ANALISIS DAN VISUALISASI 3 DIMENSI DAMPAK LOGAM BERAT TIMBAL TERHADAP EFEK KERJA OBAT ANTI ANEMIA PADA
Mus musculus STRAIN BALB/C
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh:
DIANA PUTRI HAPSARI NIM. M0410018
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut.
Surakarta, 16 Juni 2014
ANALISIS DAN VISUALISASI 3 DIMENSI DAMPAK LOGAM BERAT TIMBAL TERHADAP EFEK KERJA OBAT ANTI ANEMIA PADA
Mus musculus STRAIN BALB/C
DIANA PUTRI HAPSARI
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
Logam berat timbal (Pb) mampu menyebabkan anemia dengan cara mengganggu kerja enzim -a mino levulinic acid dehidra se ( -ALAD) dan enzim ferrochela ta se yang berperan dalam proses sintesis hemoglobin. Obat anti anemia yang berada di pasaran banyak digunakan oleh masyarakat untuk mencegah maupun mengatasi anemia. Penggunaan obat anti anemia dengan pemaparan Pb diyakini mampu mengganggu kerja dari obat anti anemia tersebut. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui adanya interaksi timbal dengan obat anti anemia dalam darah yang mengalami anemia.
Dua puluh Mus musculus strain balb/C dikelompokkan menjadi 5 kelompok. Aklimasi dilakukan selama 7 hari. Hari ke-8 sampai ke-25 dilakukan pemberian dengan dosis NaNO2 3,75 mg/mencit/hari untuk menurunkan kadar hemoglobin darah. Setelah itu, Hari ke-26 sampai ke-39, mencit diberi perlakuan sebagai berikut: pemberian timbal 12 ppm, timbal 50 ppm, timbal 12 ppm dan obat anti anemia 2,14 mg, timbal 50 ppm dan obat anti anemia 2,14 mg. Kadar hemoglobin diukur dengan alat pengukur hemoglobin digital dengan merek Ea sy Touch GCHb. Interaksi timbal dengan enzim -ALAD dan ferrochela tase divisualkan dengan metode docking molekuler.
Paparan timbal dosis 50 ppm dengan obat anti anemia menurunkan kadar hemoglobin mencit lebih besar daripada dosis 12 ppm dan 50 ppm. Dosis 50 ppm dengan obat anti anemia dan dosis 12 ppm dengan obat anti anemia memberikan pengaruh yang sama pada penurunan kadar hemoglobin dalam darah mencit. Timbal menyebabkan anemia pada struktur -ALAD dengan menggantikan posisi zink. Timbal juga menjadi inhibitor pada struktur enzim ferrochela ta se dengan menempati posisi Fe2+ di pusat cincin heme.
v
ANALYSIS AND THREE-DIMENTIONAL VISUALIZATION OF HEAVY METAL LEAD IMPACT ON ANTI-ANEMIA DRUG ACTION IN
Mus musculus BALB/C STRAIN
DIANA PUTRI HAPSARI
Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Science, Sebelas Maret University, Surakarta.
ABSTRACT
Heavy metal lead (Pb) in the body generates anemia by disrupting the actions of -a mino levulinic a cid dehydra se -ALAD) and ferrochela tase enzymes. They act in the process of hemoglobin synthesis. Generally people use anti-anemia drugs to prevent and cure anemia. Exposure of lead is assumed impair to anti-anemia drug action. The aim of this research was to know the interaction of lead and anti-anemia drug in anemic blood.
Twenty mice (Mus musculus) Balb/C strain were divided into 5 groups. Hemoglobin level was measured digitally using a portable hemoglobin meter is Ea sy Touch GCHb. Interactions of lead -ALAD and ferrochelatase enzymes were visualized using molecular docking method.
Exposure of lead 50 ppm along with anti-anemia drug decreased hemoglobin levels more than exposure of lead 12 ppm and lead 50 ppm solely. Exposure of lead 50 ppm along with anti-anemia drug had similar effect on decreasing hemoglobin level on mice blood. Lead replaces zinc -ALAD enzyme. Lead also inhibits ferrochelatase enzymes action by replacing Fe2+ position at the center of heme ring.
MOTTO
vii
PERSEMBAHAN
Skripsi ini
Kupersembahkan untuk ayah dan ibu
tercinta,
Yang senantiasa memberikan dukungan ,
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada ALLAH S.W.T yang senantiasa
memberikan rahmat dan hidayah-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Logam Berat Timbal terhadap Efek Kerja Obat Anti Anemia pada Mus musculus
mendapatkan gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Penulis menyadari akan ketidaksempurnaan tulisan ini dalam segi materi
maupun teknis penulisan dikarenakan keterbatasan yang dimiliki oleh penulis.
