Perpustakaan Digital ITB

Selama lebih dari dua dekade senyawa kromium(III) pikolinat, [Cr(pic)3], diproduksi dan dikonsumsi sebagai obat antidiabetes tipe 2. Beberapa penelitian berhasil menunjukkan peningkatan penyerapan hormon insulin dan penurunan kadar glukosa dalam darah dengan penambahan senyawa [Cr(pic)3] dalam asupan makanan. Meskipun demikian, mekanisme [Cr(pic)3] dalam meningkatkan penyerapan hormon insulin masih dalam perdebatan. Beberapa peneliti menduga bahwa terdapat senyawa aktif biologis yang mengikat ion kromium(III) yang disebut chromodulin yang berinteraksi langsung dengan reseptor insulin di dalam sel. Interaksi tersebut berakibat pada peningkatan penyerapan insulin dan penurunan kadar glukosa dalam darah. Hipotesis lain adalah bahwa senyawa kromium(III) teroksidasi oleh oksidator biologis untuk menghasilkan ion kromat yang merupakan analog struktural dari ion fosfat. Ion kromat yang dihasilkan diajukan dapat menginhibisi kelompok protein yang mengontrol proses defosforilasi, yakni PTP (protein tyrosine phosphatase), setelah insulin berikatan dengan reseptor insulin. Inhibisi fosfatase tersebut dapat meningkatkan aktivitas insulin, hal ini menyebabkan penurunan kadar glukosa dalam darah dan meningkatkan metabolisme glukosa. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari interaksi kromium(III) pikolinat produk pertukaran ligan, [Cr(pic)2(OH)H2O], dengan pusat aktif PTP secara komputasi menggunakan teori mekanika kuantum. Protein-protein PTP memiliki pola Cys(X)5Arg (dimana X adalah residu asam amino lainnya) pada pusat aktifnya. Metode komputasi yang digunakan adalah Hartree-Fock dengan himpunan basis 6-31 G(d) untuk optimasi struktur dilanjutkan dengan perhitungan energi menggunakan teori fungsi kerapatan dengan tingkat korelasi B3LYP. Suasana pelarut air dimodelkan dengan menggunakan PCM (polarizable continuum model). Struktur [Cr(pic)2(OH)H2O] dengan pusat aktif PTP telah dihitung nilai energinya. Nilai energi interaksi tersebut kemudian dibandingkan dengan H2CrO4, H3VO4 dan H3PO4. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa [Cr(pic)2(OH)H2O] membentuk ikatan dengan residu Cys(12) dengan nilai energi 81,92 kJ/mol, sedangkan ion H2CrO4, H3VO4 sertaH3PO4 masing-masing membentuk ikatan dengan residu yang sama dengan nilai energi berturut-turut sebesar 326,61; 338,43; serta 225,79 kJ/mol. Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa H2CrO4 membentuk ikatan yang mirip dengan H3VO4 yang diketahui merupakan inihibitor PTP yang efektif. Selain itu, H2CrO4 memiliki ikatan yang lebih stabil secara termodinamika dibandingkan produk [Cr(pic)2(OH)H2O]. Ikatan hidrogen yang dihasilkan dari interaksi dengan residu Arg(18) dan Asp(129) memperkuat energi interaksi yang terbentuk menjadi masing-masing 238,13; 380,70; 450,54 dan 290,38 kJ/mol untuk [Cr(pic)2(OH)H2O], H2CrO4, H3VO4 dan H3PO4 secara berturut-turut. Dengan pengaruh ikatan hidrogen, nilai energi interaksi H2CrO4 dengan pusat aktif PTP masih lebih tinggi dibanding interaksi [Cr(pic)2(OH)H2O] dengan pusat aktif yang sama. Hasil ini memperkuat hipotesis bahwa senyawa kromium(III) yang teroksidasi menjadi Cr(VI) dalam sistem biologis lebih mudah menginhibisi PTP.