28
TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER 1. Jelaskan perkembangan farmakologi molekuler dan peranananya dalam pengembangan/penemuan obat Jawaban: Farmakologi molekuler adalah ilmu yang mempelajari mengenai transduksi signal dan mekanisme aksi obat pada berbagai target aksi obat, meliputi kanal ion, enzim, transporter, dan reseptor. reseptor pada tingkat molekuler, ikatan obat-reseptor pada membrane plasma dan sel, sistem enzim sebagai target aksi molekul obat, perubahan-perubahan biokimia karena aksi obat, keragaman reseptor obat dan ekspresi gen yang berperan dalam mekanisme resistensi obat. Sehingga memberikan penjelasan bagaimana aksi obat sampai level molekuler, sehingga banyak membantu dalam menjelaskan bagaimana mekanisme aksi obat. Farmakologi molekuler menjadi penting karena interaksi obat dengan targertnya bersifat kompleks, melibatkan sistem seluler yang dinamis. Terjadi pada tingkat molekuler dan melibatkan serangkaian proses biokimiawi di dalam sel untuk menimbulkan efek. Ilmu tersebut sudah berkembang pesat di Eropa pada abad ke-19, dengan pioner seorang ilmuwan jerman bernama “Paul Ehrlich” (1854 -1915). Dia menyatakan obat tidak akan berkerja jika tidak berikatan degan target aksinya dalam tubuh. Sejak itu perkembangan farmakologi molekuler sangat pesat sekali. Pada penemuan saat itu sangat fenomenal antara lain: Thomas Renton Elliot (1877-1961) dan Sir Hendri Dale (1875-1968) menjelaskan tentang konsep transmisi senyawa kimia pada sel saraf yang melibatkan neurotransmitter, suatu senyawa yang memediasi transfer informasi dari satu sel saraf menuju sel saraf lainnya. Perkembangan penelitian farmakologi molekuler selanjutnya meliputi kloning gen pengkode beberapa reseptor, kanal ion, protein regulator, enzim metabolisme. Dari penelitian tersebut dapat diketahui mekanisme nasib obat dan atau aksi obat dalam tubuh secara molekuler. Peranan dalam perkembangan dan penemuan obat Perkembangan obat dahulu didasarkan oleh pengalaman empirik masyarakat (daun digitalis untuk penyakit jantung) dan observasi ilmiah (penemuan penisilin dari fungi

TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Embed Size (px)

DESCRIPTION

m,ml;l

Citation preview

Page 1: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

1. Jelaskan perkembangan farmakologi molekuler dan peranananya dalam

pengembangan/penemuan obat

Jawaban:

Farmakologi molekuler adalah ilmu yang mempelajari mengenai transduksi signal

dan mekanisme aksi obat pada berbagai target aksi obat, meliputi kanal ion, enzim,

transporter, dan reseptor. reseptor pada tingkat molekuler, ikatan obat-reseptor pada

membrane plasma dan sel, sistem enzim sebagai target aksi

molekul obat, perubahan-perubahan biokimia karena aksi obat,

keragaman reseptor obat dan ekspresi gen yang berperan dalam

mekanisme resistensi obat. Sehingga memberikan penjelasan bagaimana aksi obat

sampai level molekuler, sehingga banyak membantu dalam menjelaskan bagaimana

mekanisme aksi obat.

Farmakologi molekuler menjadi penting karena interaksi obat dengan targertnya

bersifat kompleks, melibatkan sistem seluler yang dinamis. Terjadi pada tingkat

molekuler dan melibatkan serangkaian proses biokimiawi di dalam sel untuk

menimbulkan efek. Ilmu tersebut sudah berkembang pesat di Eropa pada abad ke-19,

dengan pioner seorang ilmuwan jerman bernama “Paul Ehrlich” (1854-1915). Dia

menyatakan obat tidak akan berkerja jika tidak berikatan degan target aksinya dalam

tubuh. Sejak itu perkembangan farmakologi molekuler sangat pesat sekali. Pada

penemuan saat itu sangat fenomenal antara lain: Thomas Renton Elliot (1877-1961)

dan Sir Hendri Dale (1875-1968) menjelaskan tentang konsep transmisi senyawa

kimia pada sel saraf yang melibatkan neurotransmitter, suatu senyawa yang memediasi

transfer informasi dari satu sel saraf menuju sel saraf lainnya. Perkembangan

penelitian farmakologi molekuler selanjutnya meliputi kloning gen pengkode beberapa

reseptor, kanal ion, protein regulator, enzim metabolisme. Dari penelitian tersebut

dapat diketahui mekanisme nasib obat dan atau aksi obat dalam tubuh secara

molekuler.

Peranan dalam perkembangan dan penemuan obat

Perkembangan obat dahulu didasarkan oleh pengalaman empirik masyarakat (daun

digitalis untuk penyakit jantung) dan observasi ilmiah (penemuan penisilin dari fungi

Page 2: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

penicilium). Era sekarang obat baru dikembangkan oleh pakar kimia organik atau

kimia medisinal yang berkolaborasi dengan pakar farmakologi mulai dari pengetahuan

dasar obat tersebut, efek dan mekanisme aksi, hingga target molekulnya. Dalam hal

ini, pakar kimia organik atau kimia medisinal melakukan penemuan obat sedangkan

pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis obat meliputi keberkhasiatan

dan keamanan obat.

Penemuan obat yang berasal dari eksplorasi tanaman lebih dominan dibandingkan dari

proses sintesis maupun biotekhnologi. Dalam hal ini, pakar biologi melakukan

screening tanaman berpotensi obat atau isolasi senyawa aktif tanaman obat, sedangkan

pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis. Dari tinjauan tadi,

farmakologi mempunyai peran sentral dalam penemuan obat. Tugas utama seorang

pakar farmakologi dalam penemuan dan perkembangan obat baru adalah screening

aktivitas obat yang diharapkan, penentuan mekanisme aksi dan target molekul obat,

dan penetapan potensi aktivitas obat.

2. Jelaskan prinsip mekanisme kerja obat pada tingkat molekuler

Jawaban :

Untuk dapat berinteraksi dengan reseptor spesifik molekul obat harus mempunyai

factor sterik dan distribusi muatan yang spesifik pula. Interaksi obat reseptor terjadi

melalui dua tahap yaitu

a. Interaksi molekulobat dengan reseptor spesifik. Interaksi ini memerlukan afinitas.

b. Interaksi yang dapat menyebabkan perubahan konformasi makromolekul protein

sehingga timbul respon biologis. Interaksi obat-reseptor ini memerlukan efikasi

(aktivitas intrinsic) yaitu kemampuan obat utnuk mengubah bentuk konformasi

makromelkul protein sehingga dapat menimbulkan respon biologis.

