ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 17 (2) (2014) : 58 – 64
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Kitosan sebagai Bahan Dasar Drug Delivery: Studi Interaksi antara Segmen Dimer Kitosan dengan Dipeptida Ac-AD-NH 2 dan Ac-PV- NH 2 secara Komputasi AB-Initio
Imelda F. Saragih a , Parsaoran Siahaan a*
a Physical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang
* Corresponding author: siahaan.parsaoran@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o

## A b s t r a c t
Keywords: drug delivery,
peptide kaherin, tight junctions, quantum ab inito, ADT-6
A  research  on  optimization  and  interaction  between  dipeptide  molecules  and  chitosan dimers has been conducted. This study aims to study the opening of intercellular junctions performed  by  modulating  the  peptides  composing  khaderin.  Inter  cell  junctions  are composed  of  khaderins  attached  to  cell  membranes  or  called  trans-membranes.  The peptides used are derived from the ADT-6(Ac-ADTPPV-NH 2 ) sequence Ac-AD-NH 2 and Ac-PV-NH 2 . This research was conducted by quantum ab initio method on the theory level and base set of HF/6-31 G (d, p). The results showed a more potent interaction potential interaction energy with dimer chitosan with Ac-AD-NH 2 configuration 1 of -78.1168 kJ mol -1 Ǻ while  the  chitosan  dimer  interaction  with  Ac-AD-NH 2 configuration  2  was  - 68,6297  kJ  mol -1 .  The  chitin  dimer  segment  with  Ac-PV-NH 2 configuration  1  has  an interaction potential energy of -21,6289 kJ mol -1 while the chitosan dimer segment with Ac-PV-NH 2 configuration  2  has  an  interaction  potential  energy  of  -57,6373  kJ  mol -1 . Conclusion was a more stable interaction between the chitin dimer segment with the Ac- AD-NH 2 and  Ac-PV-NH 2 peptides  occurring  in  configurations  1  and  2.  In  the  future application, this interaction energy can be used to predict the release of peptides from chitosan.

## A b s t r a k
Kata Kunci: drug delivery,
peptida kaherin, tight junction, kuantum ab inito, ADT-6
Telah dilakukan penelitian tentang optimasi dan interaksi antara molekul dipeptida dan dimer  kitosan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  pembukaan  pada  junction antar  sel  yang  dilakukan  dengan  cara  memodulasi  peptida  penyusun  khaderinnya. Junction antar sel tersusun atas khaderin-khaderin yang terikat pada membran sel atau disebut  dengan  istilah  trans-membran.  Peptida  yang  digunakan  berasal  dari  sekuens ADT-6  (Ac-ADTPPV-NH 2 )  yaitu  Ac-AD-NH 2 dan  Ac-PV-NH2.  Penelitian  ini  dilakukan dengan metode kuantum ab initio pada tingkat teori dan basis set HF/6-31 G(d,p). Hasil penelitian menunjukkan energi potensial interaksi yang lebih stabil yaitu interaksi dimer kitosan dengan Ac-AD-NH 2 konfigurasi 1 sebesar -78,1168 kJ mol -1 Ǻ sedangkan interaksi dimer  kitosan  dengan  Ac-AD-NH2  konfigurasi  2  sebesar  -68,6297  kJ  mol -1 .  Segmen dimer kitosan dengan Ac-PV-NH2 konfigurasi 1 yang memiliki energi potensial interaksi sebesar  -21,6289  kJ  mol-1  sedangkan  segmen  dimer  kitosan  dengan  Ac-PV-NH2 konfigurasi  2  yang  memiliki  energi  potensial  interaksi  sebesar  -57,6373  kJ  mol -1 . Kesimpulan  adalah  interaksi  yang  lebih  stabil  antara  segmen  dimer  kitosan  dengan peptida  Ac-AD-NH2  dan  Ac-PV-NH 2 terjadi  pada  konfigurasi  1  dan  2.  Aplikasi  ke depannya, energi interaksi ini dapat digunakan untuk memprediksikan pelepasan peptida dari kitosan.
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 17 (2) (2014) : 58 – 64

## 1. Pendahuluan
Metode  pemberian  obat  yang  ditargetkan  telah dieksplorasi untuk meningkatkan khasiat obat dan efek samping  yang  lebih  rendah  dengan  mengarahkan  obat untuk jenis sel tertentu. Sampai saat ini, banyak strategi telah diselidiki untuk mencapai tujuan ini, dan beberapa strategi ini bergantung pada perbedaan antara komposisi seluler  dari  sel-sel  yang  ditargetkan.  Area  permukaan yang  kecil  pada  ruang  paraseluler  menyebabkan  obat yang dibawa sangat terbatas pada tight junction . Ukuran pori  atau  saluran  paraseluler  [1]  umumnya  sangat  kecil hanya molekul dengan radius lebih kecil dari 12 Å yang dapat melalui jalur paraseluler tersebut [2].
Dalam  pembentukan junction antar  sel,  molekul- molekul kadherin pada satu sel akan berinteraksi dengan molekul-molekul  kadherin  pada  sel  yang  berada  di dekatnya  [3].  Khaderin  dapat  ditemukan  didalam jaringan  epitel,  kulit  dan  otak  dimana  terikat  dengan dingding  membran  sel.  Khaderin  yang  terdapat  pada jaringan  epitel  disebut  dengan  istilah  EC-1  sedangkan yang  terdapat  pada  kulit  disebut  NC-1.  Keutuhan  dari pada khaderin ini dipengaruhi oleh Ca + sebagai pengikat atau  perekat.  Sampai saat  ini  belum  jelas  benar bagaimana mekanisme dan struktur kompleks kadherin yang terbentuk pada junction antar sel tersebut. Modulasi terhadap interaksi molekul-molekul kadherin pada sel- sel  yang  bersebelahan,  diharapkan  akan  dapat  menjadi jalan  untuk  mengatur  keketatan tight  junction antar  sel [4].  Hasil  penelitian  Sinaga dkk. [5] mengatakan  bahwa yang dapat memodulasi dari pada kadherin yaitu peptida yang  mengandung  sekuen  HAV  (histidin-alanin-valin). Pemikiran inilah yang mendasari upaya modulasi fungsi kadherin sebagai salah satu usaha untuk meningkatkan transpor paraseluler dan porositasnya.
Berdasarkan  hasil  uji  coba  Sinaga dkk. [5],  dimana menggunakan  peptida  ADT-10,  ADT-6,  HAV-10  dan HAV-6  mengungkapkan  bahwa  salah  satu  situs pengikatan (biding-sites) pada kadherin adalah sekuens yang  mengandung  HAV.  Dugaan  ini  melahirkan pemikiran  untuk  melakuka  optimasi  ADT-6  yang tersusun  atas  asam  amino  alanin  (A),  aspartat  (D), treonin (T), prolin (P), prolin (P), dan valin (V). ADT-6 merupakan rantai terpendek dan yang mendekati susuan dari pada khaderin sehingga dibentuk peptida yaitu Ac- AD-NH 2 dan  Ac-PV-NH 2 .  Dibutuhkan  suatu  rancangan penghantar  agar  dipeptida  ini  dapat  sampai  pada kadherin  yaitu  dikenal  dengan  istilah drug  delivery. Keunggulan  dari  sistem drug  delivery yaitu  membantu pengiriman  peptida  khaderin  pada  target  dan memperlambat  waktu  tinggal  pada  tempat  absorbsi sehingga  meningkatkan  efek  kinerja  dari  pada  peptida khaderin. Keunggulan lainnya yaitu melindungi peptida khaderin  dari  degradasi  dari  lingkungan  selama pengangkutan [6].
Kitosan  memegang  peran  penting  dalam drug delivery ,  karena  sifat  kitosan  biodegradabel,  non-toksit dan  karakteristik  kitosan  aman  bagi  tubuh.  Struktur kitosan memiliki gugus – OH dan NH 2 yang menghasilkan ikatan hidrogen intraseluler dan interseluler [7]. Kitosan nanopartikel  mempunyai  banyak  keuntungan  sebagai
drug  delivery dikarenakan  sifat  stabilitasnya  yang  baik, sederhana  dan  memiliki  banyak  gugus  aktif  yang berberan pengikat dalam proses enkapsulasi.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan  energi interaksi antara segmen dimer kitosan dengan dipeptida Ac-AD-NH 2 dan  Ac-PV-NH 2 dengan  dua  konfigurasi dengan  posisi  yang  berbeda.  Untuk  dapat  menentukan energi  interaksi  dilakukan  perhitungan  komputasi ab initio pada basis set RHF/6-31G (d,p).

