Kalimat-Kalimat Maut Untuk Mikroba

Peneliti di Amerika Serikat telah menggunakan metode-metode yang dipinjam dari ilmu linguistik dalam perburuan agen-agen antimikroba yang baru. Peptida-peptida antimikroba sintetik (AMP), berbasis AMP alami yang telah lama kita gunakan untuk melawan infeksi, memperlihatkan potensi untuk mencegal penyebaran mikroba-mikroba yang kebal antibiotik. Tetapi AMP sintetik yang memiliki urutan peptida acak bisa mempertahankan perkembangbiakan bakteri-bakteri yang kebal terhadap sistem pertahanan imun alami kita.

Urutan-urutan peptida mengikuti aturan-aturan yang mirip aturan grammar - mengurutkan peptida-peptida secara berbeda, seperti menata ulang kata-kata dalam sebuah kalimat, akan memberikan makna berbeda tergantung pada struktur gramatikal yang dibentuk. Gregory Stephanopoulos dan rekan-rekannya di Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, US, telah berhasil mensintesis AMP yang memiliki "grammar" yang sama dengan AMP alami, tetapi memiliki urutan-urutan yang berbeda. Dengan menggunakan metode-metode dari linguistik untuk memahami strukturnya, lipatan dan keragaman protein telah diperdebatkan selama puluhan tahun. Tetapi ini tidak melahirkan urutan-urutan protein yang baru. Para peneliti ini sekarang mendapatkan serangkaian aturan gramatikal untuk urutan-urutan AMP alami dan menggunakannya untuk mensintesis peptida-peptida baru.

Para peneliti ini membangun kumpulan lebih dari 700 grammar berbeda. Masing-masing grammar merupakan sekumpulan aturan yang menentukan kombinasi mana dari kata-kata (asam amino) yang bisa disambung untuk membentuk sebuah kalimat (peptida). Dengan panjang yang terbatas pada 10 kata, masing-masing dari grammar ini menentukan kegunaan sebuah kata tertentu dalam posisi tertentu, disamping memungkinkan pemilihan beberapa kata berbeda di posisi lainnya.

Kelompok Sephanopoulos menyusun daftar semua kalimat 20-kata yang memenuhi sekurang-kurangnya satu grammar 10-kata pada setiap penggalan 10-kata nya. Dari daftar ini, mereka menghilangkan semua peptida yang memiliki banyak kemiripan urutan dengan AMP alami yang diketahui. Ini menyisakan sekumpulan peptida yang berbeda dengan AMP alami, tetapi mengikuti aturan-aturan gramatikal yang sama. Dengan membandingkan efek-efek antimikroba dari peptida-peptida ini dengan kontrol-kontrol tersusun acak yang mengandung kata sama dalam urutan/kalimat berbeda, mereka menemukan bahwa aturan-aturan gramatikal yang mereka buat dapat memprediksikan aktivitas antimikroba.

Yechiel Shai, yang baru-baru ini menemukan golongan baru lipopeptida antimikroba ultra-kecil, menyambut baik tambahan sistem persenjataan untuk memerangi mikroba ini. "Ini penelitian sangat menarik yang memperkaya sistem persenjataan peptida-peptida antimikroba yang tersedia," kata Shai ke Chemistry World. "Menarik untuk mencari tahu apakah pendekatan seperti ini bisa dimanfaatkan untuk penemuan peptida-peptida berantai pendek dengan sifat-sifat antimikroba yang lebih baik dibanding peptida alami yang biasa digunakan dalam terapi.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=195)

Cat Mobil Anti Korosi

Fosfonat dapat memberikan perlindungan bagi cat mobil metalik. Peter Tasker di Universitas Edinburgh, Inggris, dan rekan-rekannya meneliti berbagai senyawa asam fosfonat yang bisa terikat ke aluminium yang teroksidasi dengan mudah. Serpihan-serpihan aluminium memberikan kilau reflektif pada beberapa cat mobil, tetapi permukaan kilau ini bisa menjadi pudar akibat pembentukan aluminium oksida.

"Teknik yang lazim digunakan untuk menjaga reflektifitas (keterpantulan) serpihan-serpihan aluminium tersebut melibatkan proses chromating, tetapi pertimbangan terhadap sifat-sifat karsinogeniknya telah mendorong pencarian reagen-reagen yang lebih lunak," kata Tasker. "Teknik yang menggantikan cat-cat berbasis pelarut dengan lapisan-lapisan berbasis pelarut-air memiliki kesulitan teknis dalam menghasilkan dispersi kilau-kilau aluminium yang stabil, karena lapisan-lapisan ini bereaksi dengan air."

Reaksi aluminium dengan air menghasilkan aluminium trihidroksida dan gas hidrogen. Tim Tasker menemukan bahwa fosfonat yang terikat kuat ke aluminium juga sangat mengurangi jumlah hidrogen yang dihasilkan dari sebuah suspensi kilau aluminium dalam sebuah model cat yang berbasis air.

