KATA PENGANTAR PENG ANTAR
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan revie jurnal !Pr"tein-#igand D"$king in the Ne Millennium % A &etr"spe$tive "' () *ears *ears in the +ield Makalah ilmiah ini telah kami susun dengan maksimal maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlan$ar memperlan$ar pembuatan makalah ini .ntuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berk"ntribusi dalam pembuatan makalah makalah ini Kami menyadari sepenuhnya baha masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya /leh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pemba$a agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini Akhir kata kami berharap sem"ga makalah ilmiah tentang limbah dan man'aatnya untuk masyarakan ini dapat memberikan man'aat maupun inpirasi terhadap pemba$a 0ember, 12 Mei 1)(3 Penyusun
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Met"de Met"de k"mputasi k"mputasi yang yang digunaka digunakann untuk untuk menggam menggambarka barkann interaksi interaksi antara antara suatu suatu m"lekul m"lekul sebagai sebagai ligan dengan dengan suatu suatu resept"r resept"r atau pr"tein pr"tein Molecular docking sebagai sebagai salah satu met"d"l"gi dalam structure-based virtual screening , dimulai pada aal tahun (45)-an Se$ara umum, tujuan dari studi docking adalah adalah membuat membuat pem"delan struktur struktur yang akurat dan dan prediksi aktivitas yang tepat Saat ini docking sudah sudah digunakan dalam mendesain "bat-"batan dan digunakan sebagai tahap seleksi aal dari banyak substrat sehingga pada saat per$"baan pada lab"rat"rium basah akan semakin mudah karena jumlah sampel uji semakin sedikit, alaupun alaupun dapat dapat terjadi terjadi ketidakse ketidaksesuai suaian an antara antara hasil hasil bi"in'"rmat bi"in'"rmatika ika dengan dengan lab"rat"r lab"rat"rium ium false positive atau false negative7 basah 6 false Docking juga digunakan untuk pr"ses "ptimasi yang mendeskripsikan ke$"$"kan
terbaik, sehingga de'inisi yang lebih $"$"k bukan te"ri gemb"k dan kun$i tetapi sarung tangan yang dapat dipakai di tangan kiri maupun kanan Salah satu aplikasi yang telah ada yaitu penemuan antiviral baru seperti sa8uinavir Sa8uinavir digunakan untuk menghambat kerja kerja en9i en9im m pr"t pr"tea ease se :;< :;< Pr"t Pr"tea ease se :;< :;< digu diguna naka kann "leh "leh viru viruss :;< :;< dala dalam m pr"s pr"ses es pematangannya pematangannya Ketika k"mp"nen-k"mp"nen k"mp"nen-k"mp"nen virus yang belum begitu jadi harus di$a$ah dahulu dahulu sehingga sehingga menjadi k"mp"nen k"mp"nen-k"mp -k"mp"nen "nen yang siap dirakit dirakit Antivira Antivirall yang yang sedang sedang dite diteli liti ti tida tidakk hany hanyaa meng mengha hamb mbat at en9i en9im m ini ini saja saja,, teta tetapi pi mela melalu luii bi"i bi"in' n'"r "rma mati tika ka bisa bisa mengekspl"rasi penghambatan in'eksi virus ini ditempat lainnya seperti men$egah virus ini dapat penetrasi, dan sebagainya sebagainya Dina Dinami mika ka m"le m"leku kule lerr dan dan d"$k d"$kin ingg m"le m"leku kule lerr memp mempun unya yaii kait kaitan an yang ang sali saling ng melengkapi Pada dinamika m"lekuler menghitung simulasi aktivitas dari pergerakan at"m dan dan m"le m"leku kull deng dengan an meng menggu guna naka kann perh perhit itun unga gann pada pada gay gaya net net"n "n dala dalam m rent rentan angg nanoseconds.