## 2. Metode Penelitian
Alat  yang  dingunakan  dalam  penelitian  ini  adalah seperangkat  komputer  dengan  sistem operasi  Windows XP  2007, Software Gaussian , Software Chemcraft . Perhitungan komputasi dilakukan menggunakan metode perhitungan  mekanika  kuantum ab  initio pada  tingkat teori dan basis set HF/6-31G(d,p).

## Prosedur Penelitian
Perhitungan dimulai dengan pembuatan  matriks-Z sebagai  data  input  untuk  elakukan  optimasi.  Pada penyusunan  matriks-Z  diperlukan  parameter  panjang ikatan, sudut ikatan, dan sudut dihedral.

## Optimasi Geometri Peptida
Optimasi  geometri  dimulai  dengan  penentuan struktur awal yang dinyatakan dalam matriks-Z sebagai data  input.  Optimasi  geometri  berfungsi  untuk mengetahui  posisi  yang  paling  stabil  pada  Peptida  Ac- AD-NH 2 dan  Peptida  Ac-PV-NH 2 .  Perintah  yang digunakan adalah “opt”.

## Optimasi Geometri Asosiasi Molekul Berpasangan
Optimasi  geometri  asosiasi  molekul  berpasangan dilakukan  dengan  cara  membuat  matriks-Z  yang menginteraksikan  molekul  peptida  hasil  optimasi dengan  dimer  kitosan  dengan  posisi  interaksi  yang berbeda.  Perintah  optimasi  yang  digunakan  adalah peri ntah “opt”.

## Perhitungan Energi Vibrasi Untuk Mendapatkan Spekta
Infrared.
Perhitungan  frekuensi  vibrasi  dilakukan  dengan menambahkan  perintah  “freq”  pada  data  input.  Hasil perhitungan  berupa  data  frekuensi  vibrasi  molekul  dan dapt ditampilkan spectra infarednya.

## Perhitungan Energi dengan Variasi Jarak Interaksi
Dari  data  energi  interaksi  yang  didapatkan  dibuat grafik antara energi interaksi (R) dengan R (variasi jarak antara  molekul).  Perintah  yang  digunakan  adalah “scan”, dengan interval jarak dari 1,0 Ǻ -7 ,0 Ǻ.

## 3. Hasil Dan Pembahasan

## Optimasi Geometri Peptida Ac-AD-NH
2
Hasil  optimasi  geometri  molekul  AD  menunjukan bahwa peptida AD memiliki energi sebesar – 1,8888 10 6 kJ mol -1 dan  momen  dipole  sebesar  3,5784.  Momen  dipol merupakan  ukuran  kuantitatif  kepolaran  dari  suatu ikatan, yang merupakan hasil kali dari muatan atom dan
jarak  antar  atom  [8].  Momen  dipol  Ac-AD-NH 2 lebih besar  daripada  momen  dipol  asam  amino  aspartat  dan lebih  kecil  dari  asam  amino  alanin.  Meskipun  molekul yang  digunakan  merupakan  geometri  hasil  optimasi, namun  setelah  ikatan  peptida  terbentuk  antara  alanin- aspartat terjadi perubahan dari jarak, sudut dan dihedral yang sudah dioptimasi sebelumnya. Salah satunya yaitu pada daerah terjadinya ikatan peptida, dimana awalnya jarak  N-C  1,4591  Å  setelah  berikatan  berubah  menjadi 1,448 Å. Hasil ini menunjukan bahwa terjadi pemendekan panjang  ikatan  yang  diakibatkan  pada  atom  N  dan  C memiliki daya tarik-menarik yang sangat kuat.
Gambar 1. Geometri optimasi peptida Ac-AD-NH 2 E = - 1,8887 10 6 kJ mol -1
Hasil analisis IR dipeptida Ac-AD-NH 2 pada daerah 4.000 cm -1 muncul dua puncak yang menunjukan adanya vibrasi  H-O  ulur  simetri  (4.180,60  cm -1 )  dari gugus  OH aspartat  dan  satu  lagi  merupakan  H-O  ulur  asimetri (4.125,25  cm -1 )  dari  gugus  OH  alanin.  Hasil  analisis  IR lainnya dapat dilihat pada tabel 1.