Maka dari itu penulis mengharapkan koreksi dan telaah yang bersifat konstruktif
agar menjadi lebih baik lagi.
Dalam proses penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis memperoleh
banyak masukan, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Maka dari itu
penulis pada kesempatan ini menyampaikan ucapan terimakasih kepada:
1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan,M.Sc(Hons).,Ph.D., selaku Dekan Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret yang
telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.
2. Dr. Agung Budiharjo, M.Si, selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret yang
ix
3. Dr. Prabang Setyono, M.Si, selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi.
4. Dr. Tetri Widiyani, M.Si, selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi.
5. Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech., selaku Dosen Penelaah I yang telah
memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi.
6. Dra. Noor Soesanti Handajani, M.Si, selaku Dosen Penelaah II yang telah
memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi.
7. Dian Aditama, S.Si, yang senantiasa membantu selama penelitian penulis
berbulan-bulan sehingga sampai terselesaikannya penelitian dan
penyusunan skripsi.
8. Staff Sub Laboratorium Biologi Jurusan Biologi, Universitas Sebelas
Maret yang telah memberikan ijin penulis untuk melakukan penelitian di
laboratorium.
9. Bapak Sukidi dari Fakultas Kedokteran, Universitas Sebelas Maret yang
telah banyak membantu penulis selama penelitian dilakukan.
10.Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan
penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan
sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan
pihak-pihak yang terkait.
Surakarta, 16 Juni 2014
1. Alat ... 19
2. Bahan ... 19
C. Prosedur Penelitian ... 20
1. Penentuan Dosis Natrium Nitrit (NaNO2) ... 20
2. Penentuan Dosis Pb(NO3)2 ... 20
3. Penentuan Dosis Obat Anti Anemia ... 22
4. Perlakuan ... 23
5. Pengukuran Kadar Hemoglobin ... 24
6. Pembuatan Visualisasi Interaksi ... 25
D. Analisis Data ... 26
BAB IV. HASIL PEMBAHASAN ... 27
A. Studi Bioinformatika ... 27
B. Kadar Hemoglobin (Hb) dalam Darah Mus musculus ... 33
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 43
A. Kesimpulan ... 43
B. Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 44
LAMPIRAN ... 49
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Struktur dan kadar hemoglobin normal ... 10
Tabel 2. Batas jumlah hemoglobin dalam darah berdasarkan umur dan
jenis kelamin ... 11
Tabel 3. Persentase jumlah zat besi yang biasanya di dalam tablet Fe .... 14
Tabel 4. Distribusi besi dalam tubuh ... 15 Tabel 5. File data struktur hasil pencarian di RCSB ... 27
Tabel 6. Rerata kadar hemoglobin (Hb) Mus musculus sebelum dan sesudah
pemberian timbal+obat ... 34
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bagan kerangka pemikiran ... 18
Gambar 2. Struktur enzim ferrochela ta se ... 28
Gambar 3. Salah satu bagian struktur makromolekul dari enzim
ferrochela ta se ... 28 Gambar 4. Struktur enzim ferrochelatase yang sudah terikat timbal(II) 29
Gambar 5. Struktur makromolekul ferrochelatase berikatan dengan
Pb2+ ... 29
Gambar 6. -aminolevulinate acid dehidrase
-ALAD) ... 31
Gambar 7. -ALAD ... 32
Gambar 8. -ALAD yang sudah
berikatan dengan Pb ... 32
Gambar 9. Sintesis dan degradasi hemoglobin normal ... 33
Gambar 10. Histogram kadar hemoglobin dalam darah Mus musculus
sebelum dan sesudah pemberian timbal serta obat anti
anemia... 36
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data kadar hemoglobin dalam darah Mus musculus ... 50
Lampiran 2. Analisis data dengan uji analysis of variance (ANOVA)
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan Kepanjangan
-ALAD -a mino levulinic acid dehidra se
BML Baku Mutu Lingkungan
Hb Hemoglobin
ALA -aminolevulinat
FEP Free erythrosyt protopor phyrin
ZPP Zinc pr otoporphyrin
ALAS Aminolevulinic a cid synthetase
bp basephere
UROD Uroporphyrinogen deca rboxyla se
COPROD Cor prophyrinogen oxida se
WHO World Health Orga niza tion
PDB Protein Da ta Bank
BNT Beda Nyata Terkecil
ANOVA Analysis of Variance
