ağı aynı deneyin farklı mekânlarda birkaç kez yapılmasını engelleyebilir ve araştırmalarda sürat kazandırır. Tüm bunların yanında değişik hücre kültürleri göstermiştir ki, birçok sorunun cevaplanmasında canlı hayvanların kullanılması son derece gereksizdir. Günümüzde değişik hücre kültürleri ile yapılan deneylerin değerlendirilmesinde bilgisayarların kullanılması kaçınılmaz hale gelmiştir. Örneğin mikroskoptan elde edilen bir görüntünün bilgisayar tarafından alınıp yorumlanması ve arşivdeki diğer kayıtlarla karşılaştırılması araştırmalarda büyük kolaylık ve sürat sağlamaktadır. CAMD'da ise bilgisayar sıradan bir laboratuvar yardımcılığı aşamasını çoktan geride bırakmıştır ve adeta deney sonuçların yorumlayan bir cihaz haline gelmiştir. CAMD'ın yardımıyla bilim adamları teorik olarak canlandıracakları molekülün iç yapısını adım adım ekrana getirebilir ve bu arada gerekli analizleri anında yapabilir. Bilgisayarla bu bilimsel diyaloğa girebilmek için oldukça karmaşık ve geniş kapsamlı bir grafik yazılımının geliştirilmesi gerekmekteydi. Profesör Brokmann bu konuya ilk olarak 70'li yılların başında eğilmiş ve bir CAMD programı olan ““Molcad”'i Darmstadt Enstitüsünde 1990 yılında tamamlanış. Profesör Brickmann'a ayrıca bu projede programcılar, biyologlar ve kimyagerlerden oluşan 20 kişilik bir ekip eşlik etmiş. Profesör Brickmann bu teknik harikasını “Molecular Modelling per Computer aslında deneylerde tel, tahta veya plastikten yapılmış modeller kullanılmasının bugünkü teknolojiye uyarlanmasından farklı birşey değildir” şeklinde tavsir etmektedir. Kimyacılar için ise CAMD son derece büyük bir kolaylığı simgelemektedir. Değişik atımların biraraya gelmesiyle oluşan moleküller sadece yapılarındaki elementler ile karakterize edilemezler. Burada maddenin özelliklerinin belirlenmesinde molekülün iç yapısı, yani atomların dizilişi önem kazanmaktadır. Aslında moleküller iç yapı ile kimyasal özellikler arasındaki bağlantı bu kadar basit değildir. Fakat yeni bileşiklerin oluşturulmasında bu temellere dayanmak yeterli olmaktadır. Bugün bilinen tıbbi bileşiklerin bü-

Tripsin molekülünün iç yapısı. Tripsin bağırsaklarda bulunan, sindirimde aktif rol oynayan ve proteinden oluşan bir enzimdir.

Mor renkteki Tripsin molekülünün, 4 gri renkteki reseptör ile birleşmesi. Buradan enzimin fonksiyonları bloke edilmiş durumdadır.