Page 3: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

3. Sebutkan macam-macam kanal ion dan jelaskan peranannya pada makhluk hidup

Jawaban :

Peranan kanal ion bagi makhluk hidup

Kanal Na+ :berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi

Kanal K+ :kekuatan penstabil, repolarisasi/hiperpolarisasi

KanalCa++ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis, dan

pelepasan neurotransmitter

KanalCl- : aliran osmotic, hiperpolarisasi

ATAUBerdasarkan Ion yang Melintasi KanalBerdasarkan ion yag melintasinya, kanal ion dibedakan menjadi kanal Na+, kanal K+,kanal Ca2+, dan kanal Cl-.1. Kanal Na+Kanal Na+ berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi.Bertanggung jawab meneruskan potensial aksi yang akan terbuka jika terjadi

Page 4: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

depolarisasi. Jika terjadi depolarisasi maka kanal ion Na+ terbuka sehingga ion Na+melintasi membran. Jika depolarisasi lebih lanjut pada kanal ion di sebelahnya makakanal ion Na+ tadi akan inaktif yang terjadi berturut-turut ke kanan sehingga potensialaksi terhantar sepanjang akson hingga ujung saraf.2. Kanal K+Kanal K+ merupakan protein transmembran yang membentuk pori selektifterhadap ion kalium. Umumnya kanal K+ terletak di membran plasma. Kanal K+bertanggung jawab pada repolarisasi potensial aksi dan refraktori (konsekuensi untukkontraktilitas dan aritmia). Kanal K+ juga berperan mengontrol durasi potensial aksi,mengatur potensial istirahat dan otomatisitas.3. Kanal Cl- berperan dalam aliran osmotik, hiperpolarisasi. Fungsi kanal Cl- dalam seladalah untuk :- regulasi volume dan homeostasis ionik,- transport transepithelial, dan- Regulasi eksitabilitas elektrikBeberapa jenis kanal Cl- dapat diaktivasi oleh kekuatan mekanik mengakibatkansel membengkak sehingga kanal terbuka dan Cl- keluar sel dikuti oleh kation dan airsehingga sel mengempis kembali.4. Kanal Ca2+Kanal Ca2+ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis,pelepasan neurotransmitter. Ion Ca2+ merupakan second messenger penting yangmengontrol fungsi seluler termasuk kontraksi otot polos dan otot jantung. Kanal Ca2+tergantung voltase (Voltage-activated calcium channels) mengatur kadar Ca2+intraseluler dan berkontribusi dalam sinyaling kalsium dalam berbagai jenis sel, baiksel tereksitasi atau non-eksitasi. Pembukaan kanal ini terutama dipicu oleh depolarisasipotensial membran tapi juga dimodulasi oleh berbagai hormon, protein kinase, proteinposfatase, toksin dan obat

4. Berikan contoh obat yang bereaksi pada kanal ion dan jelaskan mekanisme

molekulernya

Jawaban :

Contoh obat kanal Na

Anestesi lokal (kokain, lidokain, prokain) dapat melintasi membran sehingga

berikatan dengan sisi sitoplasmik kanal Na menyebabkan kanal terinaktivasi.

Page 5: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Terjadinya blokade kanal menghambat hantaran transmisi impuls rasa sakit.

Fenitoin dan karbamazepin juga bekerja terhadap kanal Na. Kedua obat ini

bekerja dengan cara menstabilkan/memperlama fase inaktivasi kanal Na dimana

akan mengurangi firing rate, dengan demikian mengakibatkan impuls saraf tidak

segera dihantar dan sel saraf tidak mudah dipicu. Efeknya dapat mencegah

kejang.

Contoh obat kanal K

Antiaritmia kelas III: dofetilide, ibutilide, dan azimilide memblok Voltage-Gated

K+ Channels sehingga memperpanjang potensial aksi jantung dan mempunyai

efek antiaritmia.

Glibenclamide dan glipizide memblok kanal K-ATP pankreas, sehingga

digunakan untuk terapi diabetes. Tahapan kerja:

1. Menghambat kanal K tergantung ATP pada memberan sel beta

2. Mencegah efflux K+

3. Depolarisasi membran

4. Kanal Ca tergantung voltage terbuka

5. Influx Ca subsequent

6. Peningkatan kadar Ca intrasel

7. Induksi sekresi insulin dari sel beta

8. Penurunan kadar gula darah

Contoh obat Ca2+

Obat-obat pemblok kanal Ca (Ca2+ channel blocker) bekerja dengan menghambat

depolarisasi sehingga menghambat masuknya Ca2+ sel ke dalam sel otot. Hal ini

menyebabkan penurunan tekanan darah, penurunan kontraksi kardiak dan efek antiartimia,

sehingga golongan pemblok kanal Ca dapat digunakan untuk terapi hipertensi,

ischemia muikardial, aritmia.

Klasifikasi utama pemblok kanal Ca:

Phenylalkylamines (verapamil)

Benzothiazipines (diltiazem)

Page 6: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Dihydropyridines (nifedipine)

Contoh obat Cl

Lubiproston (Amitiza®) : mengaktifkan kanal ClC-2 sehingga meningkatkan sekresi

cairan ke lumen usus dan mengatasi obstipasi kronis idiopatik.

5. Jelaskan mekanisme pembukaan dan penutupan kanal ion (jelaskan dengan

gambar)

Jawaban :

Pembukaan dan penutupan kanal ion terjadi dalam 3 fase tahapan. Ketiga fase tersebut

adalah:

a. Deaktivasi / fase istirahat, kanal diblok pada sisi intraseluler oleh

“gerbang aktivasi” (m), yang dibentuk oleh domain III & IV subunit α (alfa)

Tahap ini merupakan potensial membran istirahat yang ada sebelum terjadinya

potensial aksi. Pada saat ini, membran dapat dikatakan “terpolarisasi”, karena

selama tahap ini berlangsung, potensial membrannya bersifat negatif dengan nilai

sekitar -90 milivolt.

b. aktivasi, terjadi depolarisasi dimana kanal terbuka, Pada tahap ini, membran secara

tiba-tiba menjadi sangat permeabel terhadap ion natrium. Hal ini menyebabkan

kanal ion natrium terbuka dengan cepat dan sejumlah besar ion natrium yang

bermuatan positif berdifusi masuk ke dalam akson. Keadaan membran yang

awalnya terpolarisasi dengan nilai -90 milivolt secara cepat menjadi semakin positif,

karena difusi natrium sekaligus menetralisir keadaan tersebut. Hal ini meningkatkan

Page 7: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

potensial membran. Aktifnya kanal ion natrium pada awal depolarisasi

memunculkan suatu feedbac positif, berupa trigger untuk terbukanya kanal-kanal

ion natrium yang lain, sehingga natrium akan terus berdifusi ke dalam akson hingga

tercapai konsentrasi tertentu.

c. inaktivasi, terjadi repolarisasi dimana kanal tertutup segera sesudah depolarisasi

oleh partikel inaktivasi (h). Tahapan ini berlangsung setelah tahap depolarisasi

berakhir, dan membran menjadi lebih permeabel terhadap ion kalium. Berakhirnya

tahap depolarisasi adalah ketika kanal ion natrium tertutup dengan cepat yang

diikuti oleh pembukaan kanal ion kalium secara lambat. Saat kanal ion kalium telah

terbuka secara sempurna, sejumlah besar ion kalium akan berdifusi keluar akson

secara cepat. Hal ini menyebabkan potensial membran yang tadinya menjadi positif

karena depolarisasi kembali bersifat negatif, dan ketika sifat negatif itu telah

dicapai, kanal ion kalium akan kembali menutup secara lambat.

6. Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi tiga berdasarkan mekanisme

aksinya. Jelaskan!

Jawaban :

Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi 3 berdasarkan mekanisme aksinya :

a. Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitifInhibitor kompetitif ( obat ) bereaksi secara kompetititf

dengan substrat enzim terhadap enzim pada sisi aktifnya. Interaksi antara obat

dengan enzim mengakibatkan penghambatan aktifitas enzim tersebut.

Ringkasnya, inhibitor kompetitif menghambat reaksi normal yang di perantarai

suatu enzim. Aspirin suatu oabt analgesik, bereaksi menghambat enzim

siklooksigenase yang di perantarai perubahan substrat asam arakidonat menjadi

beberapa mediator inflamasi yaitu prostaglandin, tromboksan. Neostigmin (obat

pada myasteniagravis) dan racun organofosfat (diisopropil fluorofosfat,

isofluorofosfat dan malation) menghambat enzim asetilkolinesterase yang

mendegradasi asetilkolin menjadi kolin dan asam assetat sehingga mengakibatkan

peningkatan kadar asetilkolin.

Page 8: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Kaptopril (antihipertensi ACE inhibitor) berekasi dengan menghambat

angiotensi–converting enzyme sehingga menghambat pembentukan angiotensi II

(suatu vasokonstriktor poten). Allopurinol, suatu obat antigout beraksi dengan

menghambat enzim xanthin oksidase. Enzim tersebut bertanggung jawab

menghasilkan asam urat. Simvastatin merupakan obat yang menurunkan kadar

lipid. Obat ini bereaksi mengahmbat enzim HMG-CoA reduktase, suatu rate-

limiting enzyme pada sistem kolesterol. HMG-CoA reduktase, merupakan enzim

yang mengubah HMG-CoA menjadi asam mevalonat, selanjutnya diubah menjadi

kolesterol. Antibiotik menghambat sintesis folat yaitu sulfonamid dan

trimetropim bereaksi secara sinergis menghambat enzim dihidropteroat

synthetase dan dihidrofolat reduktase. Kedua obat tersebut sering dikombinasikan

untuk beberapa kasus infeksi misalnya infeksi pada saluran pernapasan dan

saluran kencing.

Contoh obat lainnya adalah asetasolamid (diuretik, menghambat enzim karbonik

anhidrase), karbidopa (anti Parkinson, menghambat dopa dekarboksilase),

selegilin (anti Parkinson, menghambat enzim monoamin oksidase B), cytarabin

(anti kanker, menghambat enzim DNA polimerase), acyclovir (anti virus

menghambat thymidin kinase).

b. Substrat Palsu

Obat antikanker fluorourasil merupakan suatu contoh obatyang beraksi sebagai

substrat palsu. Pada proses normal, urasil dalam 2-deoksiuridilat (DUMP) diubah

menjadi 2-deoksitimidilat (DTMP) melalui enzim timidilat sintetase. Timidilat

tersebut digunakan dalam proses sintesis purine atau sintesis DNA sel. Pada

pemberian fluorourasil, senyawa ini kan mengalami transformasi kimia untuk

membentuk produk abnormal yang mengganti jalur metabolisme yang normal.

Fluorourasil mengganti urasil sebagai intermediet pada biosintesis purine. Dalam

tubuh fluorourasil diubah menjadi fluorodeoksiuridin monofosfat (FDUMP),

dapat berinteraksi dengan timifilat sintetase namun tidak mngahasilkan DTMP.

Hal ini mengakibatkan penghambatan sintesis DNA dan pada akhirnya

pembelahan sel terhenti.

Page 9: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Contoh lain adalah metildopa suatu obat antihipertensi golongan central

blockers. Peningkatan tekanan darah salah satunya dipacu oleh aktivitas syaraf

simpatik pada organ kardiovaskuler dengan melibatkan noradrenalin (NA). Dalam

sistem syaraf simpatik , NA dibentuk dari dopamin oleh enzim dopamin b-

hidroksilase. Dopamin sendiri dibentuk dari dopa oleh enzim dopa

dekarboksiloase. Pada pemberian metildopa, senyawa tersebut dapat berinteraksi

dengan enzim tersebut sehingga tidak terbentuk noradrenalin namun membentuk

metil-noradrenalin. Metil-noradrenalin merupakan agonis a2 adrenergik.

Aktifitas pada reseptor a2 adrenergik menyebabkan penghambatan pelepasan

noradrenalin dari sistem syaraf simpatik.

c. Pro-drug

Istilah pro-drug merupakan salah satu obat yang berinteraksi enzim metabolisme

dalam tubuh, diubah menjadi suatu metabolit yang mempunyai efek farmakologi.

Dalam hal ini obat tersebut bisa tidak aktif namun metabolitnya lebih aktif.

Contoh prodrug (tidak aktif) dengan metabolit aktifnya adalah kortison

(hidrokortison), prednison (prednisolon), enalapril (enalaprilat), azathioprin

(merkaptopurine), zidovudin (zidovudin tri fosfat). Atau, obat tersebut bersifat

aktif namun metabolitnya jauh lebih aktif. Contohnya : morfin (morfin 6-

glukuronat), parasetamol (N- asetil-p- benzoquinon imin),halotan (asam

trifluoroasetat ).

7. Berikan dan jelaskan contoh obat yang mekanisme aksinya bereaksi sebagai

substrat palsu!

Jawaban :

Obat antikanker fluorourasil merupakan suatu contoh obat yang beraksi sebagai substrat

palsu. Pada proses normal , urasil dalam 2-deoksiuridilat ( DUMP) diubah menjadi 2-

deoksitimidilat ( DTMP) melalui enzim timidilat sintetase. Timidilat tersebut digunakan

dalam proses sintesis purine atau sintesis DNA sel. Pada pemberian fluorourasil, senyawa

ini kan mengalami transformasi kimia untuk membentuk produk abnormal yang

mengganti jalur metabolisme yang normal. Fluorourasil mengganti urasil sebagai

intermediet pada biosintesis purine. Dalam tubuh fluorourasil diubah menjadi

Page 10: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

fluorodeoksiuridin monofosfat ( FDUMP), dapat berinteraksi dengan timifilat sintetase

namun tidak mngahasilkan DTMP. Hal ini mengakibatkan penghambatan sintesis DNA

dan pada akhirnya pembelahan sel terhenti.

8. a. Apa yang dimaksud dengan transporter

Jawaban :

Transporter adalah molekul pembawa yang memfasilitasi perpindahan substrat yang

melintasi membran sel.

b. Jelaskan perbedaan transporter aktif dan transporter pasif

Jawaban :

Perbedaan transporter aktif dan transporter pasif adalah

Pada transpor aktif, sel menggunakan energi untuk memindahkan bahan dan mampu

memompa melawan gradien elektrokimia. Transpor aktif selalu diperantarai oleh

protein. Pengangkutan pada transpor aktif dilakukan dengan mengikat zat hidrofil pada

suatu protein pengangkut spesifik yang umumnya di membran sel (carier). Sedangkan

transporter pasif, terjadi apabila suatu bahan melintasi membran mengikuti penurunan

gradien elektrokimia. Dimana transporter pasif bekerja menggunakan energi dari

gradient konsentrasi atau gradient elektokimia, digolongkan menjadi 3 yaitu uniporter,

symporter, dan antiporter.

9. Berikan satu contoh obat yang bekerja pada transporter dan jelaskan mekanisme

aksinya

Jawaban :

- Contoh obat yang bekerja pada transporter adalah Obat golongan glikosida

jantung seperti digoksin.

- Mekanisme aksi obat ini bekerja menghambat pompa Na-K-ATPase pada

membrane sel otot jantung sehingga meningkatkan kadar Na+ intrasel, dan ini

menyebabkan berkurangnya pertukaran Na+ - Ca++ Selama repolarisasi dan

relaksasi otot jantung sehingga Ca2+ intrasel meningkat, dan ambilan Ca2+

kedalam retikulum sarkoplasmik meningkat. Dengan demikian, Ca2+ yang

tersedia dalam sarkoplasmik untuk dilepaskan kedalam sitosol untuk kontraksi

meningkat, sehingga kontraktilitas sel otot jantung meningkat.

Page 11: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER
Page 12: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

10. Sebutkan dan jelaskan 4 macam reseptor berdasarkan letak dan tranduksi

signalnya

Jawaban :

Reseptor berdasarkan letak dan transduksi signalnya terbagi menjadi 4 macam, yaitu:

Reseptor terhubung kanal ion (ionotropic receptor)

Reseptor ini berada di membran sel, disebut juga reseptor ionotropik.Respon

terjadi dalam hitungan milidetik.Kanal merupakan bagian dari reseptor.Reseptor

kanal ion ini merupakan reseptor membran yang langsung terhubung oleh suatu

kanal ion dan memperantarai aksi sinaptik yang cepat.Contoh : reseptor nikotinik,

reseptor GABAA, reseptor ionotropik glutamat dan reseptor 5-HT3.

Reseptor terhubung enzim ( tyrosine kinase- linked receptor)

Reseptor terhubung enzim merupakan protein transmembran dengan bagian besar

ekstraseluler mengandung binding site untuk ligan (contoh : faktor pertumbuhan,

sitokin) dan bagian intraseluler mempunyai aktivitas enzim (biasanya aktivitas

tirosin kinase). Aktivasi menginisiasi jalur intraseluler yang melibatkan tranduser

sitosolik dan nuklear, bahkan transkripsi gen. Reseptor sitokin mengaktifkan Jak

kinase, yang pada gilirannya mengaktifkan faktor transkripsi Stat, yang kemudian

mengaktifkan transkripsi genReseptor faktor pertumbuhan terdiri dari 2 reseptor,

masing-masing dengan satu sisi pengikatan untuk ligan. Agonis berikatan pada 2

reseptor menghasilkan kopling (dimerisasi). Tirosin kinase dalam masing-masing

reseptor saling memposforilasi satu sama lain. Protein penerima (adapter) yang

mengandung gugus –SH berikatan pada residu terposforilasi dan mengaktifkan

tiga jalur kinase.Kinase 3 memposforilasi berbagai factor transkripsi, kemudian

mengaktifkan transkripsi gen untuk proliferasi dan diferensiasi.

Reseptor terkopling protein G (G Protein-coupled receptors (GPCRs)

Reseptor terkopling protein G (GPCR), disebut juga reseptor metabotropik,

berada di sel membran dan responnya terjadi dalam hitungan detik. GPCR

mempunyai rantai polipeptida tunggal dengan 7 heliks transmembran, dimana 1

rantai polipeptida tunggal keluar mauk menembus membran sel sampai 7 kali.

Page 13: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Memperantarai aksi yg lambat beberapa neurotransmitter dan hormone. Contoh:

Reseptor asetilkolin muskarinik, adrenergik, dopaminergik dan serotonin.

Reseptor terkopling nuklear (nuclear receptor)

Reseptor terhubung transkripsi gen disebut juga reseptor nuklear (walaupun

beberapa ada di sitosol, merupakan reseptor sitosolik yang kemudian bermigrasi

ke nukleus setelah berikatan dengan ligand, seperti reseptor glukokortikoid).

Contoh : reseptor kortikosteroid, reseptor estrogen dan progestogen, reseptor

vitamin D.

11. Jelaskan peranan reseptor dalam mekanisme kerja obat sehingga dapat

memberikan efek

Jawab :

Beberapa obat dapat menghasilkan efek setelah berikatan dengan komponen

organisme yang spesifik dalam hal ini resptor. Reseptor berperan sebagai target aksi

suatu obat untuk dapat menghasilkan efek.Obat harus masuk ke dalam setiap sel agar bisa

menyelesaikan atau mengobati bagian yang rusak atau terinfeksi. Obat biasanya juga

ditujukan langsung untuk mengubah susunan DNA dalam inti sel, ini umumnya obat

yang menyangkut penyakit menular, mematikan, dan sebagainya. Namun, sebelum obat

dapat masuk ke dalam sel, obat harus melewati membran sel yang memiliki banyak

reseptor di permukaannya. Oleh karena itu, disebut reseptor sebagai target aksi obat, agar

obat – obatan tersebut dapat dengan mudah masuk ke dalam sel.