Gambar 2. Spektrum IR dipeptida AD hasil perhitungan
RHF/6-31G (d,p)
Tabel 1: Vibrasi atom peptida AD hasil perhitungan
RHF/6-31G (d,p)
Bilangan Gelombang (cm -1 ) Keterangan 4,180,60 H-O ulur simetri 4,125,25 H-O ulur asimetri 3,921,27 H-N ulur asimetri 3,317,57 H-C ulur asimetri 1,929,42 C=O ulur asimetri
Optimasi Geometri Dipeptida Ac-PV-NH 2
Hasil  optimasi  geometri  dipeptida  PV  menunjukan bahwa  peptida  ini  memiliki  energi  optimasi  sebesar
sebesar -1,8975 10 6 kJ mol -1 dengan momen dipol sebesar 2,9715, dengan panjang ikatan dipeptida yang terbentuk sebesar 1,355 Å pada N 1 -C 17 . Perubahan sudut yang terjadi disekitar  daerah  pembentuk  ikatan  dipeptida.  Sebelum berikatan  sudut  N-C-C  (prolin)  adalah  127,11º  berubah menjadi  119,76º  dimana  perubahan  ini  disebabkan adanya pergerakan molekul untuk mencari titik optimasi sehingga  mengubah  setiap  molekul  disekitarnya. Gambar hasil optimasi dapat dilihat pada gambar 3:
Gambar 3. Geometri optimasi peptida Ac PV-NH 2 E = - 1,897 10 6 kJ mol -1
Hasil analisis IR dapat menunjukan adanya interaksi antara  atom  setelah  optimasi,  dimana  setiap  ikatan memiliki  nilai  vibrasi  yang  berbeda.  Pada  panjang gelombang  3.853,52  cm -1 mengahasilkan  jenis  vibrasi ulur asimetri pada N-H dari gugus NH 2 sedangkan pada panjang  gelombang  3.749,54  cm -1 menghasilkan  jenis vibrasi ulur simetri N-H pada gugus NH 2 . Hasil spekta IR lebih  lengkap  dapat  dilihat  pada  tabel  2.  Pada  hasil spektra hanya muncul satu peak untuk gugus OH (H-O) yaitu pada panjang gelombang 4.139,10 cm 1 . Hasil analisis menunjukan  bahwa  pada  daerah  4.000  cm -1 hanya muncul satu peak, sedangkan pada dipeptida AD muncul dua peak. Hal ini menunjukan bahwa pada dipeptida PV hanya  memiliki  satu  gugus  COOH  sedangkan  pada  AD memiliki  dua gugus  COOH,  sehingga  pada dipeptida  PV hanya muncul satu peak.
Gambar 4. Spektrum IR Ac-PV-NH 2 hasil perhitungan RHF/6-31G (d,p) Vibrational spectrum Frequency, cm**-1 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 IR i n te n s it y 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Vibrational spectrum Frequency, cm**-1 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 IR in te ns ity 440 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
Tabel 2: Vibrasi atom peptida PV hasil perhitungan
RHF/6-31G (d,p) Bilangan Gelombang / cm Keterangan 4.139,10 H-O ulur simetri 3.853,52 H-N ulur asimetri 3.749,54 H-N ulur simetri 3.308,52 H-C ulur asimetri 3.284,14 H-C ulur simetri 3.208,08 H-C tekuk ke dalam bidang 3.177,12 H-C tekuk ke luar bidang
Optimasi Geometri interaksi Dimer Kitosan dengan Dipeptida Ac-AD-NH 2
Tahap  awal  pekerjaan  optimasi  geometri  segmen dimer  kitosan  dengan  dipeptida  Ac-AD-NH 2 dilakukan dengan membuat input matriks-Z. Interaksi antarmolekul  antara  segmen  dimer  kitosan  dengan dipeptida  Ac-AD-NH 2 dapat  terjadi  pada  berbagai konfigurasi,  dimana  segmen  dimer  kitosan  memiliki banyak  gugus  aktif  yang  memungkinkan  terjadi interaksi. Pada penelitian ini melakukan dua konfigurasi dengan posisi interaksi yang berbeda untuk mengetahui perbandingan  struktur  dan  energi  disetiap  konfigurasi. Input  matrik-Z  optimasi  geometri  segmen  dipeptida dengan  dipeptida  Ac-AD-NH 2 dilakukan  dengan menginteraksikan  antara  atom  N38  dari  segmen  dimer kitosan dengan atom H48 dari peptida AD dimana posisi interaksi berada dibawah kanan. Sedangkan konfigurasi 2  menginteraksikan  N8 dari  segmen  dimer  kitosan  dan H48 dari dipeptida AD dengan posisi interaksi di kiri atas.
