Studi Interaksi antara Segmen Dimer Kitosan dengan Peptida Ac-CA-NH2 dan Ac-TP-NH2 secara Komputasi Ab-Initio

Diky Yopianto  -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
Marta J. Sipangkar  -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
Rikno Budiyanto  -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
*Parsaoran Siahaan scopus  -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
Published: 1 Dec 2016.
Open Access Copyright 2016 Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi
License URL: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0

Citation Format:
Abstract
Salah satu faktor yang mempengaruhi sistem drug delivery dengan kitosan adalah kekuatan binding antara kitosan dengan ADTC1. Interaksi antara molekul kitosan dengan ADTC1 adalah melalui gugus –OH dan –NH2 pada monomer kitosan dengan gugus –Ac dan –NH2 pada monomer asam amino A, C, T, dan P pada peptida ADTC1. Telah dipelajari interaksi antara molekul Ac-CA-NH2 dan Ac-TP-NH2 penyusun peptida ADTC1 (Ac-CADTPPVC-NH2) dengan dimer kitosan. Konfigurasi interaksi yang lebih disukai atau lebih stabil dapat diperkirakan melalui interaksi komponen penyusun kitosan dan komponen penyusun peptida ADTC1 tersebut. Penelitian dibatasi pada dimer kitosan dan peptida Ac-CA-NH2 dan Ac-TP-NH2. Tujuan penelitian adalah untuk menentukan energi interaksi antara peptida Ac-CA-NH2 dan Ac-TP-NH2 dengan segmen dimer kitosan. Penelitian dilakukan dengan metode kuantum ab initio pada tingkat teori dan basis set HF/6-31 G(d,p). Hasilnya adalah energi interaksi konfigurasi-1 dan konfigurasi-2 antara dimer kitosan dengan peptida Ac-CA-NH2 masing-masing adalah -26,144 kJ mol-1 dan -66,5296 kJ mol-1 dengan panjang ikatan-H yang terbentuk rata-rata 2,010 Ǻ. Sedangkan energi interaksi konfigurasi-1 dan konfigurasi-2 antara dimer kitosan dengan peptida Ac-TP-NH2 masing-masingadalah sebesar -41,5616 kJ mol-1 dan -54,7272 kJ mol-1 dengan panjang ikatan-H yang terbentuk rata-rata 2,053 Ǻ. Kesimpulannya adalah energi interaksi cukup besar sehingga kitosan dapat menjadi sistem delivery bagi ADTC1, dan terdapat berbagai konfigurasi dengan energi interaksi yang berbeda yang diduga sebagai dasar pelepasan secara berkala peptida ADTC1 pada sistem delivery matrik kitosan.
Keywords: drug delivery; peptida; kuantum ab inito; ADTC1

Article Metrics:

  1. Siahaan, P., 2010, Kimia Supramolekul: Metode Kimia Komputasi, Bahan Ajar, tidak diterbitkan, Jurusan Kimia UNDIP, Semarang
  2. Jeffrey, G.A., 1997, An Introduction to Hydrogen Bonding, Oxford University Press, New York
  3. Atkins, P. and de Paula, J., (2006), Physical Chemistry, 8th ed., p.721-723, Oxford University Press, UK
  4. Deitz, V., and Andrews, D.H., 1933, The Symmetry of the Benzene Molecule, J. Chem. Phys., 1, 62-67
  5. Siahaan, P., 2008, Kajian Antaraksi Molekul Benzena Tersubstitusi melalui Studi Relaksasi T1 NMR 13C dan Perhitungan Mekanika Kuantum ab initio
  6. Dethlefs, K.M. dan Hobza, P., (2000), Noncovalent Interactions: A Challenge for Experiment and Theory, Chem. Rev., Vol. 100, No. 1, 143-167
  7. Hobza, P., Zahradnik, R., dan Dethlefs, K.M., (2006), The World of Non-Covalent Interactions: 2006, Collect. Czech. Chem. Commun., Vol. 72, No. 4, 443-531
  8. Mansoori, G.E., (2005), “Principles of Nanotechnology: molecular-based study of condensed matter in small systems”, World Scientific, Singapore
  9. Siahaan, P., Windarti, T., (2009), Struktur Molecular-Mikro Material: Pengantar Kimia Supramolekul dan Kimia Nano, Badan Penerbit UNDIP Semarang
  10. Anslyn, E. V. and Dougherty, D.A., (2006), Modern Physical Organic Chemistry, p.175, University Science Books, USA
  11. Billmeyer, F.W., JR., (1984), Textbook of Polymer Science, 3rd ed., John Wiley & Sons, New York
  12. Siahaan, P. dan Hildayani, S.Z., (2015), “Panduan Praktikum Kimia Terpadu, Tugas Riset, dan Penelitian”, Bahan Ajar, tidak diterbitkan, Jurusan Kimia UNDIP, Semarang
  13. Patel, M. P., Patel, R. R., dan Patel, J. K, 2010, "Chitosan Mediated Targeted Drug Delivery System: A Review", Journal of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences : A Publication of the Canadian Society for Pharmaceutical Sciences, Société Canadienne Des Sciences Pharmaceutiques, 13(4), 536–557
  14. Nastiti, P. S, 2015, "Pengaruh Berat Molekul Kitosan terhadap Efisiensi Enkapsulasi BSA ( Bovine Serum Albumin ) Menggunakan Agen Crosslink Na-TPP", Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 18(3), 104–109
  15. Ngwuluka, N. C., Ochekpe, N. A., dan Aruoma, O. I, 2014, "Naturapolyceutics: The Science of Utilizing Natural Polymers for Drug Delivery, Polymers, 6(5), 1312–1332
  16. Amanullah, B., dan Siahaan, P, 2015, "Pengaruh Berat Molekul Kitosan terhadap Efisiensi Enkapsulasi BSA ( Bovine Serum Albumin ) Menggunakan Agen Crosslink Asam", Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, 18(2), 62–66
  17. Kusuma, S., dan Windarti, T, 2013, "Kitosan sebagai Bahan Dasar Drug Delivery : Studi Interaksi Segmen Dimer Kitosan dengan Vitamin C secara Komputasi Ab Initio dan Eksperimen", Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 16(2), 63–68
  18. Sinaga, E., Jois, S. D., Avery, M., Makagiansar, I., Tambunan, U. S. F., dan Siahaan, T. J, 2010, "Modulasi Junction Antar Sel Menggunakan Peptida Kadherin Upaya Meningkatkan Penghantaran Obat", MAKARA of Science Series, 8(1)
  19. Prow, T. W., Grice, J. E., Lin, L. L., Faye, R., Butler, M., Becker, W., Roberts, M. S, 2011,"Nanoparticles and Microparticles for Skin Drug Delivery, Advanced Drug Delivery Reviews, 63(6), 470–491
  20. itau, E, N and C. R. J. C. Newton, 2005, Blood–brain barrier in falciparum Malaria, volume 10 no 3 pp 285–292Laksitorini, M. D., 2012, Design of Cyclic-ADT Peptides to Improve Drug Delivery to the Brain via Inhibition of E-Cadherin Interactions at the Adherens Junction, Thesis, University of Kansas
  21. Yu, M., 2012, Computational Modeling of Protein Dynamics with GROMACS and Java, Master's Project, Paper 267
  22. Ngoc,H. On, Psul Kiptoo, Teruns J Siahaan,Donald W. Miller, 2014, Modulatioin of Blood-Brain Barrier Permeability in Mice Using Synthetic E-Cadherin Peptide
  23. Sinaga, E., Jois, Seetharama D. S., Avery, M., Makagiansar, Irwan T., Tambunan, Usman S. F., Audus, Kenneth L., Siahaan, T. J., 2002, Increasing Paracellular Porosity by E-Cadherin Peptides: Discovery of Bulge and Groove Regions in the EC1-Domain of E-Cadherin, Pharmaceutical Research, vol.19, No. 8
  24. Kiptoo, P., Sinaga, E., Calcagno, A.M., Zhao, H., Kobayashi, N., Tambunan, U.S.F., Siahaan, T.J., 2011, Enchancement of Drug Absorption through the Blood Brain Barrier and Inhibition of Intercellular Tight Junction Resealing by E-cadherin Peptides, Mol Pharm, 8(1): 239-249
  25. Alaofi, A. L., 2015, Delivering Molecules to the Brain Using Bood-Brain Barrier Modulators: Mechanism of Action and Activity of Cyclic and Linear Peptides from E-cadherin, Disertasi, University of Kansas
  26. Laksitorini, M. D., 2012, Design of Cyclic-ADT Peptides to Improve Drug Delivery to the Brain via Inhibition of E-Cadherin Interactions at the Adherens Junction, Thesis, University of Kansas
  27. Rahmani, Ade dan Windarti, Tri dan Siahaan, P, 2011, "Studi Interaksi antara Segmen Dimer Kitin dengan Molekul Kalsium Fosfat Menggunakan Metode Ab Initio, Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, 14, 43–47
  28. Saragih, Imelda F, P. S, 2014, Kitosan sebagai Bahan Dasar Drug Delivery : Studi Interaksi antara Segmen Dimer Kitosan dengan Dipeptida Ac-AD-NH2 dan Ac-PV-NH2, Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 17(2), 58–64
  29. Valiev, M., Bylaska, E. J., Govind, N., Kowalski, K., Straatsma, T. P., Van Dam, H. J. J., de Jong, W. A, 2010, "NWChem: A comprehensive and Scalable Open-Source Solution for Large Scale Molecular Simulations", Computer Physics Communications, 181(9), 1477–1489
  30. Paissoni, C., Spiliotopoulos, D., Musco, G., dan Spitaleri, A, 2015, "GMXPBSA 2.1: A GROMACS Tool to Perform MM/PBSA and Computational Alanine Scanning, Computer Physics Communications, 186, 105–107
  31. Foresman, J. B., & Frisch, A, 1996, Exploring Chemistry With Electronic Structure Methods.pdf (second)

Last update: 2021-05-16 15:35:18

  1. Ab-initio computational study of noncovalent interaction between peptide and alkaline metal ions on HF/6-31 G** level

    Parsaoran Siahaan, Rinaldy Christian, Anisa Nur Fauziah, Dwi Hudiyanti, Vivitri Dewi Prasasty. AIP Conference Proceedings, 127 , 2018. doi: 10.1063/1.5082458

Last update: 2021-05-16 15:35:18

No citation recorded.