BioChemIsTry

Model Struktur Protein Baru Untuk Mencegah Kanker

2011-08-05T15:07:00.000+07:00

Para peneliti di University of Hertfordshire telah mengembangkan sebuah model struktural baru dari protein yang memungkinkan untuk mengembangkan obat yang lebih efektif untuk penyakit target seperti kanker, penyakit jantung dan influenza.

Dalam sebuah makalah yang akan dipublikasikan dalam Journal of Structural Biology online bulan ini, sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Dr Andreas Kukol di University's School of Life Sciences, menjelaskan bagaimana mereka telah mengembangkan sebuah model 3D baru dari protein yang merilis penghambatan pertumbuhan sel yang bisa menyebabkan penyebaran kanker atau mendukung terjadinya infeksi seperti influenza.

"Tubuh kita terdiri dari protein yang penting untuk fungsi tubuh," kata Dr Kukol. "Kerusakan protein dapat menyebabkan kanker. Hal ini terjadi ketika sel-sel tersebut menjadi lebih aktif, sehingga tugas kami adalah mengidentifikasi inhibitornya."

Sebuah tim peneliti dipimpin oleh Dr Kukol mengembangkan model 3D dari enzim kinase IKK-β yang merupakan protein yang mengatur protein lain. "Enzim ini mengontrol protein seperti kontrol lalu lintas oleh polisi," kata Dr Kukol. "Jika polisi atau enzim menjadi tidak terkendali, maka akan terjadi kekacauan."

Model 3D baru dapat digunakan untuk mencari inhibitor baru, seperti molekul organik seperti aspirin yang menempel pada situs aktif dari enzim dan membuatnya kurang aktif sehingga menghentikan penyebaran kanker atau influenza. Model ini sekarang siap diterapkan pada perusahaan farmasi sehingga mereka dapat mengembangkan obat yang lebih efektif untuk mengatasi kondisi ini.

Dr Kukol menjelaskan bahwa pemodelan komparatif dan metode simulasi komputer yang mereka gunakan untuk protein ini dapat diambil oleh kelompok-kelompok penelitian lain. Dengan cara ini pemodelan struktur protein dapat menghasilkan model yang lebih akurat di masa depan.

Sumber: Universitas Hertfordshire, AlphaGalileo Foundation.

Potensi Kompleks Kobalt – Piridin-2,6-Dikarboksilat Sebagai Agen Antikanker Baru

2011-08-02T14:49:00.000+07:00

Kata Kunci: kanker, kemoterapi, kompleks logam dipikolinat
Ditulis oleh Mahbub Alwathoni pada 28-03-2011

Kanker adalah salah satu jenis penyakit tumor ganas (benignant tumour). Penyakit ini timbul akibat terjadinya mutasi pada biosintesis sel, yaitu kesalahan urutan DNA karena terpotong, tersubtitusi atau adanya pengaturan kembali, mengakibatkan pertumbuhan sel-sel jaringan tubuh yang tidak normal, cepat, dan tidak terkendali (Johann dan Barton, 1996 ; Mudasir, 2009). Sel-sel kanker akan terus membelah diri, terlepas dari pengendalian pertumbuhan dan tidak lagi menuruti hukum-hukum pembiakan. Bila pertumbuhan tidak segera dihentikan dan diobati maka sel kanker akan berkembang terus. Sel kanker akan tumbuh menyusup ke jaringan sekitarnya (invasive), lalu membuat anak sebar (metastasis) ke tempat yang lebih jauh melalui pembuluh darah dan pembuluh getah bening. Selanjutnya akan tumbuh kanker baru ditempat lain sampai akhirnya menyebabkan kematian penderitanya.

Penyakit kanker merupakan penyakit penyebab kematian terbesar kedua setelah penyakit jantung. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyatakan bahwa, jumlah penderita kanker bertambah menjadi 6.25 juta orang setiap tahun dan diperkirakan sepuluh tahun mendatang 9 juta orang akan meninggal akibat penyakit ini setiap tahunnya (Yayasan Kanker Indonesia, 2006). Sementara di Indonesia penyakit kanker adalah penyebab kematian nomor tujuh setelah stroke, tuberkulosis, hipertensi, cidera, perinatal, dan diabetes militus. Penderita kanker mencapai 6 % dari 200 juta lebih penduduk Indonesia, saat ini diperkirakan dari 100.000 penduduk Indonesia, terdapat 100 penderita baru penyakit kanker setiap tahun (Aditama, 2009). Pola frekuensi relatif jenis kanker yang sering didapati di Indonesia secara berurutan adalah kanker leher rahim (serviks), hati, payudara, paru-paru, kulit, nasofaring, limfoma, leukimia dan kolon (Reksodiputro, 1991).

Pengobatan penyakit kanker telah dilakukan secara intensif. Kemoterapi dengan menggunakan obat-obatan antikanker seperti flourasil, metotreksat dan cisplatin telah dilakukan, namun timbulnya mekanisme multidrug resistance (MDR) akan mengurangi daya kerja obat-obatan ini. Radiotherapy dengan metode penyinaran juga telah banyak dimanfaatkan tetapi kurang efektif, memerlukan biaya yang mahal, terlalu toksik, serta menunjukkan efek samping yang serius. Penelitian tentang penyakit kanker dan cara pengobatannya terus dikembangkan, diantaranya adalah kehadiran senyawa kompleks logam yang diharapkan menjadi obat anti kanker baru yang lebih baik, efektif dan efisien.

Peran senyawa kompleks logam yang diterapkan dalam bidang kedokteran menjadi topik-topik hangat dalam kimia bioanorganik (Szacilowski, et al., 2005 ; Mudasir, 2006). Salah satu topik menarik dan terus berkembang adalah adalah interaksi molekul kecil termasuk didalamnya kompleks logam dengan DNA. Topik ini menarik karena umumnya molekul-molekul kecil yang dapat berinteraksi dengan DNA adalah senyawa-senyawa yang menunjukkan aktivitas obat (terapetik), terutama dalam bidang chemotherapy dan therapy fotodinamik kanker atau senyawa-senyawa yang bersifat racun bagi tubuh (Mudasir, 2006). Oleh karena itu, dengan memahami perilaku dan sifat-sifat interaksi senyawa kompleks logam dengan DNA diharapkan dapat membantu memahami mekanisme kerja obat-obat dan mekanisme toksisitas kompleks logam pada tingkat molekular.

Kompleks logam dengan asam pikolinat merupakan produk degradasi dari tryptophan (Barandika et al., 1999). Studi kompleks pikolinat menunjukkan aktivitas biologi, dapat menginduksi sel murine leukemia HL-60 (Heren et al., 2006), dapat menghambat pertumbuhan mycobacterium ovium complex (Shimizu et al., 2006), dan beberapa laporan kompleks logam-pikolinat menunjukkan pengaruh dalam menghambat pertumbuhan sel-sel kanker. Seperti yang telah dilaporkan oleh Van Rijt, (2008), kompleks osmium(II) pikolinat memberikan pengaruh yang sama dalam menghambat sel-sel kanker seperti cisplatin yang selama ini dikenal sebagai obat chemotherapy kanker. Kompleks kobalt-aspirin seperti yang telah dilaporkan oleh Ingo (2009), juga memberikan pengaruh dalam menghambat sel-sel tumor. Kompleks kobalt-organologam seperti pada [Co2(CO)6] yang selama ini dikenal sebagai antitumor, potensi antitumornya lebih meningkat ketika dipadukan dengan aspirin (asam asetil salisilat). Aspirin adalah golongan nonsteroidal antirheumatics (NSARs) yang telah lama dikenal dikenal dalam bidang farmakologi sebagai antiradang dan penghilang rasa sakit. Efek NSARs diduga melibatkan gugus karboksilat yang melakukan penghambatan enzim cyclooxygenase (Ingo, 2009). Gugus karboksilat ini dijumpai juga pada asam pikolinat (2-piridin karboksilat) maupun dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat) yang terikat pada cincin piridinnya.

Dengan penambahan satu gugus karboksilat pada cincin piridin ligan pikolinat dan terbentuk struktur dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat), diharapkan kompleks logam yang dihasilkan memiliki interaksi yang lebih besar dalam menghambat sel-sel anti kanker dan menunjukkan peningkatan bioaktivitas lainnya (Martak, 2008). Kompleks logam dipikolinat seperti yang telah dilaporkan oleh Yang et al., (2002) memberikan pengaruh dalam mereduksi hyperlipidemia pada diabetes. Demikian juga laporan Colak et al., (2009) yang menunjukkan kompleks logam dipikolinat berpengaruh sebagai inhibitor pertumbuhan bakteri.

Limbah Pabrik Kertas Disulap Menjadi Produk Ramah Lingkungan

2011-08-02T14:46:00.000+07:00

Oleh: Rian Triana

Seorang mahasiswa pascasarjana jurusan pertanian di Yerusalem telah berhasil mengembangkan suatu metode baru untuk mengubah limbah pabrik kertas menjadi ramah lingkungan dengan memanfaatkannya pada industri busa dari sumber daya terbarukan.

Busa banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, termasuk dalam pembuatan furnitur dan interior mobil. Aplikasi pada material komposit banyak menggunakan busa sebagai bahan inti dalam panel "sandwich" untuk mencapai kekuatan tinggi, penurunan berat badan, disipasi energi dan penyekatan. Busa konvensional dihasilkan dari polimer seperti poliuretan, polistiren, polivinil klorida (PVC) dan polietilen terftalat (PET). Pembuatan busa ini saat ini bergantung pada minyak fosil sehingga mengakibatkan kerugian pada lingkungan.

Shaul Lapidot, Ph.D, mahasiswa Prof Oded Shoseyov, bersama dengan rekan laboratorium di Fakultas Pertanian, Pangan dan Lingkungan Robert H. Smith, telah merumuskan suatu prosedur untuk memproduksi nano-kristal selulosa (NCC) dari limbah pabrik kertas . NCC diproses lebih lanjut menjadi komposit busa untuk diaplikasikan dalam industri bahan komposit sebagai pengganti berbasis bio untuk busa sintetis.