Sehi Sehing ngga ga dapa dapatt dipe dipela laja jari ri dan dan menge engeva valu luas asii si'a si'att m"le m"leku kull se$a se$ara ra
k"mput k"mputasi asi"na "nal, l, strukt struktur ur,, pelipa pelipatan tan pr"tei pr"tein, n, stabil stabilita itass pr"tei pr"tein n .ntuk .ntuk meny menyemp empurn urnaka akann simulasi tersebut maka digunakan met"de k"mputasi d"$king m"lekuler membuat untuk pem"delan struktur yang akurat dan prediksi aktivitas yang tepat 1.2 Rumusan Masalah
(1( Apa yang dimaksud dengan d"$king m"lekular= (11 Apa saja tantangan yang ada dalam s"'tare d"$king= (1> Apa saja pr"gram dalam s"'tare d"$king pr"tein ligand=
BAB II PEMBAHAAN 2.1 Tantangan D!"k#ng L#gan$%Pr!te#n 2.1.1 &leks#'#l#tas Pr!te#n
'leksibilitas Pr"tein, termasuk re"rientasi sisi-rantai yang dapat se$ara signi'ikan mem"dulasi karakteristik situs ligan +leksibilitas pr"tein masih merupakan tugas yang menantang dan tetap menjadi salah satu t"pik terpenting dalam pengembangan di bidang d"ping ligan pr"tein Sebagian besar strategi yang sudah diterapkan dalam pr"gram d"$king pr"tein-ligan hanya menyumbang 'leksibilitas rantai samping, dengan dimasukkannya 'leksibilitas tulang punggung yang masih dalam tahap aal aplikasi d"$king, pendekatan ekspl"rasi r"tamer, pr"t"k"l beberapa struktur pr"tein dan met"de simulasi dinamika m"lekul meakili strategi utama untuk menyertakan beberapa tingkat 'leksibilitas pr"tein ke dalam d"$king pr"tein-ligan 2.1.2 !(t D!"k#ng
S"'t D"$king adalah $ara sederhana untuk memperkenalkan 'leksibilitas resept"r dan e'ek 'it induksi ligan Met"de s"'t d"$king biasanya bekerja dengan tumpang tindih antara resept"r dan ligan, biasanya dengan 'ungsi s$"ring t"leran, yang disebut !p"tensi inti lunak Met"de s"'t d"$king dapat mendeteksi perubahan k"n'"rmasi pada resept"r, seringkali tidak mudah dirasakan melalui pendekatan yang lebih $anggih lainnya dan biasanya tidak melibatkan peningkatan aktu k"mputasi terkait 2.1.) Eks*l!ras# R!tamer
Met"de ?kspl"rasi &"tamer berdasarkan ekspl"rasi r"tamers yang sistematis memastikan pertimbangan 'leksibilitas sisi rantai yang e'ekti' Pendekatan sema$am itu biasanya didasarkan pada r"tamer yang men$"ba untuk meakili ruang k"n'"rmasi pr"tein sebagai satu set keadaan r"tmanik yang diamati dan disukai untuk masing-masing rantai samping penerapan met"de ini pada umumnya hanya terbatas pada beberapa residu asam amin" situs akti', biasanya dipilih "leh pengguna @iaya k"mputasi yang terkait tidak hanya bergantung pada jumlah residu yang mengalami ekspl"rasi r"tamer, tetapi juga pada ukuran dan kelengkapan perpustakaan r"tamer yang sesuai Pendekatan sema$am itu menyajikan alternati' yang sangat berguna saat menangani resept"r yang memiliki pengetahuan struktural yang baik mengenai bentuk resept"r terikat dan tidak terikat untuk ligan serupa, dengan struktur sema$am itu menunjukkan perubahan struktural terbatas yang hanya melibatkan residu situs akti'
2.1.+ Be'era*a truktur Pr!te#n
ara alternati' se$ara implisit untuk memperkenalkan 'leksibilitas ke dalam ligan pr"tein d"$king yang melibatkan penggunaan ansambel k"n'"rmasi pr"tein sebagai target untuk d"$king dan bukan hanya satu struktur tunggal @eberapa pendekatan yang berbeda telah mengekspl"rasi gagasan dasar yaitu dengan alternati' yang berbeda dengan sumber yang digunakan untuk menghasilkan beberapa struktur pr"tein 6struktur kristal"gra'i sinar B, NM&, dinamika m"lekuler, simulasi m"nte $arl", atau teknik analisis n"rmal m"de jaringan elastis7 dan bagaimana in'"rmasi yang diper"leh dari beberapa k"n'"rmasi digabungkan Pendekatan sema$am itu biasanya memiliki biaya k"mputasi yang tinggi, yang bergantung pada jumlah beberapa struktur target yang dipertimbangkan Selain itu, mereka tidak memungkinkan pembentukan k"n'"rmasi pr"tein baru sebagai hasil ikatan ligan terhadap ruang k"n'"rmitas target sangat sesuai dan bergantung pada himpunan struktur yang dianggap sebagai tambahan Namun demikian, pendekatan sema$am itu saat ini dianggap sebagai rute kemajuan masa depan yang paling menjanjikan 2.1., #mulas# D#nam#ka M!lekuler
Penerapan simulasi dinamika m"lekuler menghasilkan evaluasi pergerakan rantai samping dalam d"$king pr"tein ligan yang memungkinkan membentuk prinsip k"n'"rmasi ligan pr"tein baru Namun, keberhasilan dari pendekatan sema$am itu masih $ukup ke$il, terutama karena keterbatasan simulasi MD yang sesuai Sebenarnya, biaya k"mputasi yang diperlukan untuk menjamin ekspl"rasi yang masuk akal dari sampling k"n'"rmasi"nal melalui simulasi dinamika m"lekuler sangat tinggi @eberapa penelitian telah menerapkan teknik pengambilan sampel yang lebih baik untuk membuat penerapan simulasi MD pada d"$king pr"tein d"$king yang lebih e'isien, yang melibatkan $"nt"h penerapan m"del pelarut implisit atau penggunaan batasan ge"metrik pada residu di luar daerah pengikatan ligan Meskipun ada beberapa strategi yang menjanjikan, sebagian besar aplikasi simulasi dinamika m"lekuler di bidang d"$king masih dilakukan pada tahap pemasangan d"$king, untuk menilai kestabilan k"n'"rmasi berlapis yang berbeda, untuk mendapatkan aasan k"n'"rmasi"nal dan energik tambahan terhadap ikatan ligan, atau hanya untuk Memperbaiki ligan p"se sebagai alat penyempurnaan 2.1.- Persen truktural m!lekular a#r
?'ek pelarut dapat mempengaruhi kemampuan mengikat "bat Dengan demikian banyak 'ungsi penilaian yang digunakan dalam d"$king ligan pr"tein, Seperti met"de penilaian berbasis lapangan, misalnya, telah lama menggunakan k"nstanta dielektrik jarak
jauh yang bergantung untuk men$erminkan e'ek penyaringan m"lekul air dalam interaksi elektr"statik Dalam met"de penilaian berbasis empiris, dimasukkannya istilah spesi'ik yang terkait dengan s"lvasi dengan k"e'isien k"relasi yang disesuaikan agar sesuai dengan data a'initas yang mengikat dari pelatihan yang ditentukan se$ara eksperimen Mi$hel C $" "rkers telah mengembangkan pr"sedur 0ust Add Water M"le$ules 60AWS7 Met"de ini menggunakan skema de$"upling ganda untuk membandingkan biaya energik yang terkait dengan menunjukan adanya dan hilangnya m"lekul air pada grid situs yang mengikat Keakuratannya dalam menemukan l"kasi hidrasi telah ditunjukkan pada lima sistem bi"m"lekuler yang berbeda, yaitu neuraminidase, skytal"ne dehydratase, pr"tein lakt"gl"bulin utama, dan /B-1 Met"d"l"gi 0AWS telah terbukti bekerja dengan sangat baik untuk m"lekul air yang terkubur dalam r"ngga, di mana k"tak diis"lasi dari air $urah *ang lebih menantang adalah penerapannya pada situs pengikatan yang lebih terbuka, namun hasilnya $ukup masuk akal Pendekatan lain yang kurang terbaru seperti AE.A&;.S, S Map, MSS, SuperStar dan terutama F&;D juga telah dijelaskan dalam literatur untuk mengidenti'ikasi l"kasi pengikat air p"tensial 2.1. Entr!*#
?'ek entr"pik memiliki k"ntribusi penting terhadap energi pengikat ligan pr"tein K"ntribusi entr"pi mun$ul dari berbagai aspek yaitu termasuk pengurangan derajat kebebasan translasi dan r"tasi dalam ligan, perubahan m"de n"rmal pr"tein dan ligan selama pengikatan dari penataan lapisan air di sekitar dua 9at terlarut dan bahkan dari kejadian pr"t"nasi dan depr"t"nasi Perhitungan k"ntribusi entr"pik sangat mahal karena memerlukan struktur yang diminimalkan dengan sangat baik untuk analisis M"de N"rmal &uvinsky dkk telah memperkenalkan met"de baru untuk memperkirakan k"ntribusi entr"pi translasi, r"tasi, dan t"rsi ke dalam a'initas ikatan pr"tein-ligan Met"de ini bekerja dengan melakukan beberapa eksperimen d"$king, mengel"mp"kkan k"n'"rmasi yang dihasilkan dengan kesamaan, dan kemudian menggunakan ukuran ukuran $luster untuk memperkirakan k"ntribusi entr"pik /leh karena itu, met"de ini mengasumsikan baha kumpulan k"n'"rmasi yang besar merupakan indikasi k"ntribensasi entr"pik yang menguntungkan dari lanskap energi l"kal, dan baha alg"ritma d"$king memberikan ekspl"rasi yang masuk akal dari ruang k"n'"rmasi yang terkait 2.2 Pr!gram D!"k#ng Pr!te#n%L#gan$
0umlah pr"gram d"$king yang saat ini tersedia tinggi dan terus meningkat selama beberapa dekade terakhir 6Tabel (7 menunjukan pr"gram d"$king pr"tein-pr"tein yang paling umum, yang dida'tar menurut abjad, dengan indikasi kutipan utamanya 6kertas asli7, dan tahun publikasi dan negara asal yang sebenarnya Da'tar ini k"mprehensi' namun tidak
lengkap Pr"gram perangkat lunak yang disea pada peri"de 1))G-1)(( dis"r"t dan akan menjadi subyek khusus, terutama mengingat tantangan yang diuraikan sebelumnya Perhatian khusus juga akan didedikasikan untuk pr"gram d"$king yang telah tersedia lebih lama dan yang terus dianggap "leh pengguna di seluruh dunia sebagai alternati' yang s"lid dan k"mpetiti' Akhirnya, tampilan khusus akan didedikasikan untuk pr"gram d"$king pr"teinligan yang mun$ul sebagai alternati' yang menjanjikan dan mendapatkan sejumlah besar pengguna