AD, yük çoğunluğu şans eseri denk gelmiştir. Bunların moleküler yapıları ile fiziksel özellikleri arasındaki bağlantı kesin olarak bilinmese de şu şekilde tanımlanmaktadır: Burada yine yukarıda adı geçen anahtar ve yuvası prensibi temel olarak alınmıştır. Molekülün tepki gösterebilmesi için reseptörün belli bir noktasına bağlanmalıdır. Bunada reseptör binlerce atomdan oluşan bir biomoleküldür ve insan organizmasında bulunmaktadır. Bilim adamları CAMD yardımıyla tıbbi bileşiklerin moleküler yapıları ve etkileri arasındaki mekanizmanın keşfi yolunda önemli adımlar atılacağı görüşünde birleşmekteler. Bu arada Röntgen Analizi - ki bu teknik kısa bir süre önce Johann Deisenhofer, Robert Huber ve Hartmut Michel adındaki üç Alman bilim adamına Nobel ödülü kazandırmıştı- Moleküler iç yapı hakkında önemli bilgiler vermektedir. Bundan başka Çekirdek-Rezonans- Spektroskopisi adı verilen yöntem ile molekül yapısı hakkında değişik veriler elde edilmektedir. Tüm bu veriler birleşerek bir moleküler iç yapı taslağı oluşturmaktadırlar. Kuantum mekaniği bazındaki hesaplar ve geliştirilen yeni modellerle bilim adamlarının bu alandaki verileri her an geliştirmektedirler. Burada amaç her türlü madde için uygun iç yapıyı ve buna bağlı olarakta reseptörler ile bağlantı sağlanabilecek noktayı bulmaktır. Tek bir el hareketi ile kimyacı istediği molekülden bir kesit alabilmekte, bakış açısını değiştirebilmekte ve değişik molekülleri uzayda karşı karşıya hareket ettirebilmektedir. Bu şekilde örneğin bir molekülün, yani anahtarı, bir reseptöre yani yuvaya uyum sağlayıp sağlamayacağını görebilir. Tıbbi bileşiklerin yakın bir gelecekte deneme yanılma yoluyla değilde belli bir amaç doğrultusunda geliştirilmeleri bu alandaki maliyetleri oldukça düşürecektir, örneğin bir ilaç yapılırken daha az kimyasal bileşik sentezlenecektir. Çok yakın bir gelecekte belki gelişmiş bir CAMD sistemi sayesinde yan etkileri hemen hemen hiç olmayan tesir gücü yüksek ilaçlar gerçekleşecektir. “Kimyacılar artık bir deyişle istediği molekülün yerine geçip mikroskobik olayları bu değişik açıdan izleyebileceklerdir”” diyen Profesör Jürgen Brickmann ayrıca moleküllerin üç boyutlu bilgisayar grafiklerini ekrana getiren bu yazılımın kimyacılara sınırsız olanaklar sunduğunu belirtmektedir. Kısa bir süre öncesini bilim kurgusu olan moleküller arasında yolculuk günümüzde gerçekleşme yolundadır.

Su molekülleri ile kaplanmış tripsi molekülü.

Bilgisayar tarafından oluşturulmuş bir tıbbi şiğin

Solda klasik Kallotten modeli yer almaktadır. Sağda ise yeni yüzey modeli gözükmektedir.

moleküler yapısı.

COMPUTER ASSISTED MOLECULAR DESİGN « CAMD:

Molcad adındaki yazılım güçlü CAMD programlarına iyi bir örnektir. Bu yazılım Darmstadı'daki teknik yüksek okulunun mükemmel grafik özelliklerine sahip Workstation'- ında gerçekleşmiştir. 1. Üç boyutlu moleküler tasarımlar sistematik olarak gerçekleştirilebilir ve bu modeller Data-Bank'larda yer alan deney verileri ile karşılaştırılip test edilebilir. 2. Değişik molekülleri iç yapıları ve hacimsel dolgunluk oranları birbirleriyle karşılaştırılabilirler. Bu karşılaştırmanın gerçek modellerle yapılması teknik olarak imkânsızdır. 3, Kuantum mekaniğinin karmaşık hesapları sonucunda elde edilen intermoleküler güç alanı fonksiyonları molekül komplexleri arasındaki bağları açıklamaktadır. Buna örnek olarak moleküller arası hidrojen bağlarını gösterebiliriz. 4. Moleküler hareketler dinamiği CAMD sistemi sayesinde bilgisayar tarafından simulasyon haline getirilmekte ve güçlü ve yüksek çözünürlüklü bilgisayarlar tarafından ekranda gösterilmektedir.

