Penentuan Struktur Tiga Dimensi dan Profil Hasil Hidrolisis Protein Alergen Arginin Kinase Secara in silico

Indria Mahgfirah; Endang Prangdimurti; Nurheni Sri Palupi; Hendra Wijaya

doi:10.32765/wartaihp.v39i1.7612

Penentuan Struktur Tiga Dimensi dan Profil Hasil Hidrolisis Protein Alergen Arginin Kinase Secara in silico

Indria Mahgfirah, Endang Prangdimurti, Nurheni Sri Palupi, Hendra Wijaya

Abstract

Alergi pangan ialah suatu reaksi hipersensitivitas melalui mekanisme imunologis setelah terpapar alergen dari suatu bahan pangan. Arginin kinase dengan kode alergen (Pen m 2) merupakan alergen yang terdapat di bahan pangan udang windu (Penaeus monodon) dan dapat memicu terjadinya alergi. Tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan struktur tiga dimensi dan mendapatkan profil hidrolisat arginin kinase secara in silico. Metode penelitian dengan tahap pertama ialah pencarian identitas dan karakteristik fisikokimia arginine kinase berupa family, berat molekul, nilai pI teoritis, nilai grand average of hidropathicity (GRAVY) dan indeks kestabilan. Selanjutnya tahap kedua ialah penentuan struktur tiga dimensi. Tahap ketiga ialah memprediksi profil hasil hidrolisis protein alergen arginin kinase secara enzimatis (pepsin, tripsin dan kimotripsin) dan non-enzimatis (asam format). Hasil dari penelitian ini menjelaskan bahwa Pen m 2 merupakan family ATP:guanido phosphotransferase dengan pola kinase fosfagen. Struktur tiga dimensi Arginin kinase (Pen m 2) memiliki hasil identitas sekuens 96,91% dan nilai Ramachandran favoured ialah 97,18%. Hidrolisis arginin kinase menggunakan enzim pepsin, kimotripsin dan tripsin menghasilkan peptida terpanjang 11 asam amino (berat molekul 1210 Da), sehingga menunjukkan penurunan alergenisitas arginin kinase (Pen m 2). Hidrolisis menggunakan asam format menghasilkan peptida terpanjang ialah 69 asam amino (berat molekul 7590 Da) yang masih berpotensi alergenik.

Keywords

arginine kinase; pemotongan peptida; SWISS-MODEL; udang

Full Text:

PDF

References

Appalah P dan Vasu P. 2016. In Silico Designing of Protein Rich in Large Neutral Amino Acid Using Bovine α S 1 Casein for Treatment of Phenylketonuria. Journal of Proteimics and Bioinformatics. 9 (11):287-297

Alam N, Budiarsa MI dan Tureni D. 2020. Prediksi Struktur Tiga Dimensi Protein β-NGF (Nerve Growth Factor) Burung Merpati (Columba livia). Jurnal Ilmiah Sains. 20(2): 106-112

Al-Falahi NAHN, Lafi SA dan Hassan AS. 2020. Role of Alpha Trypcase Enzyme, Total IgE, Specific IgE dan IgG4 In Patiennts with Food Allergy. Egypt. Acad. J.Biolog.Sci. 12(2):49-58

Amnuaycheewa, P. dan Elvira, G.dM. 2010. Purification, Characterisation, and Quantification of The Soy Allergen Profiling (Gly m 3) in Soy Products. Food Chemistry 119: 1671-1680.

Candra Y, Setiarini A dan Rengganis I. 2011. Gambaran Sensitivitas Terhadap Alergen Makanan. Makara Kesehatan. 5(14):1-11

Dona R, Frimayanti N, Ikhtiarudin I, Iskandar B, Maulana F, Silalahi NT. 2019. Studi In Silico, Sintesis, dan Uji Sitotoksik Senyawa P-Metoksi Kalkon terhadap Sel Kanker Payudara MCF-7. J Sains Farm Klin. 6(3):243. doi:10.25077/jsfk.6.3.243-249.2019.

Dunn MB. 2001. Overview of Pepsin-like Aspartic peptidases. University of Florida College of Medicine. Gainesville, Florida

Gasteiger E, Hoogland C, Gattiker A, Duvaud S, Wilkins MR, Appel RD dan Bairoch A. 2005. Protein Identification and Analysis Tools on the ExPASy Server. The Proteomics Proticols Handbook. Humana Press Inc., Totowa, NJ

Garna DR, Lucianus J dan Ivone J. 2017. Descriptive Study on Skin Prick Test in allergy Clinic Immanuel Hospital Bandung Indonesia. Journal of Medicine and Health. 1(6):558-557.doi:10.28932/jmh.vli6.553

Harris JL, Backes BJ, Leonetti F, Mahrus S, Ellman JA dan Craik CS. 2000. Rapid and General Profiling of Protease Specificity by Using Combinatorial Fluorogenic Substrate Libraries. PNAS. 97(14): 7754-7759. doi : 10.1073/pnas.140132697

Hikmah N dan Dewanti IDAR. 2010. Seputar Reaksi Hipersensitivitas (Alergi). Somat (JKG Unej). 7(2):108–119.