2.2.1 Alternat#( D!"k#ng Pal#ng Umum
6Fambar (7 menggambarkan jumlah kutipan dari pr"gram d"$king pr"tein-ligan yang paling umum pada peri"de 1))(-1)(( Aut"D"$k, F/#D, D/K, +leHB, Flide, +TD /K dan EBP adalah pr"gram d"$king yang paling banyak dikutip, dengan lebih dari >)) kutipan masing-masing pada peri"de ini Ke$uali Flide, semua pr"gram d"$king teratas lainnya telah tersedia sejak tahun (44)an /leh karena itu, mereka mungkin dianggap sebagai alternati' d"$king deasa yang mapan, dengan jumlah pengguna yang besar dan agak stabil #igand+it, Sur'leH dan +leH? adalah alternati' d"$king terbaru lainnya Aut"D"$k adalah pr"gram d"$king pr"tein-ligan serbaguna yang dikembangkan "leh M"rris C rekan kerja di S$ripps &esear$h ;nstitute Ketersediaan gratis untuk pengguna akademis, bersama dengan akurasi dan 'leksibilitas yang baik ditunjukkan, menjadikannya pilihan pertama yang sangat p"puler bagi pengguna baru Alasan ini telah berk"ntribusi pada penggunaan luas, digambarkan dengan baik dalam jumlah kutipan yang mengesankan dalam () tahun terakhir 6>45) menurut ;S; Web "' S$ien$e7, versi terbaru - Aut"D"$k I 6Aut"D"$k
>, (2G Pr"gram ini berisi met"de pen$arian alg"ritma genetika 6FA7 untuk menghasilkan ligan p"se, antarmuka pengguna
dengan pemasangan d"$king interakti' melalui :ermes, dan i9ard penyiapan d"k penyiapan k"mprehensi' F/#D memungkinkan 'leksibilitas ligand penuh, sekaligus memastikan 'leksibilitas pr"tein parsial, melalui 'leksibilitas sisi-pita dan tulang punggung pr"tein sampai maksimum sepuluh residu yang ditentukan pengguna Pr"gram ini berisi berbagai pilihan kendala yang berguna dan memungkinkan pertimbangan "t"matis m"lekul air terikat r"ngga @eberapa 'ungsi penilaian yang berbeda dapat dipertimbangkan termasuk F"ldS$"re, hemS$"re, AsteH Statisti$al P"tential 6ASP7, dan Pie$eise #inear P"tential 6P#P7 Pilihan ekstensi' untuk menyesuaikan atau menerapkan 'ungsi penilaian baru melalui S$"ring +un$ti"n Appli$ati"n Pr"gramming ;nter'a$e juga hadir, memungkinkan pengguna untuk memperbaiki 'ungsi penilaian yang akan digunakan pada resept"r tertentu D/K adalah perangkat lunak d"$king yang sukses yang aalnya dikembangkan "leh ;rin Kunt9 yang telah dipasarkan sejak tahun (455 dan tersedia gratis untuk institusi akademis
:arga pr"gram ini tentu saja merupakan isu penting Alternati' dan pr"gram "pen s"ur$e yang tersedia untuk institusi akademis $enderung mendapatkan jumlah kutipan yang lebih tinggi daripada yang memerlukan lisensi berbayar @ahkan di dalam yang terakhir, ada perbedaan harga yang besar untuk alternati' perangkat lunak yang berbeda, yang men$erminkan jumlah pengguna, namun hal ini juga dapat dipengaruhi "leh upaya pemasaran Meskipun ada keterbatasan p"tensial ini, 0umlah kutipan, bila digunakan dengan hati-hati, menyajikan $ara yang berguna untuk mengidenti'ikasi dan mela$ak tren yang mun$ul dalam bidang yang berkembang pesat ini yaitu d"$king pr"gram-ligan 2.2.2 E/!lus# $alam 10 Tahun Terakh#r
6Fambar 17 menunjukkan ev"lusi jumlah kutipan per tahun dari 3 pr"gram d"ping pr"tein-ligan yang paling banyak dikutip selama () tahun terakhir, bersamaan dengan persentase relati'nya dalam hal kutipan per tahun :asilnya menunjukkan baha Aut"D"$k adalah perangkat lunak d"$king pr"tein-ligan terp"puler sepanjang dekade terakhir, men$apai tingkat sekitar 2)) kutipan per tahun Antara tahun 1))( dan 1)((, D/K beralih dari pr"gram kedua yang paling banyak dikutip ke tempat keempat, di belakang F/#D dan Flide, sambil tetap mendekati angka ratarata (2) kutipan per tahun ?MAS telah melalui peri"de ini pr"gram d"$king yang paling banyak tersedia Sementara antara pesaing utama 1))( dan 1))3 F/#D di antara alternati' berbayar adalah +leHB, S$hr"dingerLs Flide telah mun$ul sebagai pesaing yang paling banyak dikutip Namun demikian, F"ld telah berhasil mengamankan lima tahun terakhir