Hasil optimasi yang diperoleh yaitu sebesar -5,268 10 6 kJ mol -1 dan energi interaksi molekul -78,116 kJ mol -1 dengan  panjang  ikatan  sebesar  1,876 Ǻ (gambar  5), sedangkan  pada  konfigurasi  2  diperoleh  hasil  optimasi yaitu sebesar -5,2679 10 6 kJ mol -1 dan energi asosiasinya yaitu  sebesar  -68,630  kJ  mol -1 dengan  panjang  ikatan sebesar  1,939 Ǻ  (gambar 6)  Jenis  ikatan  yang  terjadi merupakan jenis ikatan hidrogen sedang. Tanda negatif menunjukan  bahwa  energi  tersebut  sudah  berada  pada keadaan optimasi.
Perubahan  orientasi  atom-atomyang  terjadi  pada molekul  dipeptida  AD  dimana  panjang  ikatan  H21-O18 sebesar  0,9484  Ǻ, sudut  yang  terbentuk  H21-O18-C1 sebesar  108,4157°  dan  dihedral  tersusun  atas  4  atom yaitu  H21-O18-C17-O26  sebesar  0,1403°.  Setelah berinteraksi,  perubahan  yang  terjadi  adalah  panjang ikatan H48-O49 sebesar 0,9732 Ǻ, sudut yang terbentuk H48-O49-C50  sebesar  112,3217°  dan  dihedral  tersusun atas 4 atom yaitu H48-O49-C50-C51 sebesar 179,9400°. Perubahan ini terjadi karena adanya penataan ulang saat dilakukan optimasi interaksi kitosan dan dipeptida.
Gambar 5. Geometri optimasi molekul dimer kitosan dengan peptida Ac-AD-NH 2 konfigurasi 1 E interaksi = -
78,1168 kJ mol -1
Gambar 6. Geometri optimasi molekul dimer kitosan dengan peptida Ac-AD-NH 2 konfigurasi 2. E interaksi = - 68,3964 kJ.mol -1
Variasi jarak interaksi dimer kitosan dengan peptida Ac-AD-NH 2 dilakukan  untuk  menggambarkan  proses pelepasan  peptidan  denga  kitosan.  Perhitungan  jarak interaksi  dilakukan  pada  0,5- 7,0  Ǻ  dengan  selisih  dua titik sebesar 0,05 Ǻ. Selama kedua atom masih terpisah maka tarik-menarik lebih kuat daripada tolak-menolak sehingga  energi  potensialnya  turun  (menjadi  negatif) [8].  Semakin  dekat  interaksi  maka  akan  terjadi  tolak- menolak yang mengakibatkan energi interaksi mencapai maksimum  bernilai  positif  yang  berarti  belum  stabil. Gambar  grafik  hubungan  energi  interaksi  dengan  jarak interaksi dapat dilihat pada gambar 7 dan gambar 8.
Gambar 7. Grafik energi potensial interaksi asosiasi molekul dimer kitosan dengan peptida Ac-AD-NH 2 konfigurasi 1 perhitungan ab initio HF/6-31G (d,p)
Gambar 8. Grafik hubungan energi interaksi denga jarak interaksi dimer kitosan..AD konfigurasi 2
Spektrum  IR  menunjukkan  intensitas  gerakan vibrasi  yang  terjadi  pada  kedua  konfigurasi  sangat berbeda.  Vibrasi  molekul  dimer  kitosan  dan  dipeptida pada konfigurasi 1 terlihat pada daerah ± 4.055,07 cm -1 dan ± 3.576,68  cm -1 sedangkan  pada  konfigurasi  2 terlihat pada daerah ± 4.105,82 cm -1 dan ± 3.775,41 cm -1 . Pada  konfigurasi 1  daerah  panjang  gelombang 3.769,55 cm -1 terjadi tekuk ulur H-N pada gugus NH 2 , sedangkan pada konfigurasi 2 pada daerah 3.770,34 cm -1 . Perbedan ini  diakibatkan  adanya  perubahan  jarak  dan  sudut antarmolekul pada peptida itu sendiri. Contoh lain dapat dilihat pada tabel 3, tabel 4.
