분자구조

 

분자그래프

분자 그래프는 분자 내 원자들이 어떤 화학 결합을 갖는지 표현할 수 있다.
분자 그래프에서 원자는 노드로, 화학결합은 에지로 표현된다.

분자구조

그러나 이것 말고 더 중요한 것이 있는데, 바로 3차원 공간에서 원자의 배치이다. 이것을 분자 구조(molecular conformation)라 한다.

원자와 화학결합, 분자구조는 모두 관련되어 있다. 예를 들어 두 개의 원자가 공유 결합을 형성하면 이들 사이의 거리가 고정돼 가능한 분자 구조가 제한된다. 만약 3개 또는 4개의 공유결합이 존재한다면 원자들의 구조가 더 제한적이게 된다.

이성질체

그러나 공유 결합이 형성돼도 결합을 형성하는 축으로 자유롭게 회전할 수 있어 이성질체(isotype)가 형성된다. 또한 공유 결합을 형성하지 않는 원자들은 매우 유연하게 움직이기 때문에 분자는 다양한 구조를 형성할 수 있다.

설탕의 경우 두 개의 글루코스(glucose)로 구성된다. 글루코스는 단단한 고리(ring)구조를 갖고 모양이 일정하지만, 두 개의 클루코스를 연결하는 부분(linker)은 유연하고 불규칙적이다. 분자의 크기가 클수록 가능한 분자의 형태는 엄청나게 증가한다. 단백질과 같은 거대 분자(macromolecule)의 경우 가능한 구조를 모두 계산하려면 엄청난 양의 시뮬레이션이 필요하다.