Bagaimana Cara Mengetahui Struktur Protein yang Belum Diketahui?

KOMPAS.com - Cara mengetahui struktur protein yang belum diketahui bisa dilakukan dengan eksperimen laboratorium dan in silico.

Eksperimen in silico merupakan penelitian dengan bantuan komputer. Karena in silico berarti di dalam silikon yang mengacu pada chip komputer.

Prediksi struktur protein melalui eksperimen laboratorium dilakukan dengan Nuclear Magnetic Resonance (NMR). Sementara pemodelan struktur protein melalui eksperimen in silico dilakukan lewat teknik protein modeling.

Protein modeling merupakan istilah dalam pemodelan struktur protein tiga dimensi (3D). Metode ini banyak digunakan karena lebih hemat waktu maupun biaya.

Teknik untuk memprediksi struktur protein

Guna mengetahui struktur protein yang baru, ada beberapa teknik yang bisa dipilih sesuai kebutuhan peneliti. Tiap teknik tersebut memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Eksperimen laboratorium

Dalam eksperimen ini, teknik yang paling umum digunakan untuk memprediksi struktur protein ialah Nuclear Magnetic Resonance (NMR).

Baca juga: Fungsi Protein dalam Membran Plasma

NMR adalah teknik pendeteksian struktur senyawa kimia, seperti protein, oligosakarida, dan asam nukleat.

Teknik ini bisa memprediksi struktur kimia molekul organik yang berasal dari alam maupun hasil sintesis dan semisintesis, baik struktur dua dimensi maupun tiga dimensi.

Dilansir dari situs Direktorat Riset dan Pengembangan Universitas Indonesia, NMR juga dapat digunakan untuk mempelajari interaksi molekul, komposisi campuran biologi, struktur molekul, larutan hasil sintesis, kinetika atau dinamika molekul dan komposit.

Dalam analisisnya, NMR memiliki kelebihan, yakni mampu melakukan analisis kuantitatif terhadap molekul dalam larutan, serta analisis yang bersifat non-destructive atau tidak merusak sampel.

Sedangkan kekurangan NMR adalah dibutuhkan biaya yang besar untuk melakukan pengujian sampel.

Eskperimen in silico

Dalam eksperimen ini, teknik yang digunakan untuk memprediksi struktur protein adalah protein modeling.

Menurut Gupta, dkk dalam jurnal In Silico Protein Modeling (2014), ada tiga teknik dalam protein modeling yaitu ab initio, threading modeling, dan homology modeling. Tiga teknik ini dipakai untuk memodelkan protein berdasarkan panjang asam amino penyusunnya.

• Ab initio

Ab initio merupakan metode yang digunakan secara khusus jika struktur homolog tidak ada, atau ada tetapi tidak dapat diidentifikasi sehingga model harus dibangun dari awal. 

Penggunaan metode ini didasarkan pada termodinamika dan parameter energi molekuler. Parameter ini berfungsi pada level atomik dari asam amino, guna membangun konformasi 3D protein dengan entropi minimum dan stabilitas maksimum.

Baca juga: Perbedaan Protein Nabati dan Hewani