Proses produksi kertas melibatkan hilangnya semua serat dengan ukuran yang lebih rendah daripada ukuran mesh kain pembentuk. Akibatnya sekitar 50% dari keseluruhan serat awal untuk produksi dibuang sebagai lumpur. Di Eropa saja, 11 juta ton limbah yang dihasilkan setiap tahun oleh industri ini. Hal ini mendorong penemuan untuk mencari alternatif dan menggunakan aplikasi yang berbeda untuk limbah tersebut.

Lapidot telah menemukan bahwa serat dari lumpur pabrik kertas merupakan sumber yang sempurna untuk produksi NCC karena ukurannya yang kecil membuatnya membutuhkan energi dan bahan kimia yang relatif rendah untuk mengolahnya menjadi NCC. Ia juga mengembangkan aplikasi NCC ke busa struktur nano. Hal ini diproses lebih lanjut menjadi busa komposit untuk aplikasi dalam industri bahan komposit untuk digunakan sebagai pengganti busa sintesis berbasis bio.

Sumber: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110801094309.htm

Seminar Biokimia "Your Healthy is in Your Hand"

2011-04-25T20:47:00.000+07:00

Community of Research and Education in Biochemistry's (CREB's) presents :

Seminar Biokimia

"Your Healthy is in Your Hand"

Seminar 1 "Peningkatan Kualitas Hidup dengan Deteksi Dini Penyakit Degeneratif"
Pembicara : Rini Budiarti, M.Si (Prodia Product Executive)

Seminar 2 "Stay Healthy with Nanotechnology"
Pembicara :... Dr. Etik Mardliyati (ahli Nanofarmasi)

Grand Launching Buku "Teknik Penelitian Biokimia"
Penulis : Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS.

Minggu, 1 Mei 2011 @ auditorium Andi Hakim Nasution (AHN) IPB

pukul 08.00 - 13.00

htm :

S0-S1 Biokimia Rp 15.000,-

S0-S1 non Biokimia Rp 20.000,-

S2,S3,dan umum Rp 25.000,-

*ticket box @koridor faperta (21-30 April 2011)

*ON THE SPOT *

Transfer melalui rekening BNI a.n Muhamad Daviq Fahrizal no.rek 015451916

# Doorprize, Hiburan, Snack, Lunch, Coffee break, SERTIFIKAT

CP : Daviq (0856782331964)
Nur Aeny (081319313458)

DON'T MISS IT!

Text Book of Biochemistry

2010-11-10T10:42:00.000+07:00

Biochemistry Seminar and Expo "Health and Biochemistry"

2010-11-05T20:17:00.000+07:00

BIOCHEMISTRY SEMINAR & EXPO

“Health and Biochemistry”

Sabtu-Minggu, 27-28 November 2010

08.00-16.00

Auditorium Andi Hakim Nasution

Kampus IIPB Dramaga Bogor

Harga tiket:

Pelajar: Rp 35.000,-/hari atau Rp 60.000,-/2 hari

Mahasiswa: Rp 40.000,-/hari atau Rp 70.000,-/2 hari

Umum: Rp 50.000,-hari atau Rp 80.000,-/2 hari

Tiket bisa didapatkan dengan mendaftar melalui sms ke:

Leli Nurfitriyani (085723567730)

Ganep Agus dj (085718855869)

dengan format: Nama_asal kota/sekolah/universitas_daftar1/2 hari_tanggal seminar_sudah transfer

setelah mentransfer uang pendaftaran melalui rekening BNI

ke no. 0132602915 atas nama Leli Nurfitriyani

Info lebih lanjut: http:// biochemistry.blogspot.com

CP: Ganep (085718855869)

Ageng (08568434431)

Fasilitas:

Sertifikat, Souvenir, Lunch, Seminarkit, Snack, Coffee Break,

Door Prize:

Hp, jam tangan, souvenir, dll.

Majalah Kulinologi Indonesia (bagi 300 pendaftar pertama)

Test Gula Darah Gratis (bagi 100 pendaftar pertama)

Sabtu, 27 November 2010

Diabetes Mellitus

Prof. Dr. Zulies Ikawati, Apt

(Guru Besar Farmasi UGM, Penulis Buku Cerdas Mengenali Obat, dan Buku Resep Hidup Sehat)

Epi Suryono

(Persatuan Diabetes Indonesia)

Kanker Serviks

dr. Sigit Purbadi, SpOG

(Dokter dan Pakar Kanker Serviks)

Titah Rahayu

(Rumah Kanker Indonesia)

Jantung Koroner dan Atherosklerosis

Dr. Hasim, DEA

(Dosen Biokimia IPB dan Ketua Ikatan Dekan FMIPA se-Indonesia)

drh. Sulistiyani M. Sc. Ph. D

Minggu, 28 November 2010

Osteoporosis

dr. Prastuti

(Dokter dan Dosen Pengajar Kelas Internasional FK-UI)

Gaya Hidup Sehat

drh. Rizal Damanik, M.Rep.Sc, Ph.D

(Dosen Gizi dan Peneliti IPB)

Andang Gunawan

(Pimred Majalah Kesehatan “Nirmala”)

Hiburan

Accoustic Performance by: F-Ribosa, Yan Zewa

Drama Musical by: D’cebochs

Apresisi Puisi: Paturohman

Diselenggarakan oleh:

Himpunan Profesi Departemen Biokimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor

Lomba Biochemistry Expo

2010-08-21T21:17:00.000+07:00

Lomba Fotografi

Tema : “Biochemistry in Our Life”, karya fotografi yang menggambarkan sebuah potret kehidupan yang dekat dengan dunia Biokimia, menunjukkan sisi lain biokimia di berbagai bidang (pangan, industri, kesehatan, lingkungan atau bioteknologi). Bersifat mendidik, kritis dan membangun tidak terbatas hanya pada aktivitas laboratorium.

Ketentuan Lomba :

1. Lomba terdiri atas satu kategori yaitu UMUM.

2. Pemotretan dilakukan dengan menggunakan kamera digital tanpa pengeditan (kecuali cropping, contrass, brightness).

3. Setiap peserta menyerahkan satu foto digital dengan format JPEG dalam bentuk CD dan menyerahkan hasil cetakan foto dalam ukuran 10R.

4. Foto merupakan hasil karya terbaru dan seluruh konten yang terdapat dalam gambar merupakan tanggung jawab peserta.

5. Gambar dalam karya tidak mengandung kekerasan, pornografi dan SARA

6. Menyertakan judul foto, deskripsi foto, nama lengkap, fotokopi identitas diri (KTP/ KTM/ SIM/ Kartu Pelajar/ Paspor), nomor telepon/hp dalam selembar kertas beserta struk transfer bukti pembayaran.

7. Karya yang dikumpulkan menjadi milik panitia

Keterangan lebih lanjut: klik disini

Campuran bakterial mempermanis sintesis bioobat

2010-08-21T20:51:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 15-06-2010

Bakteri yang berada pada perut manusia diatur untuk menjadi pabrik yang bagus bagi obat biologis dan terima kasih telah memodifikasi beberapa gen dari spesies lain, yang menyebabkan gastroenteritis. Dengan menggunakan pasangan yang kedengarannya tidak mungkin, para peneliti dari Ammrika Serikat dan Swiss telah menciptakan metode bakterial pertama kali dalam pembuatan glycoprotein yang kebanyakan ditemukan pada tubuh manusia. Pendekatan ini memberikan kontrol yang belum terjadi sebelumnyaterhadap gula mana yang direkatkan pada protein dan selanjutnya dapat meningkatkan performa obat biologis.

‘Metode kombinasi dapa memberikan ini suatu cara efisien untuk menghasilkan obat glycoprotein buatan sendiri seperti antibodi monoclonal,’ jelas Lai-Xi Wang dari University of Maryland, Amerika Serikat. Sebagaimana glycoprotein, aktifitas antiobodi monoclonal sekarang ini dapat saja tidak konsisten dikarenakan bagian glycan – atau polysaccharide – yang mereka hasilkan sangat banyak. ‘Glycoprotein dihasilkan sebagai campuran in vivo,’ jelas Wang. ‘Hanya beberapa dari glycoform yang sangat aktif.’ Protein glycosylating yang homogen dengan glycan aktif menghasilkan obat yang lebih manjur.

Biasanya Escherichia coli yang tidak berbahaya dimana dapat memusnahkan mikroba telah digunakan dalam industri menghasilkan protein tetapi bukannya glycoprotein, dimana mereka tidak mampu untuk menambahkan gula yang fungsinya memodulasikan. ‘Pada umumnya bakteri tidak memiliki perlengkapan glycosylasi protein,’ jelas Wang. Namun begitu Markus Aebi dari Swiss Federal Institute of Technology (ETH) di Zurich telah menemukan bahwa bakteri Campylobacter jejuni yang berbahaya tidak memiliki kemampuan yang tidak biasa untuk merekatkan gula pada protein.

Rekayasa dan pentransferan perlengkapan glycosylasi dari C. jejuni kedalam E. coli dan kemudian menggunakan beberapa enzim untuk memodifikasi porsi gula menghasilkan protein ter-glycosylasi secara homogen. Sayangnya, C. Jejuni yang menghasilkan glycoprotein secara normal memicu respon kekebalan tubuh di manusia. Hal ini dikarenakan bakteri N-glycan, sebuah alpha yang dihubungkan N-acetyl galactosamine oligosaccharide, menempel pada residu asparagine dari protein melalui suatu aminosugar yang tidak biasa disebut dengan bacillosamine yang membuatnya tidak seperti glycan pada manusia. Aebi dan tim Wang merekayasa gen glycosylasi sebelum mentransfer mereka kedalam E. coli, untuk merubah gula yang pertama yang dilekatkan pada asparagine kedalam N-acetylglucosamine yang umumnya ditemukan di tubuh kita. Lalu, menggunakan metode enzimatik in vitro, mereka menghiasi dan menggantikan residu N-acetyl galactosamine dengan N-glycans yang dipilih mereka bagi glycosylasi ‘manusiawi’ homogen.