CARSTEL

Evet Delphine Software bu sefer diğerlerinden de mükemmel bir oyunla karşımızda. Daha evvel de Future Wars adlı arcade adventure'ı hazırlayan firma yeni bir oyunu piyasaya sürdü. Operation Stealth, oyununun konusu bulunduğumuz zamanda geçmekte. Oyun tam anlamıyla bir film jeneriğinde olduğu gibi başlıyor. Oyunun konusunu oluşturacak olaylar gelişiyor ve biz devreye giriyoruz. Oyuna Washington D.C'deki CIA karargahına yeni görevimizi öğrenmek için gelmemizle başlıyoruz. CIA başkanı bir hatırımızı sorduktan sonra asıl konuya geçiyor. Başkan bize Stealth adlı uçaklar hakkında bildiklerimizi soruyor. Biz de gazetelerden okuduğumuz kadarıyla bir bilgiye sahip olduğumuzu anlatıyoruz, fakat başkan bunların sadece halkın bildiği genel özellikler olduğunu ve Stealth'lerin çok daha üstün olduğunu anlatıyor. Bu arada uygulamaya yönelik bir modelin Miramar'da Top Gun pilotları tarafından test edilirken kaçırıldığını söylüyor. Ve Pentagon'un buetler'in işi olduğunu düü fakat eldeki delillerin bunun aksini gösterdiğini anlatıyor. O zaman uçağın kimlerin kaçırdığını sorduğumuzda, başkan bizden bunu araştırmamızı istediğini söylüyor. Uçağın Santa Paragua'ya indiğinin sanıldığını, fakat ülkenin her yerinin aranmasına rağmen sonuç alınamadığını ve başbakanın bu konu hakkında daha çok bilgi edinmek iste-

Doğan Angels diğini ekliyor. Oradaki ajanlarımızdan birinin son raporuna göre bazı ilginç ipuçları elde etmiş olduğunu ve oraya varır varmaz bizimle bağlantı kuracağını söylüyor. Başkan bize bu operasyonda kullanılmak üzere özel olarak hazırlanmış bir çanta vererek şans diliyor. Artık görevimize başlayabiliriz. Santa Paragua'ya indiğimizde yanımızda uçak bileti ve başkanın verdiği çanta var. Havaalanında solda görülen gazete kutusunu incelediğimizde jeton iade yuvasında bir jeton buluyoruz, bunu makineye tekrar attığımızda bir gazete alıyoruz. Gazeteyi incelediğimizde bazı önemli haberler öğreniyor ve bu sayede havaalanından çıkmanın yolunu buluyoruz. Daha sonra tuvalete gidip kabinin içinde çantamızı açıyoruz, çantanın içinden bir kalem ve bir de Amerikan pasaportu alıyoruz. Pasaportu incelediğimizde içinde çok miktarda para olduğunu görüyor ve onları da alıyoruz. Şimdi çantadaki hesap Makinesini operate ettiğimizde çantanın altında bir gizli kapak açılıyor ve içinden kullanılmamış bir pasaportla bir de pasaport düzenleyici Makina çıkıyor. Makinayı üzerindeki üçgen şeklindeki düğmelerle İngiliz'e ayarladıktan sonra kullanıl- Mamış pasaportu makinanın yan tarafında görülen girişinden içeri sokup üzerindeki kırmızı düğmeden makinayı çalıştırdığımızda İngiliz pasaportumuz hazır oluyor.

