Perhitungan Analisis Populasi

B. Perhitungan Analisis Populasi

Interaksi spesifik antara sistein dan ikatan rangkap C-C MIRA-1 yang terkonjugasi gugus karbonil dapat menjelaskan kebolehjadian pembentukan adduct tiol. Adduct merupakan ikatan kovalen yang terbentuk antara suatu biomolekul dan non biomolekul. Pembentukan adduct mampu mengembalikan konformasi p53 mendekati konformasi wild-type-nya. Interaksi spesifik dapat ditunjukkan dengan perhitungan analisis populasi. Perhitungan itu melibatkan struktur elektronik yang dapat dipelajari dengan menggunakan metode mekanika kuantum.

Perhitungan analisis populasi pada penelitian ini menggunakan NBO. Perhitungan menggunakan level teori HF untuk memperoleh hasil perhitungan yang relatif akurat. Fungsi basis yang digunakan adalah 6-31G* yang dapat memberikan hasil perhitungan yang melibatkan pengaruh polarisasi ikatan dari senyawa organik. Perhitungan optimasi geometri dan single point NBO dapat memberikan informasi distribusi kerapatan elektron yang dapat ditunjukkan melalui data occupancy dan muatan parsial.

Optimasi geometri dilakukan untuk memperoleh konfigurasi MIRA-1 yang stabil berdasarkan energinya. Hasil optimasi diperoleh sistem yang terstabilkan pada konformasi tertentu dan mempunyai energi yang relatif rendah. Struktur MIRA-1 teroptimasi ditunjukkan Gambar 12.

commit to user

Gambar 12. Struktur MIRA-1 teroptimasi.

Struktur MIRA-1 terdiri dari bagian siklis dan bagian alifatik. Bagian siklis terdapat dua gugus karbonil yang mengapit ikatan rangkap C-C dan atom N1. Gugus karbonil dapat mempengaruhi tarikan elektron dari ikatan rangkap C-

C. Ikatan π pada ikatan rangkap C-C cenderung kurang stabil dibandingkan ikatan σ sehingga adanya pengaruh tarikan elektron menyebabkan kerapatan elektron pada ikatan π berkurang. Kerapatan elektron ikatan π pada ikatan rangkap C-C semakin rendah sebagai pengaruh dari dua gugus karbonil. Atom N1 juga dapat memberikan efek induksi yang akan mempengaruhi kerapatan elektron ikatan rangkap C-C semakin rendah.

Bagian alifatik MIRA-1 tersusun dari struktur metil propionat yang terikat

pada atom N1. Atom C5 yang terikat pada N1 dan ikatan yang terjadi sebagai penghubung antara bagian siklis dan alifatik. Atom C5 yang mengikat atom O2 dan N1 yang lebih elektronegatif daripadanya, dapat memberikan tarikan elektron yang besar pada C5 sehingga kerapatan elektronnya menjadi rendah yang dapat ditunjukkan melalui data muatan parsial. Bagian alifatik juga terdapat gugus karbonil yang dapat memberikan tarikan elektron besar sehingga mempengaruhi distribusi kerapatan elektron di MIRA-1. Distribusi kerapatan elektron pada MIRA-1 teroptimasi dapat ditunjukkan melalui hasil perhitungan NBO yang ditunjukkan pada Tabel 3.

commit to user

Muatan Parsial

C2 -0,25871

C1 -0,25872

C7 -0,55547

C8 -0,62838

Tabel 3 menunjukkan nilai muatan parsial tiap atom penyusun MIRA-1, semakin negatif nilai muatan parsialnya menunjukkan semakin kaya elektron atau kemungkinan ditemukan elektron (kerapatan elektron) semakin besar. Kerapatan elektron ikatan rangkap C-C alkena cukup besar yang ditunjukkan dengan muatan parsial yang cukup negatif sebesar -0,41041. Nilai yang cukup negatif menunjukkan kemungkinan ditemukan elektron pada ikatan rangkap C-C besar. Nilai tersebut dapat menurun kenegatifannya dengan adanya tarikan elektron yang lebih kuat disekitarnya seperti pada ikatan rangkap C-C MIRA-1. Ikatan rangkap C-C pada MIRA-1 yang disimbolkan C1 dan C2 mendapatkan tarikan elektron yang cukup besar dari dua gugus karbonil yang mengapitnya sehingga kerapatan elektron ikatan rangkap C-C-nya menurun menjadi sebesar -0,25872 pada C1 dan -0,25871 pada C2 yang ditunjukkan pada Tabel 3. Perbedaan muatan parsial antar atom C1 dan C2 yang relatif sangat rendah maka diasumsikan polarisasi ikatan rangkap C-C simetris. Ikatan rangkap C-C alkena ataupun pada MIRA-1 teroptimasi sama – sama mempunyai nilai polarisasi simetris karena mempunyai tarikan atau dorongan elektron yang sama besar pada kedua sisinya.

Ikatan rangkap C-C alkena pada kedua atom C-nya sama – sama mengikat dua atom H yang mempunyai nilai keelektronegatifan sebesar 2,1 yang lebih rendah dibandingkan atom C sebesar 2,5. Itu menyebabkan tarikan elektron atom

commit to user

elektronnya ke atom C. Hal tersebut yang dapat berakibat atom C atau ikatan rangkap C-C karbon menjadi bernilai sangat negatif muatan parsialnya dengan mendapatkan sumbangan elektron dari atom H. Seperti halnya ikatan rangkap C-C karbon alkena, pada MIRA-1 kedua atom C ikatan rangkap C-C-nya juga sama – sama mendapat donor dari satu atom H. Namun, pada kedua atom C-nya mendapatkan tarikan elektron dari gugus karbonil. Hal tersebut berpengaruh pada nilai muatan parsial yang makin berkurang kenegatifannya. Tarikan elektron dan donor elektron yang sama besar menyebabkan polarisasinya simetris. Gugus karbonil yang mempunyai atom O dengan nilai keelektronegatifan 3,5 yang lebih besar dibandingkan atom C (2,5) sehingga gugus karbonil dapat menarik elektron dari atom karbon ikatan rangkap C-C dan mempengaruh kerapatan elektronnya menjadi lebih rendah. Struktur lingkar 5 simetris yang juga mempengaruhi tarikan elektron dari gugus karbonil sama besar ditunjukkan nilai muatan parsial dari atom O karbonil (O1 dan O3) yang relatif sama berturut – turut yaitu -0,63562 dan -0,63565 yang ditunjukkan pada Tabel 3.

Gugus ester pada bagian alifatik MIRA-1 mempunyai gugus karbonil (C6=O4) mempunyai kecenderungan terdapat tarikan elektron yang mengarah padanya. Atom O2 yang terikat antara atom C5 dan C6 sehingga atom O2 mendapatkan donor elektron dari kedua atom C tersebut. Atom C6 mempunyai muatan parsial yang paling positif (Tabel 3) karena mendapatkan tarikan elektron dari dua atom O (O2 dan O4) yang mempunyai elektronegatif tinggi terutama atom O4 yang berikatan rangkap cenderung lebih polar maka tarikan elektron yang diberikan ke C6 lebih besar dibandingkan O2. Tarikan elektron dari atom O4 gugus karbonil dapat memberikan efek induksi pada atom N yang menghubungkan antara bagian siklis dan alifatik MIRA-1. Atom N yang lebih elektronegatif dibandingkan atom C penyusun kerangka bagian siklis dapat memberikan tarikan elektronya dan mempengaruhi distribusi kerapatan elektron bagian siklis.

Interaksi spesifik antara MIRA-1 dengan lingkungan disekitarnya yaitu asam – asam amino yang mempunyai jarak relatif dekat dengan MIRA-1 (Gambar

commit to user

elektron MIRA-1 terutama pada ikatan rangkap C-C. Pembentukan konfigurasi dari asam amino terpilih dilakukan melalui penambahan asam amino – asam amino tersebut secara parsial. Hal tersebut dimaksudkan untuk melihat pengaruh tiap asam amino atau lingkungan disekitar MIRA-1 terhadap kerapatan elektron ikatan rangkap C-C MIRA-1 yang berpengaruh pada reaktivitasnya sehingga dapat memberikan informasi tentang kebolehjadian pembentukan adduct tiol.

