Interaksi Kadmium dan Merkuri terhadap Enzim Kunci pada Glikolisis: Kajian In silico

Eko Suhartono, Noer Komari, Salmon Charles Pardomuan Tua Siahaan

Abstract


Glikolisis merupakan proses oksidasi glukosa yang melibatkan enzim hingga menghasilkan asam piruvat dalam kondisi aerob serta asam laktat dalam keadaan anaerob. Enzim-enzim yang terlibat di dalam glikolisis dapat berinteraksi dengan logam berat, melalui pengikatan secara kovalen terhadap residu asam amino dari enzim. Untuk membuktikan hal tersebut, digunakan metode in silico dengan menggunakan MIB: Metal Ion-Binding site prediction dan server docking dari Lu Lab@StructuralBioinformatics, China Medical University (http://bioinfo.cmu.edu.tw/MIB/). Enzim-enzim kunci pada glikolisis diperoleh dari RCSB Protein Data Bank (https://www.rcsb.org/search), yakni enzim glukokinase dengan kode PDB: 3FGU, enzim heksokinase dengan kode PDB: 4IXC, dan enzim piruvat kinase dengan kode PDB: 1ZJH. Protein disiapkan dengan menghilangkan residu ligan alami yang ada dalam protein. Persiapan ligan dan protein digunakan oleh program Chimera 1.15. Hasil penelitian mengungkapkan bahwa interaksi Hg terhadap enzim glukokinase, heksokinase, dan enzim piruvat kinase lebih reaktif dibanding Cd. Pada glikolisis, Cd banyak berinteraksi dengan residu asam glutamate dan residu histidine sedangkan Hg banyak berinteraksi dengan sistein pada enzim-enzim glikolisis. Pembentukkan kompleks Hg dengan resisdu sistein, menyebabkan Hg akan berikatan dengan gugus thiol bebas yang tersedia. Merkuri yang terikat pada gugus thiol pada residu sistein mengakibatkan fungsi residu sistein pada protein tidak berjalan dengan semestinya sehingga enzim tidak aktif dan glikolisis terganggu.


Keywords


glikolisis, heksokinase, glucokinase, piruvat kinase, logam berat

Full Text:

Untitled PDF

References


Suhartono E, Iskandar, Santosa PB, 2015. Ameliorative Effects of Different Parts of Gemor (Nothaphoebe Coriacea) on Cadmium Induced Glucose Metabolism Alteration In Vitro. Int J Pharm Pharm Sci. 7(11): 11, 17-20.

Komari N and E Suhartono E, 2020. Cadmium Binding to Antioxidant Enzymes: In Silico Study. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 980: 012038.

Ramı ´rez-Bajo MJ, de Atauri P, Ortega F, Westerhoff HV, Gelpı ´ JL, et al, 2014. Effects of Cadmium and Mercury on the Upper Part of Skeletal Muscle Glycolysis in Mice. PLoS ONE 9(1): e80018.

Sabir S, Hamid Akash MS, Fiayyaz F, Saleem U, Mehmood MH, Rehman K, 2019. Role of Cadmium and Arsenic as Endocrine Disruptors in The Metabolism of Carbohydrates: Inserting The Association In to Perspectives. Biomedicine & Pharmacotherapy. 114: 1-10.

Strydom C, Robinson C, Pretorius E, Whitcutt JM, Marx J and Bornman MS, 2006. The Effect of Selected Metals on The Central Metabolic Pathways in Biology: A Review. Water SA. 32(4):543-554.

Sharma D, Sharma A, Singh B and Verm SC, 2019. Bioinformatic Exploration of Metal-Binding Proteome of Zoonotic Pathogen Oreintia tsutsugamushi. Front. Genet. 10:797.

Lu, C.-H., Lin, Y.-F., Lin, J.-J., and Yu, C.-S, 2012. Prediction of Metal Ion-Binding Sites in Proteins Using The Fragment Transformation Method. PLoS ONE 7:e39252.

Adelina R, 2020. Simulasi Docking Molekuler Senyawa Potensial Tanaman Justicia gendarussa Burm.f. Sebagai Antidiabetes. Buletin Penelitian Kesehatan. 48(2): 117 – 122.

Ziamajidi A, Jamshidi S, Ehsani-Zonouz A, 2017. In-Silico And In-Vitro Investigation on The Phenylalanine Metabolites’ Interactions With Hexokinase Of Rat’s Brain Mitochondria. J Bioenerg Biomembr. 49(2): 139-144.

Guo X, Li H, Xu H, Woo S, Dong H, Lu H, Alex J. Lange, Wu C, 2012. Glycolysis in the control of blood glucose homeostasis. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2(4):358–367.

Li Xue-bing, Jun-dong Gu and Qing-hua Zhou, 2015. Review of aerobic glycolysis and its key enzymes – new targets for lung cancer therapy. Thoracic Cancer. 6: 17–24.




DOI: http://dx.doi.org/10.30742/jikw.v10i2.1599

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2021 Eko Suhartono, Noer Komari, Salmon Charles Pardomuan Tua Siahaan

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

 
 

ISSN (Print): 1978-2071

E-ISSN (Online): 2580-5967

 

Editorial Office

Fakultas Kedokteran Universitas Wijaya Kusuma Surabaya
Jl. Dukuh Kupang XXV no 54 Surabaya, Indonesia

Gedung C lantai 2 (Ruang C216)
Telp. (+62) 31-5686531

Fax.  (+62) 31-5686531

email: jurnalkedokteranuwks@gmail.com

 


Jurnal Ilmiah Kedokteran Wijaya Kusuma by https://journal.uwks.ac.id/index.php/jikw/index  is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.