Kemudian mekanisme kerja obat yang paling umum ialah terikat pada tempat

reseptor sel. Reseptor melokalisasi efek obat. Tempat reseptor berinteraksi dengan obat

karena memiliki bentuk kimia yang sama. Obat dan reseptor saling berikatan seperti

gembok dan kuncinya. Ketika obat dan reseptor saling berikatan, efek terapeutik

dirasakan Selain itu reseptor berperan dalam mengenal dan mengikat suatu obat dengan

spesifitas yang tinggi dan meneruskan signal tersebut ke dalam sel melalui beberapa cara

yaitu:

1. Perubahan permeabilitas membran

2. Pembentukan second messenger

3. Mempengaruhi transkripsi gen

Page 14: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

12. Jelaskan mekanisme kerja reseptor nikotinik

Jawaban :

Reseptor ini selain mengikat asetilkolin, dapat pula mengenal nikotin, tetapi afinitas

lemah terhadap muskarin. Tahap awal nikotin memang memacu reseptor nikotinik,

namun setelah itu akan menyekat reseptor itu sendiri. Reseptor nikotinik ini terdapat di

di otot skeletal, ganglion sistem saraf simpatk dan parasimpatik, neuron sistem saraf

pusat, dan sel non neural. Mekanisme kerja reseptor ini ditunjukkan pada gambar

Page 15: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

1. Jelaskan perkembangan farmakologi molekuler dan peranananya dalam

pengembangan/penemuan obat

Jawaban:

Farmakologi molekuler adalah ilmu yang mempelajari mengenai transduksi signal

dan mekanisme aksi obat pada berbagai target aksi obat, meliputi kanal ion, enzim,

transporter, dan reseptor. reseptor pada tingkat molekuler, ikatan obat-reseptor pada

membrane plasma dan sel, sistem enzim sebagai target aksi

molekul obat, perubahan-perubahan biokimia karena aksi obat,

keragaman reseptor obat dan ekspresi gen yang berperan dalam

mekanisme resistensi obat. Sehingga memberikan penjelasan bagaimana aksi obat

sampai level molekuler, sehingga banyak membantu dalam menjelaskan bagaimana

mekanisme aksi obat.

Farmakologi molekuler menjadi penting karena interaksi obat dengan targertnya

bersifat kompleks, melibatkan sistem seluler yang dinamis. Terjadi pada tingkat

molekuler dan melibatkan serangkaian proses biokimiawi di dalam sel untuk

menimbulkan efek. Ilmu tersebut sudah berkembang pesat di Eropa pada abad ke-19,

dengan pioner seorang ilmuwan jerman bernama “Paul Ehrlich” (1854-1915). Dia

menyatakan obat tidak akan berkerja jika tidak berikatan degan target aksinya dalam

tubuh. Sejak itu perkembangan farmakologi molekuler sangat pesat sekali. Pada

penemuan saat itu sangat fenomenal antara lain: Thomas Renton Elliot (1877-1961)

dan Sir Hendri Dale (1875-1968) menjelaskan tentang konsep transmisi senyawa

kimia pada sel saraf yang melibatkan neurotransmitter, suatu senyawa yang memediasi

transfer informasi dari satu sel saraf menuju sel saraf lainnya. Perkembangan

penelitian farmakologi molekuler selanjutnya meliputi kloning gen pengkode beberapa

reseptor, kanal ion, protein regulator, enzim metabolisme. Dari penelitian tersebut

dapat diketahui mekanisme nasib obat dan atau aksi obat dalam tubuh secara

molekuler.

Peranan dalam perkembangan dan penemuan obat

Perkembangan obat dahulu didasarkan oleh pengalaman empirik masyarakat (daun

digitalis untuk penyakit jantung) dan observasi ilmiah (penemuan penisilin dari fungi

Page 16: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

penicilium). Era sekarang obat baru dikembangkan oleh pakar kimia organik atau

kimia medisinal yang berkolaborasi dengan pakar farmakologi mulai dari pengetahuan

dasar obat tersebut, efek dan mekanisme aksi, hingga target molekulnya. Dalam hal

ini, pakar kimia organik atau kimia medisinal melakukan penemuan obat sedangkan

pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis obat meliputi keberkhasiatan

dan keamanan obat.

Penemuan obat yang berasal dari eksplorasi tanaman lebih dominan dibandingkan dari

proses sintesis maupun biotekhnologi. Dalam hal ini, pakar biologi melakukan

screening tanaman berpotensi obat atau isolasi senyawa aktif tanaman obat, sedangkan

pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis. Dari tinjauan tadi,

farmakologi mempunyai peran sentral dalam penemuan obat. Tugas utama seorang

pakar farmakologi dalam penemuan dan perkembangan obat baru adalah screening

aktivitas obat yang diharapkan, penentuan mekanisme aksi dan target molekul obat,

dan penetapan potensi aktivitas obat.

2. Jelaskan prinsip mekanisme kerja obat pada tingkat molekuler

Jawaban :

Untuk dapat berinteraksi dengan reseptor spesifik molekul obat harus mempunyai

factor sterik dan distribusi muatan yang spesifik pula. Interaksi obat reseptor terjadi

melalui dua tahap yaitu

a. Interaksi molekulobat dengan reseptor spesifik. Interaksi ini memerlukan afinitas.

b. Interaksi yang dapat menyebabkan perubahan konformasi makromolekul protein

sehingga timbul respon biologis. Interaksi obat-reseptor ini memerlukan efikasi

(aktivitas intrinsic) yaitu kemampuan obat utnuk mengubah bentuk konformasi

makromelkul protein sehingga dapat menimbulkan respon biologis.

Page 17: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

3. Sebutkan macam-macam kanal ion dan jelaskan peranannya pada makhluk hidup

Jawaban :

Peranan kanal ion bagi makhluk hidup

Kanal Na+ :berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi

Kanal K+ :kekuatan penstabil, repolarisasi/hiperpolarisasi

KanalCa++ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis, dan

pelepasan neurotransmitter

KanalCl- : aliran osmotic, hiperpolarisasi

ATAUBerdasarkan Ion yang Melintasi KanalBerdasarkan ion yag melintasinya, kanal ion dibedakan menjadi kanal Na+, kanal K+,kanal Ca2+, dan kanal Cl-.1. Kanal Na+Kanal Na+ berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi.Bertanggung jawab meneruskan potensial aksi yang akan terbuka jika terjadi

