Analisis Interaksi Surface Binding antara Aflatoksin B1 dengan Peptidoglikan pada Bakteri Asam Laktat menggunakan Molecular Dynamics

1.Abstract

Aflatoksin merupakan salah satu jenis mikotoksin yang dihasilkan oleh metabolit sekunder kapang Aspergillus flavus. Kontaminasi ini banyak terjadi di Indonesia yang melakukan upaya pengeringan produk pasca panen secara penganginan sehingga rentan terkontaminasi. Aflatoksin memili banyak varian, salah satu yang paling menarik perhatian adalah Aflatoxin B1 (AFB1) yang paling berbahaya karena bentuk aktif dari molekul ini dapat merusak DNA sehingga menyebabkan kanker. Upaya untuk meminimalisasi paparan AFB1 sebagai zat karsinogenik pada tubuh manusia dapat dilakukan melalui beberapa cara, yaitu enterosorption dan chemoprotection. Salah satu yang paling potensial dan mudah diaplikasikan adalah enterosorption atau penggunaan sorbent material yang dapat menyerap senyawa target.

Salah satu kandidat kuat sorbent material yang aman dan efektif untuk menyerap AFB1 adalah Lactobacillus dengan memanfaatkan fenomena pelekatan non kovalen di permukaan bakteri atau yang dikenal dengan surface binding. Namun belum ada kesimpulan yang kuat mengenai mekanisme surface binding antara AFB1 dengan permukaan dinding bakteri asam laktat, termasuk mengenai komponen dinding sel yang memberikan kontribusi paling besar. Salah satu komponen dinding sel yang diduga kuat berperan penting dalam surface binding adalah peptidoglikan. Penelitian ini akan menganalisis interaksi antara peptidoglikan bakteri asam laktat dan AFB1 dalam fenomena surface binding menggunakan molecular dynamics. Hal yang akan diamati adalah perubahan energi bebas sistem antara peptidoglikan dengan AFB1, partikel yg terlibat dan jenis interaksinya, serta nilai Keq dan perbandingan sesuai prediksi yang disimpulkan pada berbagai penelitian berbasis eksperimen.

2.Keywords
Aflatoksin B1, peptidoglikan, surface binding, molecular dynamics
3.Objective

Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk menghitung perubahan nilai energi bebas sistem antara AFB1 dengan monomer peptidoglikan, mengamati partikel yang terlibat dalam interaksi beserta jenis interaksinya, serta membandingkan nilai Keq (konstanta kesetimbangan) pelekatan AFB1 dan peptidoglikan dengan hasil eksperimen dari studi-studi lain.

4.Methodology

Pemodelan dilakukan menggunakan model all atom untuk membran bakteri asam laktat dan aflatoksin. Pemodelan bertujuan untuk mendeskripsikan berkas-berkas yang dibutuhkan pada tahap simulasi komputer, termasuk dengan persiapan dari molekul yang akan disimulasikan hingga validasinya. Simulasi biomolekul yang digunakan adalah simulasi dinamika molekul menggunakan komputer menggunakan Gromacs sebagai perangkat lunaknya

5.Team

Dimas Dwi Adiguna (S1 Teknik Kimia ITB 2010 konsentrasi Teknologi Bioproses, S2 Sains Komputasi ITB 2016)

6.Computation plan (required processor core hours, data storage, software, etc)

Ajuan kebutuhan :
*) 140 core hours (4 cores per node, 5 nodes, 7 hour wall time)
*) Software : Gromacs 3.1.4, VMD

7.Source of funding
Personal
8.Target/outputs
Thesis and Journal publication
9.Date of usage
30/04/2018 - 30/09/2018
10.Gpu usage
-
11.Supporting files
12.Created at
25/04/2018
13.Approval status
approved