Docking (molekuler)
Dalam ilmu biologi molekuler dan bioinformatika, docking 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.[1] Hasil yang diharapkan adalah dapat memprediksi interaksi yang stabil dan bersifat spontan, dapat dilihat melalui derajat energi bebas yang semakin negatif.[2] 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).[3]
Definisi
Docking dapat diumpamakan sebagai proses gembok dan kunci pada interaksi enzim dan substrat.[4] Kunci akan masuk pada lubang di gembok, dan mengubah konformasi (bentuk) gembok (terbuka atau tertutup).[4] Dalam pengertian ini, gembok merupakan enzim dan kunci merupakan substrat.[4] 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.[4]
Teknik
Terdapat dua pendekatan yang terkenal yaitu teknik mencocokan substrat dengan protein sebagai suatu komplemen, dan proses docking yang menghitung derajat energi bebas.[5][2] Kedua teknik ini memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing.[5][2]
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.[6] Teknik ini masing-masing memiliki kelemahan dan kelebihan seperti jumlah sampel, keakuratan, dan sebagainya.[6] Saat ini telah ada pangkalan data protein yaitu RCSB yang lengkap, disimpan dalam ekstensi .pdb, beserta substrat protein tersebut.[7] Dua hal yang menunjang keberhasilan docking adalah algoritma yang digunakan dan fungsi penilaian.[6] Dalam mencari algoritma ada tiga hal yang harus diperhatikan yaitu fleksibilitas substrat, dan fleksibilitas reseptor.[6]
Aplikasi
Salah satu aplikasi yang telah ada yaitu penemuan antiviral baru seperti saquinavir.[8] Saquinavir dapat digunakan untuk menghambat kerja enzim protease HIV.[8] Protease HIV digunakan oleh virus HIV dalam proses pematangannya.[8] Ketika komponen-komponen virus yang belum begitu jadi harus dicacah dahulu sehingga menjadi komponen-komponen yang siap dirakit.[8] 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.[8]
Referensi
- ^ (Inggris) Lengauer T, Rarey M. 1996. Computational methods for biomolecular docking. Curr Opin Struct Biol 6(3): 402-406.
- ^ a b c (Inggris) 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.
- ^ (Inggris) 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.
- ^ a b c d (Inggris) Jorgensen WL. 1991. Rusting of the lock and key model for protein-ligand binding. Sci 254(5034): 954–955.
- ^ a b (Inggris) Goldman BB, Wipke WT. 2000. QSD quadratic shape descriptors. 2. Molecular docking using quadratic shape descriptors (QSDock). Proteins 38(1): 79–94.
- ^ a b c d (Inggris) Go J, Bourne J. 2009. Strutural Bioinformatics. New York: Wiley & Sons.
- ^ (Inggris)RCSB. http://www.rcsb.org/ [15 Mei 2014].
- ^ a b c d e (Inggris) Madigan M et al. 2012. Brock Biology of Microorganisms". New York: Pearson.