Informasi distribusi kerapatan elektron ikatan rangkap C-C MIRA-1 sebagai pengaruh lingkungan disekitarnya diperoleh melalui single point NBO. Single point dilakukan agar target reaksi dari kompleks yang diperoleh tidak berubah posisinya. Perhitungan dimulai dari konfigurasi ke-0 yang hanya terdiri dari MIRA-1 (ligan). MIRA-1 yang diambil dari kompleks hasil docking yang terdapat dalam lekukan mutasi ditunjukkan Gambar 13.

4H Gambar 13. Struktur MIRA-1 dari kompleks Y220C-MIRA-1 hasil docking.

Gambar 13 menunjukkan bagian alifatik pada rantai karbon etil (-C 2 H 5 ) tertekuk.

Bagian alifatik yang fleksibel dapat mempengaruhi kerapatan elektron berbeda antara kedua atom C ikatan rangkap C-C. Kerapatan elektronnya ditunjukkan dengan nilai muatan parsial C1 sebesar -0, 25043 dan C2 sebesar -0,25163 yang menunjukkan terdapat perbedaan sebesar 0,00120.

Struktur MIRA-1 yang tidak dipengaruhi oleh lingkungan lekukan mutasi disekitar MIRA-1 untuk mempunyai struktur yang asimetris dan berpengaruh pada tingkat polarisasi ikatan rangkap C-C, bergantung pada bagian alifatiknya. Bagian siklis yang berupa struktur lingkar 5 dan simetris tidak dapat

commit to user

Bagian alifatik yang fleksibel suatu saat berada pada posisi tertentu yang dapat mempengaruhi kerapatan elektron dari ikatan rangkap C-C karbon menjadi asimetris.

Konfigurasi ke-0 yang terdiri dari MIRA-1 merupakan struktur yang selalu ada di semua konfigurasi – konfigurasi. Konfigurasi dibentuk dari lingkungan lekukan mutasi disekitar MIRA-1 yaitu asam amino – asam amino yang ditambahkan secara parsial ditunjukkan Gambar 14.

Gambar 14. Konfigurasi – konfigurasi dengan penambahan asam amino secara

parsial dan nilai ∆occupancy C1=C2 dari masing – masing tambahan asam amino. Warna putih, kuning, merah dan biru berturut – turut menunjukkan atom H (Hidrogen), S (Sulfur), O (Oksigen) dan N (Nitrogen). Hanya atom H polar yang ditampilkan untuk mendukung kejelasan gambar.

Gambar 14 menunjukkan konfigurasi ke-1 hingga ke-8 dengan penambahan asam amino satu per satu melalui ikatan peptidanya. Terdapat nilai ∆occupancy yang dituliskan berurutan kebawah menunjukkan nilai kerapatn elektron ikatan rangkap C-C masing – masing konfiugrasi dari konfigurasi ke- hingga ke-8.

commit to user

Nilai ∆occupancy merupakan nilai selisih antara nilai occupancy dari suatu konfigurasi dengan nilai occupancy dari konfigurasi ke-0 (MIRA- 1). ∆occupancy bernilai positif berarti nilai occupancy konfigurasi yang terdapat pengaruh asam amino lebih tinggi dibandingan konfigurasi nol. Hal tersebut menunjukan bahwa pengaruh lingkungan disekitar MIRA-1 yaitu asam amino meningkatkan kerapatan elektron dari ikatan rangkap C-C yang berarti reaktivitasnya turun. Nilai ∆occupancy negatif berarti reaktivitas ikatan rangkap C-C dengan adanya lingkungan disekitar MIRA-1 meningkat karena kerapatan elektronnya lebih rendah sehingga kebolehjadian pembentukan adduct lebih tinggi. Setiap asam amino – asam amino yang ditambahkan memberikan nilai ∆occupancy yang berbeda – beda. Hal tersebut menunjukkan setiap asam amino mempunyai kontribusi yang berbeda – beda terhadap ikatan rangkap C-C.

