Pembuatan Simulasi Komputer

Pembuatan Simulasi Komputer oleh Ahli Kimia

Profesor kimia dan biokimia FSU Professor Wei Yang, kiri dan Donghong Min, dan rekan pasca doktoral di Institute of Molecular Biophysics membuat simulasi komputer menunjukkan bukti evolusi biologis bekerja pada tingkat molekuler . (Credit: Michele Edmunds/FSU Photo Lab)
ScienceDaily (Sep. 13, 2008) — seorang peneliti dari Florida State University yang memakai komputer-komputer berdaya tinggi untuk memetakan cara kerja protein telah mengungkapkan mekanisme yang memberikan pemahaman pada ilmuan pada bagaimana evolusi terjadi pada tingkat molekuler.
Pemahaman demikian akan membawa pada perkembangan obat-obatan anti parasit yang baru dan lebih efektif.
Wei Yang adalah asisten professor di Department of Chemistry and Biochemistry FSU dan anggota fakultas di Institute of molecular biophysics FSU. Bekerja dengan koleganya dari FSU, Duke University dan Brandeis University, ia baru saja menghasilkan model komputer dari enzim yang membawa nama inosine monophosphate dehrydrogenase, atau singkatnya IMPDH. IMPDH bertanggung jawab untuk memulai beberapa proses metabolik tertentu di DNA dan RNA, membuat sistem biologi bereproduksi lebih cepat.
“Dalam menciptakan simulasi IMPDH ini, kami mengamati sesuatu yang belum terlihat sebelumnya,” kata Yang. “Sebelumnya, enzim diyakini memiliki jalur tunggal dimana mereka mengirim agen katalis ke sel biologis untuk melakukan perubahan metabolis. Namun dengan IMPDH, kami menemukan kalau ada jalur kedua yang juga digunakan untuk menciptakan perubahan kimia ini. Jalur kedua tidak bekerja se efisien jalur pertama, namun ia juga aktif”
Mengapa enzim harus punya dua jalur untuk sebuah tujuan yang sama? Yang dan koleganya percaya kalau jalur lambat adalah sisa evolusi dari enzim purba yang berevolusi miliaran tahun menjadi IMPDH modern.
Penemuan ini signifikan untuk beberapa alasan, kata Yang.
“Pertama, ini menawarkan citra proses evolusi yang sedang bekerja pada tingkat molekuler,” kata Yang. “Saat kita bicara tentang evolusi, kita merujuk pada proses adaptasi yang terjadi pada populasi organisme pada periode waktu tertentu. Penelitian kami memeriksa adaptasi demikian pada tingkat paling dasar, yang membantu ilmuan mengembangkan gambaran lebih penuh bagaimana evolusi sesungguhnya bekerja.
“Ini juga menunjukkan langkah besar dalam usaha kita menciptakan simulasi komputer proses biologi” kata Yang. “Dalam kasus ini, kami pertama membuat prediksi struktur enzim via komputer lalu mengujinya dengan pengamatan langsung di lab, bukan sebaliknya. Ini adalah pencapaian paling aneh, dan yang menunjukkan kami lebih maju dalam memahami jawaban pertanyaan terkait dengan fungsi biologis pada tingkat molekuler.”
“Karena kunci utama yang dimainkan IMPDH, ilmuan berfokus pada mengembangkan obat antiparasit baru yang mentragetnya” kata Yang. “Penelitian kami jelas menyumbang pada proses ini.”
Joseph Schlenoff, pimpinan Department of Chemistry and Biochemistry FSU, memuji metode komputasi Yang sebagai “sangat kuat karena kokoh, membuat beberapa asumsi dan mendekati kerumitan dunia nyata. Prediksi yang tepat menunjukkan keberhasilan yang dijanjikan pada kami oleh para ilmuan menggunakan komputer.”
Bekerja sama dengan Yang pada proyek ini adalah Gavin J.P. Naylor, profesor rekan di Department of Scientific Computing FSU; Donghong Min, rekan pasca doktoral di Institute of Molecular Physics; Hongzhi Li, mantan pasca doktoral di Institute of Molecular Physics; Clemens Lakner, asisten pasca sarjana di Department of Biological Science; David Swofford, ilmuan peneliti dari Duke University dan mantan anggota fakultas FSU; Lizbeth Hedstrom, professor biokimia di Brandeis University; dan pasca doktoral Helen R. Josephine dan Iian S. MacPherson, keduanya dari Brandeis.
Bersama para peneliti menulis mengenai penemuan mereka dalam sebuah paper , "An Enzymatic Atavist Revealed in Dual Pathways for Water Activation," yang diterbitkan musim panas ini di PLoS Biology, sebuah jurnal akses terbuka ditinjau sebaya yang diterbitkan oleh Public Library of Science.
Dan Herschlag, professor biokimia di Stanford University, mengedit paper untuk PLoS Biology. Ia memuji pendekatan inovatif ini.
“Karya ini mengungkapkan aspek dasar bagaimana kerja enzim dan bagaimana mereka berevolusi” kata Herschlag. “Studi ini memakai percobaan dan komputasi dengan kuat dan menyajikan model bagaimana memakai riset antar disiplin untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan penting.”
(Sumber:http://faktaevolusi.blogspot.com)