Nurseto ArdiputrantoProtein adalah alat kimia kehidupan. Sel kita terdiri atas protein. DNA kita dari protein. Sel hewan juga protein. Bisa ular dan Jaring Laba laba juga protein. Bahkan sebagian sel tumbuhan juga tersusun atas protein. Pengembangan software prediksi bentuk Protein oleh David Baker dan AI (Artificial Intelligence) AlphaFold, merupakan tonggak penting bagi Biologi.
Protein ada pada hampir setiap aspek kehidupan. Protein membangun
▪︎ Tulang
▪︎ Daging
▪︎ Kulit
▪︎ Rambut
▪︎ Dll.
Banyak sekali fungsi Protein.
▪︎ Ada yang mengangkut muatan dari sel ke sel.
▪︎ Ada yang menjadi antibodi.
▪︎ Ada yang dapat memperbaiki DNA rusak.
Setiap Protein terbuat dari serangkaian Asam Amino yang saling terkait dalam untaian panjang dan terlipat menjadi bentuk 3D.
Protein ibarat seutas tali. Bagaimana tali itu terlipat, terpilin & tergulung, akan menentukan jenis Protein.
Ada banyak kemungkinan bentuk Protein, yang masing masing bergantung pada urutan Asam Aminonya. Bentuk Protein menentukan fungsinya. Untuk memahami cara kerja Protein, kita perlu mengetahui seperti apa bentuknya.
Selama beberapa dekade para ilmuwan telah berupaya mengetahui bentuk Protein.
● Tahun 1950-an
Pengembangan kristalografi sinar-X memungkinkan para peneliti bisa melihat bentuk protein 3D.
● Tahun 1962
John Kendrew dan Max Perutz mendapat Nobel Kimia tentang bentuk Protein.
● Tahun 1972
Ahli biokimia Amerika Christian Anfinsen mendapat Nobel Kimia atas penemuan urutan Asam Amino yang menentukan cara rantai Polipeptida melipat dirinya sendiri. Polipeptida adalah ikatan peptida berupa gabungan 3 atau lebih Asam Amino yang akan membentuk Protein. Itu artinya, secara teori, memungkinkan memprediksi bentuk Protein hanya dengan mengetahui urutan Asam Aminonya.
● Tahun 1994
Muncul proyek/kompetisi 2 tahunan, CASP (Critical Assessment of Protein Structure Prediction). Ini bertujuan mempercepat penemuan di bidang tersebut.
● Tahun 1998
David Baker, ahli biokimia University of Washington, mulai meneliti bagaimana protein terlipat. Ia mengembangkan Rosetta, perangkat lunak komputer, yang digunakan untuk memprediksi struktur Protein dari urutan Asam Aminonya.
Sejak saat itu Rosetta berkembang memenuhi layanan yang berbeda beda, termasuk desain Protein.
● Tahun 2003
Baker dan Timnya membuat sketsa protein 3-D buatan (yang tidak ada di alam). Dan Rosetta dapat membuat rangkaian Asam Amino yang akan terlipat menjadi bentuk tersebut.
Sejak saat itu, Baker telah menciptakan banyak Protein :
▪︎ Menciptakan Protein pencegah Alzeimer.
▪︎ Menciptakan Protein pencegah penularan Malaria
▪︎ Menciptakan Protein anti virus Covid-19 (2020)
▪︎ Menciptakan Protein untuk pengobatan Kanker (2020)
▪︎ Menciptakan vaksin HIV
▪︎ Menciptakan vaksin Antraks
▪︎ Penelitian Herpes
David Baker membuka dunia tentang bentuk Protein yang sama sekali baru yang belum pernah kita lihat sebelumnya.
Pada tahun itu juga, Rosetta dilisensikan secara bebas kepada komunitas global akademis. Dengan ini akan tercapai pengembangan perangkat lunak dan aplikasi baru yang berkelanjutan.
Algoritma Rosetta ini telah mempercepat kemampuan semua ilmuwan untuk melakukan pekerjaan mereka. Apa yang dulunya memerlukan waktu puluhan tahun, kini dapat diselesaikan dalam hitungan menit.
● Tahun 2010
Demis Hassabis, peneliti komputer dan AI (Artificial Inteligence) asal Inggris, mendirikan DeepMind Technologies.
● Tahun 2014
DeepMind Technologies diakuisisi Google, dan mengembangkan program komputer berdasarkan jaringan saraf yang disebut AlphaFold.
