Analisa dengan ChemOffice
Modifikasi Asetilkolinesterase dengan Mutasi Kombinasi Secara In Silico Untuk biosensor Organofosfat
Pengawasan lingkungan dari
insektisida yang mempengaruhi kesehatan manusia dan ekosistem, telah
menjadi pusat perhatian karena penggunaan insektisida di dunia. Deteksi
insektisida di lingkungan dapat dilakukan dengan biosensor yang
menggunakan asetilkolinesterase. Dalam penelitian ini telah dilakukan
modifikasi asetilkolinesterase Torpedo californica secara in silico
(simulasi komputer). Modifikasi ini bertujuan untuk meningkatkan
sensitifitas dan kespesifikan terhadap organofosfat. Modifikasi
asetilkolinesterase dilakukan secara in silico dengan program Modeller
6.2 dan untuk mengetahui efek modifikasi terhadap sensitifitas dan
kespesifikannya digunakan program AutoDock 3.0. Strategi yang digunakan
untuk memperoleh mutan yaitu dengan kombinasi mutan tunggal yang
diharapkan dapat meningkatkan sensitifitas enzim terhadap organofosfat.
Dalam penelitian ini tidak dapat diperoleh asetilkolinesterase yang
lebih sensitif dan spesifik terhadap organofosfat. Kesulitan prediksi
efek mutasi terhadap inhibisi organofosfat terjadi karena adanya dua
model pengikatan organofosfat yang dipengaruhi oleh konsentrasi.
Pengawasan
lingkungan dari insektisida yang mempengaruhi manusia dan ekosistem,
telah menjadi pusat perhatian. Organofosfat dan karbamat merupakan
insektisida yang banyak digunakan dan memiliki kemampuan untuk
menggantikan organoklorin seperti DDT, aldrin, lindane, dan lain-lain.
Insektisida ini memiliki persistansi lingkungan yang rendah dibanding
organoklorin, tetapi memiliki tingkat keracunan yang lebih tinggi.
Preparasi Ligand dan Protein
Ligand dibuat
menggunakan ChemOffice 2000. Pertama, struktur 2D ligand digambar dengan
ChemDraw Ultra (modul ChemOffice 2000). Kemudian, struktur 2D diekspor
ke struktur 3D dengan Chem3D, struktur 3D diminimalisasi energinya
dengan teori PM3 dalam MOPAC 7 (modul ChemOffice 2000). Struktur mutan
dan wild type Torpedo c. dibuat dengan mutasi virtual dari pemodelan homologi.
Pemodelan Homologi
Struktur
X-ray tunggal digunakan sebagai template untuk pemodelan homologi.
Struktur X-ray diperoleh dari protein data bank (E105). Data struktur
dimanipulasi menggunakan MODELLER 6.2 yang terdapat pada TRITON 3.0.
MODELLER mengimplementasikan pendekatan pemodelan menggunakan
perbandingan struktur protein. (Sali et al., 1993).8 Pemodelan dimulai dengan penataan sequence
yang akan dimodelkan (target) dengan struktur protein tiga dimensi
yang telah diketahui (cetakan). Setelah itu dilakukan penghitungan
batasan pada sequence target yang dihitung dari penataannya dengan struktur tiga dimensi template.
Batasan tersebut diperoleh dari analisis statistik hubungan
pasangan-pasangan protein homolog. Analisis ini berdasar pada database
penataan 105 famili yangtermasuk 416 protein yang telah diketahui
strukrur tiga dimensinya.
Pengaruh
modifikasi asetilkolinesterase terhadap inhibisi organofosfat tidak
dapat diprediksi menggunakan AutoDock 3.0 karena organofosfat memiliki
dua model pengikatan, yaitu pengikatan ligand pada sisi periperal dan
sisi aktif serin. Oleh sebab itu perlu dilakukan penelitian lebih
lanjut untuk mempelajari mekanisme inhibisi organofosfat. Mutan yang
spesifik untuk karbamat yaitu mutan F330A. Mutan F330A memiliki
konstanta inhibisi satu setengah kali lebih besar dibanding dengan
asetilkolinesterase wild type. Dari hasil penelitian ini perlu
dilakukan eksperimen lebih lanjut untuk memperoleh asetilkolinesterase
yang lebih spesifik dan sensitif untuk karbamat, yaitu dengan subtitusi
residu F330A.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar