METODOLOGI PENELITIAN

B. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan Mei 2012 sampai Oktober 2012, bertempat di Laboratorium Kimia Dasar bagian Komputasi Kimia jurusan Kimia FMIPA UNS.

C. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

1. Alat

Seperangkat klaster komputer dengan spesifikasi : Master node dan 4 x compute node @ 2 intel six-core Xeon X5650 CPU (12 core 2,7 GHz), 12 GB DDR3 ECC RAM (1GB per core). Software yang digunakan, yaitu: AMBER10 (Case et al., 2008), Molden (Schaftenaa dan Noordik, 2000), GAUSSIAN03 (Frishch et al., 2003), Chimera (Pettersen et al., 2004), XMGRACE.

2. Bahan

Struktur p53 termutasi R175H (.pdb) yang diperoleh dari mutasi struktur wild type -p53 (.pdb), struktur adduct MQ-NAC hasil optimasi program molden.

D. Prosedur Penelitian

1. Parameterisasi Adduct MQ-Sistein

Struktur adduct MQ-Sistein diperoleh dari modifikasi struktur adduct MQ- NAC teroptimasi (Nurmalitasari, 2012), kemudian dilakukan penggantian gugus asetil pada NAC dengan atom H. Selanjutnya dilakukan eliminasi atau pelepasan

H 2 O yaitu atom H pada gugus amina dan hidroksi (OH) pada gugus karboksilat membentuk adduct MQ-Sistein. Eliminasi H 2 O dilakukan karena sistein yang

digunakan dikondisikan seperti residu sistein target yang berada diantara residu lain dalam makromolekul. Populasi elektron dihitung dengan metode Mulliken. Arsip log data ESP (Electrostatic Potensial) dikonversi menjadi format RESP

commit to user

(Restrain Electrostatic Potensial) menggunakan program Antechamber melalui 2 tahap. Tahap yang pertama yaitu membuat input file (resp.in, resp.qin) dan input script (esp.sh) untuk penyesuaian muatan pada sistein target menghasilkan file chg . Tahap kedua yaitu pengolahan arsip log data ESP menjadi file prep dengan penyesuaian nama atom, tipe atom, dan muatan pada sistein berdasarkan file chg yang telah diperoleh. Hasilnya berupa arsip prep dan arsip frcmod sebagai template dan parameter adduct MQ-Sistein yang akan digunakan dalam proses selanjutnya.

2. Pemilihan Makromolekul

Makromolekul diperoleh dari struktur wild type-p53 (.pdb) yang dimutasi pada residu arginin menjadi histidin yang membentuk mutan R175H-p53. Mutan tersebut kemudian disimulasi selama 100 ns dan dilakukan clustering. Struktur representatif yang diambil dalam penelitian ini berdasarkan ascessibilitas solvent analysis . Pemilihan makromolekul juga dilakukan berdasarkan keberadaan sistein yang memiliki cavity yang cukup dalam dan lebar sehingga dimungkinkan adduct dapat masuk pada posisi tersebut menggunakan surface analysis dengan program Chimera.

3. Penentuan Koordinat Awal Sistem

Simulasi dilakukan terhadap R175H-p53 yang telah dilakukan penggantian residu sistein target oleh adduct MQ-Sistein. Ion Cl - sebagai counterion ditambahkan menggunakan modul XLEAP dalam AMBER10. Sistem kemudian disolvasi dengan penambahan eksplisit solvent berupa model air TIP3PBOX yang berupa sekumpulan molekul air yang berbentuk kotak yang melingkupi sistem dengan jarak minimum antara sistem dan model

istem tersebut

disimpan dalam format arsip pdb (urutan atom dan posisinya), arsip prmtop (topologi sistem), dan arsip inpcrd (parameter sistem) yang nantinya akan digunakan dalam proses minimisasi, penyeimbangan, dan simulasi.

4. Minimisasi dan Penyeimbangan (Equilibrasi) Sistem Minimisasi dilakukan agar proses solvasi sempurna yaitu jarak model air dekat dengan sistem. Tahap penyeimbangan (equilibrasi) diperlukan agar keadaan awal simulasi tidak dominan mempengaruhi analisa dari simulasi. Minimisasi dan

commit to user

penyeimbangan sistem dilakukan dengan prosedur yang terbagi dalam 20 langkah. Makromolekul dan posisi-posisi ion dijaga konstan dengan penahanan harmonik (harmonic restraint) sebesar 1000 kcal mol -1 -2 pada langkah pertama sampai langkah ke-5. Langkah pertama dilakukan minimisasi sistem tanpa melibatkan atom hidrogen (H). Langkah ke-2 dilakukan minimisasi dengan melibatkan air sebagai eksplisit solvent tanpa melibatkan atom H. Langkah ke-3 dilakukan penyeimbangan dalam kondisi N,V,T tetap dengan pemanasan bertahap 100-300

o K selama 1 fs tanpa melibatkan atom H. Langkah ke-4 dilakukan penyeimbangan dalam kondisi N,P,T tetap tanpa melibatkan atom H selama 2 fs. Langkah ke-5

kembali dilakukan penyeimbangan sistem dalam kondisi N,V,T tetap dengan penurunan temperatur secara bertahap 300-100 o K selama 1 fs. Langkah ke-6 sampai dengan langkah ke-19 dilakukan minimisasi dengan penurunan penahanan harmonik secara bertahap dari 1000 kcal mol -1 -2 sampai 0,5 kcal mol -1 -2 . Selanjutnya langkah ke-19 kembali dilakukan penyeimbangan dalam kondisi N,V,T tetap tanpa adanya penahanan harmonik selama 2 fs. Langkah terakhir dilakukan penyeimbangan dalam kondisi N,P,T tetap selama 2 fs. Langkah terakhir tersebut menghasilkan ensambel isobarik-isotermal. Kondisi pada ensambel tersebut lebih menyerupai kondisi yang sering digunakan di dalam eksperimen laboratorium. Hal ini dilakukan karena tekanan dan temperatur merupakan sifat makroskopis yang mudah dikendalikan dalam eksperimen.

5. Simulasi Sistem

Simulasi dijalankan pada temperatur konstan 300 o K, tekanan 1 atm, SHAKE constraints hidrogen), nonbonded cutoff 8

time step dan prosedur particle mesh Ewald

yang digunakan untuk menangani interaksi elektrostatik yang jangkauannya jauh (long range electrostatic interactions) menggunakan protokol pmemd. Simulasi dilakukan selama 100 ns, dimana informasi struktural dikumpulkan setiap 500 ps.

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data

Data yang berupa trajektori hasil simulasi DM diolah dengan perangkat analisis yang terdapat dalam program AMBER10 (ptraj) dan XMGRACE. Sedangkan program CHIMERA digunakan untuk menampilkan data secara visual.

commit to user