● Tahun 2018
Dalam kompetisi CASP ke-13, AlphaFold mencapai akurasi 60% untuk prediksi bentuk Protein. John Jumper, seorang peneliti dengan ide ide kreatif bergabung.
● Tahun 2020
Jumper dan Hassabis menciptakan AlphaFold2. Dengan menggunakan kecerdasan buatan AI, AlphaFold2 dapat memprediksi struktur 3D protein hanya dari urutan Asam Aminonya.
Ketika ada protein dengan bentuk yang tidak diketahui dimasukkan dalam program, AlphaFold2 akan
▪︎ Menemukan urutan Asam Amino yang serupa dalam database.
▪︎ Membuat penyelarasan urutan yang serupa.
▪︎ Mencari korelasi di antara urutan, serta
▪︎ Menerka kemungkinan interaksi antara Asam Amino.
▪︎ Dari hasil ini, AlphaFold2 dapat menyimpulkan seberapa dekat jarak Asam Amino satu dengan lainnya.
▪︎ Merangkum semua informasi tersebut menjadi bentuk 3D.
Saat ini AlphaFold memiliki lebih dari 2 juta pengguna dan telah menghasilkan prediksi 200 juta bentuk Protein.
Berkat terobosan ini, sebagian besar bentuk protein dapat diprediksi dengan ketepatan tinggi. Ini karena ada database besar yang memuat ratusan juta bentuk Protein.
Kemampuan untuk merancang dan memprediksi bentuk Protein, membuka kemungkinan penerapan dalam bidang
▪︎ Farmasi,
▪︎ Nanomaterial, dan
▪︎ Pengembangan vaksin yang cepat.
Pengembangan alat prediksi bentuk Protein AI seperti AlphaFold2 merupakan tonggak penting dalam biologi.
Kerja ke 3 ilmuwan ini saling terkait erat. Karena itulah mereka ber 3 menerima NOBEL KIMIA 2024.
———-
Renungan :
● Memahami bentuk Protein & cara kerjanya ini, merupakan tonggak awal penemuan² spektakuler berikutnya. Seperti halnya
▪︎ James Watt (1769) penemu Mesin Uap (Revolusi Industri).
▪︎ Alan Turing (1949) penemu Komputer (Revolusi Digital)
▪︎ Dll.
● Kekuatan Protein Jaring Laba laba mencapai 2,5 kali kekuatan Besi Beton. Dengan memahami bentuk Protein Jaring Laba laba, tidak lama lagi kita bisa membuat Protein yang jauh lebih kuat dari Jaring Laba², juga jauh lebih kuat dari Baja Karbon Tinggi.
● Tardigrade adalah mahluk kecil berukuran 0,5 mm. Di dunia ini ada sekitar 1.300 spesies Tardigrade. Dalam kondisi ekstrim, Tardigrade mampu merubah diri menjadi Kista Kering. Dalam kondisi ini, Tardigrade tidak melakukan metabolisme. Mereka dapat hidup tanpa makanan, air & udara selama 120 tahun. Mereka tahan terhadap :
▪︎ Suhu dari −272 °C hingga 149 °C
▪︎ Hampa udara
▪︎ Radiasi tinggi (1000 kali di bumi), dan
▪︎ Menahan tekanan sampai 6 Atmosfir (serasa menyelam pada kedalaman 60 m tanpa peralatan).
▪︎ Dengan memahami bentuk Protein yang menyusun Tardigrade, suatu saat kita bisa merekayasa GEN kita hingga punya kemampuan (kesaktian) seperti Tardigrade. Ini adalah bekal utama untuk penjelajahan menuju planet² di luar tata surya kita, yang tidak dilindungi Radiasi. Bekal menuju peradaban Kardashev Level 2.
Kuala Lumpur, Sabtu Pon, 28.12.24
꧋ꦤꦸꦂꦱꦺꦠꦲꦂꦢꦶꦥꦸꦠꦿꦤ꧀ꦠꦺꦴ꧉
(Nurseto Ardiputranto)
———-
Narasi terkait :
SKALA KADARSHEV
https://forsains.id/perspektif/skala-kardashev-tahapan-perkembangan-budaya/
———-
Ref no.1
https://www.embl.org/news/science-technology/alphafold-wins-nobel-prize-chemistry-2024/
Ref no.3
https://www.snexplores.org/article/protein-structure-2024-nobel-chemistry
Ref no.4
https://www.klinikindonesia.com/p/polipeptida.php
Ref no.6
https://alphafold.ebi.ac.uk/
Add comment