Tim peneliti ini membandingkan kilau-kilau terproteksi fosfonat yang mereka buat dengan sampel-sampel yang tersedia di pasaran, dan menemukan bahwa kilau-kilau yang mereka buat berkinerja sama baiknya dengan kilau aluminium yang terproteksi silika.

"Fosfonat telah dibuktikan sebagai senyawa pengikat yang baik untuk aluminium dan menjanjikan untuk teknik permukaan alimunium teroksidasi," kata Tasker.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=194)

Komputer biologis dari RNA

Ilmuwan di Amerika Serikat telah berhasil merakit asam-asam ribonukleat ke dalam sebuah sistem logika teradaptasikan yang bisa diprogram untuk mengindera dan merespon molekul-molekul di dalam sel-sel jamur yang hidup. Penelitian ini membuka jalan untuk penemuan peranti-peranti buatan yang dapat memantau kondisi-kondisi sel dan mengambil tindakan yang diperlukan − seperti menyalurkan obat untuk mengobati sebuah sel yang sakit.

Komputer biologis ini, yang seluruhnya terbuat dari RNA, mengontrol translasi RNA duta (mRNA) menjadi protein. Sejauh ini, komputer-komputer biologis tersebut baru dapat ditanam di dalam mRNA protein fluoresens hijau (GFP), untuk membuat sel-sel jamur menyala hijau sebagai respon terhadap keberadaan molekul-molekul tertentu. Tetapi menurut teori, respons ini bisa menjadi fungsi molekuler manapun, papar Christina Smolke, yang memimpin penelitian di Institut Teknologi California.

Melalui alat-alat komputasi biologis yang telah dibuat sebelumnya, Smolke menekankan bahwa penelitiannya menemukan sebuah kerangka umum untuk membangun bio-komputer yang berbasis RNA. Sistem ini mudah diprogram, paparnya, karena terbuat dari tiga komponen terpisah yang dapat disesuaikan, analog dengan komponen-komponen "tancap dan main" yang ada di sirkuit-sirkuit elektronik.

Sensor dari masing-masing peranti terbuat dari sebuah aptamer RNA, sebuah rantai pendek yang mengikat molekul target spesifik. Dengan menggunakan rantai RNA lain, aptamer RNA ini digabungkan dengan sebuah ribozim, rantai akhir dari RNA yang bisa memotong mRNA. Apabila sebuah molekul "input" terikat ke sensor, ini menimbulkan perubahan konformasi dalam ribozim − baik dengan menyebabkannya memotong mRNA, atau dengan menutupnya.

"Kami mengelompokkan komponen-komponen bio-komputer ini dalam tiga kategori fungsional: sensor, pemancar, dan aktuatora," kata Smolke. "Jadi selama sepotong RNA merupakan sebuah sensor, misalnya, maka anda bisa menancapkannya ke bagian dari alat ini. Dan jadi anda memiliki kemampuan "tancap dan main" ini yang memungkinkan anda untuk merakit fungsi-fungsi yang beragam dari jumlah yang sangat kecil dari komponen-komponen yang telah ditentukan."

Smolke dan rekannya Maung Nyan Win menggunakan sistem mereka untuk membuat gerbang-gerbang logika biomolekuler, dengan meniru yang ada pada sirkuit-sirkuit elektronik. Peranti RNA mereka ini adalah yang pertama membuat komputasi multi-input (dengan bereaksi terhadap dua atau lebih molekul pada saat yang sama). Dalam sebuah contoh sederhana (gerbang AND), fluoresensi dalam sel-sel jamur dideteksi hanya ketika dua input molekuler, teophylin dan tetrasiklin, kedua-keduanya ada.

"Ini merupakan sebuah tahapan yang sudah berada dalam jalur yang tepat," kata Milan Stojanovic, seorang ahli terapeutik eksperimental yang sedang meneliti biokomputasi di Columbia University di New York. "Sebuah tahapan terhadap pencapaian beberapa harapan yang sangat besar dimana anda akan memiliki sirkuit-sirkuit buatan lengkap yang melakukan berbagai fungsi otomatis dalam sel. Harapan saya bahwa dalam jangka lima atau sepuluh tahun, gambaran lengkap dari peranti ini sudah rampung. Friedrich Simmel, yang meneliti komputasi biomolekuler di Technical University of Munich di Jerman, mengatakan, "Cukup sulit untuk mengatakan apakah ini akan bekerja pada kondisi sesungguhnya tapi pada dasarnya anda bisa membuat komputasi-komputasi logis rumit dengan beberapa fungsi yang ditunjukkan disini."

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=212)

Pengobatan bebas suntikan untuk pasien diabetes?