Şimdi çantayı kapatıp dışarı çıkın ve İngiliz pasaportunu kapıdaki görevliye gösterip danışmadaki sekreterin yanına gidin. Sekreterle konuşmaya kalktığımızda biraz önce bizim adımıza bir telgraf geldiğini söyleyerek bize bir kağıt veriyor. Daha sonra sol taraftan yandaki salona geçiyoruz. Kapıdaki görevliye uçak biletimizi gösterdikten sonra sol tarafta alttaki bagaj bölümüne gidiyoruz. Burada sekreterden aldığımız telgrafı incelediğimizde üzerinde bir isim ve bir de numara yazdığını gö- Tüyoruz, önümüzden geçen bagajları incelediğimizde birisinin kağıtta yazan isim ve numaraya ait olduğunu görüyoruz. Şimdi bagajı alın ve oradan çıkın, ama dikkatli olun eğer yanlış bagajı aldıysanız görevliler sizi hırsızlıktan tutuklarlar. Evet salonun sağ tarafında bir tuvalet görünüyor, oraya gidip bagajı açın. Bagajın içinden bir elektrikli traş makinesi ile bir saat çıkıyor. Traş makinesini çalıştırmaya kalktığınızda içinde pillerinin olmadığını ama kablosunun yanında olduğunu görüyorsunuz. Kabloyu duvardaki prize taktığınızda makina çalışmaya başlıyor ve bunun bir traş makinesi değil size bir mesaj iletmek içih hazırlanmış bir cihaz olduğunu anlıyorsunuz. Mesajdan buluşma yerini ve parolayı öğreniyorsunuz. Artık buluşma yerine gidebilirsiniz, ama tuvaletten çıkmadan önce muhakkak bagajdan kurtulmanız gerekli yoksa görevliler sizi yakalayabilir. Bunun için bagajı tuvaletteki çöp kutusuna atmanız gerekli. Daha sonra dışarı çıkıp kapıdaki görevliye İngiliz pasaportunuzu ve çantanızın içindekileri gösterdikten sonra hava alanından çıkabilirsiniz. Hava alanından çıkınca kapının önündeki kaldırımlarda bir süre beklersiniz bir taksi gelip önünüzde duracaktır. Taksiye bindiğinizde taksi sizi gitmek istediğiniz yere bırakır.

Taksici bizi Downtown'a getirip bırakıyor, buluşma yerine gitmeden önce mesajda belirtildiği gibi yakamıza bir kırmızı karanfil takmamız gerekiyor. Bunun için önce sol taraftaki bankaya gidip biraz para bozdurmamız gerekiyor. Bankada veznedara pasaportun içinden aldığımız paraları verdiğimizde bir miktar bozuk paramız oluyor, bu işi tekrarladığımızda bir miktar daha bozuk para alıyoruz. Şimdi de gidip taksiderı indiğimiz yerdeki çiçekçi dükkanından bozuk paraların birini kullanarak bir kırmızı karanfil alıyoruz Artık buluşma yerine gidebiliriz, bankanın üst tarafındaki parka gidip bank'a oturduktan sonra karanfili yakamıza takıyoruz. Tam bu sırada ajanımız bize doğru gelirken arabayla önümüzden geçen meçhul kişiler tarafından vuruluyor. Ajanın yanına gittiğimizde ölmeden önce bize bir banka numarasıyla bir de anahtar veriyor, bunları alır almaz bankanın olduğu tarafa doğru kaçmamız gerikiyor. Yoksa görevliler bizi katil diye tutukluyor. Bu yüzden parka geldiğinizde oyunu save ederseniz yakalandığınızda kaldığınız yerden tekrar deneyebilirsiniz. Oyunun save/load kısmı mouse'un iki tuşuna birden bastığınızda karşımıza geliyor. Oyunu save etmek için herhangi bir isimle formatlanmış bir diski kullanabilirsiniz, eğer ikinci bir drive'ınız mecutsa backup drive seçeneğini DF1'e getirip save diskinizi buradan kullanabilirsiniz. Bankaya geldiğimizde kartı anahtardan ayırdıktan sonra kartı veznedeki adama vereceğiz, veznedar kartı aldıktan sonra aşağıdaki kasaların kapısını açıyor. Şimdi aşağı inip kartın üzerinde yazan numaralı kasayı bulacagız, kasayı bulduktan sonra anahtarla kasayı açın. Kasanın içinden küçük bir kutu çıkacak önce onu sonra da altındaki evrakları alın.