pangsa pasar 1)-1> di antara semua alternati' yang paling banyak dikutip, sementara Flide saat ini berada di p"sisi (3 dan +leHB sebesar 4 +TD/K dan EBP hanya meakili masing-masing > dan ( dari t"tal jumlah kutipan per tahun dari tujuh alternati' d"$king yang paling banyak dikutip Se$ara gl"bal, hasil ini menunjukkan baha Aut"D"$k telah mend"minasi persaingan, dalam hal jumlah kutipan, dan jumlah $itranya per tahun dan pangsa pasar terus berlanjut sangat tinggi F/#D adalah yang stabil kedua, sementara D/K, +leHB, dan EBP telah kehilangan pangsa pasar Flide adalah pr"gram d"$king pr"tein-ligan yang paling $epat berkembang, dalam hal jumlah kutipan, di antara 3 alternati' teratas 2.2.) Alternat#( D!"k#ng L#gan$ Pr!te#n
Selain alternati' yang sudah disebutkan, IG pr"gram d"$king menunjukkan perbedaan asal alternati' tersebut, yang meny"r"ti kekayaan bidang penelitian ini Ada (3 negara yang ikut berk"ntrbusi Amerika serikat,inggris dan jerman adalah negara dengan jumlah pr"gram tertinggi di bidang ini, namun beberapa tahun terakhir beberapa alternati' mun$ul terutama dari Asia AADS 6Aut"mated A$tive site identi'i$ati"n, D"$king, and S$"ring pr"t"$"l7 merupakan pr"gram yang menggabungkan deteksi situs akti', d"$king dan penilaian dalam satu alat Met"d"l"gi AADS ini diimplementasikan pada $luster pr"ses"r 5) dan ditampilkan se$ara bebas di eb yang mudah diakses Pr"gram ini dapat mendeteksi t"tal ()
kemungkinan l"kasi pengikatan dalam pr"tein target dengan mempertimbangkan si'at 'isik"kimia rantai samping asam amin" di sekitar r"ngga pr"tein yang mungkin terjadi Kemudian dilakukan d"$king dari sebuah m"lekul ligan dimasukkan di () tempat pengikatan yang diprediksi dengan menggunakan met"de M"nte$arl" berbasis at"m Penilaian dilakukan melalui 'ungsi penilaian dari dalam yang sebelumnya dikembangkan yang disebut @APP# 6@inding A''inity Predi$ti"n "' Pr"tein-#igand7 yang menyematkan 'ungsi energi bebas yang e'ekti', termasuk istila energi khusus untuk elektr"statika, van der Waals, hidr"'"bisitas, dan hilangnya entr"pi k"n'"rmitas rantai samping pr"tein saat ligan mengikat :asilnya, termasuk I pr"tein-ligan terbaik @etaD"$k adalah s"'tare d"$king pr"tein ligan yang tersedia se$ara gratis yangdikembangkan "leh ilmuan K"rea Selatan dan berdasarkan penggunaan diagram <"r"n"i @etaD"$k menerapkan pendektan baru terhadap masalah d"$king pr"tein ligan berdasarkan te"ri k"mp"sit dan m"lekul-m"lekul yang baru dikembangkan, memberikan pri"ritas lebih tinggi untuk saling melengkapi antara resept"r dan ligan Se$ara khusus, @etaD"$k diuji terhadap Aut"D"$k I 6dengan 'leksibilitas ligan dimatikan7 untuk52 k"mpleks pr"tein ligan dari basis data AsteH Diverse, memberikan hasil yang baik, baik dari sisi kualitas struktural dari s"lusi yang diper"le dan dalam hal ke$epatan #igD"$kSA adalah pr"gram d"$king yang menggabungkan met"de pen$arian yang sangat e'isien dengan 'ungsi penilaian berdasarkan 'ungsi energi Aut"D"$k dengan piecewise linear potensial 6P#P7 #igD"$kSA menerapkan prinsip se$ara bertahap menyempitkan
ruang k"n'"rmasi yang terkait dengan energi k"n'"rmasi yang lebih rendah Kinerja #igD"$kSA diuji pada AsteH terhadap Aut"D"$k dan F/#D, dengan tingkat keberhasilan yang lebih baik ParD/K adalah pr"gram d"$king n"n eb yang tersedia se$ara bebas yang diimplementasikan sebagai m"de pemr"sesan paralel yang "t"matis serta mengambil masukan aal seb gai re'erensi k"mpleks dan re'erensi $al"n m"lekul k"mpleks se$ara "t"matis untuk meng"ptimalkan k"ndisi d"$king m"lekul
kandidat Dalam pr"gramin
ge"metri ligan di"ptimalkan dengan met"de semi empiris AM(, dengan sebuah pr"ses penentuan muatan parsial melalui pr"sedur AM(-@ Se$ara umum AM.F digunakan untuk menentukan tip at"m, sudut ikatan,parameter dihedral dan van der Waals untuk ligan Pr"gram ini diuj pada data set dari 11G k"mpleks pr"tein ligan melalui d"$king dan $r"ssd"$king, dengan mendapatkan &MSD ),2> pada 45 dari semua kasus PS;-D/K 6P"se Sensitive ;n$lined D"$king7 adalah pr"gram yang menggunakan alg"ritma genetika tabu yang ditingkatkan atau tabu enhanced genetic algorithm 6T?FA7