Page 18: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

depolarisasi. Jika terjadi depolarisasi maka kanal ion Na+ terbuka sehingga ion Na+melintasi membran. Jika depolarisasi lebih lanjut pada kanal ion di sebelahnya makakanal ion Na+ tadi akan inaktif yang terjadi berturut-turut ke kanan sehingga potensialaksi terhantar sepanjang akson hingga ujung saraf.2. Kanal K+Kanal K+ merupakan protein transmembran yang membentuk pori selektifterhadap ion kalium. Umumnya kanal K+ terletak di membran plasma. Kanal K+bertanggung jawab pada repolarisasi potensial aksi dan refraktori (konsekuensi untukkontraktilitas dan aritmia). Kanal K+ juga berperan mengontrol durasi potensial aksi,mengatur potensial istirahat dan otomatisitas.3. Kanal Cl- berperan dalam aliran osmotik, hiperpolarisasi. Fungsi kanal Cl- dalam seladalah untuk :- regulasi volume dan homeostasis ionik,- transport transepithelial, dan- Regulasi eksitabilitas elektrikBeberapa jenis kanal Cl- dapat diaktivasi oleh kekuatan mekanik mengakibatkansel membengkak sehingga kanal terbuka dan Cl- keluar sel dikuti oleh kation dan airsehingga sel mengempis kembali.4. Kanal Ca2+Kanal Ca2+ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis,pelepasan neurotransmitter. Ion Ca2+ merupakan second messenger penting yangmengontrol fungsi seluler termasuk kontraksi otot polos dan otot jantung. Kanal Ca2+tergantung voltase (Voltage-activated calcium channels) mengatur kadar Ca2+intraseluler dan berkontribusi dalam sinyaling kalsium dalam berbagai jenis sel, baiksel tereksitasi atau non-eksitasi. Pembukaan kanal ini terutama dipicu oleh depolarisasipotensial membran tapi juga dimodulasi oleh berbagai hormon, protein kinase, proteinposfatase, toksin dan obat

4. Berikan contoh obat yang bereaksi pada kanal ion dan jelaskan mekanisme

molekulernya

Jawaban :

Contoh obat kanal Na

Anestesi lokal (kokain, lidokain, prokain) dapat melintasi membran sehingga

berikatan dengan sisi sitoplasmik kanal Na menyebabkan kanal terinaktivasi.

Page 19: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Terjadinya blokade kanal menghambat hantaran transmisi impuls rasa sakit.

Fenitoin dan karbamazepin juga bekerja terhadap kanal Na. Kedua obat ini

bekerja dengan cara menstabilkan/memperlama fase inaktivasi kanal Na dimana

akan mengurangi firing rate, dengan demikian mengakibatkan impuls saraf tidak

segera dihantar dan sel saraf tidak mudah dipicu. Efeknya dapat mencegah

kejang.

Contoh obat kanal K

Antiaritmia kelas III: dofetilide, ibutilide, dan azimilide memblok Voltage-Gated

K+ Channels sehingga memperpanjang potensial aksi jantung dan mempunyai

efek antiaritmia.

Glibenclamide dan glipizide memblok kanal K-ATP pankreas, sehingga

digunakan untuk terapi diabetes. Tahapan kerja:

1. Menghambat kanal K tergantung ATP pada memberan sel beta

2. Mencegah efflux K+

3. Depolarisasi membran

4. Kanal Ca tergantung voltage terbuka

5. Influx Ca subsequent

6. Peningkatan kadar Ca intrasel

7. Induksi sekresi insulin dari sel beta

8. Penurunan kadar gula darah

Contoh obat Ca2+

Obat-obat pemblok kanal Ca (Ca2+ channel blocker) bekerja dengan menghambat

depolarisasi sehingga menghambat masuknya Ca2+ sel ke dalam sel otot. Hal ini

menyebabkan penurunan tekanan darah, penurunan kontraksi kardiak dan efek antiartimia,

sehingga golongan pemblok kanal Ca dapat digunakan untuk terapi hipertensi,

ischemia muikardial, aritmia.

Klasifikasi utama pemblok kanal Ca:

Phenylalkylamines (verapamil)

Benzothiazipines (diltiazem)

Page 20: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Dihydropyridines (nifedipine)

Contoh obat Cl

Lubiproston (Amitiza®) : mengaktifkan kanal ClC-2 sehingga meningkatkan sekresi

cairan ke lumen usus dan mengatasi obstipasi kronis idiopatik.

5. Jelaskan mekanisme pembukaan dan penutupan kanal ion (jelaskan dengan

gambar)

Jawaban :

Pembukaan dan penutupan kanal ion terjadi dalam 3 fase tahapan. Ketiga fase tersebut

adalah:

a. Deaktivasi / fase istirahat, kanal diblok pada sisi intraseluler oleh

“gerbang aktivasi” (m), yang dibentuk oleh domain III & IV subunit α (alfa)

Tahap ini merupakan potensial membran istirahat yang ada sebelum terjadinya

potensial aksi. Pada saat ini, membran dapat dikatakan “terpolarisasi”, karena

selama tahap ini berlangsung, potensial membrannya bersifat negatif dengan nilai

sekitar -90 milivolt.

b. aktivasi, terjadi depolarisasi dimana kanal terbuka, Pada tahap ini, membran secara

Page 21: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

tiba-tiba menjadi sangat permeabel terhadap ion natrium. Hal ini menyebabkan

kanal ion natrium terbuka dengan cepat dan sejumlah besar ion natrium yang

bermuatan positif berdifusi masuk ke dalam akson. Keadaan membran yang

awalnya terpolarisasi dengan nilai -90 milivolt secara cepat menjadi semakin positif,

karena difusi natrium sekaligus menetralisir keadaan tersebut. Hal ini meningkatkan

potensial membran. Aktifnya kanal ion natrium pada awal depolarisasi

memunculkan suatu feedbac positif, berupa trigger untuk terbukanya kanal-kanal

ion natrium yang lain, sehingga natrium akan terus berdifusi ke dalam akson hingga

tercapai konsentrasi tertentu.

c. inaktivasi, terjadi repolarisasi dimana kanal tertutup segera sesudah depolarisasi

oleh partikel inaktivasi (h). Tahapan ini berlangsung setelah tahap depolarisasi

berakhir, dan membran menjadi lebih permeabel terhadap ion kalium. Berakhirnya

tahap depolarisasi adalah ketika kanal ion natrium tertutup dengan cepat yang

diikuti oleh pembukaan kanal ion kalium secara lambat. Saat kanal ion kalium telah

terbuka secara sempurna, sejumlah besar ion kalium akan berdifusi keluar akson

secara cepat. Hal ini menyebabkan potensial membran yang tadinya menjadi positif

karena depolarisasi kembali bersifat negatif, dan ketika sifat negatif itu telah

dicapai, kanal ion kalium akan kembali menutup secara lambat.

6. Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi tiga berdasarkan mekanisme

aksinya. Jelaskan!

Jawaban :

Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi 3 berdasarkan mekanisme aksinya :

a. Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitifInhibitor kompetitif ( obat ) bereaksi secara kompetititf

dengan substrat enzim terhadap enzim pada sisi aktifnya. Interaksi antara obat

dengan enzim mengakibatkan penghambatan aktifitas enzim tersebut.

Ringkasnya, inhibitor kompetitif menghambat reaksi normal yang di perantarai

suatu enzim. Aspirin suatu oabt analgesik, bereaksi menghambat enzim

siklooksigenase yang di perantarai perubahan substrat asam arakidonat menjadi

Page 22: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

beberapa mediator inflamasi yaitu prostaglandin, tromboksan. Neostigmin (obat

pada myasteniagravis) dan racun organofosfat (diisopropil fluorofosfat,

isofluorofosfat dan malation) menghambat enzim asetilkolinesterase yang

mendegradasi asetilkolin menjadi kolin dan asam assetat sehingga mengakibatkan

peningkatan kadar asetilkolin.