Ama tam bu sırada bizi takip eden Rus ajanları etrafımızı sarıyor ve evrakları elimizden aldıktan sonra bizi kaçırıp bir mağaraya getiriyorlar. Mağaraya geldiğimizde bizi sıkıca bağladıktan sonra, mağaranın çıkışına bomba yerleştirip kaçıyorlar. Onların ardından bomba patlıyor ve mağaranın çıkışı kapanıyor. İlk bakışta buradan kurtulmak imkansız gibi geliyor ama siz de benim kadar çok uğraşırsanız bulabileceğinize eminim. Eğer bulunduğunuz yerin altındaki toprağı incelerseniz orada bir metal parçası olduğunu göreceksiniz. Bağlı olduğunuz ipleri, metal parçasının üstüne sürterseniz bir süre sonra iplerden kurtulabilirsiniz. Ama henüz tam olarak kurtulmuş sayılmazsınız, çünkü mağaranın çıkışı kapalı ve mağaranın başka bir çıkışı yok. Ama yerdeki metal parçasını incelerseniz bunun bir aletin parçası olduğunu anlarsınız. Metal parçasını çıkarttığınızda bunun bir kazma olduğunu anlıyorsunuz. Kazmayı bağlı olduğunuz yerin hemen arkasındaki duvara vurduğunuzda duvarda bir delik açılmaya başlıyor. Bu işi birkaç kere tekrarladığınızda mağaranın duvarında geçebileceğiniz kadar bir delik açılıyor. Fakat halen kurtulmuş sayılmazsınız, çünkü burada bir arcade kısmı başlıyor. Mağaradan çıktığımızda kendimizi bir su altı mağarasının içinde buluyoruz. Üst tarafta görülen kırmızı çizgi oksijen seviyemizi gösteriyor. Burada oyunu save etseniz iyi olur, çünkü ilk seferde buradan çıkmayı başaramayabilirsiniz. Şimdi sıra dikkatli ve seri bir şekilde kayaların su altındaki kısımlarını geçmeye geldi. Fakat dikkatli olun, kayalara fazla yaklaşmayın çünkü kayalara çarptığınızda sersemleyip, zaman kaybediyorsunuz. Evet en fazla iki üç kerede burayı geçeceğinizi sanıyorum. Karaya çiçekçi dükkanının önündeki merdivenlerden çıkıyoruz, çıkarken de bir yandan saçlarımızı düzeltiyoruz. Şimdi sıra otele gitmeye geldi, otelin önüne vardığımızda kumsalda bir satıcının olduğunu görüyoruz. Adamın yanına gidip konuşursanız, adamın dalgıçların kullandığı kola takılan özel bir cihaz sattığını öğreniyorsunuz. Adama bankada bozdurduğunuz parayı vererek bir tane alın. Otele geldiğinizde, otelin dolu olduğunu ve hiç yer kalmadığını öğreniyorsunuz. Odaları incelediğinizde en üst katın en dipteki odasına girebildiğinizi görüyorsunuz. Ama en üst kata asansörle çıktığınızda asansörün önünde temizlikçi kadın çalıştığı için asansörden inemiyorsunuz. Bu yüzden bir alt katta inip servis merdivenlerinden üst kata çıkmanız gerekmekte. Odaya girdiğinizde içerisinin boş olduğunu görüyorsunuz. Odanın ortasına doğru yürüyünce yatağın arkasından elinde silah olan bir kız çıkıyor, tam onunla konuşurken içeriye diktatörün adamları giriyor ve kızla birlikte sizi tutsak alıyor. Diktatörün adamları bizi bir yata götürüp ayaklarımıza taş bağlayıp denize atacaklar. Burada bir ipucu verip kalanını gelecek ay anlatacağım: otelin önündeki adamdan aldığınız dalgıç cihazı burada işinize yarayabilir. Bu arada ben oyunun çözüme giden en kısa yolunu anlatıyorum eğer siz oyunda etrafı inceler ve değişik yerlere gidip değişik kişilerle konuşursanız çok ilginç ve çok mavra olaylarla karşılaşacaksınız. Şimdilik hoşça kalın.