‘Kemampuan untuk mengekspresikan protein pada E. coli sangat mudah dan lebih murah,’ kata Antony Fairbanks dari University of Canterbury, New Zealand. Bagaimana Fairbanks, yang mendirikan perusahaan pentargetan obat di Inggris, Glycoform, mencatat bahwa sementara metode ini berhasil dengan glycoprotein C. jejuni , hal ini meng- glycosylasi antibodi immunoglobulin G yang umumnya pada manusia sedikit tidak lengkap.

Andy Extance

Referensi
F Schwarz et al, Nature Chemical Biology, 2010, DOI: 10.1038/nchembio.314

Mikroba yang tercakup dalam penyakit Alzheimer

2010-08-21T20:49:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 18-08-2010

Peptida beta amyloid sudah lama dianggap terlibat dalam penyakit Alzheimer, meski ada banyak sekali kontroversi mengenai apakah hal ini merupakan penyebab utama penyakit ini, atau hanya suatu symptom saja. Sekarang ini, Rudolph Tanzi dan kelompoknya pada Massachusetts General Hospital telah menunjukkan bahwa hal ini bukanlah ‘bualan’ belaka – ini dapat dipergunakan untuk melindungi otak dari beberpa patogen sebagai bagian sistem kekebalan tubuh bawaan.

Selama pencarian kelompok ini mengenai beberapa gen yang dikaitkan dengan penyakit Alzheimer, Kolega Tanzi yaitu Robert Moir menunjukkan struktur beta amyloid yang sangat mirip dengan apa yang dikenal sebagai antimicrobial peptide LL-37 – dimana hal ini memunculkan pertanyaan tentang ‘bagaimana jika beta amyloid juga memiliki properti antimikrobial?’ Lalu, seorang mahasiswi yaitu Stephanie Soscia mengujinya dengan suatu susunan patogen yang umum, seperti Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae dan Candida albicans, dan menemukan delapan dari pathogen dibunuh oleh amyloid – serta, di beberapa kasus, hal ini lebih efektif dari pada LL-37.

‘Hal ini sesegera mungkin menunjukkan dua hal,’ kata Tanzi. ‘Mungkin saja pada system kekebalan penyakit Alzheimer memicu beta amyloid sebagaimana kita perkirakan, dan jika hal ini terlalu sering terpicu maka akan ada resiko yang tinggi pada penyakit Alzheimer. Hal yang kedua adalah bahwa dengan banyaknya obat-obatan pada saluran pentargetan beta amyloid, kita percaya bahwa hal ini mungkin ditunjukkan pada cara yang sama seperti kolesterol pada penyakit jantung – anda tidak dapat mematikan keduanya secara bersama-sama namun dengan menurunkannya pada tingkatan aman sehingga anda tidak mendapati suatu peringatan.’

Kata dia bahwa suatu pertanyaan besar adalah apa yang memicu system kekebalan tubuh bawaan sebagaimana perkiraan kita? Ada beberapa contoh pathogen yang terakumulasi pada otak, termasuk Chlamydia pneumoniae dan Herpes simplex virus 1 (HSV1). Kita juga sedang mencari dengan beitu dekatnya pada ragi Candida albicans, sebagaimana sangat manjur melawan pathogen ini pada tampilan kami,’ katanya. ‘Bagaimanapun, system kekebalan tubuh bawaan juga dapat dipicu oleh stroke dan luka otak traumatis, yang juga menaikkan tingkat beta amyloid. Kita namai hipotesis kami dengan fungsi hipotesis yang menghasilkan racun, sebagaimana beta amyloid mempunyai fungsi normal, namun terlalu banyak sekali fungsinya yang dapat menyebabkan racun.’

Jika pathogen di otak sebenarnya berubah menjadi penyebab terbesar dari system kekebalan tubuh bawaan sebagaimana yang kita perkirakan, dia menyakini hal ini mungkin saja dapat memvaksinasi melawan mereka sama seperti cara mencegah penyakit Alzheimer. ‘Kita juga akan berpandangan terbuka – hal ini mungkin saja penyebab stroke atau luka di otak, atau penyebab kesemuanya diatas,’ katanya. ‘Dan peptide antimikrobial biasanya mempunyai cakupan luas; kita tahu ini dapat menyerang jamur dan ragi, jadi kenapa tidak dengan virus seperti HSV-1?’

Ruth Itzhaki pada University of Manchester sedang mengerjakan mengenai implikasi HSV-1 pada penyakit Alzheimer beberapa waktu lalu dan membuktikan bahwa hal ini mungkin saja mikroba yang memicu produksi beta amyloid di otak. ‘Pekerjaan Tanzi sangatlah menarik, sebagaiamana ada banyak sekali pertentangan pad aide tersebut bahwasannya agen yang menginfeksi mungkin saja bertanggung jawab pada penyakit Alzheimer,’ katanya. ‘Kita pikir HSV-1 bekerja pada kombinasi dengan factor genetic yang diketahui bagi penyakit Alzheimer, dan amyloid bersifat merusak saat diproduksi secara berlebihan yang berkenaan dengan infeksi.’

Sarah Houlton

Referensi
S. J, Soscia et al, PLoS one, DOI:10.1371/journal.pone.0009505

Lebah Sutra Buatan Selangkah Lagi Menjadi Kenyataan

2010-08-21T20:43:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 08-06-2010

Seorang ilmuwan CSIRO yaitu Dr Tara Sutherland dan timnya telah memperoleh tonggak penting lainnya dalam pencarian berskala internasional dalam memproduksi sutra serangga buatan. Mereka telah melakukan perlakuan yang baik mengenai sutra lebah madu dari suatu ’sup’ protein sutra yang telah mereka hasilkan secara transgenik. Beberapa perlakuan tersebut sama kuatnya dengan perlakuan yang diambil dari kelenjar lebah madu sutra, suatu langkah signifikan menuju pengembangan dari biomaterial kumparan sutra koil.

“Ini berarti bahwa sekarang kita dapat secara serius mempertimbangkan pennggunaan ini dimana bahan biomimetik tersebut dapat diletakkan,” kata Dr Sutherland. “Kita menggunakan rekombinan sel-sel bakteri E. coli untuk menghasilkan protein sutra dimana, dibawah kondisi yang tepat, perakitan dengan sendirinya kedalam beberapa struktur sama pada sutra lebah madu tersebut. “Kita telah mengetahui bahwa serat sutra lebah madu tersebut dapat dihasilkan dari isi kelenjar sutra sehingga menggunakan pengetahuan ini dalam membuat serat dari suatu campuran rekombinan protein sutra yang kental dan terkonsentrasi secara memadai.
“Faktanya, kita telah membuat mereka dua kali untuk menghasilkan suatu serat tembus cahay yang stabil.”

Dr Sutherland mengatakan bahwa berbagai macam pecrobaantelah dilakukan untuk menunjukkan sutra dari mahkluk intervebrata lainnya pada sistem transgenik namun struktur gen sutra yang rumit pada organisme lainnya berarti bahwa dengan menghasilkan sutra diluar kelenjar sutra sangatlah sulit sekali. “Sebelumnya kita telah mengidentifikasikan bahwa gen sutra lebah madu dan mengetahui bahwa sutra yang telah disandikan oleh empat gen non repetitif yang kecil – suatu susunan yang lebih sederhana yang menjadikan mereka beberapa calon yang bagus dalam produksi sutra transgenik.”

Penggunaan praktis yang memungkinkan bagi beberapa sutra tersebut sangatlah kuat, tekstil yang ringan, aplikasi dengan kekuatan yang tinggi seperti komposit yang modern dalam penggunaannya pada bidang penerbangan dan kelautan, serta aplikasi media seperti jahitan pada luka, otot tendon dan ligamen buatan.

Menghentikan epilepsi dengan mempelajari synapsis

2010-06-20T11:31:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 14-05-2010

Gambar Irisan otak manusia dikulturkan secara terpisah dan koneksinya tumbuh melalui mikrosaluran kecil yang menghubungkan mereka.

Para ilmuwan di Amerika Serikat telah memproduksi suatu sistem microfluidic yang dapat digunakan untuk memelajari perkembangan epilepsi. Otak manusi merupakan organ komplek yang penuh dengan koneksi synaptic yang berkomunikasi dengan menggunakan serat fiber panjang yang disebut akson. Pemahaman proses ini yang mengarahkan pada perkembagan sirkuit synaptic tersebut dapat memeberikan wawasan kedalam penyakit sistem saraf.

Beberapa pendekatan in vivo telah digunakan untuk memelajari koneksi tersebut namun mengalami keterbatasan mengenai manipulasi selektif dan terkontrol dari porsi jaringan yang tergambar dengan jelas. Ini mengarahkan Kevin Staley dan timnya pada Harvard Medical School, Cambridge, untuk mengembangkan suatu platform in vitro microfluidic untuk memelajari bagaimana koneksi tersebut dibuat dan bagaimana mereka terpengaruh oleh obat – obatan.

Alat ini memungkinkan irisan otak dikulturkan secara terpisah, tetapi mikrocaluran kecil memungkinkan akson untuk tumbuh dan menghubungkan irisan yang terpisah. Ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengekspos irisan – irisan tersebut bagi obat – obatan yang berbeda untuk melihat apa yang terjadi pada koneksi tersebut. Yevgeny Berdichevsky, yang bekerja dalam tim dengan Staley, menjelaskan bahwa ‘Kita memutuskan untuk menggunakan microfluidic karena teknologi ini memungkinkan kita untuk menciptakan saluran akson yang berukuran mikro dan membatasi obat – obatan untuk menyesuaikan dengan ruangan pada chip kultur.’

Dengan memungkinkan pertumbuhan dan fungsi koneksi neuronal untuk mudah diteliti dan dimanupulasi, tim ini mengatakan mereka mungkin mendapatkan pemahaman yang besar mengenai tumbuh kembangnya akson dan formasi synapse, yang relevan terhadap sejumlah penyakit, dari epilepsi hingga kerusakan otak.

Richard Miles, yang bekerja pada mekanisme epilepsi pada Pierre and Marie Curie University, Paris, Perancis mengatakan bahwa dia gembira dengan pekerjaan ini, karena ini dapat digunakan untuk memelajari bagaimana koneksi synaptic dapat dibuat dan unutk mengisolasi bagian dan melihat bagaimana mereka merespon pada obat – obatan tersebut. ‘Ini benar – benar usaha yang bagus dan dapat bkerja dalam seluruh bidang,’ komentarnya.