Konfigurasi ke-1 dengan tambahan asam amino sistein terdapat atom S mempunyai jarak rata - rata dengan ikatan rangkap C-C sebesar 3,765 Å. Jarak yang cukup dekat untuk dapat memberikan induksi. Induksi yang diberikan pada ikatan rangkap C-C dapat meningkatkan kekuatan tarikan elektronnya terhadap gugus disekitarnya sehingga menjadikan kerapatan elektronnya meningkat. Itu ditunjukkan dengan nilai ∆occupancy-nya bernilai positif sebesar 0,00021. Peningkatan kerapatan elektron menunjukkan reaktivitas ikatan rangkap C-C menjadi rendah terhadap serangan nukleofil (gugus tiol) yang diindikasi melalui reaksi addisi. Oleh karena itu, jika dalam sistem hanya terdapat sistein dan MIRA-

1 maka kebolehjadian terbentuknya adduct tiol cukup rendah. Konfigurasi ke-2 dengan tambahan asam amino asam glutamat, strukturnya mempunyai atom O gugus karbonil pada ikatan peptidanya mengarah ke dalam lekukan mutasi yaitu ke atom O1 gugus karbonil MIRA-1 (C3=O1) dengan jarak 4,108 Å. Jarak yang cukup dekat dan interaksi polar antar atom O menimbulkan induksi yang dapat meningkatkan tarikan elektron O1. Itu berpengaruh pada makin besar elektron dari ikatan rangkap C-C yang tertarik ke arah O1 sehingga kerapatan elektron ikatan rangkap C-C menjadi lebih rendah. Induksi memberikan nilai ∆occupancy sebesar -0,00150 yang menunjukkan

commit to user

ikatan rangkap C-C. Konfigurasi ke-3 dan ke-4, keduanya mempunyai tambahan asam amino prolin yang mempunyai jarak O ke O1 MIRA-1 masing – masing sebesar 5,919 Å dan 7,658 Å. Jarak tersebut cukup jauh untuk asam amino nonpolar dapat memberikan induksinya. Induksi yang dapat diberikan dari asam amino nonpolar lebih lemah dibandingkan asam amino polar atau bahkan tidak dapat memberikan induksi. Oleh karena itu, induksi yang muncul tetap dari atom O gugus karbonil asam amino asam glutamat yang yang bersifat polar dan mempunyai jarak lebih dekat dibandingkan kedua konfigurasi tersebut yaitu 4,108 Å. Induksi dari asam amino pada kedua konfigurasi yang muncul tetap dari gugus karbonil asam amino asam glutamat mempengaruhi kerapatan elektronnya. Asam amino nonpolar gugus penyusunnya pendorong elektron yang ketika berikatan peptida dengan gugus karbonil dapat meningkatkan kepolaran gugus karbonil. Konfigurasi ke-3 asam amino prolin berikatan peptida gugus karbonil asam glutamat sehingga dapat meningkatkan kepolaran gugus karbonil. Hal tersebut mempengaruhi semakin besarnya tarikan elektron atom O karbonil asam glutamat yang dapat ditunjukkan dengan nilai kerapatan elektronnya semakin negatif berturut – turut tanpa atau dengan adanya gugus amino yang mengikatnya dari konfigurasi ke-2, ke-3 dan ke-4 yaitu -0,74354, -0,79603 dan -0,80385. Peningkatan kepolaran atau tarikan elektron atom O gugus karbonil dapat meningkatkan induksi ke atom O1 bagian maleimida MIRA-1 sehingga makin berkurang pula kerapatan elektron ikatan rangkap C-C. Pengaruh asam amino prolin memberikan nilai ∆occupancy yang cukup rendah berturut – turut pada konfigurasi ke-3 dan ke-4 sebesar - 0,00427 dan -0,00434.

Konfigurasi ke-4 mempunyai penurunan yang rendah sebesar 0,00007 dari konfigurasi ke-3 dibandingkan penurunan konfigurasi ke-3 dari konfigurasi ke-2 (0,00277). Asam amino prolin yang ditambahkan pada konfigurasi ke-4 berikatan peptida dengan asam amino prolin juga (asam amino tambahan konfigurasi ke-3) yang sifatnya nonpolar. Asam amino nonpolar cenderung mempunyai kekuatan induksi yang lebih rendah daripada asam amino polar. Oleh karena itu, asam

commit to user

berupa asam amino yang sifatnya sama, induksi yang diperolehnya rendah sehingga kekuatan donor elektron asam amino prolin konfigurasi ke-4 lebih rendah dibandingkan asam amino prolin pada konfigurasi ke-3 yang mendapatkan induksi dari asam amino tetangganya yang bersifat polar. Hal tersebut dapat mempengaruhi kekuatan donor elektron gugus karbonil asam glutamat rendah dan mempengaruhi kepolarannya sehingga tidak setinggi tambahan asam amino prolin konfigurasi ke-3. Hal tersebut mempengaruhi penurunan nilai kerapatan elektron ikatan rangkap C-C menjadi tidak besar dibandingkan konfigurasi ke-3.

