Inhibitor Enzim (Enzim Helikase)

TUGAS BIOKIMIA : Inhibitor Enzim (Enzim Helikase)

Disusun Oleh : GUSTI SEPTIANDINA

NPM : 230210080002

ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

2008-2009

Enzim Helikase sebagai Target Obat Antivirus

Enzim helikase termasuk enzim baru dan belum dikenal, bahkan di lingkungan peneliti sendiri. Berbeda dengan enzim protease, walaupun tidak mengerti secara detail, orang biasanya pernah mendengar jenis enzim ini. Bahkan, dibandingkan dengan enzim polimerase pun enzim helikase masih kalah popular.

ENZIM helikase pertama kali diperkenalkan oleh Malcolm L Gefter dan kawan-kawan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) tahun 1975. Mereka menemukan bahwa pada proses replikasi DNA bakteri Eschericia coli, selain enzim polimerase yang berfungsi membentuk rantai DNA baru, ada lagi enzim yang berperan memisahkan pasangan rantai DNA yang diberi nama helikase. Enzim ini berfungsi memisahkan pasangan rantai induk DNA Eschericia coli untuk selanjutnya diproses dan juga pasangan induk dan anak DNA yang tersintesis.

Helikase berasal dari kata “helic” yang berarti struktur pasangan DNA “double helic” dan “ase” yang berarti enzim. Sehingga “helicase” berarti enzim yang memisahkan pasangan rantai DNA atau RNA, yang masing-masing kemudian diberi nama DNA helikase atau RNA helikase.

Enzim helikase sekarang ditemukan di berbagai makhluk hidup, mulai dari virus sampai pada manusia. Enzim ini berfungsi dalam berbagai proses yang berhubungan dengan DNA dan RNA, sehingga enzim ini termasuk salah satu enzim yang esensial untuk kehidupan segenap makhluk hidup, sama halnya dengan protease.

MENGAPA helikase?

Berbicara masalah inhibitor antivirus, selama ini pembicaraan terfokus pada enzim protease. Dan kenyataannya, banyak sekali penelitian dilakukan dalam rangka penemuan inhibitor protease ini. Yang terkenal di antaranya adalah penemuan anti-HIV. Penggunaan inhibitor protease dari virus HIV sekarang sudah memasuki masa percobaan klinis setelah melewati masa penelitian puluhan tahun. Ternyata hasilnya masih jauh dari apa yang diharapkan.

Penemuan obat antivirus hepatitis C (HCV) juga terfokus pada usaha penemuan inhibitor protease. Selama ini berbagai senyawa kandidat inhibitor protease dari HCV sudah ditemukan, namun baru sampai tingkat in vitro dan masih jauh dari percobaan klinis.

Penemuan antivirus SARS, yang masih hangat di telinga kita, juga memilih protease sebagai alternatif pertama. Semua ini disebabkan enzim protease ini sudah dikenal dan diteliti jauh sebelum helikase sehingga sudah banyak diketahui tentang karakternya dan tetap menjadi pilihan untuk target penemuan obat antivirus.

Karena keberhasilan inhibitor protease sangat sedikit sekali, helikase menjadi nominasi untuk target penemuan obat antivirus. Berbeda dengan protease, enzim ini memiliki banyak fungsi dan aktivitas sehingga penemuan inhibitornya akan lebih mudah. Karena protease hanya memiliki aktivitas protease saja, inhibitor yang ditemukan haruslah inhibitor yang menghambat aktivitas protease tersebut.

Helikase, selain memiliki aktivitas helikase itu sendiri, juga memiliki aktivitas ATPase, yaitu aktivitas yang menguraikan ATP (adenosine triphosphate) menjadi ADP (adenosine diphosphate). Proses penguraian ini dihasilkan energi yang digunakan untuk menguraikan pasangan DNA atau RNA.

Oleh karena itu, penemuan inhibitor helikase juga bisa dilakukan dengan mencari senyawa yang menghambat aktivitas ATPase, selain senyawa yang menghambat aktivitas helikase itu sendiri. Dengan demikian, peluang untuk mendapatkan inhibitor enzim helikase yang spesifik untuk suatu virus tertentu akan lebih besar.

APA fungsi helikase pada virus?

Seperti halnya pemisahan pasangan rantai DNA pada proses replikasi Eschericia coli, enzim helikase juga melakukan fungsi yang sama pada virus. Enzim ini memisahkan pasangan DNA atau RNA untuk keperluan step awal replikasi virus dan juga memisahkan pasangan DNA atau RNA yang terbentuk pada saat proses replikasi berlangsung.

Pada proses replikasi virus yang memiliki genom (DNA atau RNA) tunggal, masing-masing virus akan membentuk DNA atau RNA yang akan dijadikan sebagai keturunannya. Akan tetapi, DNA atau RNA yang terbentuk tersebut masih dalam kondisi berpasangan dengan DNA atau RNA induknya. Nah, enzim helikase akan memisahkan pasangan ini, sehingga masing-masing DNA atau RNA yang terpisah bisa berfungsi kembali sebagai induk (template).

Untuk virus yang memiliki genom (DNA atau RNA) yang sudah berpasangan, mekasnime replikasinya ada kemiripan dengan Eschericia coli. Step pertama yang harus dilalui adalah pemisahan pasangan genom ini. Di sini, enzim helikase yang berperan. Selanjutnya, setelah sintesa anak/keturunan DNA atau RNA selesai, helikase memisahkan pasangan anak-induk ini kembali supaya bisa digunakan untuk sintesa anak DNA atau RNA berikutnya.

