Perpustakaan Digital ITB

ABSTRAK: Kestabilan mekanik suatu protein tidak hanya oleh interaksi dari sejumlah komponen struktur sekunder, tetapi juga ditentukan oleh kestabilan internal dari komponen itu sendiri. Studi dari kestabilan mekanik dari sebuah komponen struktur sekunder akan memberikan pengetahuan akan stabilitas struktur tarsier suatu protein. Pada penelitian ini, kestabilan mekanik dari 20 residu asam amino suatu komponen aheliks terhadap gaya tarik eksternal dipelajari melalui pendekatan simulasi steered molecular dynamics (SMD). Poliglutamat (pE) dan polialanin (pA) dipilih sebagai model untuk menyelidiki efek dari ukuran rantai samping asam amino terhadap kestabilan mekanik dari komponen heliks. Simulasi SMD dilakukan terhadap kedua molekul dengan menetapkan posisi dari sebuah atom Ca pada salah satu terminal. Sedangkan atom Ca dari terminal lainnya ditarik pada kecepatan 1 A.pdet 1 dengan cara memberikan gaya harmonik eksternal dengan tetapan pegas sebesar 7 kkal. mol 1.A 2. Kestabilan mekanik dari tiap komponen heliks diketahui dengan cara mengamati gaya yang diperlukan untuk menarik molekul tiap perpanjangan pada skala Angstrom hingga panjang molekul penuh. Hasil dari pengamatan terhadap gaya-perpanjangan menunjukkan bahwa pE memiliki kestabilan yang lebih tinggi dibandingkan pA sebagaimana ditunjukkan oleh tingginya gaya yang diperlukan untuk menarik pE terutama pada daerah pertengahan dari tahap perpanjangan. Sumber dari kekuatan mekanik pada pE diselidiki dengan menganalisis sejumlah energi dari jenis interaksi. Hasil analisis menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang nyata dari energi ikatan hidrogen dan profil energi elektrostatik pada kedua molekul. Untuk energi van der Waals dan dihedral, terdapat perbedaan yang jelas pada kedua profil energi dan terutama pada energi dihedral. Analisis lebih lanjut pada tingkat atom diperoleh bahwa rotasi dari sejumlah rantai samping asam amino pada pE memiliki hambatan sterik yang lebih besar dibandingkan pA. Mekanisme pembukaan lipatan dari kedua molekul yang dipelajari melalui transisi struktur sekunder menunjukkan adanya kesamaan transisi yang berurutan seperti heliks-belokan-coil. Berdasarkan sejumlah analisis di atas, simulasi SMD yang telah dilakukan tidak hanya dapat membedakan kestabilan mekanik dari dua jenis komponen heliks yang berbeda, yaitu pA dan pE, akan tetapi juga dapat menjelaskan secara detail mekanisme pembukaan lipatan selama proses penarikan pada tingkat atomik dari kedua molekul.