Laporan Docking

8/18/2019 Laporan Docking

1/14

APLIKASI MOLECULAR DOCKING

MENGGUNAKAN SOFTWARE “AUTODOCK”

TUTORIAL MOLECULAR DOCKING DENGAN APLIKASI AUTODOCK VINA

Tujuan

Menentukan interaksi yang terjadi antara kompleks ligand-protein hasil dockings

Dasar Teori

Penambatan molekul (molecular docking) adalah metode komputasi yang bertujuan

meniru peristiwa interaksi suatu molekul ligan dengan protein yang menjadi targetnya padauji in-vitro (Motiejunas & Wade, !!")#

$i dalam penambatan molekul, molekul ligan ditambatkan pada situs akti% atau situs

tambat dari suatu protein yang sedang diam (statik), dengan menyertakan molekul ko-%aktor

dan atau ' di dalamnya atau tidak# $ari sini, diperoleh data mengenai posisi dan orientasi

ligan-ligan itu di dalam situs akti% atau situs tambat tersebut# $ari data ini, dapat disimpulkan

gugus-gugus %ungsional ligan yang penting untuk interaksinya, sehingga tidak boleh

dihilangkan, dan gugus-gugus %ungsionalnya yang dapat ditingkatkan kekuatan interaksinya#

n%ormasi ini menjadi petunjuk untuk modi%ikasi ligan tersebut# $engan adanya petunjuk

tersebut, modi%ikasi ligan dan uji in-vitro turunan-turunannya dapat berlangsung secarae%isien(Putra, !*) $alam bidang pemodelan molekul, docking ad+alah metode untuk

memprediksi orientasi yang lebih diutamakan dari suatu molekul ketika terikat satu sama lain

untuk membentuk kompleks yang stabil# n%ormasi tentang orientasi ini dapat digunakan

untuk memprediksi kekuatan hubungan atau a%initas ikatan antara dua molekul yang

digunakan misalnya %ungsi penilaian# ubungan antara molekul biologis yang relevan seperti

protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid memainkan peran sentral dalam transduksi

sinyal# elanjutnya, orientasi relative dari dua pasangan yang berinteraksi dapat

mempengaruhi jenis sinyal yang dihasilkan# 'leh karena itu docking berguna untuk

memprediksi baik kekuatan dan jenis sinyal yang dihasilkan# $ocking sering digunakan

untuk memprediksi orientasi ikatan kandidat obat bermolekul kecil terhadap target proteinnya

untuk memprediksi a%initas dan aktivitas molekul kecil# Maka docking memainkan peran

penting dalam desain obat secara rasional(Mukesh & akesh, !) nteraksi ligan dengan

protein di atas terjadi hanya apabila terdapat kecocokan (%it) bentuk dan volume di antara

molekul ligan dan situs akti% atau situs tambat protein tersebut (Motiejunas & Wade, !!")#

elain itu, gugus-gugus %ungsional pada molekul ligan itu harus berada pada posisi

yang memadai dari asam-asam amino yang menjadi pasangannya pada situs akti% atau situs

tambat tersebut (chneider & .aringhaus, !!/) 0adi, kecocokan di antara molekul ligan dan

situs akti% atau situs tambat proteinnya adalah demikian spesi%ik, bagaikan kecocokan lubangkunci dengan anak kuncinya (lock-and-key) (Motiejunas & Wade, !!")# 1ntuk menuju


2/14

kecocokan ini, situs akti% atau situs tambat mendesak (menginduksi) pengubahan kon%ormasi

ligan (2oloppe & 3hen, !!45 Motiejunas & Wade, !!")# .ersama dengan pengubahan

kon%ormasi tersebut, dibebaskanlah sejumlah energi yang dinamakan energi 6ibbs

penambatan (76bind) (chneider & .aringhaus, !!/)# Pada penambatan molekul, energi

terendah yang dibebaskan oleh ligan dianggap sebagai 76bind tersebut# Pada saat kecocokandi atas tercapai, maka kon%ormasi yang dianut oleh molekul ligan dinamakan kon%ormasi

bioakti% (chneider & .aringhaus, !!/)#

edangkan, rangkaian posisi gugus %ungsional yang penting dari ligan pada

kon%ormasi bioakti% itu dinamakan %armako%or (8lvare9 & hoichet, !!:)# ;elebihan

metode pemodelan molekul (molecular docking) adalah dapat digunakan untuk memprediksi

aktivitas suatu senyawa sebelum dilakukan sintesis sehingga mengurangi penggunaan pelarut

dan bahan bahan kimia yang dapat mencemari lingkungan# 8da beberapa program komputer

yang dapat digunakan untuk molecular docking# 8da yang berbasis linu< seperti 8utodock

