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