Dengan demikian, jelaslah kalau helikase adalah enzim yang berperan penting dalam proses replikasi dan perkembangbiakan virus. Sehingga, wajar sekali kalau enzim ini merupakan target yang potensial untuk penemuan obat antivirus.

Ide untuk menjadikan helikase sebagai target penemuan obat antivirus muncul pada tahun 1993. Waktu itu grup peneliti dari Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute, USA, memberikan ide untuk menjadikan enzim helikase dari virus herpes simplex (HSV) sebagai target penemuan obat anti-HSV. Hal ini disebabkan “acyclovir” sebagai inhibitor polimerase, yang dipakai untuk penanganan infeksi HSV banyak menimbulkan resistensi.

Usaha ini sudah hampir memberikan hasil. Beberapa inhibitor helikase HSV yang menunjukkan efek inhibitor secara in vitro sudah ditemukan dan di antaranya sudah dianalisis keampuhannya dengan kelinci percobaan.

SEPERTI yang dipublikasi di jurnal Nature Medicine terbitan April 2002, grup peneliti dari Bayer AG, Pharma Research, Jerman membuktikan bahwa mereka berhasil menemukan senyawa BAY 57-1293 bisa menyembuhkan kelinci dari infeksi HSV dan mencegah dari serangan HSV berikutnya.

Sejalan dengan itu, enzim helikase ini juga mulai diperhatikan banyak peneliti untuk dijadikan target penemuan obat antivirus. Di antaranya, peneliti HCV menjadikan enzim helikase sebagai target penemuan obat anti-HCV. Walaupun sekarang baru pada penemuan senyawa yang menghambat aktivitas helikase in vitro, diharapkan akan ditemukan inhibitor yang bisa dipakai sebagai obat anti-HCV.

Karena helikase ini ada pada semua virus, tentu saja tidak menutup kemungkinan untuk dijadikan target inhibitor dalam rangka penemuan obat anti-SARS, yang menjadi masalah sekarang ini. Yang jelas, makin banyak target makin besar kemungkinan untuk penemuan obat antivirus.

Hanya saja yang perlu diperhatikan adalah karena enzim ini juga ada pada manusia, sama halnya dengan protease dan polimerase. Dengan demikian, harus ditemukan inhibitor yang spesifik untuk helikase dari virus yang bersangkutan. Bila inhibitor yang ditemukan juga akan merusak fungsi enzim helikase yang ada pada manusia, tentu saja akan berakibat fatal.

Penemuan Protein Baru yang bersifat Inhibitor Terhadap Enzim Helikase dari Flavivirus

Infeksi flavivirus seperti virus hepatitis C (HCV) dan japanese encephalitis (JEV) menyebabkan penyakit yang fatal. Sampai saat ini belum ditemukan obat kedua penyakit ini. Sebagai salah satu pendekatan adalah mencari obat yang merupakan inhibitor dari enzim yang esensial untuk replikasi virus tersebut. Enzim helikase adalah salah satu diantaranya. Karena selain aktivitas helikase, enzim ini juga memiliki aktivitas ikatan RNA (RNA binding activity) dan ATPase, enzim ini merupakan target yang potensial untuk penemuan obat anti-HCV dan anti-JEV. Tujuan penelitian ini adalah untuk menemukan inhibitor enzim helikase dari berbagai mikroorganisme yang diisolasi di Indonesia.

Pada penelitian ini, gen enzim helikase dari HCV dan JEV dikloning pada plasmid pET-21b, diekspresikan pada Escherichia coli BL21 dan dipurifikasi dengan kromotografi afinitas (ni-NTA Agarose). Bersamaan dengan itu dilakukan isolasi mikroba seperti aktinomisetes, bakteri asam asetat, bakteri asam laktat, jamur dan kapang. Mikroba ini dikulturkan dan diuji aktivitas inhibitor helikase dari supernatannya. Setelah ditemukan isolat penghasil protein inhibitor, inhibitor akan dipurifikasi dan dikarakterisasi. Gen yang mengkodekan protein ini selanjutnya dikloning dan diproduksi secara masal dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika.

Gen enzim helikase dari HCV dan JEV telah dikloning pada plasmid pET-21b sebelumnya (masing-masing konstruk dinamakan pET-21b/HCV hel dan pET-21b/JEV hel). Kedua konstruk ditransformasikan ke E. Coli BL21, dan enzim helikase diekspresikan dengan induksi IPTG. Enzim helikase dari HCV dan JEV berhasil dipurikasi dengan resin Ni-NTA Agarose. Sejalan dengan purifikasi enzim helikase, telah dikoleksi supernant dari 500 isolat aktinomisetes. Sementara pustaka mikroba tersedia terdiri dari 1800 isolat aktinimisetes, 1200 isolat jamur, 200 isolat bakteri asam asetat, 100 isolat bakteri asam laktat, dan 200 kapang. Jumlah isolat ini diharapkan akan terus bertambah. Sekarang telah dilakukan set-up untuk skrining.

2 Tanggapan so far »

  1. 1

    biomaskod said,

    tulisan mu dah bagus, aq jg tertarik mengenai enzim helikase, seharusnya perlu d tmbhkan struktur dr helikase itu sendiri, seperti apa asam amino penyusunnya, dan juga perlu d sebutkan organel2 dalam sel yang memproduksi helikase, terimakasih . . .


Comment RSS · TrackBack URI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: