Aug 21, 2018

Mekanisme Molekular β-catenin, PPAR γ, TZD dan korelasinya pada penyakit Diabetes Tipe 2

Sabtu kemarin saya dan mas Sarmoko naik Gunung Atago di Kyoto (Gunung tertinggi di Kyoto), saya dan mas Moko berbincang banyak tentang riset. Entah bagaimana ceritanya mas Moko bertanya kepada saya mengenai degradasi β-catenin dan hubungannya terhadap PPAR, saya lupa tentang kompleks GSK3, APC dan Axin ini, meskipun tema ini bukan topik penelitian saya, tapi setalah saya kepoin mungkin ada baiknya juga kalo saya tulis di sini beserta penjelasan sederhananya (Mungkin bisa diperbaiki bila ada kesalahpahaman konten, bisa hubungi saya langsung)

Peroxisome proliferator-activated receptors alpha, delta and gamma (atau biasa disingkat PPARs α, δ, γ) adalah faktor transkipsi inti yang mengontrol ekspresi gen dan metobolisme energi di dalam tubuh. PPAR γ meregulasi homeostatis asam lemak dan glukosa tubuh, serta terbukti berperan dalam mengendalikan sensitivitas insulin tubuh dan dilaporkan juga berperan dalam proses inflamasi.

PPAR γ dapat berinteraksi secara langsung pada β-catenin yang dapat mengatur signaling Wnt. β-catenin berperan sebagai co-activator ekspresi gen LEF/TCF yang menempel pada DNA. 




Pada kondisi terstimulasi, β-catenin terakumulasi di sitoplasma dan masuk ke inti sel menginduksi transkripsi gen dari Wnt-response. Sementara itu, PPAR γ  menghambat transkripsi gen Wnt-response dengan mengaktivasi degradasi β-catenin di sitoplasma, sehingga β-catenin tidak masuk ke dalam inti sel karena jumlah di sitoplasmanya jelas berkurang karena didegradasi ama proteosome. Selain itu, PPAR γ juga menghambat fungsi β-catenin di dalam inti sel yang seharusnya meregulasi dengan menempel pada LEF/TCF. 

Beberapa agonist PPAR γ seperti obat golongan thiazolidinediones meningkatkan penghambatan tersebut (penghambatan β-catenin yang disebabin ama PPAR γ)sehingga penghambatan ini menekan Wnt/β-catenin signaling yang akhirnya menyebabkan penekanan proses osteogenesis dan malahan menginduksi proses adipogenesis. 

Induksi proses adiopogenesis sendiri akan menurunkan kebutuhan tubuh terhadap sekresi insulin. So, obat ini (TZDs) digunakan sebagai obat diabetes tipe dua. Begitu cerita singkatnya.


Jun 6, 2018

Manfaat Penambatan Molekular pada Pencarian dan Pengembangan Obat


Penambatan molekular atau yang lebih dikenal dengan molecular docking adalah suatu metode yang bertujuan untuk meniru dan mengukur sebuah interaksi suatu molekul ligan dengan protein target secara komputasi pada level atomik. Metode ini akan memprediksi sebuah kompleks antara dua atau lebih molekul dan akan memperkirakan bagaimana sebuah ligan dapat menghambat atau berinteraksi dengan memprediksi berdasarkan konformasi dan afinitas ikatan secara in silico.

Interaksi ligand dengan protein akan diprediksi berdasarkan cocok tidaknya ligand dan situs aktif maupun tambat pada proteinnya. Molekul ligand ditambatkan pada situs aktif atau tambat protein. Metode pencarian konformasi terbaik ini dapat menggunakan simulasi Monte Carlo, simulated annealing dan algoritma genetik dan dinamika molekular. Selain memprediksi bagaimana cara pengikatan ligan yang telah diketahui aktivitasnya, sebenarnya penambatan molekular juga dapat digunakan untuk mencari ligan baru secara virtual. 

 
Ilustrasi penambatan molekul sebuah ligan (ungu) pada protein (abu-abu) menghasilkan sebuah kompleks protein-ligan. Gambar ini saya buat berdasarkan struktur kompleks obat resistensi HIV-1 Laponavir yang didapatkan melalui Difraksi Sinar-X pada kristal protein. Kode protein data bank; 4L1a.


Banyak sekali aplikasi yang dapat digunakan untuk penambatan molecular, baik gratis maupun berbayar dan biasanya dilengkapi dengan tutorial pembelajaran seperti; Discovery Studio, AutoDockTools, Audtodock Vina, ligaPlot+, MGL Tools dan lain sebagainya dengan program yang biasa digunakan untuk visualisasinya seperti PyMol dan PMV. Basis data biasa yang digunakan biasanya berasal dari dari DrugBank, protein data bank (PDB), RCSB, GeneBank, GPCRDB, CSD, DUD and DUD-E PDB, ZINC, PubChem dan lain sebagainya. Penambatan molekular menjadi metode yang sangat penting dalam pencarian dan pengembangan obat baru karena memiliki efisiensi biaya dan keefektifan waktu yang lebih baik dalam penelitian dan pengembangan suatu obat.  

*to be continued

  
References