Konfigurasi ke-6 dengan tambahan asam amino valin terdapat atom O gugus karbonil ikatan peptidanya yang mengarah ke dalam lekukan mutasi. Atom O mempunyai jarak 3,465 Å dengan atom O4 gugus karbonil bagian alifatik MIRA-1. Jarak yang cukup dekat dan interaksi polar antar atom O dapat memberikan induksi yang cukup besar. Induksi dari asam amino dapat meningkatkan tarikan elektron pada gugus karbonil bagian alifatik. MIRA-1 pada bagian siklis terdapat atom N1 sebagai tempat terikatnya bagian alifatik. Atom N mempunyai keelektronegatifan 3,0 yang lebih elektronegatif dibandingkan atom C (2,5) yang mendominasi kerangka struktur siklisnya sehingga induksi yang berasal dari bagian alifatik ke bagian siklis melalui atom N1. Induksi dari gugus karbonil bagian alifatik yang disimbolkan dengan C6=O4 dapat meningkatkan tarikan elektron N1 ke bagian siklis yang berpengaruh pada kerapatan elektron ikatan rangkap C-C. Maka kerapatan elektronnya semakin rendah dengan adanya tambahan tarikan elektron yang besar dari atom N1 selain dari dua gugus karbonil yang mengapitnya dengan atom O (3,5) yang juga lebih elektronegatif dibandingkan atom C (2,5).

Bagian alifatik terikat pada atom N bagian siklis mempengaruhi induksi dari gugus karbonil bagian alifatik dapat mempengaruhi distribusi kerapatan elektron di bagian siklis melalui atom N. Semakin besar induksi dari luar ke gugus karbonil bagian alifatik maka semakin besar pula induksi yang dapat diberikan ke bagian siklis sehingga semakin besar elektron yang tertarik dari ikatan rangkap C-

C dan menjadikan kerapatan elektronnya makin rendah. Asam amino tambahan

commit to user

mempengaruhi tarikan elektron yang tinggi pada ikatan rangkap C-C. Hal tersebut membe rikan nilai ∆occupancy-nya yang lebih negatif yaitu sebesar -0,00382 dibandingkan konfigurasi ke-5. Nilai tersebut menunjukkan bagian alifatik dapat memberikan pengaruh terhadap reaktivitas ikatan rangkap C-C MIRA-1. Kerapatan elektron rendah mempengaruhi kemudahan serangan dari gugus tiol dan memperbesar kebolehjadian pembentukan adduct tiol.

Konfigurasi ke-7 dengan asam amino tambahan triptofan, atom O gugus karbonil peptidanya mempunyai jarak dengan atom O4 MIRA-1 sebesar 5,367 Å. Jarak tersebut untuk asam amino yang bersifat nonpolar cukup jauh untuk memberikan induksi. Induksi yang ada sangat lemah bahkan tidak ada. Asam amino tambahan pada konfigurasi ini mempunyai rantai samping siklis yang hampir sama dengan asam amino prolin (konfigurasi ke-3 dan ke-4). Kecenderungan induksi yang muncul tetap pada atom O asam amino valin yang mempunyai jarak lebih dekat. Namun, valin yang merupakan asam amino nonpolar dan memdapat induksi dari asam amino yang sifatnya juga nonpolar tidak cukup membantu meningkatkan induksi ke MIRA-1. Triptofan yang nonpolar kontribusinya rendah dalam meningkatkan kepolaran gugus karbonil dari valin yang memberikan induksi ke gugus karbonil MIRA-1 dan selanjutnya mempengaruhi reaktivitas ikatan rangkap C-C. Hal tersebut menjadikan nilai ∆occupancy cenderung mengalami sedikit kenaikan. Asam amino tambahan triptofan tetap memberikan nilai ∆occupancy yang menunjukkan reaktivitas yang tinggi dari ikatan rangkap C-