dengan 'ungsi peniaian k"mplementer untuk dijelajahi pada langkah pertama ikatan p"tensial dari ligan @entuk yang diprediksi kemudian di"ptimakan dan dievaluasi melalui 'ungsi penilaian $epat yang dikembangkan se$ara khusus 6S/&?7 untuk menentukan bentuk yang mengikat dengan energi d"$king terendah .ntuk dataset uji dari (4I k"mpleks, PS;-D/K menunjukkan untk men$apai tingkat keberhasilan G3 6&MSD 1,)O7 hanya dengan d"$king run,yang ditingkatkan menjadi 3I Pr"gram ini juga terbukti mampu merepr"duksi energi pengikat dari training set dari 1)) k"mpleks pr"tein-ligan dengan k"e'isien k"relasi ),355 dan kesalahan standar 5,(> k0 m"l, sedangkan pada rangkaian uji dari GI k"mpleks, diper"leh k"e'isien k"relasi ),333 dan kesalahan standar 3,4G k0 m"l Semua at"m hidr"gen pr"tein dan 'leksibilitas at"m pr"tein terminal se$ara intrinsik diperhitungkan dalam PS;D/K PythD"$k adalah pr"gram d"$king pr"tein-ligan berbasis pyth"n yang menggunakan 'ungsi penilaian sederhana termasuk persyaratan elektr"statik dan dispersi t"leransi saja, bersamaan dengan alg"ritma pen$arian berdasarkan pada met"de "ptimasi partikel dalam jumlah besar Pr"gram ini adalah pr"gram d"$king pr"tein-ligan yang kaku, dalam arti yang memperlakukan ligan dan pr"tein dengan k"n'"rmasi tetap 0umlah k"n'"rmer yang representati' harus dihasilkan dengan menggunakan pr"gram penghasil k"n'"rmasi lainnya sebelum melakukan d"$king Namun demikian, terlepas dari kesederhanaannya, kinerja PythD"$k dievaluasi terhadap Aut"D"$k I1 dan D/K G1, dalam dataset dari (I k"mpleks pr"tein yang ditentukan se$ara eksperimental, memberikan hasil yang $ukup masuk akal S/D/K 6Sarm /ptimi9ati"n '"r :ighly +leHible Pr"tein%#igand D"$king7 merupakan pr"gram yang khusus digunakan pada ligan yang 'leksibel S/D/K berisi alg"ritma pen$arian hibrida baru yang menggabungkan met"de Parti$le Sarm /ptimi9ati"n 6PS/7 untuk menyelesaikan masalah d"$king pr"tein 'leksibel dengan pendekatan pen$arian l"kal Keberhasilan PS/ ditingkatkan dengan penggunaan alg"ritma bersama pen$arian l"kal .ntuk penilaian, S/D/K menerapkan 'ungsi energi empiris Aut"D"$k >)2 S/D/K telah terbukti mengungguli F/#D (1, D/KI), +leHB (5, dan Aut"D"$k >)2 6dengan alg"ritma genetika #amar$kian7 pada (4 dari t"tal >3 kasus uji ligan-resept"r, dalam hal &MSD <"teD"$k adalah pr"gram d"$king pr"tein-ligan berdasarkan pendekatan d"$king k"nsensus Pr"gram ini memungkinkan ligan-d"$king masi' ke target yang sesuai dengan menerapkan k"mbinasi beberapa alg"ritma d"$king independen dan 'ungsi penilaian, yang berjalan se$ara paralel Met"de ini kemudian menggabungkan hasil dari berbagai pr"gram menjadi satu prediksi k"nsensus mengenai struktur tridimensi"nal k"mpleks pr"tein-ligan
Tujuh pr"gram perangkat lunak d"$king yang digunakan "leh <"teD"$k, dalam pendekatan k"nsensusnya, adalah Aut"D"$k I1(, Flide I2, F/#D >1, Sur'leH 11, +leHB 11(, e:iTS 4), dan #igand+it 1>, yang men$akup berbagai jenis alg"ritma d"$king Kinerja pendekatan ini dievaluasi terhadap dataset ben$hmark yang luas dari (>)) pasangan pr"tein-ligan di database binding PD@ dimana data struktural dan a'initas tersedia, menunjukkan baha <"teD"$k dapat memasang dengan benar sekitar 1) lebih banyak pasangan rata-rata Daripada met"de d"$king biasa saja, dan () lebih banyak pasangan daripada satu pr"gram terbaik yang diuji sendiri PS/QA.T/D/K adalah pr"gram d"$king pr"tein ligan yang sangat $epat dan e'isien yang diran$ang khusus untuk peraatan ligan yang sangat 'leksibel dan seperti S/D/K didasarkan pada ke$erdasan sarm Termasuk dua alg"ritma Particle Swarm Optimization 6
yang sangat 'leksibel Alg"ritma pen$arian ini tertanam dalam k"de sumber Aut"D"$k > J(I /leh karena itu, PS/ Q A.T/D/K menggunakan 'ungsi energi yang sama yang tersedia di Aut"D"$k > 6dan di S/D/K7 untuk penilaian PS/ Q A.T/D/K menjadi alternati' yang sangat menjanjikan untuk d"$king ligan 'leksibel M"lD"$k adalah pr"gram d"$king yang didasarkan pada alg"ritma pen$arian heuristik yang menggabungkan ev"lusi di'erensial dengan alg"ritma prediksi r"ngga M"lD"$k se$ara "t"matis mengidenti'ikasi situs pengikatan p"tensial, yang kemudian dievaluasi dengan alg"ritma pen$arian ev"lusi di'erensial Pr"gram ini juga menerapkan 'ungsi penilaian yang merupakan perpanjangan dari p"tensi linier berganda 6P#P7