=ina, dan ada yang berbasis windows seperti 8utodock#

8uto $ock vina adalah piranti lunak yang dikembangkan untuk penambatan dan

penapisan virtual# =ina dikembangkan oleh molecular graphics lab# Menggunakan 8uto

$ock vina, kecepatan proses penambatan dapat mencapai dua kali lipat dibandingkan

8utodock # vina secara otomatis mengkalkulasi pemetaan grid# edangkan

8utodock adalah peralatan penambatan terautomatisasi # 8utodock di desain untuk

memprediksi molekul kecil berikatan dengan reseptor #

Aa! "a#an

# ;omputer > laptop# o%tware vina

Cara Kerja

$% Pen&un'u#an Rese(!or Tar&e!

eseptor uji yang dibutuhkan untuk melakukan Molecular Docking dapat diunduh secara gratis

pada website khusus yang menampung basis data protein-protein www#rcsb#org# .erikut tahapan

cara mengunduh reseptor uji?

0alankan aplikasi browser (seperti Google Chrome, Mozila Firefox, UC Browser, dan sebagainya)

;unjungi link www#rcsb#org # ;etik kode reseptor atau nama reseptor yang diinginkan pada

tombol earch# ebagai contoh ketik kode $)SG, akan didapatkan sebuah reseptor berupa bentuk

kristal dari virus = dilengkapi ligand asli (nati!e ligand ) berupa senyawa obat In'ina*ir

;lik tombol download files untuk mengunduh reseptor tersebut dan pilih PD" For+a! untuk

mendapatkan reseptor uji dengan %ormat P$.

http://www.rcsb.org/http://www.rcsb.org/


3/14

,% Pre(arasi Rese(!or Tar&e! 'an Li&an' Uji

etelah mendapatkan eseptor target dengan %ormat P$., dapat dilakukan preparasi protein

dengan menggunakan aplikasi D "isualizer

.uka aplikasi D "isualizer , klik Fie - O(en

Pilih reseptor $)SG klik O(en % @ekan tombol CTRL.)/ hapus semua ligand yang ada pada

reseptor tersebut, pastikan juga bebas dari molekul air, hemoglobin dan sebagainya#

impan reseptor yang sudah dipreparasi dengan cara klik Fie - Sa*e As% impan dengan %ormat

P$., dan tekan tombol Sa*e

1ntuk preparasi ligand asli sebagai ligand uji, O(en lagi file 6 dengan menggunakanaplikasi D "isualizer# lalu @ekan CTRL.), dan kemudian hapus residu protein# isakan bagian

ligand , kemudian impan dan beri nama i&an'%('0

1% Kon*ersi Fie Rese(!or 'an Li&an' 'aa+ "en!u2 PD"3T

1ntuk menjalankan %ungsi aplikasi $utodock "ina, %ile reseptor target dan ligand uji harus

dikonversi terlebih dahulu dengan menggunakan aplikasi MG%&ools atau nama lainnya yaitu

$utodock &ools?

0alankan aplikasi $utodock &ools '#(#) yang sudah tersedia di desktop#;lik tombol O(en/ kemudian pilih %ile reseptor yang sudah dipreparasi# ;emudian klik O(en%

etelah itu tambahkan atom ydrogen pada reseptor uji, klik )4'ro&ens - A'' - Poar On4 -

OK

;emudian simpan reseptor uji dalam bentuk P$.A@, klik Gri' - Ma5ro+oe5ue - C#oose -

Ki2 na+a rese(!orn4a 6$)SG7 - See5! Moe5ue - "eri na+a 8ie “$#s&%('09!” - Sa*e

;emudian atur grid (bagian residu yang mana saja yang ingin dijadikan sasaran ligand untuk

berinteraksi), klik Gri' - Gri' "o:%% - A!ur u2uran 0o: se(er!i (a'a &a+0ar - Ki2 Fie -

Cose Sa*in& Curren!

etelah itu konversi %ile ligand ke dalam bentuk P$.A@, klik Li&an' - In(u! - O(en - Pii#