C. Nilai ∆occupancy-nya yaitu sebesar -0,00358. Asam amino tambahan leusin pada konfigurasi ke-8 terdapat atom O dari gugus karbonil ikatan peptidanya mengarah ke atom O3 gugus karbonil bagian siklis MIRA-1 dengan jarak 3,299 Å. Jarak yang cukup dekat dan interaksi polar antar atom O dapat memberikan induksi. Induksi dari leusin dapat meningkatkan tarikan eletron dari atom O3 gugus karbonil MIRA-1 sehingga kerapatan elektron ikatan rangkap C-C tetap lebih rendah dibandingkan konfigurasi ke-0 sebesar - 0,00347 yang berarti reaktivitas ikatan rangkap C-C tetap tinggi. Gugus tiol yang mempunyai nukleofilitas lemah maka serangannya cenderung lebih mudah pada

commit to user

elektron yang besar pada salah satu sisi ikatan rangkap C-C dapat memberikan tingkat polarisasi yang tinggi sehingga dapat mempermudah serangan nukleofil. Seperti halnya konfigurasi ke-2 yang asam amino tambahannya mempunyai atom O gugus karbonil ikatan peptidanya mengarah ke dalam lekukan mutasi dan mempunyai jarak yang cukup dekat untuk memberikan induksi pada atom O1 gugus karbonil bagian maleimida MIRA-1 sehingga memberikan tarikan elektron yang lebih besar pada salah satu sisi ikatan rangkap C-C. Hal tersebut dapat menurunkan kerapatan elektron dan memberikan polarisasi pada ikatan rangkap C-C. Tarikan elektron yang lebih besar ke arah atom O1 sehingga arah polarisasi ikatan rangkap C-C yaitu ke C2 yang ditunjukkan Gambar 15. Hal tersebut ditunjukkan dengan nilai muatan parsial C2 (-0,26916) lebih negatif dibandingkan C1 (-0,25278). Nilai tersebut menunjukkan C1 mempunyai kecenderungan sebagai parsial positif (δ+).

Gambar 15. Konfigurasi ke-2 dengan adanya tarikan elektron yang lebih besar

dari salah satu sisi ikatan rangkap C-C. Warna putih, kuning, merah dan biru berturut – turut menunjukkan atom H (Hidrogen), S (Sulfur), O (Oksigen) dan N (Nitrogen). Hanya atom H polar yang ditampilkan untuk mendukung kejelasan gambar.

Lekukan mutasi yang diwakili konfigurasi ke-8 ikatan rangkap C-C MIRA-1-nya mempunyai kerapatan elektron yang rendah. Ikatan rangkap C-C karbon MIRA-1 dapat terpolarisasi sebagai pengaruh dari lekukan mutasi yang diwakili konfigurasi ke-8 yang ditunjukkan pada Gambar 16.

commit to user

Gambar 16. Polarisasi ikatan rangkap C-C dipengaruhi lekukan mutasi

(konfigurasi ke-8). Warna putih, kuning, merah dan biru berturut – turut menunjukkan atom H (Hidrogen), S (Sulfur), O (Oksigen) dan N (Nitrogen). Hanya atom H polar yang ditampilkan untuk mendukung kejelasan gambar.

Nilai muatan parsial pada C1 sebesar -0,24707 dan pada C2 sebesar -0,26243. Asam amino tambahan leusin dengan atom O gugus karbonil ikatan peptidanya dekat dengan atom O3 MIRA-1 karena asam amino sifatnya nonpolar cenderung efek induksi yang diberikan lemah. Induksi tetap lebih kuat dari asam amino polar yang atom O gugus karbonil ikatan peptidanya dekat dengan atom O1 MIRA-1 sehingga tarikan elektron O1 lebih besar daripada atom O3 sehingga mempengaruhi arah polarisasi ikatan rangkap C-C MIRA-1. Serangan nukelofil lebih mengarah pada atom karbon yang bermuatan parsial positif dan lebih dekat jaraknya dengan nukleofil yaitu C1. Lekukan mutasi yang diwakili konfigurasi ke-