Gambar 9. Spektrum IR interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac-AD-NH 2 konfigurasi 1.
Gambar 10. Spektrum IR interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac-AD-NH 2 konfigurasi 2.
Tabel 3: Daerah bilangan gelombang pada spektrum IR interaksi segmen dimer kitosan dengan Ac-AD-NH 2
konfigurasi 1. Bilangan Gelombang / cm Keterangan 4.181,22 H-O ulur asimetri 3.875,29 H-N tekuk ke dalam bidang 3.769,55 H-N tekuk ke luar bidang 3.299,09 H-C tekuk ke dalam bidang 3.269,99 H-C tekuk ke dluar bidang
Tabel 4: Daerah bilangan gelombang pada spektrum IR interaksi segmen dimer kitosan dengan Ac-AD-NH 2 konfigurasi 2 hasil perhitungan RHF/6-31G(d,p)
Bilangan Gelombang cm -1 Keterangan 4.169,12 H-O ulur asimetri 3.834,06 H-N ulur asimetri 3.770,34 H-N ulur simetri 3.300,31 H-C ulur asimetri 3.215,01 H-C ulur simetri
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil analisis interaksi  dimer  kitosan  dengan  dipeptida  Ac-AD-NH 2 yaitu yang paling stabil terjadi pada konfigurasi 1 dengan energi  asosiasi  sebesar  -78,1168  kJ  mol -1 pada  jarak interaksi  1,8756  Ǻ.  Hasil  dari  perhitungan  dua konfigurasi  menunjukan  bahwa  beda  posisi  interaksi maka  akan  menghasilkan  energi  dan  panjang  interaksi yang berbeda juga.
Optimasi Geometri Dimer Kitosan dengan dipeptida Ac-PV-NH 2
Segmen dimer kitosan memiliki struktur linier yang mempunyai  gugus  -OH  dan  -NH 2 ,  gugus  tersebut merupakan situs aktif dari molekul kitosan. Sama halnya dengan dipeptida yang memiliki gugus aktif – OH dan – NH 2 sehingga memungkinkan terjadinya beberapa posisi interaksi antara kedua molekul tersebut. Ikatan hidrogen adalah  salah  satu  tinjauan  penting  pada  penentuan konformasi dan interaksi molekul. Ikatan hidrogen yang terjadi melibatkan atom H dengan atom O dan N karena atom  H  berperan  sebagai ä + dan  atom  O  maupun  N
Vibrational spectrum Frequency, cm**-1 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 IR in te n s ity 2,000 1,900 1,800 1,700 1,600 1,500 1,400 1,300 1,200 1,100 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
Frequency, cm**-1 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 IR in te n s ity 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
sebagai 𝛿 − .  Interaksi  segmen  dimer  kitosan  dengan dipeptida  Ac-PV-NH 2 menginteraksikan  atom  O  dari kitosan  dan  H dari  dipeptida  Ac-PV-NH 2 dengan  posisi interaksi  yang  berbeda.  geometri  optimasi  molekul interaksi  dimer  kitosan  dengan  dipeptida  Ac-PV-NH 2 dapat dilihat pada gambar 11 dan gambar 12.
Energi  optimasi  yang  paling  stabil  terjadi  pada konfigurasi  1  yaitu  sebesar  E=  -5,1821  10 6 kJ  mol -1 dan energi asosiasinya sebesar  -21,6289 kJ mol -1 pada jarak 2,373 Ǻ . Pada konfigurasi 2 menghasilkan energi sebesar -5,1822  10 6 kJ  mol -1 dengan  energi  interaksi  molekul  - 57,6375 kJ/mol dan pada jarak 2,099 Ǻ . Jenis ikatan yang terjadi  merupakan  jenis  ikatan  hidrogen  sedang.  Data energi  yang  diperoleh  ini  menunjukan  bahwa  orientasi tolak-menolak dan tarik-menarik setiap posisi interaksi sangat mempengaruhi dari kestabilan struktur dan juga energinya.
