PENENTUAN SISI AKTIF SELULASE ASPERGILLUS NIGER DENGAN DOCKING LIGAN

Abstract

Letak dari sisi aktif selulase Aspergillus niger, yang akan menentukan aktivitas katalitiknya, dapat diketahui melalui komputasi. Sebuah ligan selobiosa dimodelkan untuk dapat melakukan simulasi docking pada molekul selulase yang telah diketahui struktur kristalnya. Melalui kalkulasi energi ikatan dan pendekatan optimasi memakai algoritma genetik Lamarckian, dapat dipilih konformasi molekul yang menunjukkan adanya daerah tertentu dengan energi terendah. Struktur yang memiliki daerah semacam ini dianggap mewakili konfigurasi terbaik terikatnya ligan pada sisi aktif yang dicari.Hasil perhitungan memperlihatkan bahwa tekukan protein yang membentuk celah konkaf diantara dua kelompok struktur b-sheet yang saling berlawanan arah pada molekul selulase merupakan sisi aktif dari enzim tersebut. Ligan dapat terikat disana melalui interaksi hidrofilik dengan residu asparagin (Asn20), serin (Ser111), dan glutamin (Gln158). Di salah satu ujung sisi aktif selulase terdapat residu aspartat (Asp99) dan glutamat (Glu116, Glu204) yang akan mempengaruhi aksi katalitik dari enzim selulase apabila residu-residu ini terikat oleh ion-ion divalen.Sisi aktif selulase ini merupakan gabungan dari domain pengikat substrat dan domain katalitik. Penambahan ion logam yang tepat pada sisi aktif enzim selulase Aspergillus niger dapat meningkatkan aktivitas spesifiknya.Kata kunci:docking, ligan, selulase, sisi ikatan, substrat The active site of cellulase from Aspergillus niger that affects the enzyme activity can be searched by computational methods. A ligand of cellobiose is modelled to perform docking simulation to cellulase with known crystal structure. By calculating the binding free energy and optimization approach using Lamarckian's genetic algorithm, a molecular conformation that has a region with the lowest energy value can be selected. The molecule structure with such region represents the best configuration of ligand bound to the active site.The calculation results that the concave cleft formed by protein folding of two anti-parallel b-sheet structures is the active site of the enzyme. A ligand would bind to the site through hydrophilic interactions with asparagine (Asn20), serine (Ser111), and glutamine (Gln158) residues. The aspartic acid (Asp99) and glutamic acid (Glu116, Glu204) residues that reside in one end of the active site determine the catalytic actions of the enzyme when they are binding with some metal ions.It is shown that the active site of this cellulase has substrate-binding domain and catalytic domain together. The introduction of specific metal ions to the active site of Asperillus niger cellulase will increase its specific activity.Keywords: binding site, cellulase, docking, ligand, substrate