Kelompok Staley sekarang bermaksud untuk menggunakan alat ini untuk memahami proses yang terlibat dalam konektifitas yang berlebihan, yang dianggap sebagai penyebab epilepsi, dan berharap untuk menemukan obat – obatan yang dapat menghentikan atau memperlambat perkembangan penyakit ini.

Laura Howes

Mantel yang cerdik dari virus Ebola

2010-05-22T08:53:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 10-05-2010

Biologi Struktural: Protein yang menyembunyikan viral RNA mencegah pendeteksian sistem kekebalan tubuh dari virus yang mematikan

Carmen Drahl

Ebola, RNA, VP35

Struktur sinar X dari dua salinan virus protein Ebola di Zaire (hijau, biru) membentengi viral RNA (merah muda).

Suatu pandangan molekular baru menyibak tabir bagaimana virus Ebola mengindari pengenalan oleh sistem kekebalan tubuh: Ini menggunakan suatu mekanisme pemantelan untuk menyamarkan tanda pembuka rahasia dari penginvasiannya (Nat. Struc. Mol. Biol., DOI: 10.1038/nsmb.1765). Temuan ini dapat mengarahkan pada penyembuhan demam hemorrhagic Ebola, penyakit berbahaya dan seringkali fatal yang diiringi dengan infeksi virus tersebut.

Ebola merupakan suatu agen penular yang cerdik dimana tidak ada obat penyembuhnya, jelas Gaya K. Amarasinghe, seorang biochemist pada Iowa State University. Virus tersebut meninggalkan kartu identitas pada beberapa sel selama infeksi: untaian ganda RNA – nya. Umumnya, RNA tersebut dapat memicu sistem kekebalan manusia. Namun virus ini membuat protein yang dinamakan VP35 yang membuat RNA, selanjutnya mementahkan respon kekebalan.

Untuk memelajari lebih lanjut mengenai bagaimana penyamaran ini bekerja, Amarasinghe, seorang virologist dari Christopher F. Basler of Mount Sinai School of Medicine, dan beberapa koleganya menentukan struktur kristal sinar X dari untaian ganda RNA Ebola mengikat pada VP35 dari spesies virus di Zaire yang mematikan. Mereka menemukan bahwa berbagai macam salinan VP35 merakit mantel RNA. Satu salinan menggunakan kantong asam amino hydrophobic untuk mngenali tulang belakang RNA dan menutup untaian ganda RNA paling belakang. Salinan ynag lainnya mengikat tulang belakang melalui suatu jalur asam amino dasar. Perubahan pada dua dari residu dasar tersebut cukup untuk memusnahkan penyakit penyebab kemampuannya virus pada babi guinea, yang ditemukan tim tersebut baru – baru ini (J. Virol., DOI: 10.1128/JVI.02459-09).

Pada bulan lalu, sebuah tim yang dipimpin oleh biologist struktural yaitu Erica Ollmann Saphire dari Scripps Research Institute mendeteksi pengikatan VP35-RNA tidak biasa yang sama pada spesies Ebola yang sedikit patogenik (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI: 10.1073/pnas.0910547107). Hal ini memberi kepuasan bahwa beberapa strukturdari spesies berbeda, yang diperoleh dibawah kondisi berbeda, menunjukkan mekanisme tidak ortodok yang sama, kata Ollmann Saphire. “Tentu saja, jika anda melihat pada suatu virus tidak biasa, anda akan terikat untuk menemukan sesuatu yang tidak biasa,” tambahnya.

Disamping memelajari bagaimana virus bekerja, tim ini berharap bahwa pandangan struktural akan mengisinya dengan usaha penemuan obat molekul kecil untuk Ebola, yang akhir – akhir ini ketinggalan dibelakang pengembangan vaksin, kata Basler.

Mencegah sel tumor ganas

2010-05-02T13:14:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 12-03-2010

Para ilmuwan di Amerika Serikat telah mengembangkan suatu cara untuk melacak dan menghancurkan sel tumor dalam darah. Sel – sel yang dilepaskan dari tumor utama dapat mensirkulasikan pada aliran darah dan akhirnya berdiam diri pada daerah lain di tubuh. Hal ini menyebarkan penyakit yang menyebabkan kanker metastatis, yang mana merupakan penyebab utama kematian diantara para pasien kanker yang kelihatannya sudah berhasil disembuhkan. Sekarang Chang Lu dari Universitas Purdue, West Lafayette, Amerika Serikat, telah menggunakan suatu teknik yang disebut electroporation yang secara selektif membersihkan sirkulasi sel – sel tumor tersebut dari darah.

Pada electroporation, suatu medan listrik didalam diaplikasikan pada suatu sel, yang menciptakan sejumlah lubang – lubang nanoskala pada sel membran. Lubang – lubang tersebut, atau pori – pori, mengijinkan benda – benda asing, seperti obat – obatan, untuk masuk ke dalam sel dan pada akhirnya dapat mengarahkan pada sel mati. Tim dari Lu membawa sel – sel tersebut melalui suatu saluran microfluidic dan menemukan bahwa sel tumor secara substansial lebih rentan untuk rusak oleh electoporation ketimbang sel darah merah atau putih yang sehat.

Suatu teknik aliran melalui electroporation memelajari perbedaan respon dari sel – sel darah dan sel – sel tumor pada medan listrik. Lu mengatakan bahwa kesedarhanaan dan kecepatan dalam menyembuhkan sel – sel tersebut adalah suatu metode yang atraktif. ‘Kita mengidam – idamkan bahwa teknik kami dapat diaplikasikan untuk memusnahkan sel – sel tumor sisa di dalam darah setelah pemindahan tumor utamanya. Praktek ini secara potensial akan menurunkan metastasis yang berkaitan dengan kematian,’ tambahnya.

Tilak Jain, seorang ahli electroporation pada Scripps Research Institute, La Jolla, Amerika Serikat, menemukan bahwa pekerjaan ini adalah inovatif dan menggembirakan, dengan mengatakan ‘dengan dikombinasikan dengan keberadaan kemoterapi, hal ini dapat memberikan suatu kekuatan serangan ganda dalam menyerang dual sirkulasi sel – sel.’Lu dan para koleganya sekarang sedang mengalihkan perhatian mereka untuk membuktikan nilai klinis dari teknik mereka, khususnya mempertahankan kelangsungan hidup sel – sel darah putih dalam prosesnya.

Hilary Burch

Reaksi ‘click’ terbaru untuk memodifikasi protein

2010-05-02T13:11:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 28-03-2010

Ahli kimia di amerika Serikat telah menemukan suatu cara baru untuk menempelkan molekul kecil pada protein dan peptida dibawah kondisi reaksi aqueous yang ringan. Metode ini, yang bersandar pada suatu tipe baru yaitu ‘click chemistry’, meliputi reaksi ikatan diazo dengan phenol dari asam amino tyrosine. Pekerjaan ini menawarkan suatu pendekatan baru terhadap ‘bioconjugation’ – menempelkan persenyawaan pada molekul – molekul biologis – yang merupakan kunci di berbagai bidang penelitian biologis, termasuk pengembangan obat – obatan baru.

Akhir – akhir ini kebanyakan dari molekul kecil secara tipikal ditempelkan pada protein melalui residu lysine atau cysteine. Bagaimanapun sebagai sasaran asam amino, hal ni mempunyai keterbatasan; sebagai contoh lysine banyak diketemukan yang mana ini sulit sekali dipilih secara akurat dimana molekul –molekul tersebut menempel pada struktur protein. Lebih lanjut, pemberian biomolekul relatif sangat rentan, ilmu kimiawi manapun yang mencoba untuk memodifikasi protein harus dilakukan dibawah kondisi yang ringan. Menemukan calon molekul yang akan bereaksi dengan cara ini sangatlah menantang.

Sekarang ini, Carlos Barbas dan para koleganya pada Scripps Research Institute di California telah menemukan suatu cara baru untuk menghubungkan molekul – molekul ke protein dan peptida melalui tyrosine.

Tim ini menunjukkan bahwa cyclic diazodicarboxamide dapat bereaksi dengan molekul tyrosine yang dimodifikasi dengan ikatan diazo ‘meng – klik’ pada phenol dari tyrosine. Click chemistry, suatu konsep yang dikembangkan oleh Barry Sharpless pada tahun 2001, meliputi perakitan modular molekul melalui reaksi energi tinggi dibawah kondisi reaksi yang ringan.

Kunci persenyawaan diazo adalah di sebelah kiri, dan pada sebelah kanan adalah suatu ilustrasi bagaimana molekul kecil menempel pada cincin phenol dari tyrosine yang pendek berisikan peptida. Dengan telah menunjukkan reaksi klik baru ini bekerja sesuai prinsipnya, Barbas dan timnya lalu menempelkan molekul diazo pada susunan peptida dan protein melalui residu tyrosine dan menunjukkan bahwa molekul dapat membawa susunan kelompok fungsional. Jika suatu azide ‘tail’ dibawa oleh molekul diazo lalu click chemistry konvensional lebih lanjut lagi adalah mungkin untuk menempel jangkauan yang luas dari kefungsionalisasian lainnya melalui azide.

Yang paling penting sekali adalah produk ini sangatlah stabil, kata Barbas, dan reaksinya ’sangat efisien dan dapat berguna untuk penggunaaan pada ruang lingkup yang luas lagi dan tidak hanya pada bioconjugation tetapi meluas untuk memodifikasi phenol manapun yang berisi molekul. Barbas menambahkan, ‘Ini berfungsi baik dengan kesuksesan Sharpless click chemistry yang sangat mengagumkan yang telah diaplikasikan secara luas di berbagai disiplin ilmu.’

Claude Meares, seorang ahli bioconjugation pada Universitas California, Davis, mengatakan, ‘Kondisi reaksi, hasilnya, dan selektifitas sangat penting khususnya bagi bioconjugations. Hasil yang dilaporkan dari lab Barbas sungguh menjanjikan, dan sangat jelas penggunaannya bagi ilmu kimiawi ini jika selektifitas bagi tyrosine terhadap lysine membuktikan untuk dapat diaplikasikan pada protein umumnya.’
Simon Hadlington

Referensi
H Ban, J Gavrilyuk, and C F Barbas III, J. Am. Chem. Soc., 2010, DOI: 10.1021/ja909062q

Chip sirkular memelajari sel – sel saraf

2010-05-02T13:09:00.000+07:00

Para ilmuwan di Amerika Serikat telah mendesain suatu alat microfluidic melingkar untuk memelajari interaksi sel saraf yang diimplikasikan pada penyebab radang saraf dan penyakit kejiwaan generatif seperti multipel sklerosis.

Sistem saraf pusat terbuat dari beberapa tipe sel yang sangat terspesialisasiyang meliputi neuron, axon dan sel glial. Axon merupakan serat sarat yang memungkinkan neuron berkomunikasi dengan satu sama lain, sementara glial mempertahankan dan menjaga neuron dari penyakit. Axon yang rusak dan meningkatkan interaksi glial-axon telah diimplikasikan pada sejumlah besar penyakit kejiwaan. Namun sedikit sekali yang mengetahui mekanisme beberapa interaksi tersebut atau bagaimana axon merespon pada penyebab radang pada keberadaan penyakit itu, menurut Arun Venkatesan pada Universitas Johns Hopkins, Baltimore.

Alat chip pada laboratorium sebelumnya tidak mampu untuk mengawasi secara tepat lingkungan mikro yang berbeda dimana axon dan sel glial berada, yang membuat studi ini serasa sulit. Pada saat ini, Venkatesan dan para koleganya elah mendesain suatu alat melingkar yang mempergunakan teknologi yang telah ada dan memungkinkan sel – sel secara langsung ditempatkan pada lingkungan mereka sendiri. Venkatesan mengamati bahwa sel glial lebih terakumulasi pada axon yang terluka dari pada yang sehat.

Alat yang melingkar merumahkan axon dan sel glial pada lingkungan mikro mereka sendiri. Alat ini dibuat dari beberapa unit individu, tiap – tiap terdiri dari dua bagian ruangan yang merumahkan axon dan sel glial pada lingkungan mikro mereka sendiri yang dikonesikan oleh suatu array mikrosaluran. Memanipulasi sel – sel ini dengan menggunakan teknik seperti sentrifugasi, microstencilling dan pipetting memungkinkan interaksi berbeda untuk diselidiki.

‘Format melingkar dari alat ini sangatlah cerdik,’ kata Albert Folch, seorang ahli pada microfluidics pada Universitas Washington, Seattle, Amerika serikat, ‘karena ini memungkinkan dalam melakukan 16 assay sekaligus, sementara pada waktu yang bersamaan memungkinkan sentrigfugasi untuk memperkaya kepadatan sel – sel pada lubang masuk salurannya.’

Venkatesan mengatakan alat ini dapat digunakan untuk memfokuskan pada pemahaman mekanisme molekular dimana sel glial merespon pada axon yang rusak. ‘Sekali kita memahami hal ini, kita berharap mampu mengalihkan arah respon dari sel – sel tersebut untuk melindungi dan meregenarsi axon, dengan tujuan menghentikan dan membalikkan ketidak mampuan pada penyakit seperti multipel sklerosis,’ tambahnya.

Leanne Marle

Kesatuan neuron mempercepat pengujian tingkat racun

2010-05-02T13:04:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 22-04-2010

Para ilmuwan di Jerman telah mengembangkan suatu alternatif dalam pengujian pada binatang tentang screening yang cepat dan identifikasi bahan kimiawi yang mengandung suatu resiko kesehatan bagi sistem saraf.

Beberapa laboratorium neurotoksinitas di seluruh dunia menghadap tantangan yang menakutkan dalam screening pertumbuhan katalog bahan kimiawi untuk mengidentifikasi bagi apa saja yang mengandung resiko bagi kesehatan manusia, dengan mnegacu pada pendahuluan dari perundang – undangan EU’s Reach. Pengujian tingkat racun telah dilakukan secara tradisional dengan menggunakan hewan namun dengan biaya yang membengkak dalam kaitannya dengan dana dan jumlah hewannya, penggujian kadar garam in vitro yang terpercaya sangat diperlukan. Kurangnya pembacaan yang sebanding antara sistem in vivo dan vitro dapat mnyajikan suaatu permasalahan, jelas Jonathan West pada University of Dortmund, Jerman, tetapi West mengatakan dia telah menyelesaiakan permasalahan tersebut dengan menggunakan jaringan neural.

Platform pengujian baru ini, yang disebut dengan network formation assay (NFA), memonitor koneksi (atau perkembangan) secara spesifik antara neuron – neuron yang ditempatkan dan tetangga mereka. Formasi dari beberapa koneksi ini merupakan salah satu prinsip dasar dalam memori dan pembelajaran, dan gangguannnya sering kali merupakan tanda klinis neurotoksinitas, kata West. ‘Karena NFA menguji koneksi neuron maka ini menyajikan suatu model in vitro yang sebanding dengan keadaan in vivo’, tambahnya.

West menempatkan neuron – neuron manusia dalam susunan segilima dengan menggunakan pola sel – sel dan selanjutnya mudah untuk memonitor formasi jaringannya. Pengeksposan susunan menjadi acrylamida, suatu referensi persenyawaan neurotoksin yang menghalangi formasi jaringan dan membedakan antara neurotoksin dengan efek cytiotoksin. Tanpa kebutuhan untuk menempatkan neuron – neuron atau mengukur panjang koneksinya, ini berarti bahwa suatu susunan tipikal hanya memakan tiga jam dibanding dengan lebih dari 200 jam dalam pengujian secara manual.

‘Aplikasi yang sederhana dan canggih dari sistem mikro – rekayasa ini secara signifikan dapat meningkatkan standard protokol biologis ‘, kata Marco Cecchini, seorang ahli pada pemolaan resolusi tingkat tinggi biomaterial, pada National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology, Pisa, Italia.

‘NFA juga akan diaplikasikan dalam kontek pengujian reproduktif tingkat toksin yang diperkirakan mngkonsumsi kurang lebih 60% dari semua hewan yang diperlukan untuk Reach dan lebih lanjut area yang paling dibutuhkan untuk pengujian kadar logam baru dalam in vitro’ tambah Marcel Leist, University of Konstanz, Jerman, yang bekerja pada proyek ini bersama dengan West.

Sekarang ini, tim sedang bekerja dengan tim di seluruh eropa untuk mengadaptasi NFA dalam penggunaan dengan jaringan sel neuron namun ‘uji asam yang nyata akan digunakankah atau tidak NFA yang diadopsi oleh laboratorium neurotoksikologi dan diterima oleh pihak yang berwenang, ‘ kata West.

Janet Crombie

Gel berubah menjadi encer pada pendeteksian kokain

2010-05-02T13:01:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 02-05-2010

Gambar menunjukan Gel merespon pada jumlah kokain yang berbeda. Para peneliti Cina telah mengembangkan suatu lintasan aptamer yag terhubungkan dengan hidrogel yang mengubah dari warna merah atau biru cerah menjadi tak berwarna saat terekspos pada sejumlah kecil kokain. Tidak diperlukannya analisa yang rumit dan ini diharapkan gel tersebut akan memberikan uji visual yang cepat bagi molekul – molekul kecil seperti obat – obatan, bahan peledak ataupun zat pencemar air.

Gel ini dibuat dari rantai polymer yang sangat lemah terikat bersama – sama dengan aptamers: rantai pendek peptida yang direkayasa untuk diikatankan pada molekul spesifik. Pada kasus ini, para peneliti yang dipimpin oleh Weihong Tan pada Hunan University dan Chaoyong Yang pada Xiamen University, dengan menggunakan sebuah aptamer yang mngikat secara kuat pada kokain.

Saat gel ini terekspos pada sejumlah kecil obat – obatan, aptamers melepaskan ikatan mereka pada rantai polymer dan sebagai gantinya mengikat pada kokain. Ini menyebabkan struktur gel tersebut terurai. Dengan tujuan memicu suatu perubahan warna yang terlihat saat gel tersebut terurai, para peneliti menjebak nanopartikel emas didalam struktur ini. Saat terlepas, gel berubah menjadi encer.

Untuk menigkatkan proses ini, tim ini sebagai gantinya menjebak enzim amylase pada struktur gel. Kemudian mereka mencelupkan gel warna biru hitam dengan amylose dan iodine. Saat gel mulai terurai, enzim – enzim tersebut melepaskan dan secara katalis menghancurkan amylose – mengubah gel menjadi tak berwarna.

Menurut para peneliti, kokain seberat 20 nanogram dapat dideteksi secara visual dengan menggunakan metode dibawah 10 menit – yang dibandingkan secara baik denagn sistem lainnya yang memerlukan instrumentasi yang rumit bagi analisanya.

Bagaimanapun juga, potensi yang nyata terletak pada pengintegrasian aptamers berbeda kedalam beberapa gel untuk memudahkan mereka untuk merasakan persenyawaan yang berbeda. ‘Sistem ini dapat diadaptasikan pada jangkauan terluas dari spesies molekul kecil, selama aptamers yang sesuai dapat dipersiapkan untuk mereka,’ kata Colin McCoy pada Queen’s University, Belfast, Inggris.

Metode dengan biaya rendah dan kesederhanaannya memegang janji yang besar terhadap banyaknya aplikasi – dari keamanan bandara hingga sistem diagnostik yang cepat pada area bencana. Serta, Tim Tan menganjurkan bahwa gel dapat saja berbentuk mikro kedalam peralatan “chip pada laboratorium” yang kecil, yang dapat berguna pada analisa forensik atau pengawasan lingkungan.

‘Ini sangatlah relatif mudah untuk selangkah ke depan menuju suatu alat kuantitatif, dari pada kualitatif – yang benar – benar suatu terobosan,’ kata McCoy. Jason Burdick pada University of Pennsylvania, Amerika Serikat, setuju bahwa ada banyak sekali potensi. ‘Teknologi ini dapat digunakan ubtuk keseluruhan bidang aplikasi pendeteksian, selama para peneliti menyakini bahwa kesensitifan cukuplah bagus,’ katanya.

Lewis Brindley

Referensi
Z Zhu et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.200905570

Produk antibiotik yang rusak berbalik menjadi daya tahan

2010-03-23T11:28:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 17-03-2010

Para ilmuwan di Amerika Serikat telah mengungkap bahan kimiawi dibalik teka – teki yang membuat bingung para ahli microbiologist selama bertahun – tahun: bahwasannya di suatu koloni bakteri yang hidup pada keberadaan antibiotik dalam lingkungan alam, individual yang sensitif terhadap antibiotik dapat hidup berdampingan dengan mereka ytang bersifat resistant, dimana logikanya akan mendikte bahwa hanya bakteri resistant yang dapat bertahan.
Kunci pada misteri ini muncul bersandar pada produk antibiotik yang rusak, menurut penelitian terbaru oleh Adam Palmer, Elaine Angelino dan Roy Kishony pada Universitas Harvard.

Para ilmuwan memelajari bagaimana produk yang gagal pada kemunculan polyketide antibiotic tetracycline secara alamiah mempengaruhi populasi E. coli yang terekspos pada antibiotik.
Dalam lingkungan, tetracycline, yang diproduksi oleh bakteri Streptomyces dalam tanah, secara alamiah rusak menjadi beberapa produk. Tim ini mensimulasikan zat asam kerusakan dari persenyawaan tersebut, dengan memproduksi tiga bahan utama: stereoisomer dari tetracycline yang disebut epitetracycline (ETC); bersama – sama dengan produk dehidrasi dari kedua tetracycline itu sendiri dan isomer, yang disebut anhydrotetracycline (ATC) dan anhydroepitetracycline (AETC).

Tetracycline terdegradasi kedalam susunan persenyawaan bioaktif, yang menyebabkan regangan sensitif dari E.coli untuk melepaskan regangan resistant Lalu, mereka mengekspose kedua regangan tetracycline-resistant dan tetracycline-sensitive strains dari E. coli untuk mencampurkan antibiotik dan produk rusaknya. Biasanya, dimana dua populasi – sensitif dan resistant – berada, salah satunya akan diharapakan bahwa eksposure terhadap tetracycline akan bertahan dari regangan resistant. Bagaimanapun, dalam keberadaan produk yang rusak regangan sensitif akan melepaskan regangan resistant. ‘Kita menemukan bahwa sup produk tetracycline terdegradasi menyebabkan bakteri tetracycline-resistant terlepas dalam kompetisi dengan sepupu sensitif mereka,’ kata Kishony.

Salah satu faktor penting adalah produk degradasi relatif stabil dan sehingga bakteri tetap terekspose pada mereka untuk beberapa waktu. Ini tidak biasanya ada dalam kasus dalam bidang klinis dan pertanian, dimana obat – obatan cenderung dibersihkan oleh dilusi ketimbang pada degradasi.

Mekanisme molekular yang tepat dimana produk degradasi membalikkan seleski bagi daya tahan tidak seluruhnya dipahami, meskipun seperti apa yang dijelaskan Kishony, ‘Salah satu produk degradasi, anhydrotetracycline, dipahami sebagai inducer manjur dari ekspresi pada pompa efflux tetracycline [suatu protein yang terlibat dalam daya tahan yang mempompa obat – obatan kluar dari sel – sel bakterial]. Suatu produksi yang berlebih dari pompa efflux mempunyai biaya tinggi bagi bakteri resistant.’

Julian Davies, seorang ecologist microbial ternama pada Universitas British Columbia di Kanada, menjelaskan studi ini sebagai ’suatu serangkaian penelitian yang cemerlang yang telah memberikan suatu penjelasan bagi keberhasilan kelangsungan hidup antibiotik sensitif dan bakteri resistant dalam keberadaan penghambatnya.’
Apakah temuan ini mempunyai signifikasi klinis? ‘Sayangnya stereoisomer bersifat racun bagi ginjal, dan selanjutnya tidak seperti apa yang dianjurkan untuk suatu terapi,’ kata Palmer. Dia menambahkan, bagaimanapun, ‘Ini mungkin menyediakan seperti sebuah persenyawaan timbel untuk mengisolasi suatu persenyawaan non – racun yang menyeleksi melawan daya tahan. Lebih umumnya hasil ini menganjurkan bahwa turunan antibiotik mungkin mempunyai potensi yang berperan sebagai selektor melawan daya tahan.’
Simon Hadlington

Referensi

A C Palmer, E Angelino and R Kishony, Nat. Chem. Biol., 2009, DOI: 10.1038/nchembio.289

Partikel nano Dapat Mengakhiri Kemoterapi

2010-02-22T10:07:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 29-01-2010

Partikel – partikel nano secara khusus direkayasa di Universitas Central Florida Asisten Profesor J. Manuel Perez dan koleganya. Pada suatu waktu dapat mencapai sasaran dan menghancurkan tumor, menyembukan pasien dari racun, chemotherapy seluruh tubuh.

Perez dan timnya menggunakan sebuah obat yang dinamakan Taxol untuk studi kultur sel mereka, baru – baru ini dipublikasikan di jurnal Small, karena ini merupakan obat chemotherapeutic yang paling luas digunakan. Biasanya Taxol menyebabkan banyak sekali efek negatif karena ini melewati di sepanjang tubuh dan menghancurkan jaringan yang sehat sama halnya dengan sel – sel kanker.

Taxol yang membawa partikel – partikel nano dimana direkayasa di laboratorium Perez dimodifikasi sehingga mereka dapat membawa obat tersebut hanya pada sel – sel kanker saja, dengan memperbolehkan perawatan kanker yang menjadi sasaran tanpa membahayakan sel – sel yang sehat. Ini diperoleh dengan menempelkan suatu vitamin (folic acid) derifatif yang mana sel – sel kanker senang untuk mengkonsumsi dalam jumlah yang tinggi.

Karena partikel – partikel nano juga membawa celupan fluorescen dan inti zat besi magnetic oksida, lokasi mereka didalam sel – sel dan tubuh dapat terlihat dengan pencitraan optikal dan magnetic resonance imaging (MRI). Hal ini memperbolehkan para fisikawan melihat bagaimana tumor merespon terhadap perawatan ini.

Partikel – partikel nano tersebut dapat juga direkayasa tanpa suatu obat dan digunakan sebagai agen pencitraan (kontras) untuk kanker. Jika tidak ada kanker, partikel – partikel nano yang biodegradable tidak akan terikat pada lapisan dan akan dieliminasi oleh ginjal. Inti zat besi oksida akan dipergunakan sebagai zat besi regular di tubuh.

“Hal unik apa yang ada dalam pekerjaan kami adalah partikel – partikel nano mempunyai peranan ganda, sebagai agen diagnostik dan therapeutik pada suatu kendaraan biodegradable dan biocompatible,” kata Perez.

Perez telah menghabiskan lima tahun untuk mencari bagaimana cara teknologi nano dapat digunakan untuk diagnosa, citra dan merawat kanker dan penyakit menular. Ini merupakan bagian dunia nanomedis yang berkembang.

Prosesnyabekerja seperti ini. Sel – sel kanker pada tumor terhubung dengan partikel – partikel nano yang terekayasa melalui via penerima sel yang dapat dianggap sebagai “pintu” atau “stasiun pemberhentian.” Partikel – partikel nano masuk ke dalam sel dan melepaskan muatan mereka yaitu zat besi oksida, celupan fluorescen dan obat – obatan, memperbolehkan pencitraan dan perawatan ganda.

“Meskipun hasilnya dari kultur sel adalah permulaan, mereka sangatlah memberikan semangat,” kata Perez.
Suatu kimiawi baru yang dinamakan “click chemistry” digunakan untuk menempelkan molekul yang menjadi sasaran (folic acid) pada partikel – partikel nano. Kimiawi ini memperbolehkan penempelan molekul – molekul yang mudah dan spesifik ke partikel – partikel nano tanpa produk sampingan yang tidak diinginkan. Ini juga memperbolehkan bagi penempelan yang mudah bagi molekul – molekul lainnya pada partikel – partikel nano secara khusus mencari tahu tumor khusus dan penyakit berbahaya lainnya.

Cacing Sandcastle Dapat Menghasilkan Zat Perekat Medis yang Ampuh

2010-02-22T10:04:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 23-01-2010

Para ilmuwan telah meniru perekat alami yang dikeluarkan oleh makluk laut yang sangat kecil yang disebut cacing sandcastle dalam usaha mengembangkan zat perekat medis yang telah lama dicari untuk diperlukan dalam memperbaiki tulang – tulang yang remuk saat terluka di medan perang, kecelakaan kendaraan dan kecelakaan lainnya. Mereka melaporkan tentang zat perekat sekarang ini dalam Pertemuan Nasional American Chemical Society (ACS) ke – 28.

“Perekat sintetis ini berdasarkan pada coacervates kompleks, sesuatu yang ideal tetapi platform yang sangat jauh tereksploitasi untuk pembuatan zat perekat yang dapat disuntikkan,” kata Russell Stewart, Ph.D. “Ide tentang penggunaan zat perekat alami dalam medis merupakan hal yang sangat lama semenjak investigasi pertama kalinya dari zat perekat mussel (sejenins kupang) di tahun1980an. Namun hampir 30 tahun kemudian tidak ada zat perekat lagi berdasar pada zat perekat alami yang digunakan di klinik.”

Metode tradisional dalam memperbaiki tulang yang remuk adalah dengan menggunakan penghubung mekanis seperti paku, pin dan baut metal yang mendukung hingga mereka dapat menaqhan bebannya. Namun dalam memperoleh dan menjaga agar fragmen tulang yang kecil sejajar dengan menggunakan baut dan kawat sangatlah menantang, kata Stewart. Untuk rekonstruksi yang tepat dari tulang – tulang kecil, perawat kesehatan telah mengetahui bahwa zat perekat yang biokompatibel dan biodegradabel dapat berharga karena ini akan mengurangi piranti keras metal di tubuh yang sementara waktu menjaga kesejajaran yang sesuai pada retakannya.

Stewart dan beberapa kolega menduplikat perekat yang mana cacing sandcastle (Phragmatopoma californica) gunakan saat membangun rumah pada gelombang yang naik turun dengan menempelkan bersama – sama pasir dan cangkang kerang yang rusak sedikit demi sedikit. Cacing laut yang berinci – inci panjangnya telah mengatasi beberapa tantangan zat perekat dengan maksud untuk merekatkan bersama – sama rumah bawah lautnya dan kecerdikannya telah berperan sebagai suatu resep bagi tim peneliti Stewart dalam mengembangkan zat perekat sintetis.

Tantangan Stewart adalah memikirkan zat perekat yang berdasar pada air yang tetap tidak dapat dicairkan pada lingkungan yang basah dan mampu untuk mengikat pada objek yang basah. Tim ini juga berkonsentrasi pada detail kunci proses solidifikasi zat perekat alami — suatu perhitungan yang kurang tepat dalam mengeraskan perekat ini akan berakibat sia – sia saja, kata Stewart. Mereka memelajari perekat alami ini disiapkan untuk mengantisipasi perubahan – perubahan pH, suatu mekanisme yang ditiru kedalam perekat alami.

Perekat baru tersebut, jelas Stewart, seorang bioengineer pada Universitas Utah di Kota Salt Lake, telah melampaui kajian toksin pada kultur sel. Ini setidaknya sama kuatnya dengan Super Glue dan dua kali sama kuatnya mimic zat perekat alamiah, tandasnya.

“Kita mengetahui bahwa suatu mekanisme yang digunakan oleh cacing sandcastle merupakan benar – benar alat yang sempurna dalam memproduksi zat perekat bawah air,” kata Stewart. “Perekat ini, sama seperti perekatnya cacing, merupakan suatu materi cairan yang mana, meskipun ini tidak bercampur dengan air, dapat terlarut dalam air.”

Stewart telah memulai studi utama dengan memfokuskan pada pengiriman molekul – molekul bioaktif pada zat perekat yang memperbolehkan untuk memperbaiki fragmen tulang dan memberikan obat pada lokasi yang patah, seperti antibiotik, pereda sakit atau senyawa yang mungkin mengakselerasi penyembuhan.

“Kita sangatlah optimis tentang perekat sintetis ini,” kata dia. “Biokompatibilitas adalah salah satu tantangan besar dalam menciptakan zat perekat seperti ini. Suatu waktu anda meletakkan sesuatu sintetis kedalam tubuh, ada kemungkinan tubuh akan meresponya dan merusak jaringan diluarnya. Hal itu adalah sesuatu yang kami awasi, namun kita telah melihat tidak adanya indikasi sekatrang ini yang ini akan menjadi suatu masalah.”

”Bacterial Computers” untuk Menuntaskan Permasalahan Matematika yang Rumit

2010-02-22T09:59:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 05-02-2010

Para peneliti Amerika Serikat telah menciptakan ‘bacterial computers’ yang berpotensi untuk menuntaskan permasalahan matematika yang rumit. Temuan penelitian ini menunjukkan bahwa mengkomputerkan sel – sel hidup sangatlah mungkin, dengan membuka pintu sejumlah aplikasi. Generasi kedua bacterial computers mengilustrasikan kemnungkinan perluasan pendekatan hingga tantangan permasalahan matematika secara komputerisasi.

Sebuah tim peneliti yang terdiri dari empat anggota fakultas dan 15 mahasiswa S-1 dari departemen biologi dan matematika di Universitas Missouri Western State di Kampus Missouri dan Davidson di North Carolina, Amerika merekayasa DNA bakteri Escherichia coli, menciptakan bacterial computers yang mampu memecahkan permasalahan matematika klasik yang dikenal sebagai Hamiltonian Path Problem.

Para penliti mengembangkan pekerjaan sebelumnya yang dipublikasikan tahun lalu pada jurnal sama untuk menghasilkan bacterial computers yang dapat memecahkan Burnt Pancake Problem.

Hamiltonian Path Problem menanyakan apakah ada sebuah jalan pada suatu jaringan dari simpul awal hingga simpul akhir, menghampiri tiap simpul sesekali. Para peneliti fakultas dan mahasiswa memodifikasi untaian genetic dari bakteri yang memudahkan mereka untuk menemukan jalur Hamiltonian pada suatu grafik simpul tiga. Bakteri yang secara sukses memecahkan suatu permasalahan menunjukan keberhasilan mereka dengan cara memendarkan kedua warna merah dan hijau, menghasilkan pada koloni warna kuning.

Sintetis biologi adalah penggunaan beberapa teknik molekular biologi, prinsip – prinsip rekayasa, dan pemodelan matematikal untuk mendesain dan mengkonstruksi sirkuit genetik yang memudahkan sel – sel hidup untuk membawa fungsi yang bagus. “Peneliti kami mengkontribusikan lebih dari 60 bagian kepada Registry of Standard Biological Parts, yang tersedia bagi penggunaan oleh komunitas sintetis biologi, termasuk protein terbaru fluorescent warna merah yang terbelah dan gen protein fluorescent warna hijau,” kata Jordan Baumgardner, lulusan baru – baru ini dari Missouri Western dan penulis pertama dari makalah penelitian ini. “Penelitian ini menyediakan tidak hanya contoh lain tentang bagaimana hebatnya dan dinamisnya sintetis biologi. Kita menggunakan sintetis biologi untuk memcahkan persoalan matematikal; yang lainnya menemukan beberapa aplikasi di bidang medis, energi dan lingkungan. Sintetis biologi mempunyai potensi besar dalam kehidupan ini.”

Berdasarkan Dr. Eckdahl, penulis yang sama pada artikel ini, sintetis biologi memberikan kesempatan baru bagi sarjana pelatihan penelitian multidisiplin. “Kita telah menemukan bahwa sintetis biologimerupakan suatu cara yang baik untuk melibatkan mahasiswa dalam penelitian yang berhubungan dengan biologi dan matematika. Para mahasiswa kami belajar dari tangan pertama mengenai nilai jalur disiplin tradisional yang bersebrangan.”

Penemuan Metode Pengurutan DNA yang Lebih Cepat dan Murah

2010-01-15T19:46:00.000+07:00

Ditulis oleh Awan Ukaya pada 11-01-2010

Para insinyur biomedical di Universitas Boston telah menemukan suatu metode untuk membuat pengurutan genome mendatang yang lebih cepat dan murah dengan secara dramatis mengurangi jumlah DNA yang dibutuhkan, lalu menghilangkan langkah yang teramat mahal, boros waktu dan cenderung mengalami kesalahan dari amplifikasi DNA.

Dalam sebuah studi yang dipublikasikan pada tanggal 20 Desember di edisi online dalam Nature Nanotechnology, sebuah tim yang dikepalai oleh Profesor dari Boston University Biomedical Engineering Associate yaitu Amit Meller mepelopori pekerjaan terperinci dalam mendeteksi beberapa molekul DNA saat mereka melintasi silikon nanopora. Teknik ini menggunakan medan listrik untuk menyalurkan untaian DNA melewati pori – pori sebesar empat nanometer, seperti layaknya masuk kelubang jarum. Metode ini menggunakan pengukuran aliran listrik yang sensitif untuk mendeteksi beberapa molekul tunggal DNA saat mereka melintasi nanopora.

“Studi akhir – akhir ini menunjukkan bahwa kita dapat mendeteksi sejumlah sampel DNA yang teramat kecil ketimbang study yang dilaporkan sebelumnya,” kata Meller. “Saat orang – orang mulai untuk mengimplementasikan pengurutan genome atau pemrofilan genome dengfan menggunakan nanopora, mereka dapat menggunakan pendekatan tangkapan nanopora kita untuk mengurangi sejumlah besar tiruan yang digunakan pada pengukuran tersebut.”

Saat sekarang ini, pengurutan genome mempergunakan amplifikasi DNA untuk membuat bermilyar – milyar tiruan molecular untuk menghasilkan sebuah sample yang cukup besar untuk dianalisa. Sebagai tambahan untuk waktu dan biaya amplifikasi DNA yang diperlukan, beberapa molekul – seperti fotokopi dari fotokopi – muncul sedikit dari sempurna. Meller dan koleganya di BU, Universitas New York dan Universitas Bar-Ilan di Israel telah menggunakan medan listrik di sekitar mulut dari nanopora untuk memikat untaian DNA yang panjang dan beban secara negatif dan mendorong mereka melewati nanopora dimana rangkaian DNA dapat dideteksi. Dikarenakan DNA ditarik ke nanopora dari kejauhan, beberapa tiruan yang sedikit jauh dari molekul sangat dibutuhkan.

“Hal tersebut sangatlah mengejutkan,” kata Meller. “Anda telah mengharapkan jika anda mempunyai ’spaghetti’ yang panjang lalu menemukan akhirnya yang sangat keras. Pada saat yang bersamaan penemuan ini berarti bahwa system nanopora dioptimalkan untuk pendeteksian untaian DNA yang panjang – sepuluh dari ratusan pasangan dasar atau mungkin lebih. Hal ini dapat secara dramatis mempercepat pengurutan genomic yang akan dating dengan memperbolehkan analisa untaian DNA yang panjang dalam satu langkah daripada memasang hasil dari banyaknya potongan pendek.

“Beberapa teknologi amplifikasi DNA membatasi panjangnya molekul DNA di bawah ratusan pasangan dasar,” tambah Meller. “Karena metode kita menghindari amplifikasi, ini bukan saja mengurangi biaya, waktu dan tingkat kesalahan beberapa teknik replikasi DNA, tetapi juga memudahkan analisa dari untaian DNA yang sangat panjang, dan lebih lama ketimbang beberapa pembatasan akhir – akhir ini.”