Sebuah senyawa yang ditemukan dalam bawang putih merupakan dasar untuk alternatif obat potensial yang dapat diberikan lewat mulut untuk dibates tipe 1 dan 2.

Kejadian diabetes terus meningkat di seluruh dunia, dan semakin diperlukan untuk menemukan perawatan yang efektif. Perawatan yang ada sekarang ini melibatkan suntikan dengan insulin (utamanya untuk penderita diabetes tipe 1), atau perawatan dengan obat (untuk diabetes tipe 2). Akan tetapi, kata Hiromu Sakurai, dari Suzuka University of Medical Science, Jepang, tidak ada dari metode-metode ini yang ideal, karena metode-metode ini sering melibatkan suntikan, dan obat-obat yang digunakan memiliki efek samping yang tidak diinginkan. Dalam penelitian terdahulu, kelompok Sakurai telah menunjukkan bahwa sebuah kompleks vanadium dan allixin, senyawa yang ditemukan dalam bawang putih, menurunkan kadar glukosa darah untuk model diabetes tipe 1 dan 2 pada hewan mencit dan juga ditemukan bahwa efek ini tetap ada untuk mencit model diabetes tipe 2 yang diberikan senyawa kompleks ini lewat mulut. Dalam studinya yang terbaru, tim ini menemukan bahwa kompleks yang yang diberikan lewat mulut juga menurunkan kadar glukosa pada mencit model diabetes tipe 1, sehingga memberikan harapan untuk pengobatan pasien diabetes tipe 1 tanpa suntikan.

Kompleks vanadil dari allixin yang terdapat dalam bawang putih menurunkan glukosa darah pada model diabetes

Penelitian baru ini berfokus pada bagaimana kompleks allixin bekerja. Dengan menguji efek kompleks ini terhadap gen yang terkena diabetes, mereka menemukan bahwa kompleks ini mengaktivasi bukan hanya mekanisme pensinyalan insulin, yang meregulasi metabolisme glukosa, tetapi juga sebuah enzim yang membantu sel menyerap glukosa.

John McNeill merupakan seorang profesor besar di divisi farmakologi dan toksikologi University of British Columbia, Vancouver, Canada. Dia mengatakan bahwa walaupun senyawa-senyawa vanadium lain menjanjikan untuk pengobatan diabetes, namun penelitian ini cukup ekstensif dan "memberikan tambahan informasi yang signifikan kepada kita tentang bagaimana senyawa-senyawa vanadium bisa mempengaruhi karbohidrat dan metabolisme lipid."

Para peneliti tersebut mengatakan bahwa allixin dan kompleks-kompleks yang serupa bisa menjadi kandidat yang baik untuk mengobati diabetes tipe 1 dan 2. Penelitian selanjutnya, kata Sakurai, akan difokuskan pada trial-trial klinis tentang kompleks-kompleks ini pada pasien diabetes manusia.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=219)

Komputer berbasis kimia

Kimiawan di Israel dan Cina telah mengembangkan sebuah elektroda terfungsionalisasi yang bertindak sebagai sebuah elemen memori untuk mengkodekan dan mengolah informasi.

Itamar Willner di Universitas Jerusalem dan rekan-rekannya membuat sebuah saklar on/off dengan memodifikasi elektroda emas dengan sebuah ekalapis (monolayer) organik yang merespon terhadap stimulus elektrokimia dan fotokimia.

Sistem on/off dari elemen-elemen merupakan salah satu dasar untuk membuat komputer elektronik standar. Agar dapat diterapkan secara praktis, pendekatan berbasis kimia harus dipadukan dengan sistem-sistem yang memungkinkan pembacaan data yang tersimpan.

Willner mengkodekan informasi dengan stimulasi elektrik yang merubah molekul dari ekalapis (monolayer) menjadi konformasi tertentu. Informasi yang dikodekan ini kemudian dibaca sebagai sebuah perubahan dalam sifat-sifat elektrokimia dari elektroda.

Informasi yang tersimpan selanjutnya bisa dihapus melalui radiasi dengan cahaya panjang gelombang tertentu yang mentransformasi molekul-molekul kembali ke keadaan asal.

Sangat banyak komposisi dan struktur kimia yang ditawarkan oleh molekul-molekul organik yang bisa mengkodekan informasi yang sangat besar, menurut tim peneliti ini.

"Ketertarikan untuk mengembangkan material-material cerdas yang melakukan fungsi-fungsi logika dan operasi aritmetik terus menerus berkembang. Sistem-sistem seperti ini dianggap sebagai komputer-komputer berbasis kimia yang potensial." Papar Willner.

Dia mengatakan bahwa penelitian mereka "akan mendorong para kimiawan organik dan ilmuwan material untuk mensintesis material-material cerdas yang bisa melakukan fungsi dengan kompleksitas dan variabilitas yang lebih tinggi."

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=225)