Ho BK dan Brasseur R. 2005. The Ramachandran plots of glycine and pre-proline. BMC Struct Biol. 5:1–11. doi:10.1186/1472-6807-5-14.

Irianto HE, Putri DD dan Nurbani SZ. 2017. Pemanfaatan Genjer Udang Windu Pada Pembuatan Pop Shrimp. J Pengolah Has Perikanan Indonesia. 20(1):28–35. doi:10.17844/jphpi.2017.20.1.28.

Kam A dan Raveinal R. 2018. Imunopatogenesis dan Implikasi Klinis Alergi Makanan pada Dewasa. J Kesehat Andalas. 7(2):144. doi:10.25077/jka.v7i0.842.

Kamath S, Voskamp A, Komoda, Rolland J, o’Hehir R dan Lopata. 2014. Effect of Heat Processing on Antibodi Reactivity to Allergen Variants and Fragments of Black Tiger Prawn. Molecular Nutrition and Food Research 58, 110-142

Komari N, Hadi S dan Suhartono E. 2020. Pemodelan Protein dengan Homology Modelling Menggunakan SWISS-MODEL. Jurnal Jejaring Matematika dan Sains. 2(2):65-70

Pinandoyo, Hutabarat, J., Darmanto, Y., dan Herawati, V. E. 2019. The effect of fish meal and milkfish offal meal combination in different artificial feeds on growth and survival rate of tiger shrimp (Penaeus monodon). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 246, 012063. doi:10.1088/1755-1315/246/1/012063

Rekik I, Chaabene Z, Grubb CD, Drira N, Cheour F dan Elleuch A. 2015. In silico Characterization and Molecular Modeling of Double-strand Break Repair Protein MRE11 From Phoenix dactylifera v Deglet Nour. BioMed Central. 12 (23) :1-14

Seo M, Kim J, Park S, Lee JH, Kim T, Lee J dan Kim J. 2013. Weak Acid Hydrolysis of Proteins. Bull. Korean Chem. Coc. 34(1):26-28

Seprianto. 2018. Bioinformatika Untuk Protein Modelling. Pusat Penelitian Bioteknologi dan Bioindustri Indonesia (PPBBI), Jakarta

Suprianto, Budiarsa AM dan Dhafir F. 2020. Struktur 3D Protein Struktural VP1 Pada Enterovirus A71 Menggunakan Swiss-Model. Menggunakan Swiss-Model. Bioeduscience. 4(1).37-47. 4(1).37-47

Suseno R, Palupi NS dan Prangdimurti E. 2016a. Alergenisitas Sistem Glikasi Isolat Protein Kedelai-Fruktooligosakarida. Agritech. Vol 36, No 4 : 450-458

Suseno H, Hudiyono S dan Muslim M. 2016b. Elimination of Chloramphenicol by Tiger Shrimp (Penaeus monodon) and White Shrimp (Litopenaeus vannamei). HAYATI Journal of Biosciences, 23(3), 117–120. doi:10.1016/j.hjb.2016.07.001

Swastawati. 2018. The Changes of Astaxanthin Content and Chemical Characteristics of Tiger Prawn (Penaeus monodon) due to processing: boiling, smoking and frying. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 139 : 1-7, (012050).

Tazwir, Ayudiarti DL dan Peranginangin R. 2007. Optimasi Pembuatan Gelatin dari Tulang Ikan Kaci-Kaci (Plectorhynchus chaetodonoides Lac.) Menggunakan Berbagai Konsentrasi Asam dan Waktu Ekstraksi. Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan. 2(1): 35-43

Triyono A. 2010. Mempelajari Pengaruh Penambahan Beberapa Asam Pada Proses Isolasi Protein Terhadap Tepung Protein Isolat Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L). Seminar Rekayasa Kimia dan Proses. ISSN : 1411-4216.

Widodo HS, Murti TW, Agus A, Widodo W. 2018. Mengidentifikasi Peptida Bioaktif Angiotensin Converting Enzyme-inhibitor (ACEi) dari Kasein β Susu Kambing dengan Polimorfismenya Melalui Teknik In Silico. J Apl Teknol Pangan. 7(4):180–185. doi:10.17728/jatp.3008.

Woodfolk JA, Commins SP, Schuyler AJ, Erwin EA dan Platts-Mills TAE. 2015. Allergens, sources, particles, and molecules: Why do we make IgE responses?. Allergology International, 64(4), 295–303. doi:10.1016/j.alit.2015.06.001

Woods. 2002. Prevalence of Food Allergies in Young Adults and Their Relationship to Asthma, Nasal Allergies, and Eczema. Annals Allergy Asthma Immunol. 88(2):183-189

Yang J dan Zhang Y. 2015. I-TASSER server: New development for protein structure and function predictions. Nucleic Acids Res. 43(W1):W174–W181. doi:10.1093/nar/gkv342

Yu CJ, Lin YF, Chiang BL dan Chow LP. 2003. Proteomics and Immunoligical Analysis of a Novel Shrimp Allergen, Pen m 2. The Journal of Immunology. 170:445-453

DOI: http://dx.doi.org/10.32765/wartaihp.v39i1.7612