Penentuan Daerah Pengikatan PfSPP sebagai Kajian Studi Virtual Screening dan Dinamika Molekul

Abstract

Plasmodium falciparum merupakan salah satu spesies nyamuk paling berbahaya yang membawa parasit protozoa penyebab malaria bernama Plasmodium. Plasmodium falciparum memiliki protein bernama Plasmodium falciparum Signal Peptide Peptidase (PfSPP) yang memiliki fungsi penting dalam sintesis protein untuk kelangsungan hidup Plasmodium di dalam tubuh manusia. Penghambatan fungsi protein PfSPP untuk menghentikan siklus Plasmodium dilakukan dengan penambatan (docking) senyawa aktif herbal maupun sintetis yang dimodelkan dengan suatu simulasi komputer sehingga selain efektif dan efisien juga dapat menghemat estimasi biaya. Simulasi komputer menggunakan metode dinamika molekul memiliki keluaran hasil simulasi berupa lintasan (trajectory) yang mengandung informasi perubahan posisi, kecepatan, sifat karakteristik sistem serta beberapa aspek mikroskopis lainnya. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh prediksi struktur 3D beserta daerah pengikatan protein Plasmodium falciparum signal peptide peptidase (PfSPP) dan kestabilan penambatan senyawa aktif herbal dengan protein Plasmodium falciparum signal peptide peptidase (PfSPP) sehingga dapat memprediksi senyawa aktif yang mempunyai potensi sebagai obat antimalaria. Hasil evaluasi berdasarkan penilaian webserver PDBSUM dan Molprobity pada model prediksi struktur I-TASSER menunjukkan bahwa struktur model 5 yang dikonstruksi berdasarkan sekuens asam amino dengan entri Q8IKQ9_PLAF7 dipilih sebagai prediksi struktur dengan kemungkinan yang paling tinggi sesuai model yang telah ada. Hasil simulasi dinamika molekul pada model-model prediksi I-TASSER juga menunjukkan struktur model 5 memiliki kestabilan, kepadatan serta kerapatan yang tinggi sehingga tidak mengalami perubahan konformasi yang signifikan pada suhu 300 K. Prediksi daerah pengikatan pada protein PfSPP AutoLigand dari program AutoDockTools dengan 5 variasi kumpulan titik (fillpoints) untuk mendapatkan 5 daerah pengikatan dengan energi terendah sebagai letak penambatan (docking) dengan ligan herbal dan sintetis. Dari perhitungan efisiensi ligan seluruh kompleks diperoleh bahwa makromolekul kompleks protein PfSPP dengan ligan Harman, Ajoene, Emodin dan Mefloquine memiliki nilai terendah. Hasil simulasi MM/PBSA pada keempat kompleks didapatkan kompleks PfSPP-Ajoene dan PfSPP-Mefloquine memiliki energi ikat bebas paling rendah. Simulasi kestabilan diperoleh dari simulasi dinamika molekul 400ns dua pasangan kompleks PfSPP-Ajoene dan PfSPP-Mefloquine pada daerah pengikatan 5. Okupansi ikatan hidrogen juga menunjukkan bahwa pada daerah pengikatan 5 memiliki residu ikatan hidrogen yaitu Lys-389 yang memiliki okupansi tinggi dengan daerah pengikatan 5. Ikatan hidrogen Lys-389 dengan kedua ligan berperan penting dalam mempertahankan kestabilan struktur.