発泡スチロール球で,コレステロールをつくってみましょう

イッセイです。発泡スチロール球を使って1億倍のコレステロール分子模型をつくってみましょう。

コレステロールの構造式

コレステロールは,炭素原子27こ,水素原子46こ,水素原子1こでできた分子です。

モルックスで,コレステロールをつくりましょう

コレステロールには4つも炭素原子の環が連なっています。

これがステロイドの特徴です。

黒い三角形で描いているのは,手前に飛び出している結合の手です。

モルックスで分子模型をつくるときには,不斉炭素原子というものに注意しましょう

コレステロールの炭素原子の切り方表

炭素同士の複雑な重なりあいが3個以上で3Dでおこると,分子模型を作ること自体が不可能になります。そこで,炭素同士の3個以上の重なりあいが生じないように,炭素同士は28mmで切ることにしました。

発泡スチロール球を1億倍の原子模型と見立てるときに

発泡スチロール球にペンキで色を塗りましょう

炭素原子を切ったら,必ず「何番の炭素原子なのか」をマジックで断面に書いておきましょう。そうしないと,炭素原子がたくさんありすぎて間違えてしまいます。

それも,炭素の番号は,24mmで切った断面に書いておきましょう。そうしないと,炭素原子どうしをくっつけたらその原子が何番なのかわからなくなるからです。

そして,淡々と全ての炭素原子を切ってしまいます。

C1〜C4は109.5度で切ります。

炭素原子の切り方(C1)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C2)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C3)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C4)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm

C5・C6は120度で切ります。

炭素原子の切り方(C5)第1面第2面第3面
角度定規120度120度120度
孔定規28mm28mm28mm
炭素原子の切り方(C6)第1面第2面第3面
角度定規120度120度120度
孔定規28mm28mm24mm

C7〜C14は109.5度で切ります。

炭素原子の切り方(C7)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C8)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm24mm
炭素原子の切り方(C9)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm24mm
炭素原子の切り方(C10)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm28mm
炭素原子の切り方(C11)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C12)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C13)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm28mm
炭素原子の切り方(C14)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm

C15〜C17は,100度で2回切ってから109.5度で2回切ります。

100度というのは,『正男君の分子模型づくり日記4』の引用です。

100度の角度を実現するために,私は自在角度定規を作っています。

発泡スチロール球で,一酸化窒素と二酸化窒素をつくりましょう

100度で28mmを二回切ると,切れ線ができます。

断面の重なりができて,尾根のような切れ線ができます。

切れ線の長さはほぼ2cmです。これを目安にして切ると,自在角度定規がない場合も,炭素原子を切ることができると思います。

炭素原子の切り方(C15)第1面第2面第3面第4面
角度定規100度100度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C16)第1面第2面第3面第4面
角度定規100度100度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C17)第1面第2面第3面第4面
角度定規100度100度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm24mm

C18〜C27は109.5度で切ります。

炭素原子の切り方(C18)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm24mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C19)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm24mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C20)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm24mm
炭素原子の切り方(C21)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm24mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C22)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C23)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C24)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C25)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm28mm28mm24mm
炭素原子の切り方(C26)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm24mm24mm24mm
炭素原子の切り方(C27)第1面第2面第3面第4面
角度定規109.5度109.5度109.5度109.5度
孔定規28mm24mm24mm24mm

MolViewを参考にしながら組み立てていきましょう

MolViewは,ブラウザ上に分子模型を描き出してグリグリやってみることができるサイトです。

最初はこんな画面が出ますから,画面中央のCloseをクリックします。

続いて,左上の検索欄にcholesterolと入力すると,候補がでてきます。この場合だと,緑色の部分の一番上の行をクリックします。

すると,左に構造式がでてきています。右にはグリグリ回せる分子模型が描き出されています。

van der Waals Spheresを選ぶと空間充填モデルとなります。でも,この場合はどこにどんな原子があるのかをみたいので,Ball and Stickを表示しましょう。すると構造式では見えなかった原子同士の微妙な上下が見えてきます。

切った炭素原子を組み合わせて分子模型を作っていくときに,大いに役に立ちます。

コレステロールを組み立てていきましょう。まずはA環からです。

A環を組み立てていきましょう。そのために,OHがつくC3を真ん中にしてスタートします。

A環をつくりましょう

C2・C3・C4の三つ組で,平らな面を作ります。これと,C1・C10・C5の三つ組でつくる平らな面が結合できるようにするとA環のできあがりです。

このとき,C3が下に,C10が上にくるようにします。

C5・C6は二重結合をしている炭素なので,結合面で回転をしません。よって,平らになるようにあらかじめ結合させておきます。

B環をつくりましょう

C10・C5・C6の三つ組と,C9・C8・C7の三つ組で,B環ができます。

C8の水素原子との結合が上に向くようにし,C9の水素との結合は下に向くようにします。

C環を作りましょう

C11・C9・C8の三つ組と,C12・C13・C14の三つ組でC環をつくります。

C9の水素との結合は下に向くようにしていますから,C18との結合面を上向きにします。

D環をつくりましょう

D環は5つの炭素原子で環ができていますから,角度も違います。

作成上の都合でいくと,すべてのしわ寄せがここに集まりますから,事前に切っておいた炭素ではうまい具合に合わないこともあります。

仮組みしているところ

よって,C15〜C17はこのときに切って「本当にうまくいくのか」確認した方がよいと思います。

コレステロールの主要な骨格の完成

コレステロールの骨格の主要部分がこれでできあがりました。

この部分をステロイド核といいます。

C17にはコレステロールの尻尾がつきます。尻尾がつくところが上になるようにしてください。

真上から見たところ
真横から見たところ

コレステロールのステロイド核は平らになります。

組み方を間違えると途中で折れ曲がった分子模型になるので,そのときはすぐにはずして組み直してください。

コレステロールの尻尾をつくりましょう

C20〜C27は,28mmの断面で炭素原子同士を結合させていけばできあがります。

この〈尻尾〉をステロイド核につけると,コレステロールの骨格のできあがりです。

コレステロールの完成

酸素原子は,発泡スチロールの30mm球を赤く塗って,24mmで接するように2回切ります。

水素原子は,発泡スチロール球の25mm球を半分に切っておきます。

C3にはOHをつけ,他はHをつけたら,コレステロールの分子模型の完成です。