Kaptopril (antihipertensi ACE inhibitor) berekasi dengan menghambat

angiotensi–converting enzyme sehingga menghambat pembentukan angiotensi II

(suatu vasokonstriktor poten). Allopurinol, suatu obat antigout beraksi dengan

menghambat enzim xanthin oksidase. Enzim tersebut bertanggung jawab

menghasilkan asam urat. Simvastatin merupakan obat yang menurunkan kadar

lipid. Obat ini bereaksi mengahmbat enzim HMG-CoA reduktase, suatu rate-

limiting enzyme pada sistem kolesterol. HMG-CoA reduktase, merupakan enzim

yang mengubah HMG-CoA menjadi asam mevalonat, selanjutnya diubah menjadi

kolesterol. Antibiotik menghambat sintesis folat yaitu sulfonamid dan

trimetropim bereaksi secara sinergis menghambat enzim dihidropteroat

synthetase dan dihidrofolat reduktase. Kedua obat tersebut sering dikombinasikan

untuk beberapa kasus infeksi misalnya infeksi pada saluran pernapasan dan

saluran kencing.

Contoh obat lainnya adalah asetasolamid (diuretik, menghambat enzim karbonik

anhidrase), karbidopa (anti Parkinson, menghambat dopa dekarboksilase),

selegilin (anti Parkinson, menghambat enzim monoamin oksidase B), cytarabin

(anti kanker, menghambat enzim DNA polimerase), acyclovir (anti virus

menghambat thymidin kinase).

b. Substrat Palsu

Obat antikanker fluorourasil merupakan suatu contoh obatyang beraksi sebagai

substrat palsu. Pada proses normal, urasil dalam 2-deoksiuridilat (DUMP) diubah

menjadi 2-deoksitimidilat (DTMP) melalui enzim timidilat sintetase. Timidilat

tersebut digunakan dalam proses sintesis purine atau sintesis DNA sel. Pada

pemberian fluorourasil, senyawa ini kan mengalami transformasi kimia untuk

membentuk produk abnormal yang mengganti jalur metabolisme yang normal.

Fluorourasil mengganti urasil sebagai intermediet pada biosintesis purine. Dalam

Page 23: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

tubuh fluorourasil diubah menjadi fluorodeoksiuridin monofosfat (FDUMP),

dapat berinteraksi dengan timifilat sintetase namun tidak mngahasilkan DTMP.

Hal ini mengakibatkan penghambatan sintesis DNA dan pada akhirnya

pembelahan sel terhenti.

Contoh lain adalah metildopa suatu obat antihipertensi golongan central

blockers. Peningkatan tekanan darah salah satunya dipacu oleh aktivitas syaraf

simpatik pada organ kardiovaskuler dengan melibatkan noradrenalin (NA). Dalam

sistem syaraf simpatik , NA dibentuk dari dopamin oleh enzim dopamin b-

hidroksilase. Dopamin sendiri dibentuk dari dopa oleh enzim dopa

dekarboksiloase. Pada pemberian metildopa, senyawa tersebut dapat berinteraksi

dengan enzim tersebut sehingga tidak terbentuk noradrenalin namun membentuk

metil-noradrenalin. Metil-noradrenalin merupakan agonis a2 adrenergik.

Aktifitas pada reseptor a2 adrenergik menyebabkan penghambatan pelepasan

noradrenalin dari sistem syaraf simpatik.

c. Pro-drug

Istilah pro-drug merupakan salah satu obat yang berinteraksi enzim metabolisme

dalam tubuh, diubah menjadi suatu metabolit yang mempunyai efek farmakologi.

Dalam hal ini obat tersebut bisa tidak aktif namun metabolitnya lebih aktif.

Contoh prodrug (tidak aktif) dengan metabolit aktifnya adalah kortison

(hidrokortison), prednison (prednisolon), enalapril (enalaprilat), azathioprin

(merkaptopurine), zidovudin (zidovudin tri fosfat). Atau, obat tersebut bersifat

aktif namun metabolitnya jauh lebih aktif. Contohnya : morfin (morfin 6-

glukuronat), parasetamol (N- asetil-p- benzoquinon imin),halotan (asam

trifluoroasetat ).

7. Berikan dan jelaskan contoh obat yang mekanisme aksinya bereaksi sebagai

substrat palsu!

Jawaban :

Obat antikanker fluorourasil merupakan suatu contoh obat yang beraksi sebagai substrat

palsu. Pada proses normal , urasil dalam 2-deoksiuridilat ( DUMP) diubah menjadi 2-

deoksitimidilat ( DTMP) melalui enzim timidilat sintetase. Timidilat tersebut digunakan

Page 24: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

dalam proses sintesis purine atau sintesis DNA sel. Pada pemberian fluorourasil, senyawa

ini kan mengalami transformasi kimia untuk membentuk produk abnormal yang

mengganti jalur metabolisme yang normal. Fluorourasil mengganti urasil sebagai

intermediet pada biosintesis purine. Dalam tubuh fluorourasil diubah menjadi

fluorodeoksiuridin monofosfat ( FDUMP), dapat berinteraksi dengan timifilat sintetase

namun tidak mngahasilkan DTMP. Hal ini mengakibatkan penghambatan sintesis DNA

dan pada akhirnya pembelahan sel terhenti.

8. a. Apa yang dimaksud dengan transporter

Jawaban :

Transporter adalah molekul pembawa yang memfasilitasi perpindahan substrat yang

melintasi membran sel.

b. Jelaskan perbedaan transporter aktif dan transporter pasif

Jawaban :

Perbedaan transporter aktif dan transporter pasif adalah

Pada transpor aktif, sel menggunakan energi untuk memindahkan bahan dan mampu

memompa melawan gradien elektrokimia. Transpor aktif selalu diperantarai oleh

protein. Pengangkutan pada transpor aktif dilakukan dengan mengikat zat hidrofil pada

suatu protein pengangkut spesifik yang umumnya di membran sel (carier). Sedangkan

transporter pasif, terjadi apabila suatu bahan melintasi membran mengikuti penurunan

gradien elektrokimia. Dimana transporter pasif bekerja menggunakan energi dari

gradient konsentrasi atau gradient elektokimia, digolongkan menjadi 3 yaitu uniporter,

symporter, dan antiporter.

9. Berikan satu contoh obat yang bekerja pada transporter dan jelaskan mekanisme

aksinya

Jawaban :

- Contoh obat yang bekerja pada transporter adalah Obat golongan glikosida

jantung seperti digoksin.

- Mekanisme aksi obat ini bekerja menghambat pompa Na-K-ATPase pada

membrane sel otot jantung sehingga meningkatkan kadar Na+ intrasel, dan ini

menyebabkan berkurangnya pertukaran Na+ - Ca++ Selama repolarisasi dan

Page 25: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

relaksasi otot jantung sehingga Ca2+ intrasel meningkat, dan ambilan Ca2+

kedalam retikulum sarkoplasmik meningkat. Dengan demikian, Ca2+ yang

tersedia dalam sarkoplasmik untuk dilepaskan kedalam sitosol untuk kontraksi

meningkat, sehingga kontraktilitas sel otot jantung meningkat.

relaksasi otot jantung sehingga Ca2+ intrasel meningkat, dan ambilan Ca2+

kedalam retikulum sarkoplasmik meningkat. Dengan demikian, Ca2+ yang

tersedia dalam sarkoplasmik untuk dilepaskan kedalam sitosol untuk kontraksi

meningkat, sehingga kontraktilitas sel otot jantung meningkat.

relaksasi otot jantung sehingga Ca2+ intrasel meningkat, dan ambilan Ca2+

kedalam retikulum sarkoplasmik meningkat. Dengan demikian, Ca2+ yang

tersedia dalam sarkoplasmik untuk dilepaskan kedalam sitosol untuk kontraksi

meningkat, sehingga kontraktilitas sel otot jantung meningkat.

Page 26: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

10. Sebutkan dan jelaskan 4 macam reseptor berdasarkan letak dan tranduksi

signalnya

Jawaban :

Reseptor berdasarkan letak dan transduksi signalnya terbagi menjadi 4 macam, yaitu:

Reseptor terhubung kanal ion (ionotropic receptor)

Reseptor ini berada di membran sel, disebut juga reseptor ionotropik.Respon

terjadi dalam hitungan milidetik.Kanal merupakan bagian dari reseptor.Reseptor

kanal ion ini merupakan reseptor membran yang langsung terhubung oleh suatu

kanal ion dan memperantarai aksi sinaptik yang cepat.Contoh : reseptor nikotinik,

reseptor GABAA, reseptor ionotropik glutamat dan reseptor 5-HT3.

Reseptor terhubung enzim ( tyrosine kinase- linked receptor)

Reseptor terhubung enzim merupakan protein transmembran dengan bagian besar

ekstraseluler mengandung binding site untuk ligan (contoh : faktor pertumbuhan,

sitokin) dan bagian intraseluler mempunyai aktivitas enzim (biasanya aktivitas

tirosin kinase). Aktivasi menginisiasi jalur intraseluler yang melibatkan tranduser

sitosolik dan nuklear, bahkan transkripsi gen. Reseptor sitokin mengaktifkan Jak

kinase, yang pada gilirannya mengaktifkan faktor transkripsi Stat, yang kemudian

mengaktifkan transkripsi genReseptor faktor pertumbuhan terdiri dari 2 reseptor,

masing-masing dengan satu sisi pengikatan untuk ligan. Agonis berikatan pada 2

reseptor menghasilkan kopling (dimerisasi). Tirosin kinase dalam masing-masing

reseptor saling memposforilasi satu sama lain. Protein penerima (adapter) yang

mengandung gugus –SH berikatan pada residu terposforilasi dan mengaktifkan

tiga jalur kinase.Kinase 3 memposforilasi berbagai factor transkripsi, kemudian

mengaktifkan transkripsi gen untuk proliferasi dan diferensiasi.

Reseptor terkopling protein G (G Protein-coupled receptors (GPCRs)

Reseptor terkopling protein G (GPCR), disebut juga reseptor metabotropik,

berada di sel membran dan responnya terjadi dalam hitungan detik. GPCR

mempunyai rantai polipeptida tunggal dengan 7 heliks transmembran, dimana 1

rantai polipeptida tunggal keluar mauk menembus membran sel sampai 7 kali.

Page 27: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

Memperantarai aksi yg lambat beberapa neurotransmitter dan hormone. Contoh:

Reseptor asetilkolin muskarinik, adrenergik, dopaminergik dan serotonin.

Reseptor terkopling nuklear (nuclear receptor)

Reseptor terhubung transkripsi gen disebut juga reseptor nuklear (walaupun

beberapa ada di sitosol, merupakan reseptor sitosolik yang kemudian bermigrasi

ke nukleus setelah berikatan dengan ligand, seperti reseptor glukokortikoid).

Contoh : reseptor kortikosteroid, reseptor estrogen dan progestogen, reseptor

vitamin D.

11. Jelaskan peranan reseptor dalam mekanisme kerja obat sehingga dapat

memberikan efek

Jawab :

Beberapa obat dapat menghasilkan efek setelah berikatan dengan komponen

organisme yang spesifik dalam hal ini resptor. Reseptor berperan sebagai target aksi

suatu obat untuk dapat menghasilkan efek.Obat harus masuk ke dalam setiap sel agar bisa

menyelesaikan atau mengobati bagian yang rusak atau terinfeksi. Obat biasanya juga

ditujukan langsung untuk mengubah susunan DNA dalam inti sel, ini umumnya obat

yang menyangkut penyakit menular, mematikan, dan sebagainya. Namun, sebelum obat

dapat masuk ke dalam sel, obat harus melewati membran sel yang memiliki banyak

reseptor di permukaannya. Oleh karena itu, disebut reseptor sebagai target aksi obat, agar

obat – obatan tersebut dapat dengan mudah masuk ke dalam sel.

Kemudian mekanisme kerja obat yang paling umum ialah terikat pada tempat

reseptor sel. Reseptor melokalisasi efek obat. Tempat reseptor berinteraksi dengan obat

karena memiliki bentuk kimia yang sama. Obat dan reseptor saling berikatan seperti

gembok dan kuncinya. Ketika obat dan reseptor saling berikatan, efek terapeutik

dirasakan Selain itu reseptor berperan dalam mengenal dan mengikat suatu obat dengan

spesifitas yang tinggi dan meneruskan signal tersebut ke dalam sel melalui beberapa cara

yaitu:

1. Perubahan permeabilitas membran

2. Pembentukan second messenger

3. Mempengaruhi transkripsi gen

Page 28: TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER

12. Jelaskan mekanisme kerja reseptor nikotinik

Jawaban :

Reseptor ini selain mengikat asetilkolin, dapat pula mengenal nikotin, tetapi afinitas

lemah terhadap muskarin. Tahap awal nikotin memang memacu reseptor nikotinik,

namun setelah itu akan menyekat reseptor itu sendiri. Reseptor nikotinik ini terdapat di

di otot skeletal, ganglion sistem saraf simpatk dan parasimpatik, neuron sistem saraf

pusat, dan sel non neural. Mekanisme kerja reseptor ini ditunjukkan pada gambar