Penambatan (molekuler)

Dalam ilmu biologi molekuler dan bioinformatika, penambatan merupakan salah satu metode yang dapat memprediksi interaksi antar molekul, dapat berupa protein termasuk enzim, DNA, karbohidrat, lemak terhadap substrat, tetapi lebih banyak yang mengeksplorasi terhadap enzim.<ref name="Lengauer"> Lengauer T, Rarey M. 1996. Computational methods for biomolecular docking. Curr Opin Struct Biol 6(3): 402-406. </ref> Hasil yang diharapkan adalah dapat memprediksi interaksi yang stabil dan bersifat spontan, dapat dilihat melalui derajat energi bebas yang semakin negatif. Feig M, Onufriev A, Lee MS, Im W, Case DA, Brooks CL. 2004. Performance comparison of generalized born and Poisson methods in the calculation of electrostatic solvation energies for protein structures. J Computat Chem 25(2): 265–284.
Saat ini docking sudah digunakan dalam mendesain obat-obatan maupun antiviral, dan digunakan sebagai tahap seleksi awal dari banyak substrat sehingga pada saat percobaan pada laboratorium basah akan semakin mudah karena jumlah sampel uji semakin sedikit, walaupun dapat terjadi ketidaksesuaian antara hasil bioinformatika dengan laboratorium basah (false positive atau false negative). Kitchen DB, Decornez H, Furr JR, Bajorath J 2004. Docking and scoring in virtual screening for drug discovery: methods and applications. Nat rev Drug disc 3(11): 935–949.

 Definisi Docking dapat diumpamakan sebagai proses gembok dan kunci pada interaksi enzim dan substrat. Jorgensen WL. 1991. Rusting of the lock and key model for protein-ligand binding. Sci 254(5034): 954–955. Kunci akan masuk pada lubang di gembok, dan mengubah konformasi (bentuk) gembok (terbuka atau tertutup). Dalam pengertian ini, gembok merupakan enzim dan kunci merupakan substrat. Docking juga digunakan untuk proses optimasi yang mendeskripsikan kecocokan terbaik, sehingga definisi yang lebih cocok bukan teori gembok dan kunci tetapi sarung tangan yang dapat dipakai di tangan kiri maupun kanan.

 Teknik 
Terdapat dua pendekatan yang terkenal yaitu teknik mencocokan substrat dengan protein sebagai suatu komplemen, dan proses docking yang menghitung derajat energi bebas. Goldman BB, Wipke WT. 2000. QSD quadratic shape descriptors. 2. Molecular docking using quadratic shape descriptors (QSDock). Proteins 38(1): 79–94. Kedua teknik ini memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing.

 Mekanisme 
Untuk melakukan skrining, harus memiliki bentuk protein yang diinginkan. Untuk mendapatkan bentuk protein yang diinginkan, terdapat tiga teknik yaitu kristalografi yaitu proses untuk mendapatkan kristal protein lalu ditembakkan menggunakan sinar X pada suatu film, spektroskopi NMR yaitu melihat resonansi inti magnet yang direasikan dengan protein, dan mikroskop elektron. Go J, Bourne J. 2009. Strutural Bioinformatics. New York: Wiley & Sons.  Teknik ini masing-masing memiliki kelemahan dan kelebihan seperti jumlah sampel, keakuratan, dan sebagainya. Saat ini telah ada pangkalan data protein yaitu RCSB yang lengkap, disimpan dalam ekstensi .pdb, beserta substrat protein tersebut.RCSB. http://www.rcsb.org/ [15 Mei 2014].  Dua hal yang menunjang keberhasilan docking'' adalah algoritme yang digunakan dan fungsi penilaian.
Dalam mencari algoritma ada tiga hal yang harus diperhatikan yaitu fleksibilitas substrat, dan fleksibilitas reseptor.

 Aplikasi 
Salah satu aplikasi yang telah ada yaitu penemuan antiviral baru seperti saquinavir. Madigan M et al. 2012. ''Brock Biology of Microorganisms". New York: Pearson.  Saquinavir dapat digunakan untuk menghambat kerja enzim protease HIV. Protease HIV digunakan oleh virus HIV dalam proses pematangannya. Ketika komponen-komponen virus yang belum begitu jadi harus dicacah dahulu sehingga menjadi komponen-komponen yang siap dirakit.
Antiviral yang sedang diteliti tidak hanya menghambat enzim ini saja, tetapi melalui bioinformatika bisa mengeksplorasi penghambatan infeksi virus ini ditempat lainnya seperti mencegah virus ini dapat penetrasi, dan sebagainya.

 Referensi 

Kategori:Biologi molekuler