dan ligan selama pr"ses pendeteksian hierarkis "t"matis multistatik MADAMM melibatkan tahap aal dimana 'leksibilitas pr"tein diperhitungkan dengan menggunakan r"tamer untuk menghasilkan k"mbinasi yang berbeda dari k"n'"rmer yang melibatkan residu asam amin" yang paling penting di tempat akti' Dari tahap ini struktur target yang diberikan dapat diubah menjadi sebanyak ())) struktur target, se$ara implisit menghitung 'leksibilitas pr"tein Pr"gram kemudian se$ara "t"matis memasang ligan ke masing-masing struktur target menggunakan pr"gram d"$king standar yang memperlakukan ligan sebagai 'leksibel, dengan versi saat ini menggunakan F/#D Pada langkah selanjutnya, serangkaian tahap minimalisasi energi 6biasanya I7 dengan medan gaya mekanika m"lekuler 6:A&MM7 se$ara "t"matis diterapkan pada persentase terpilih dari peringkat teratas, dengan jari-jari residu asam amin" di sekitar tempat akti' se$ara e'ekti' dipertimbangkan dalam peningkatan minimalisasi pada masing-masing langkah ini, karena jumlah s"lusi yang berkembang ke tahap selanjutnya akan menurun P#ANTS 6Pr"tein-#igand ANT System7 sebuah pendekatan met"d"l"gis yang didasarkan pada perilaku semut nyata untuk menemukan jalur terpendek antara sarang dan sumber makanan mereka Dalam kasus d"$king pr"tein-ligan, k"l"ni semut buatan digunakan untuk menemukan k"n'"rmasi energi minimum dari ligan di tempat pengikatan Semut ini digunakan untuk meniru perilaku semut nyata dan menandai k"n'"rmasi ligan berenergi rendah dengan jalur 'er"m"n ;n'"rmasi jalur 'er"m"n buatan kemudian dim"di'ikasi dalam iterasi berikutnya untuk menghasilkan k"n'"rmasi energi rendah dengan pr"babilitas yang lebih tinggi Sementara ligan diperlakukan sebagai 'leksibel, 'leksibilitas pr"tein hanya sedikit dipertimbangkan melalui "ptimalisasi p"sisi at"m at"m hidr"gen yang terlibat dalam ikatan hidr"gen Dua 'ungsi penilaian yang diran$ang se$ara khusus 6P#ANTS :?MP#P dan P#ANTSP#P7 juga telah tersedia Seperti pendahulunya Aut"D"$k
Pr"gram ini menggunakan alg"ritma d"$king ensemble yang $epat untuk menjelaskan variasi struktur pr"tein, yang dapat diterapkan pada struktur yang berbeda untuk pr"tein target yang diambil dari Pr"tein Data @ank 6PD@7, atau berbagai k"n'"rmasi pr"tein yang dihasilkan dari met"de k"mputasi Pr"gram ini menggunakan 'ungsi penilaian berbasis pengetahuan iterati' yang disebut ;TS$"re yang hanya men$akup interaksi antarm"lekul MD/K divalidasi pada () ansambel pr"tein yang mengandung ()I struktur kristal dan 53 ligan, baik dari segi m"de pengikatan dan prediksi sk"r energi +#;PD"$k
6+leHible
#;gand-Pr"tein
D"$king7
merupakan
pr"gram
yang
memungkinkan d"$king "t"matis m"lekul ligan 'leksibel ke l"kasi akti' dari target pr"tein 'leksibel Struktur data yang disebut +leHibility Tree 6+T7 digunakan untuk meakili ruang k"n'"rmasi m"lekul resept"r dan ligan, yang memungkinkan representasi perubahan k"n'"rmasi hierarki dan multi-res"lusi pada makr"m"lekul Se$ara khusus, +T meme$ah sistem m"lekuler menjadi sekumpulan 'ragmen m"lekul yang bergerak relati' terhadap satu sama lain, menggunakan deskript"r gerak antar d"main seperti deskript"r gerak engsel, geser, tist, dan sekrup dan intra-d"main )2, namun si'at m"dular dan keseluruhan arsitektur pr"gramnya menaarkan kemampuan untuk menggabungkan alg"ritma pen$arian dan pengg"l"ngan yang berbeda di masa depan E-D"$k adalah pr"gram d"$king ligan dengan res"lusi rendah yang 'leksibel dengan batasan pengikatan rangkaian khusus, diran$ang untuk mengatasi ketidakakuratan struktural pada m"del resept"r yang diprediksi +leksibilitas ligand di$atat melalui anambel d"$king k"n'"rmasi ligan pra-perhitungan dengan &epli$a ?H$hange M"nte arl" 6&?M7 Seperti yang dis"r"t di bagian pendahuluan, membandingkan Pr"gram d"$king bisa jadi sulit @anyak penelitian membandingkan @erbagai pr"gram d"$king telah tersedia di literatur Namun, per'"rma alternati' berbeda Dapat bervariasi se$ara signi'ikan dengan target, pr"t"k"l d"$king, Kumpulan variabel tertentu, atau pengguna .ntuk alasan-alasan ini Perbandingan tidak selalu adil dan harus diperhatikan ?valuasi pr"gram d"$king Pr"teinligan Terhadap kumpulan validasi re'erensi, pada prinsipnya, Strategi lebih yang dapat diper$aya untuk menilai kualitas alternati' Alternati' lain yang menarik adalah evaluasi terhadap Kinerja alat d"$king spesi'ik dalam struktur yang terde'inisi dengan baik tantangan prediksi, seperti penilaian FP& D"$k J1)>-1)2 Di sini, kami mengulas beberapa kinerja alternati' Dari d"$king yang paling umum dalam pengaturan dua hal yang spesi'ik R 6(7 terhadap AST?B beragam pr"tein senyaa ligan 617 terhadap direkt"ri data umpan dasar yg berguna
2.2.+ Pengaturan 'eragaam ATE