Dengan pengetahuan yang dimiliki, Meller dan timnya menyusun untuk mengoptimalkan efek tersebut. Mereka menggunakan gradien garam untuk merubah medan listrik di sekitar pori – pori tersebut, yang mana meningkatkan tingkat dimana beberapa molekul DNA tertangkap dan memendekan penyimpangan waktu antara beberapa molekul, selanjutnya mengurangi kuantitas DNA yang dibutuhkan untuk pengukuran akurat. Ketimbang mengapung bebas sampai mereka menemukan sebuah nanopora, beberapa untaian DNA disalurkan kedalam pembuka.

Dengan mendorong tingkat tangkapan dengan sedikit urutan besarnya dan mengurangi volume dari ruang sample para peneliti mengurangi jumlah beberapa molekul DNA yang dibutuhkan oleh sebuah factor dari 10,000 – sekitar satu milyar sample molekul – molekul sampai 100,000.

Tabung-nano dari putih telur

2009-12-05T09:23:00.001+07:00

Ditulis oleh Soetrisno pada 13-10-2008

Putih telur telah ditemukan oleh para ilmuwan Cina memiliki kegunaan baru sebagai sebuah cetakan (template) untuk membuat tabung-nano anorganik.

Baoyou Geng dan rekan-rekannya di Universitas Anhui Normal, Wuhu, membuat tabung-nano magnetit (Fe3O4) dalam sebuah larutan putih telur. Protein putih telur − yang memiliki afinitas tinggi untuk ion-ion logam − membentuk kompleks-kompleks organik-anorganik dengan Fe(III). Kompleks-kompleks ini selanjutnya berkumpul membentuk helaian-helaian nano, sebuah proses yang menghasilkan panas. Peningkatan suhu merusak ikatan hidrogen dan ikatan peptida-besi sehingga besi oksida terpisah dari template putih telur. Helaian-helaian besi oksida kemudian menggulung membentuk tabung-tabung nano berongga.

Penggunaan protein dari tulang dan cangkang sebagai template telah banyak dikenal, tetapi kebanyakan memerlukan metode yang rumit dan memakan banyak waktu untuk membuat template biologis. Geng menjelaskan bahwa metode baru mereka menggunakan template protein yang murah dan mudah didapat.

Tabung-nano memiliki banyak pengaplikasian mulai dari piranti penyaluran obat sampai konversi energi surya. Dan magnetit − salah satu mineral yang paling bersifat magnetik − khususnya sangat menarik untuk aplikasi-aplikasi yang terkait dengan magnetisme.

Xitian Zhang − seorang ahli di bidang preparasi dan aplikasi tabung-nano dari Chinese University of Hong Kong, Shatin − mengatakan bahwa penelitian ini "memberikan sebuah metode yang sederhana, terbaru dan mudah dilakukan untuk preparasi tabung-tabung nano besi oksida kristalin-tunggal". "Pendekatan ini tidak hanya memperkaya kimia magnetit, tetapi juga menjadi sebuah strategi baru untuk mensintesis material-material serupa," tambahnya.

Tantangan selanjutnya adalah menyelidik "kondisi-kondisi reaksi pada struktur putih telur, yang bisa menghasilkan perubahan morfologi produk," kata Geng. Geng dan timnya juga akan mencoba mensintesis tabung-tabung nano lainnya untuk menyelidiki efek ion logam yang berbeda terhadap putih telur.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

Rute baru menuju asam amino

2009-11-20T21:07:00.000+07:00

Ilmuwan Amerika Serikat telah menemukan sebuah cara baru untuk membuat sekelompok asam amino non-natural yang banyak digunakan sebagai komponen obat dan katalis-katalis kiral. Para peneliti ini menyebutkan bahwa metode mereka dapat ditingkatkan skalanya dan menawarkan pendekatan yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan untuk mensintesis asam-asam amino ini.

Asam alfa-amino merupakan satuan pembentuk protein tetapi kebanyakan aplikasi memerlukan penggunaan asam-asam amino yang murni secara enantiomer. Sintesis Strecker – reaksi sebuah imin atau ekivalen imin dengan hidrogen sianida, diikuti dengan hidrolisis nitril – merupakan sebuah metode standar untuk menghasilkan asam-asam alfa-amino. Akan tetapi, masih cukup menantang untuk menggunakan metode ini dalam menghasilkan asam amino yang murni dari segi enantiomer dalam skala besar.

Kini, Stephan Zuend dan rekan-rekannya di Eric Jacobsen’s Group di Harvard University, Massachusetts, US, telah menambahkan sebuah tambahan kedalam metode standar ini dengan mengidentifikasi sebuah katalis asal urea kiral untuk mengontrol tahapan hidrosianasi kunci. Hasilnya adalah proses ini memungkinkan sintesis Strecker asimetrik katalitik, dan dapat ditingkatkan skalanya.

“Metode-metode yang telah dilaporkan untuk membuat jenis-jenis asam amino ini umumnya menggunakan kuantitas stokiometri dari sebuah sumber sianida biasa dan sering berbahaya serta mahal seperti trimetilsilil sianida,” papar Zuend. “Dengan menggunakan sedikit katalis kiral dan dengan menggunakan sumber sianida yang ekonomis, potasium sianida, kita menghasilkan lebih sedikit limbah dan mengurangi bahaya-bahaya potensial dalam pelaksanaan proses kimia ini.”

Mekanisme katalitik yang diusulkan. Struktur-struktur dalam tanda kurung adalah intermediet pasangan ion iminium/sianida yang secara langsung mendahului pembentukan ikatan C-C.

Andreas Bommarius, seorang ahli biokatalis di Georgia Institute of Technology, di Atlanta, US, berpendapat penelitian ini merupakan sebuah kemajuan besar. “Penemuan ini menghasilkan sebuah proses katalitik yang praktis dan dapat ditingkatkan skalanya.” Zuend melaporkan bahwa peneliti-peneliti lain dalam Jacobsen group sebelumnya telah menggunakan beberapa asam amino utuk membuat katalis-katalis terbaru yang sebelumnya sangat sulit dibuat sebelum penelitian baru ini.

“Implikasi penelitian ini adalah bahwa industri bisa menggunakan metode ini untuk skala besar karena skalanya dapat ditingkatkan,” pungkas Phil Page, seorang kimiawan organik di University of East Anglia, UK. Akan tetapi, Page menyebutkan bahwa meskipun metode-metode asimetris katalitik yang diketahui untuk reaksi Strecker baru dilakukan pada skala sekitar satu gram, namun ini tidak berarti bahwa metode-metode tersebut tidak dapat ditingkatkan skalanya juga. “Metode-metode baru yang ditemukan dalam laboratorium lazimnya memang dilakukan dalam skala kecil,” tambahnya.

Tetapi Zuend mengakui bahwa peningkatan skala metode baru ini dari skala lab ke skala industri masih menjadi sebuah permasalahan. “Satu hal yang perlu dilakukan adalah menentukan seberapa efisien transformasi dapat dilakukan pada skala kilogram atau yang lebih besar, yang mana kita tidak dapat melakukannya dalam laboratorium.”

Adapted from: chemistryworld

Artifisial Enzim Untuk Proses Industri Yang Ramah Lingkungan

2009-11-20T20:54:00.000+07:00

Proses industri yang sering menyebabkan polusi lingkungan seperti penggunaan katalis logam berbahaya dapat ditekan dengan menggunakan enzim, akan tetapi sayangnya tidak banyak enzim yang dapat dipakai untuk industri kimia. Sampai akhirnya, grup peneliti dari departemen kimia Universitas Copenhagen telah sukses mempoduksi artificial enzim yang bisa langsung dipakai untuk banyak aplikasi.

Dengan pemimpin grup tersebut yaitu Profesor Mikael, Ph.D, dan siswanya Jeanette Bjerre dan Thomas Hauch Fenger memplubikasikan peneitian mereka pada jurnal ChemBioChem (15/2009) dengan judul “”Cyclodextrin Aldehydes are Oxidase Mimics”.

Artificial enzim untuk keperluan yang tak alami (tidak biasa)
Artificial enzim adalah enzim yang tidak seperti kita kenal yang terdapat di alam pada umumnya, Enzim jenis ini memiliki perbedaan dengan enzim yang lain yaitu memiliki daya katalis yang sangat tingi, dan mudah untuk diproduksi. Peneliti dari laboratorium Copenhagen adalah orang pertama yang membuat artificial enzim yang dapat mempercepat proses oksidasi dengan kehadiran molekul sederhana asam peroksida H2O2.
Seperti yang telah kita ketahui bahwa proses oksidasi adalah dasar dari berbagai proses industri kimia, dari industri cat maupun industri farmasi. Akan tetapi oksidator tradisional terkenal membawa dampak negative bagi lingkungan jika tidak terkelola dengan baik. Hal inilah enzim sangat disarankan untuk dipakai dan sangat cocok untuk menggantikan oksidator tradisional. Mengingat artificial enzim dapat dibuat untuk keperluan khusus dan yang lebih penting lagi mereka dapat dioperasikan pada kondisi yang biasa. Tidak seperti oksidator tradisional yang umumnya memerlukan temperature tinggi, tekanan tinggi dan lingkungan yang bersifat korosif.

Alat baru yang siap dipakai
Karena sampai sekarang enzim hanya ditemukan dalam makhluk hidup di lingkungan. Akan tetapi baik industri dan microorganisme sama-sama memiliki tantangan yang sama, sehingga industri mencari jalan pintas untuk menggunakan bahan kimia sebagai katalis. Artifisial enzim yang ditemukan oleh peneliti Copenhagen menjadi alternative alat siap pakai bagi kimiawan dan cepat atau lambat akan semakin meningkat penggunaanya.

Enzim alami umumnya mempercepat reaksi sekitar 1 juta kali lebih cept. Akan tetapi artifisial enzim ini mempercepat reaksi hingga 10.000 kali. Akan tetapi ini bukan menjadi penghalang kata professor Mikael Bols.

“Kami telah mengembangkan materi ini sejak tahun 2000. Ketika kami sukses dengan penciptaan enzim pertama, dimana hanya mempercepat reaksi sampai 25 kali maka kami berpikir bahwa sangat masuk akan untuk membicarakannya disini,” katanya.
Jika kecepatan artificial enzim menyamai kecepatan enzim alami maka penggunaanya akan semakin penting untuk diterapkan di industri farmasi.