Gambar 11. Geometri optimasi molekul dimer kitosan dengan peptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi 1. E= -21,6289
kJ mol -1
Gambar 12. Geometri optimasi molekul dimer kitosan dengan peptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi 2. E = -57,6373 kJ mol -1
Perubahan  dari  jarak,  sudut  dan  dihedral  dapat dilihat  pada  salah  satu  contoh  yaitu  pada  molekul dipeptida PV konfigurasi 1 dimana panjang ikatan O48- C49 awal s ebesar 1,1882 Ǻ menjadi 1,1965 Ǻ. S udut yang terbentuk  O48-C49-C52  sebesar  123,4943°  menjadi 122,5756° dan dihedral tersusun atas 4 atom yaitu O48- C49-C52 – N53 sebesar -133,1762° menjadi -163,9219°.
Energi interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac- PV-NH 2 dengan  variasi  jarak  yang  dilakukan  dari  jarak interaksi awal 0,1 Ǻ dan jarak interaksi akhir 7,0 Ǻ deng an interaval 0,05 Ǻ. Data yang diperoleh berupa hubungan variasi  jarak  dengan  energi  interaksinya.  Tolakan  yang terjadi  pada  interaksi  antar  molekul  konfigurasi  1  dan konfigurasi  2  akan  berkurang  setelah  dicapai  energi kestabilan  pada  jarak 1,939  Ǻ  dan  2,4313  Ǻ.  Energi interaksi  dimer  kitosan  dengan  dipeptida  Ac-PV-NH 2 dengan  variasi  jarak  dapat  dilihat  pada  gambar  13  dan gambar 14.
Gambar 13. Grafik energi interaksi dengan jarak interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi 1
Gambar 14. Grafik energi interaksi dengan jarak interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi 2.
Selain  data  energi  interaksi,  perubahan  orientasi molekul  dan  grafik  hubungan  energi  interaksi  dengan jarak  juga  dapat  diperoleh  data  energi  vibrasi  molekul. Hasil analisis diperoleh dimana pada daerah 2.000 cm -1 merupakan daerah vibrasi untuk C=O pada daerah yang berinteraksi  dengan  dimer  kitosan.  Pada  konfigurasi  1 dan 2 muncul satu peak pada panjang gelombang 1.915,24 cm -1 dan 1.902,72 cm -1 . Salah satu contohnya yaitu pada NH 2 , menghasilkan jenis vibrasi yang berbeda meskipun sama-sama  gugus  NH 2 .  Contoh  lainnya  yaitu  pada panjang  gelombang  1.915,60  cm -1 adanya  ulur  asimetri C=O  dari  gugus  COOH,  sedangakan  pada  panjang gelombang  3.750,05  cm -1 terjadi  ulur  simetri  H-N  dari gugus NH 2.
Gambar 15. Spektrum IR interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi1
Gambar 16. Spektrum IR interaksi dimer kitosan dengan dipeptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi 2
Tabel 6: Daerah bilangan gelombang pada spektrum IR  interaksi  segmen  dimer  kitosan  dengan  Ac-PV-NH 2 konfigurasi 2 hasil perhitungan RHF/6-31G(d,p)
Bilangan Gelombang (cm -1 ) Keterangan 4.169,93 H-O ulur asimetri 4.166,97 H-O ulur simetri 3.850,51 H-N ulur asimetri 3.750,05 H-N ulur simetri 3.329,47 H-C ulur asimetri 3.207,01 H-C ulur simetri 2.000,50 C=O ulur simetri 1.915,60 C=O ulur asimetri
Tabel 5: Daerah bilangan gelombang pada spektrum IR  interaksi  segmen  dimer  kitosan  dengan  Ac-PV-NH 2 konfigurasi 1 hasil perhitungan RHF/6-31G(d,p)
Bilangan Gelombang (cm -1 ) Keterangan 4.171,51 H-O ulur asimetri 4.131,67 H-O ulur simetri 3.833,34 H-N ulur simetri 3.757,50 H-N ulur asimetri 3.302,34 H-C ulur asimetri 3.298,70 H-C ulur asimetri
Kesimpulan  yang  didapat  yaitu  kofigurasi  2  lebih stabil dibandingkan konfigurasi 1. Semakin panjang jarak interaksinya  maka  energi  asosiasi  yang  diperoleh  juga semakin kecil.