Merupakan ketetapan validasi d"$king yang berasal dari Pr"tein Data @ank, yang berisi 52 @eragam, k"mpleks pr"tein-ligan yang relevan #iebes$huet9 dkk J1)G telah mengevaluasi beberapa s$"r- +ungsi yang tersedia di ?MAS terhadap set tes ini Mereka Menemukan baha ?MP#Ls hemP#P adalah penilaian yang paling e'ekti' yang ber'ungsi untuk prediksi p"se pada pr"tein k"gniti' ligan $"m- elah di antara yang tersedia di ?MAS, men$apai kesuksesan Tingkat 53 di atas situs AST?B 52 di baah &MSD 1) O Dan G5 di baah (,) O &MSD hemS$"re, ASP dan F"ld- Sk"r memberikan tingkat keberhasilan masing-masing 51, 34 dan 35 .ntuk $ut-"'' &MSD 1) O, nilai yang menurun menjadi 2>-25 Kisaran ketika kriteria &MSD () O dipertimbangkan Kinerja D/K G) terhadap AST?B ditetapkan analisisnya "leh @r"9ell dan rekan kerja J1)3 Menimbang sebagai kriteria keberhasilan sebuah &MSD di baah 1) O, itu Penulis mampu memper"leh tingkat keberhasilan antara G(,I dan 31,I, tergantung pada k""rdinat mulai aal yang digunakan, atau #ab tempat d"$king dilakukan F#;D? juga dievaluasi terhadap set AST?B KembaliPasky dkk J1)5 memper"leh tingkat keberhasilan 3( 6untuk a &MSD di baah 1,) O7 saat menggunakan struktur aal yang diambil Dari set AST?B Tingkat keberhasilan ini meningkat menjadi 51 Ketika beberapa perbaikan ditambahkan ke pr"t"k"l, Melalui penerapan S$hrdinger best-pra$ti$es Pr"sedur J1)5, yang melibatkan antara lain, Pemeriksaan manual dan k"reksi semua perintah "bligasi dan @iaya ligan Neves C rekan kerja J1)4 telah menganalisis juga per- Kinerja ;M terhadap 52 struktur $"-kristal AST?B ;tu bisa diprediksi dengan ;M yang t"p ( s$"r- Ada p"se di baah &MSD 1) O di 4( situs dengan &MSD rata-rata ),4( O 6median U ),2I O7 Prediksi Di baah ( O dan di baah ),2 O ditemukan pada 35 dan I> dari Masing kasus 2.2., D#re"t!r !( use(ul De"!s 3DUD4
Merupakan k"leksi dari .mpan berguna untuk ben$hmarking s$reening virtual yang mengandung 142) ligan akti' untuk I) target berbeda, ditetapkan "leh :uang, Sh"i$het, dan ;rin J1() .ntuk masing-masing senyaa akti', Database ini berisi seperangkat >G de$"ys dengan yang serupa Si'at 'isik, tapi t"p"l"gi yang berbeda, membuatnya menjadi sebuah Dataset yang digunakan untuk menguji alg"ritma d"$king pr"tein-ligan Dengan menggunakan dataset ini, kinerja pr"gram d"$king Dalam pr"sedur skrining maya ini diungkapkan melalui sebuah &epresentasi gra'is dari tingkat p"siti' sejati versus Tingkat p"siti' palsu dalam hal karakteristik "perasi penerima- Ti$ 6&/7 Di &/ pl"t True P"sitive &ate 6TP& U TP P7 dipl"t versus +alse P"sitive &ate 6+P& U +P N7, dimana TP adalah jumlah True P"siti', P adalah 0umlah P"siti' 6akti'7, +P adalah jumlah +alse P"siti', dan N
adalah jumlah t"tal Negati' 6umpan7 .kuran yang berguna adalah area di baah kurva 6A.7 ;tu Nilai A. yang lebih tinggi dalam kurva &/, semakin baik dis- Kriminalitas antara p"siti' sejati dan p"siti' palsu P"se Sebagai pr"gram d"$king yang sukses dalam skrining maya :arus memberi peringkat pada senyaa akti' di aal da'tar sk"r besar +raksi bahan akti' pulih pada ),(, ( dan 1 umpan Pulih 6disingkat &/ 6),(7, &/ 6(7 dan &/ 6177 @iasanya digunakan juga sebagai metrik pengenalan aal
BAB III PENUTUP KEIMPULAN
Selama dekade terakhir, d"$king pr"tein-ligan mun$ul sebagai alat penting dalam desain "bat dan Pr"gram pengembangan Keuntungan Ditangkap dengan meningkatnya jumlah dermaga pr"tein-ligan yang ada Pr"gram perangkat lunak, peningkatan tingkat ke$anggihan Aplikasi terbarunya, dan bertambahnya jumlah pengguna Terlepas dari banyaknya alternati', kita masih jauh dari Sebuah pr"gram d"$king yang sempurna Dalam hal men$ari alg"- &istms, akuntansi e'isien untuk 'leksibilitas pr"tein tetap ada Tugas yang menantang Dari segi 'itur 'ungsi penilaian Seperti adanya m"lekul air struktural dan perlakuan- ?ntr"pi, antara lain, masih menimbulkan masalah untuk d"$king pr"tein-ligan @anyak pr"gram d"$king pr"tein-ligan saat ini Tersedia dan alternati' baru terus mun$ul setiap tahun @eberapa alternati' ini akan memudar di antara kebanyakan hal Aplikasi d"$king pr"tein-ligan, sementara yang lain akan meningkat .ntuk menjadi pilihan utama diantara para pengguna lapangan
DA&TAR PUTAKA
S+ S"usa, A0M &ibeir",dkk 1)(> Protein-Ligand Docking in the ew Millennium ! " #etrospective of $% &ears in the 'ield. Departament" de EuVmi$a e @i"8uVmi$a, +a$uldade de
in$ias da .niversidade d" P"rt", &ua d" amp" Alegre, sn, I(G4-))3 P"rt", P"rtugal
