Laprak Kimkom 3.docx

MODUL 3 VISUALISASI STRUKTUR MAKROMOLEKUL

1. Tujuan Percobaan Menampilkan struktur makromolekul (DNA / protein) beserta ligannya dengan berbagai macam metode visualisasi menggunakan perangkat lunak Visual Molecular Dynamics (VMD). 2. Fasilitas a) Hardware : Seperangkat computer / laptop dengan spesifikasi yang memadai b) Software : Perangkat lunak Visular Molecular Dynamics (VMD) 3. Prosedur a) Membuka struktur protein 

Buka struktur protein dalam aplikasi VMD dengan mengklik “File” > “New Molecule”



Klik “Browse” dan pilih file protein (dalam format pdb) yang telah diunduh



Klik “Load” (Struktur protein akan muncul pada window)



Buka Window Grapichal Representations dengan menklik “Graphics” > “Representations”

b) Menampilkan protein 

Pada text box “Selected Atoms” ubah “all” menjadi “Protein”, tekan tombol “Enter” pada keyboard



Ubah “Coloring Methode” menjadi “Secondary Structure”



Untuk memvisualisasikan protein sebagai pita, ubah “Drawing Methode” menjadi “New Cartoon”

c) Menampilkan ligan 

Klik “Create Rep”



Pilih tab “Selections”, double klik ”Resname”



Pada box “Value” double klik “IZP”



Klik “Apply”



Kembali ke tab “Draw Style”, ubah “Coloring Method” menjadi “Element”



Ubah “Drawing Method” menjadi “Licorice”

d) Menampilkan bentuk permukaan protein dan ligan 

Klik “Create Rep”



Pada text box “Selected Atoms”, hapus teks dan isi dengan “Protein”, tekan “Enter” pada keyboard



Ubah “Coloring Methode” menjadi “Color ID”



Ubah “Drawing Method” menjadi “Surf”

4. Hasil percobaan a) Tampilan awal struktur protein.pdb pada VMD

b) Tampilan protein saja 

Coloring Methode

: Secondary Structure



Drawing Methode

: New Cartoon

c) Tampilan kompleks protein - ligan 

Coloring Methode

: Element



Drawing Methode

: Licorice

d) Tampilan ligan saja (Ligan IZP) Sembunyikan / double klik representasi New Cartoon

e) Visualisasi permukaan protein 

Coloring Methode

: ColorID



Drawing Methode

: Surf



Materials

: Transparan

f) Visualisasi permukaan protein 

Coloring Methode : ColorID



Drawing Methode : Surf



Materials

: Difuse

g) Visualisasi permukaan protein 

Coloring Methode : ColorID



Drawing Methode : Surf



Materials

: Glass1

h) Visualisasi permukaan protein 

Coloring Methode

: Color ID



Drawing Methode

: Surf



Materials

: Glass 2

i) Visualisasi permukaan protein 

Coloring Methode

: Color ID



Drawing Methode

: Surf



Materials

: Glass 3

j) Visualisasi permukaan protein 

Coloring Methode

: Color ID



Drawing Methode

: Surf



Materials

: Transculent

5. Diskusi dan pembahasan Visual Molecular Dynamics (VMD) adalah salah satu perangkat lunak yang biasa digunakan untuk memvisualisasikan struktur dari sebuah makromolekul. Makromolekul sendiri merujuk pada molekul yang berukuran makro (besar), diantaranya seperti molekul DNA dan protein. Pada kali ini kami melakukan visualisasi pada sebuah molekul protein yang diperoleh dari situs Protein Data Bank (PDB). Dalam situs PDB, protein tersebut memiliki kode 3R8G. Berdasarkan informasi yang tertulis di PDB, protein 3R8G ini merupakan sebuah enzim bernama Aldo-keto reduktase 1C3. Enzim ini berperan sebagai katalis bagi proses pembentukan molekul-molekul steroid dan prostanoid di dalam tubuh. Produk steroid hasil katalis AKR1C3 ini berperan dalam pensinyalan proliferatif sel-sel yang responsif hormon, sementara produk prostanoid nya berperan pada jalur proliferatif yang responsif prostaglandin. Berdasarkan mekanisme kerjanya, maka protein 3R8G ini sering dijadikan target bagi obat-obat antiinflamasi. Selain itu, diketahui bahwa protein ini diekspresikan berlebih pada kanker prostat dan kanker payudara, dan ekspresinya tersebut berkorelasi dengan agresivitas penyakit. Sehingga protein ini juga berpotensi dijadikan sebagai target bagi agen-agen antikanker baru. Non Steroid Anti Inflamation Drug (NSAID) diketahui merupakan salah satu golongan senyawa yang terkenal dalam menghambat aktivitas AKR1C3. Dalam informasi yang kami peroleh dari PDB, diketahui bahwa protein 3R8G ini membentuk kompleks dengan beberapa ligan spesifik. Kompleks yang kami visualisasikan pada kali ini ialah kompleks protein 3R8G dengan ligan IZP. IZP merupakan kode bagi ligan ( R )-Ibuprofen, dan ibuprofen sendiri diketahui merupakan salah satu dari agen NSAID. Ada beberapa menu dalam VMD yang bisa memvisualisasikan makromolekul dalam berbagai mode. Diantaranya dapat memvisualisasikan kompleks protein dengan ligan, visualisasi protein tanpa ligan, atau bahkan visualisasi ligannya saja. Selain itu, ada juga menu yang dapat memvisualisasikan bentuk dari permukaan protein, yaitu dengan menggunakan coloring methode : ColorID dan menggunakan drawing methode : Surf. Visualisasi makromolekul ini sangatlah penting dalam studi penemuan obat berbasis komputasi terutama untuk mempelajari karakteristik dari target (protein).

6. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum kali ini, kami menyimpulkan bahwa ada beberapa menu dalam perangkat lunak VMD untuk memvisualisasikan struktur 3D makromolekul, diantaranya : 

Visualisasi kompleksi protein-ligan :

Coloring

methode

(Element),

Drawing

methode (Licorice) 

Visualisasi protein saja

: Coloring methode (Secondary structure),

Drawing methode (New Cartoon) 

Visualisai ligan saja

: Sembunyikan / double klik representasi New

cartoon 

Visualisasi tampilan permukaan

:

Coloring

methode

methode (Surf)

7. Pustaka 3R8G AKR1C3 complex with ibuprofen. https://www.rcsb.org

(ColorID),

Drawing