Judul: Analisis Kestabilan Interaksi Hormon Inkretin GLP-1 (Glucagon Like Peptide 1) dan Mutannya dengan Reseptor GLP-1R.
Abstrak: Pemahaman mengenai kestabilan interaksi antara 2 protein (ligan-reseptor) sangat penting dilakukan sebagai dasar modifikasi protein khususnya pada bidang protein engineering dan drug design. Protein GLP-1 (Glucagon Like Peptide 1) merupakan hormon inkretin alami yang sangat potensial untuk dikembangkan sebagai salah satu agen alternatif pengobatan diabetes mellitus tipe 2 (DM tipe 2). Interaksi antara GLP-1 dengan GLP-1R dapat menstimulasi sekresi insulin di dalam tubuh. Exenatide dan liraglutide merupakan jenis analog GLP-1 sintetik yang telah berhasil digunakan sebagai agen penyembuhan DM tipe 2. Penelitian ini dilakukan untuk memahami interaksi yang terbentuk antara protein GLP-1 dengan GLP-1R melalui simulasi komputasi dinamika molekuler. Interaksi jembatan garam meliputi interaksi elektrostatik dan ikatan hidrogen yang terbentuk antara protein ligan dengan reseptor merupakan faktor penting yang mempengaruhi kestabilan interaksi protein. Analisis jembatan garam memberikan peluang untuk mengidentifikasi residu-residu yang berpotensi untuk dilakukan mutasi dalam rangka meningkatkan kestabilan interaksi protein. Perhitungan energi bebas solvasi dilakukan untuk memprediksi calon mutan terbaik menggunakan pendekatan perturbasi energi bebas dengan paradigma dual topologi (vacuum dan aqua). Perhitungan energi ikat (binding energy) antara ligan dengan reseptor dilakukan menggunakan metode MMPB/GBSA. Hasil simulasi menunjukkan bahwa terdapat 2 jembatan garam penting yang terbentuk antara protein GLP-1 dengan reseptor GLP-1R. Analisis energi elektrostatik dan ikatan hidrogen (okupansi) pada jembatan garam menunjukkan bahwa salah satu jembatan garam berpotensi untuk dilakukan mutasi. Pemilihan calon mutan dilakukan berdasarkan jenis kelompok residu asam amino. Prediksi perhitungan energi bebas solvasi sesuai dengan simulasi dinamika molekuler yang menunjukkan bahwa salah satu mutan memiliki kestabilan interaksi yang lebih baik dari wild type GLP-1. Hal ini ditunjukkan oleh analisis parameter konformasi (RMSD, RMSF , dan jari-jari girasi), SASA, dan energi ikat mutan yang cukup baik jika dibandingkan dengan protein wild type dan analog GLP-1.
Keyword: Dinamika molekuler, DM tipe 2, GLP-1, GLP-1R, kestabilan interaksi, mutasi, penambatan protein-protein

Judul: Site-Directed Mutagenesis Lid Region Lipase Geobacillus stearothermophilus T1.2RQ Based on Dynamics Simulation Molecular
Abstrak: Lipase T1.2 dari Geobacillus stearothermophillus merupakan salah satu enzim termostabil yang mampu menghidrolisis ikatan ester karboksil pada komponen minyak menghasilkan gliserol dan asam lemak bebas. Struktur lipase T1.2 yang menarik terdapat pada bagian lid region yang berfungsi untuk aktivasi antarmuka dalam berbagai media pelarut. Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi pergerakan molekul protein mutan menggunakan analisis komputasi yang dapat meningkatkan interaksi enzim dan substrat dalam pelarut. Pemilihan residu mutasi pada struktur lid region ditentukan berdasarkan stabilitas protein menggunakan simulasi dinamika molekuler. Konstruksi mutan lipase dalam plasmid pET-28a menggunakan metode quick change PCR untuk substitusi residu asam amino. Hasil simulasi dinamika molekuler menunjukan nilai RMSD protein mutan A190S dalam pelarut air memiliki pergerakan molekul yang lebih stabil dibandingkan mutan D182I. Pergerakan nilai RMSD mutan A190S dan D182I dalam pelarut campuran yang terdiri dari air, metanol, asam palmitat dan asam oleat memperlihatkan pergerakan molekul yang rendah. Aktivitas relatif hidrolitik mutan A190S dalam substrat minyak kelapa sawit mengalami peningkatan sebesar 9%, sedangkan mutan D182I mengalami penurunan yang signifikan sebesar 33%. Pada aktivitas relatif esterifikasi pembentukan ester asam lemak mutan D182I mengalami penurunan sebesar 53%. Stabilitas protein mutan sangat berkorelasi dengan aktivitas relatif lipase dalam interaksi dengan substrat. Simulasi dinamika molekul dalam sistem pelarut polar dapat memprediksi stabilitas molekul lipase yang dapat meningkatkan aktivitas hidrolitik untuk mendegradasi lipid., T1.2 lipase from Geobacillus stearothermophilus is a thermostable enzyme capable of hydrolyzing carboxyl ester bonds of lipids to produce glycerol and free fatty acids. One important feature of the T1.2 lipase structure is the lid region, which plays role in interfacial activation in various solvents. This study aims to investigate the association between the in-silico molecular dynamics of mutant T1.2RQ lipase harboring subsequent point mutations in the lid region and their enzymatic activities. Selection of mutation residues in the lid region structure was determined based on protein structure stability using molecular dynamics simulations. Lipase mutant construction in pET-28a plasmid using quick change PCR method for amino acid residue substitution. Molecular dynamics simulation from several parameters of RMSD, RMSF and radius of gyration showed that the mutant T1.2RQ-A190S protein in SOL-A (water solvent) had more stable molecular movement than the mutant T1.2RQ-D182I. Movement of mutant proteins T1.2RQ-A190S and T1.2RQ-D182I in a SOL-B consisting of water, methanol, palmitic acid and oleic acid showed low molecular movement. The relative hydrolytic activity of mutant T1.2RQ-A190S in palm oil substrate increased 9%, while the mutant D182I decreased significantly 33%. In relative activity of esterification, formation of mutant T1.2RQ-D182I fatty acid esters decreased 53%. The stability of mutant proteins is highly correlated with the relative activity of the lipase in the interaction with the substrate. Molecular dynamics simulations in polar solvent systems can predict the stability of lipase molecules that can increase hydrolytic activity for degrading lipids.
Keyword: Lid region, Lipase T1.2RQ, Modifikasi protein, Simulasi dinamika molekuler

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: