Perpustakaan Digital ITB

Selama bertahun-tahun, para ahli biologi berusaha mencari mekanisme kontraksi otot manusia berkontraksi dalam skala mikroskopik. Banyak ahli sudah mengadopsi teori filamen bergeser yang melibatkan suatu dinamika struktur yang bernama myosin. Myosin sendiri dapat bergerak menggeser filamen menggunakan energi hasil hidrolisis ATP. Aspek dari mekanisme ini yang masih dipertanyakan adalah mekanisme konversi energi hidrolisis ATP menjadi energi mekanik penggerak struktur myosin atau struktur protein alfa-heliks. Beberapa ahli sudah menunjuk kepada getaran amida-I sebagai komponen penting dari mekanisme ini. Gagasan ini lalu dikembangkan lagi oleh seorang fisikawan Uni Soviet yang bernama Alexander Sergeevich Davydov. Davydov mengusulkan suatu model di mana gelombang soliton merupakan medium pembawa energi hasil hidrolisis ATP sepanjang struktur protein alfa-heliks yang membangun sebagian besar dari struktur myosin. Davydov menyatakan bahwa soliton ini tercipta sebagai akibat interaksi nonlinier antara getaran amida-I dan deformasi dari rantai grup peptida dalam protein alfa-heliks. Gelombang soliton ini dideskripsikan oleh suatu bentuk persamaan diferensial parsial nonlinier Schrödinger atau Nonlinear Schrödinger Equation (NLSE). Penelitian yang dilakukan berfokus pada dinamika gelombang soliton yang terjadi berdasarkan model hamiltonian yang diciptakan oleh Davydov. NLSE dari soliton Davydov akan diturunkan dari hamiltonian Davydov menggunakan pendekatan klasik dan ansatz yang telah ditentukan. NLSE lalu diselesaikan untuk menemukan persamaan gerak dari soliton Davydov. Penyelesaian dari NLSE juga akan melibatkan metode bilinier Hirota. Penelitian ini akan mendalami penambahan suku dalam hamiltonian Davydov yang mendeskripsikan interaksi-interaksi yang terjadi dalam struktur protein alfa-heliks. Model soliton yang dianalisis akan melibatkan suku tambahan interaksi jarak panjang antar getaran amida-I. Hasil dari analisis yang telah dilakukan divisualisasikan menjadi suatu grafik yang mendeskripsikan bentuk serta dinamika dari gelombang soliton Davydov.