8 (Gambar 14) ikatan rangkap C-C MIRA-1-nya mempunyai kerapatan elektron yang rendah dan perbedaan polarisasi antara C1 dan C2 cukup besar. Polarisasi dapat terjadi pada lekukan mutasi sehingga berpengaruh pada kebolehjadian pembentukan adduct tiol. Lekukan mutasi lebih dapat meningkatkan polaritas ikatan rangkap C-C MIRA-1 sehingga mempunyai tingkat polarisasi tinggi. Hal tersebut ditunjukkan dengan perbedaan nilai muatan parsial antar kedua atom C ikatan rangkap C-C besar. Pengaruh asam amino lebih dominan dibandingkan

commit to user

MIRA-1. Asam amino – asam amino dapat memberikan tarikan ataupun dorongan elektron pada MIRA-1 sehingga mempengaruhi reaktivitas ikatan rangkap C-C- nya. Asam amino – asam amino yang ditambahkan selain asam amino sistein yang terdapat pada konfigurasi ke-1 memberikan nilai kerapatan elektron yang negatif. Itu menunjukkan reaktivitas dari ikatan rangkap C-C dapat meningkat dengan adanya asam amino – asam amino yang terdapat dalam lekukan mutasi. Asam amino yang ber sifat nonpolar cenderung memberikan nilai ∆occupancy yang lebih rendah dibandingkan asam amino polar.

Bagian alifatik yang mendapat induksi dari atom yang sifatnya polar dari asam amino memberikan pengaruh yang cukup signifikan pada reaktivitas ikatan rangkap C-C. Induksi yang ada mempengaruhi tarikan elektron dari atom MIRA-1 yang terinduksi sehingga mempengaruhi kerapatan elektron ikatan rangkap C-C dapat bernilai rendah. Hal tersebut juga mempengaruhi tingkat polarisasi ikatan rangkap C-C yang besar. Pengaruh induksi pada gugus karbonil bagian alifatik memberikan polarisasi ditunjukkan dengan nilai muatan parsial yang berbeda antar atom C ikatan rangkap C-C. Nilai muatan parsial C1 sebesar -0,23876 dan C2 sebesar -0,27113 (Gambar 17).

Gambar 17. Konfigurasi ke-6 dengan induksi dari valin memberikan tingkat

polarisasi tinggi pada ikatan rangkap C-C. Warna putih, kuning, merah dan biru berturut – turut menunjukkan atom H (Hidrogen), S (Sulfur), O (Oksigen) dan N (Nitrogen). Hanya atom H polar yang ditampilkan untuk mendukung kejelasan gambar.

commit to user

Atom C2 mempunyai nilai muatan parsial lebih negatif yang berarti cenderung sebagai muatan parsial negatif (δ-) dan C1 sebagai muatan parsial positif (δ+). Serangan nukleofil mempunyai kecenderungan ke arah C1. Perbedaan nilai

muatan parsial antara C1 dan C2 dengan adanya pengaruh induksi asam amino pada bagian alifatik menunjukkan bagian alifatik mempunyai konntribusi yang besar pada polarisasi ikatan rangkap C-C.

Lekukan mutasi yang teridiri dari asam amino – asam amino baik polar maupun nonpolar dengan rantai samping yang berbeda dan ikatan peptida. Gugus karbonil ikatan peptida yang berikatan dengan gugus amino dapat meningkatkan polaritas gugus karbonil sehingga meningkatkan tarikan elektron atom O gugus karbonil. Polaritas semakin besar maka induksi yang diberikan ke MIRA-1 juga semakin besar. Gugus dari ikatan peptida asam amino yang mengarah ke dalam lekukan mutasi yang memberikan pengaruh besar pada polarisasi ikatan rangkap C-C. Terlebih untuk gugus penarik elektron yang memberikan induksi pada salah satu sisi gugus penarik elektron MIRA-1 dapat memberikan pengaruh pada polarisasi ikatan rangkap C-C yang lebih besar. Polarisasi yang terjadi dapat menunjukkan adanya muatan parsial positif dan negatif karbon dari ikatan rangkap C-C yang diapit oleh gugus karbonil. Oleh karena itu dengan adanya muatan parsial positif terdapat kebolehjadian serangan dari gugus tiol sehingga terdapat kebolehjadian pembentukan adduct tiol. Akibat pengaruh tarikan elektron yang makin besar dari lingkungan yang ada disekitar ikatan rangkap C-C menjadikan atom C yang bermuatan parsial positif makin rendah dengan adanya pengaruh lekukan mutasi yaitu sebesar -0, 24707 lebih rendah dibandingkan tanpa pengaruh lekukan muatsi yaitu sebesar -0, 25043.