Konfigurasi Jarak Interaksi (Å) Energi Interaksi (kJ mol - 1 ) Konf 1 O48...H47 2,375 -21,6289 Konf 2 O48...H12 2,257 -57,6373

## 4. Kesimpulan
Energi  potensial  interaksi  yang  lebih  stabil  yaitu interaksi  dimer  kitosan  dengan  dipeptida  Ac-AD-NH 2 konfigurasi  1  sebesar  -78,1168  kJ  mol -1 dengan  jarak interaksi  1,8756  Ǻ  sedangkan interaksi  dimer  kitosan dengan  dipeptida  Ac-AD-NH 2 konfigurasi  2  sebesar  - 68,6297 kJ mol -1 dengan jarak interaksi 1,9392 Ǻ. Segmen dimer kitosan dengan dipeptida Ac-PV-NH 2 konfigurasi 1  yang  memiliki  energi  potensial  interaksi  sebesar  - 21,6289 kJ mol -1 dengan jarak interaski interaksi 2,373 Ǻ sedangkan segmen dimer kitosan dengan dipeptida Ac- PV-NH 2 konfigurasi  2  yang  memiliki  energi  potensial interaksi  sebesar  -57,6373  kJ  mol -1 dengan  jarak interaski interaksi 2,099 Ǻ. Energi interaksi yang dapat digunakan  untuk  memprediksikan  pelepasan  peptida dari kitosan. Interaksi yang terjadi merupakan interaksi ikatan hidrogen sedang.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  Andrea  Hartsock,  W.  James  Nelson,  Adherens  and tight junctions: Structure, function and connections to  the  actin  cytoskeleton, Biochimica  et  Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes , 1778, 3, (2008) 660-669 http://dx.doi.org/10.1016/j.bbamem.2007.07.012
[2]  B Gumbiner, Structure, biochemistry, and assembly of  epithelial  tight  junctions, American  Journal  of Physiology-Cell Physiology , 253, 6, (1987) C749-C758 http://dx.doi.org/10.1152/ajpcell.1987.253.6.C749
[3]  Paul  Kiptoo,  Ernawati  Sinaga,  Anna  M  Calcagno, Hong Zhao, Naoki Kobayashi, Usman SF Tambunan, Teruna J Siahaan, Enhancement of drug absorption through  the  blood−  brain  barrier  and  inhibition  of intercellular  tight  junction resealing  by  E-cadherin peptides, Molecular pharmaceutics , 8, 1, (2010) 239- 249 http://dx.doi.org/10.1021/mp100293m
[4]  Helen Chasiotis, Dennis Kolosov, Phuong Bui, Scott P. Kelly, Tight junctions, tight junction proteins and paracellular  permeability  across  the  gill  epithelium of  fishes:  A  review, Respiratory  Physiology  & Neurobiology , 184, 3, (2012) 269-281
http://dx.doi.org/10.1016/j.resp.2012.05.020
[5]  Ernawati  Sinaga,  Seetharama  DS  Jois,  Mike  Avery, Irwan Makagiansar, Usman SF Tambunan, Teruna J Siahaan, Modulasi Junction Antar Sel Menggunakan Peptida Kadherin Upaya Meningkatkan
Penghantaran Obat, Makara Journal of Science , (2010) http://dx.doi.org/10.7454/mss.v8i1.394
[6]  Stephanie  Bosselmann,  Robert  O  Williams  III,  Has nanotechnology  led  to  improved  therapeutic outcomes?, Drug  development  and  industrial pharmacy , 38, 2, (2012) 158-170
http://dx.doi.org/10.3109/03639045.2011.597764
[7]  H.  Gocho,  H.  Shimizu,  A.  Tanioka,  T.  J.  Chou,  T. Nakajima,  Effect  of  polymer  chain  end  on  sorption isotherm  of  water  by  chitosan, Carbohydrate Polymers , 41, 1, (2000) 87-90
http://dx.doi.org/10.1016/S0144-8617(99)00113-7
[8]  Raymond Chang, Chemistry, Jhon Wiley & Sons, Ltd, England, 2005.

## Vibrational spectrum
Frequency, cm**-1 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 IR in te n s ity 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Vibrational spectrum Frequency, cm**-1 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 IR i n te n s it y 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0