8ie i&an' 4an& su'a# 'i(re(arasi - Ki2 O(en

;emudian klik Li&an' - Torsion Tree - Se! Nu+0er o8 Torsion - (as!i2an niain4a

+a2si+u+ - Dis+iss%


4/14

Ki2 Li&an' - Ou!(u! - Sa*e As PD"3T - "eri na+a “i&an'%('09!” - Sa*e

;% Moe5uar Do52in& 'en&an Au!o'o52 Vina

ebelum menjalankan %ungsi docking, pastikan %ile rese(!or%('09! dan i&an'%('09! berada

pada %older yang sama, yaitu pada Dri*e C< - Vina% ;emudian buat %ile !e:! baru (;lik kanan

pada windows e


5/14

@ekan tombol C!r.) - Ki2 i&an' #asi 'o52in& - ;lik De8ine Li&an' - etelah itu klik

Li&an' In!era5!ion

1ntuk dapat diidenti%ikasi lebih mudah, ganti background menjadi putih dengan cara 2i2 2anan(a'a 0a&ian 0a52&roun' B Coor B "a52&roun' - A!ur =arna +enja'i (u!i#

1ntuk mencantumkan nama residu tempat ligand hasil docking berikatan, 2i2 2anan (a'a

0a52&roun' B 2i2 La0es B A''%% - (a'a O0je5! (ii# A+ino A5i' - U2uran Fon! $, -

Warna )i!a+ - OK

Da!a Pen&a+a!an

Pe+0a#asan

pada praktikum ini kami mulai menginstal aplikasi 8uto$ock =ina# 8plikasi ini berbeda

dengan aplikasi 8utodock# 8uto $ock vina adalah piranti lunak yang dikembangkan untuk

penambatan dan penapisan virtual# =ina dikembangkan oleh molecular graphics lab#

Menggunakan 8uto $ock vina, kecepatan proses penambatan dapat mencapai dua kali lipat

dibandingkan8utodock# sedangkan 8uto$ock adalah peralatan penambatan

terautomatisasi # 8utodock di desain untuk memprediksi molekul kecil berikatan dengan

reseptor

1ntuk melakukan kegiatan Molecular $ocking dengan 8utodock =ina, diperlukan beberapa

aplikasi seperti berikut?

# Au!o'o52 Vina $igunakan untuk melakukan proses Molecular $ocking

# DS VisuaiBer 1ntuk preparasi reseptor target dan ligand yang akan diuji, dapat

juga digunakan untuk visualisasi hasil Molecular $ocking

E# Au!o'o52Toos $igunakan untuk mengolah reseptor target dan ligand uji agar

dapat dieksekusi oleh aplikasi 8utodock =ina, aplikasi ini juga dapat digunakan untuk

menyiapkan parameter-parameter docking

*# P4!#on 8plikasi yang digunakan untuk menjalankan aplikasi-aplikasi yang pada

umumnya dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman Python, salah satunya

adalah M6F@ools


6/14

:# O(en "a0e 8plikasikan yang digunakan untuk mengkonversi hasil docking dari

%ormat P$.A@ menjadi P$. sehingga dapat divisualisasi dengan menggunakan

aplikasi $ =isuali9er

Pada praktikum kali ini kita menggunakan kode reseptor 6 # langkah pertama kita

melakukan preparasi yaitu dengan mengunduh kode reseptor 6 pada alamat webwww#rcsb#org # 6 adalah suatu kode reseptor berupa bentuk kristal dari virus =

dilengkapi ligand asli (native ligand) berupa senyawa obat indinavir# 6 di download

dengan %ormat P$., agar dapat dibaca ketika di preparasi menggunakan $ visuali9er#

setelah itu kita buka aplikasi $ visuali9er yang sudah di instal kemudian klik %ile lalu klik

open, disini kita memasukkan hasil kode 6

;emudian kita hilangkan air dan liganya untuk mendapatkan proteinnya# $engan cara tekan

3@F G namun agar tidak kliru menghilangkan molekulnya dapat menggunakan scripts B

selection B select water molecular B tekan delete# $an untuk menghilangkan liganya dapat

diklik scripts B selectionB select ligand molecularB delete# etelah kita dapatkan protein lalu

hasilnya di save ke %older yang sama dalam bentuk pdb# ;emudian open lagi reseptor yang

kita 6 dengan cara yang sama seperti yang sudah disampaikan namun yang dihilangkan

pada tahap ini adalah water dan proteinya#

etelah di peroleh ligandnya kemudian disimpan pada %older yang sama dengan protein

dengan %ormat pdb# ;emudian kita membuka aplikasi autodock tool untuk merubah protein

dan ligan ke dalam bentuk P$.A@ hal ini bertujuan agar protein-lgan dapat dibaca oleh

8otodoct =ina#

http://www.rcsb.org/http://www.rcsb.org/


7/14

Untuk merubah bentuk polar maka harus ditambah dengan hidrogen.