Energi donor dari lone pair elektron atom S (sebagai nukleofil) dari konfigurasi ke-1 hingga ke-8 mempunyai nilai berkisar 0,79 - 0,80 kkal/mol. Arah serangan nukleofil lebih ke arah atom C1 yang mempunyai jarak lebih dekat sebesar 3,708 Å dibandingkan C2 yang jaraknya sebesar 3,821 Å. Selain itu, kasus ini C1 cenderung bermuatan parsial positif. Menurut Lee and Kollman (1999), serangan nukleofilik sistein (atom S) pada karbon β yang terkonjugasi

commit to user

energi donor nukelofil kurang dari 5 kkal/mol. Hal tersebut menunjukkan bahwa masih diperlukan energi donor yang lebih tinggi untuk atom S dalam sistein yang dipelajari sehingga dapat memberikan serangan ke atom C1 pada jarak 3,708 Å dan membentuk adduct. Masih diperlukan lingkungan lain yang dapat meningkatkan energi donornya tentunya harus lebih besar dari 5 kkal/mol.

Turunan maleimida selain MIRA-1 terdapat MIRA-2, MIRA-3, MIRA-A, MIRA-B dan MIRA-C. Turunan maleimida MIRA-A, MIRA-B dan MIRA-C ditunjukkan pada Gambar 18.

Gambar 18. Struktur MIRA-A, MIRA-B dan MIRA-C. MIRA-A, MIRA-B dan MIRA-C merupakan turunan maleimida yang

tidak mempunyai ikatan rangkap C-C pada bagian siklisnya menandakan turunan tersebut tidak reaktif. Ikatan rangkap C-C tersebut dibutuhkan untuk membentuk ikatan tiol yang merupaka salah satu cara untuk mengembalikan konformasi p53 termutasi menyerupai wild-type p53. Sehingga ketiga turunan maleimida tersebut tidak dapat membentuk adduct dengan gugus tiol dari asam amino sistein. Selain ketiga turunan maleimida tersebut terdapat pula MIRA-1, MIRA-2 dan MIRA-3 ditunjukkan pada Gambar 19.

MIRA-A

MIRA-

MIRA-A

commit to user

MIRA-2 MIRA-3

Gambar 19. Struktur MIRA-1, MIRA-2 dan MIRA-3. MIRA-1, MIRA-2 dan MIRA-3 merupakan turunan maleimida yang

reaktif karena ketiganya mempunyai ikatan rangkap C-C pada bagian siklis yang digunakan untuk kebolehjadian pembentukan ikatan tiol. Ketiga turunan maleimida tersebut berbeda pada bagian alifatiknya. MIRA-1 dan MIRA-3 dibandingkan dengan MIRA-2 mempunyai perbedaan pada atom O gugus karbonil yang terdapat pada alifatik. Gugus karbonil tersebut memberikan kemudahan induksi dari asam amino. Induksi yang dapat meningkatkan tarikan elektron dari atom O gugus karbonil bagian alfatik sehingga dapat memberikan pengaruh terhadap reaktivitas ikatan rangkap C-C MIRA-1 tinggi. MIRA-1 dan MIRA-3 berdasarkan strukturnya berbeda pada rantai karbon yang terletak pada

ujung bagian alifatik. Rantai karbon –C 2 H 5 (etil) pada MIRA-1 dan –CH 3 (metil)

pada MIRA-3 merupakan gugus pendonor elektron yang dapat memberikan kemudahan bagi karbon karbonil bagian alifatik mendonorkan elektronnya dengan semakin panjangnya rantai karbon yang terikat pada karbon karbonil dapat memberikan donor elektron ke atom karbon karbonil. Donor elektron yang semakin mudah dari atom karbon karbonil mempengaruhi semakin besar tarikan elektron dua atom O yang terikat padanya. Itu akan mempengaruhi distribusi elektron bagian alifatik yang berdampak pada tarikan elektron ikatan rangkap C-C oleh atom N. Hal tersebut dapat menunjukkan bahwa tarikan atom O gugus karbonil bagian alifatik yang semakin besar dengan induksi rantai karbon yang terikat pada karbon karbonil semakin panjang mempengaruhi tarikan elektron pada bagian siklis menjadi semakin besar juga. Hal tersebut memberikan nilai kerapatan elektron ikatan rangkap C-C MIRA-1 yaitu sebesar 1,89096 lebih

commit to user

ketiga turunan maleimida mempunyai reaktivitas yang berbeda.

commit to user

49