ABSTRAK Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati COVER Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati BAB 1 Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati BAB 2 Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati BAB 3 Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati BAB 4 Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati BAB 5 Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati PUSTAKA Dian Fitrasari
PUBLIC Yati Rochayati
Pemodelan dan simulasi protein-lipid saat ini berkembang sangat pesat untuk
mengetahui detil interaksi pada suatu sistem fisis. Salah satu protein yang menarik
adalah azurin yang merupakan hasil metabolisme sekunder dari bakteri
Pseudomonas aeruginosa dan juga terkait perkembangan terapi pemanfaatan
azurin untuk menghambat penyebaran sel kanker dan menyebabkan apoptosis.
Dinamika penetrasi azurin melalui membran plasma masih belum banyak
diketahui secara eksperimental karena singkatnya waktu reaksi. Dinamika
molekul merupakan salah satu metode yang dapat menjelaskan fenomena ini
dengan waktu relaksasi yang panjang. Pada penelitian ini, untuk mempersingkat
waktu komputasi kami menggunakan model Coarse Grained dan lebih
spesifiknya model MARTINI-CG (Coarse-Grained). Model MARTINI-CG selain
mempersingkat waktu komputasi juga dapat menyederhanakan perhitungan.
Analisis dinamika menggunakan model CG juga masih dapat menggambarkan
sifat fisis dari sistem yang kompleks. Salah satunya kami meneliti hubungan
penskalaan dengan cara memvariasikan separasi windows dan parameter
elektrostatik. Penskalaan ulang interaksi elektrostatik dengan faktor 0,04
menghasilkan nilai energi bebas -140,80 kcal/mol, setelah optimasi separasi
windows nilai energi bebas menjadi -71,80 kcal/mol. Nilai ini lebih mendekati
hasil eksperimen. Penjelasannya bahwa penskalaan ini dibutuhkan dikarenakan
model MARTINI-CG pada dasarnya mempunyai densitas yang lebih besar
dibandingkan model all-atom (AA). Hal ini mempengaruhi penurunan skala
interaksi elektrostatik pada model MARTINI-CG. Lebih lanjut, kami melakukan
pemodelan pada sistem azurin-rakit lipid dilakukan analisis perhitungan energi
bebas pada dua model. Model pertama azurin berada di permukaan dengan
kondisi awal azurin pada permukaan rakit lipid forward =-35,40 kcal/mol.
Kondisi azurin saat rakit lipid mengalami perubahan kurvatur forward = -65.30
kcal/mol. Model II dengan kondisi awal azurin berada dalam rakit lipid forward
=-1,85 kcal/mol. Kondisi azurin pada keadaan transisi (fisi intermediet) forward
=-8,94 kcal/mol. Kondisi azurin pada keadaan akhir (fisi) forward =14,11
kcal/mol. Ketiga nilai energi bebas menggambarkan bahwa fase perubahan
kurvatur rakit lipid azurin merupakan reaksi spontan. Lebih lanjut, kami
melakukan analisis melalui metode MIUS-WHAM (Multiple Independent Umbrella Sampling-Weighted Histogram Analysis Method). Metode ini bertujuan
untuk mendeskripsikan free energy landscape (FEL) dan menggambarkan FEL
saat terjadinya proses perubahan kurvatur. Analisis FEL saat perubahan kurvatur
saat azurin berada di permukaan rakit lipid (Model I). FEL merupakan fungsi
jarak COM (Center of Mass) antara azurin dan rakit lipid selama 4 ns. Jarak yang
dipilih berada pada rentang 25-30 Å. Titik ekuilibrium pada jarak COM 25,75 Å.
Pada jarak COM 26,92 Å energi bebas mulai meningkat mencapai 6,11 kcal/mol
yang mengindikasikan energi dibutuhkan selama proses ini. Pada Model II azurin
berada dalam rakit lipid, nilai keadaan ekuilibrium berkisar pada nilai 25Å yang
mana memperlihatkan fase perubahan kurvatur. Pada jarak pusat massa 31Å,
energi bebas ikatan mulai meningkat dengan kisaran 152 kcal/mol yang
mengindikasikan bahwa proses ini membutuhkan energi untuk terjadi.
Kecenderungan nilai energi mengalami konvergensi pada energi sebesar 150
kcal/mol. Berdasarkan analisis ini didapatkan bahwa nilai keadaan equilibrium
berkisar pada nilai 6,88Å yang mana memperlihatkan proses perubahan
konfigurasi. Pada jarak pusat massa 14,46Å, ketika azurin mulai membuat lubang
pada membran, energi bebas sebesar 29,47 kcal/mol yang mengindikasikan bahwa
proses ini membutuhkan energi untuk terjadi. Nilai energi 29,47 kcal/mol teramati
pada fase fisi intermediet pada penelitian ini hal ini dikonfirmasi penelitian
sebelumnya yang mana nilai energi mengalami peningkatan di fase ini.