Penambahan hidrogen sangat mempengaruhi ikatanya dengan ligan. Agar dapat

berikatan dengan ligan maka harus dijadikan dalam bentuk polar. Setelah itu

pilih grid yang bawah kemudian di pilih maromolecule kemudian klik choose lalu

akan mucul tampilan seperti dibawah ini

Klik protein kemudian pilih select molecule kemudian di save dengan format

pdbqt. angkah selajutnya yaitu klik ligand kemudian pilih input lalu klik open !

buka ligand.pdb yang telah disimpan.

Kemudian klik torsion tree kemudian pilih set number of tonsions. Kemudian

pilih number of active tonsions nya maksimal. Setelah itu klik ligand > output>save as PDBQT. Setelas slesai disimpan kita kembali ke autodock tools


8/14

kemudian klik set map types kemudian pilih choose ligand > ligand>

select ligand .

Kemudian di grid > pilih grid box usahakan pada spacing angstrom! "

# dan di dapatkan nilai x$y$% seperti gambar diatas. Kemudian

masukkan pada conf&notepad

pilih "le kemudian save. Kemudian klik star # $un # cmd #

oke . setelah itu

Ketik kode yang sudah tesedia seperti gambar di bawah

Setelah itu ditunggu sampai %&& ' dan akan muncul angka seperti dibawah ini.

A"nitas merupakan kemampuan suatu senyawa atau obat untuk berinteraksidengan satu tipe tertentu dari reseptor.


9/14

(ari sini kita pilih angka yang kurang dari ) amstrongkarena merupakan nilai

yang digunakan untuk menentukan apakah prediksi mous ikatan tersebut

berhasil dan penting untuk validasi program docking. *ang dipilih yaitu nomer +

untuk di convert dalam bentuk P(, lalu disimpan dengan nama hasil docking .

Proses nya dapat dilihat di bawah ini -

Kemudian buka kembali (S isuali/er masukan protein dan ligand hasil docking

setelah selesai klik hasil docking kemudian klik ligand interaktions maka akan

muncul senyawa seperti dibawah ini


10/14

(ari sini pilih show types untuk mengetahui terjadinya ikatan apa saja ! untuk

lebih memperjelas tulisanya kita dapat mengganti latar nya dengan warna putih.

Kemudian di beri label! dengan font arial ,lack ! font si/e - %)

Setelah itu klik 01 ,ond dan senyawa mulai berinteraksi


11/14

Kesimpulan

8uto $ock vina adalah piranti lunak yang dikembangkan untuk penambatan dan penapisan

virtual# kecepatan proses penambatan dapat mencapai dua kali lipat dibandingkan8utodock#

1ntuk melakukan kegiatan Molecular $ocking dengan 8utodock =ina, diperlukan beberapa

aplikasi seperti berikut?

# Au!o'o52 Vina

# DS VisuaiBer

E# Au!o'o52Toos P4!#on

*# O(en "a0e

6 adalah suatu kode reseptor berupa bentuk kristal dari virus = dilengkapi ligand asli

(native ligand) berupa senyawa obat indinavir# asil yang didapat dari hasil docking yaitu

HI ",!J KI "#:! LI E,JJ: # dan ligand hasil docking yang dipilih yaitu ,:*J

$a%tar Pustaka

http?>>krissandy-gate9#blogspot#co#id>!>!">interaksi-obat-dengan-reseptor#html

http?>>lubisardian#web#unej#ac#id>!:>!:>!>aplikasi-autodock>

http://krissandy-gatez.blogspot.co.id/2012/06/interaksi-obat-dengan-reseptor.htmlhttp://lubisardian.web.unej.ac.id/2015/05/20/aplikasi-autodock/http://krissandy-gatez.blogspot.co.id/2012/06/interaksi-obat-dengan-reseptor.htmlhttp://lubisardian.web.unej.ac.id/2015/05/20/aplikasi-autodock/


12/14

Kami juga melakukan percobaan (ocking terhadap 2urcumin dan 234% berikut

data yang di dapat-

%. 5embuat struktur curcumin didalam cem draw dengan formad cd6). 5erubah curcumin dalam bentuk cd6 menjadi sdf menggunakan open

buble ! setelah dimasukkan klik convert7. Setetelah di convert kemudian membuka aplikasi (S visuali/er dan open

ligand #save as#ligand.pdb

,uka protein lalu hilangkan ligan dan airnya! setelah itu save denfan format pdb

dalam folder yang sama dengan ligand


13/14


14/14

Documents

Laporan Docking