Analisis Struktur dan Fungsional Protein Antifungal (PAF)
dari
Penicillium Chrysogenum
Kennis Rozana 21116012 Bioteknologi, SITH, ITB
Pendahuluan:
Akhir-akhir ini, dunia penelitian sangat tertarik untuk mengembangkan protein antifungal yang mampu meningkatkan penghambatan infeksi oleh fungi patogen dalam berbagai bidang kehidupan. Pengetahuan yang sistematis dan menyeluruh terkait potensi dari protein tersebut sangat diperlukan agar dapat diaplikasikan sebagai perkembangan metode terapi antifungi di masa yang akan datang. Di antara semua jenis protein antifungal yang dihasilkan oleh beberapa fungi, protein antifungal yang berasal dari Penicillium chrysogenum
memiliki keunggulan daripada protein antifungal yang lain. Protein antifungal yang berasal dari Penicillium chrysogenum memiliki berat molekul yang rendah, kaya sistein, dan kation antifungalnya mampu menghambat pertumbuhan sebagian besar fungi berfilamen yang bersifat patogen (Binder et al., 2010; Marx et al., 2008). Penelitian terstruktur dilakukan untuk mengetahui fungsi dan struktur dasar dari protein antifungal Penicillium chrysogenum dengan menggunakan beberapa metode bioinformatika untuk memudahkan visualisasi dan analisis karakteristik spesifik dari protein antifungal tersebut.
Gambar 1: Representasi struktur PAF dari hasil Pro-Dom; Garis ungu menunjukkan B-sheet; garis merah menunjukkan loops; garis kuning menunjukkan jembatan disulfida.
Gambar 4: Hasil analisis HMM Logo dan HMM Trees dari protein antifungal (PAF) dari beberapa spesies Penicillium
Gambar 2: Hasil analisis domain dan motif dari protein antifungal (PAF) dari Penicillium chrysogenum menggunakan program CDD NCBI.
Referensi:
Binder, Ulrike, Meiling Chu, Nick D. Read, Florentine Marx. 2010. The antifungal activity of the Penicillium chrysogenum protein PAF distrupts calcium homeostasis in Neurospora crassa. Eukaryot Cell 9 (9):1374-1382
Marx, Florentine, Ulrike Binder, Leiter, Pocsi. 2008. The Penicillium chrysogenum antifungal protein PAF, a promising tool for the development of new antifungal therapies and fungal cell biology studies. Cell Mol Life Sci 65 (3):45-54
Sonderegger, Christoph, Laszio Galgoczy, Sandra Garrigues, Adam Fizil, Attila Borics, Paloma Manzarenes. 2016. A Penicillium chrysogenum-based expression system for the production of small, cysteine-rich antifungal proteins for strutural and functional analyses. Microbial Cell Factories 15: 192
Metode:
Pada analisis struktur dan fungsional dari protein PAF dilakukan dengan mendeteksi daerah domain dan motif menggunakan integrasi beberapa program bioinformatika, seperti CDD NCBI, CDART NCBI, SMART, PFAM, dan InterPro Scan. Sementara itu, untuk mengetahui fungsi spesifik dari protein PAF tersebut dilakukan analisis lanjutan menggunakan HMM (Hidden Markov Model) dengan bantuan program T-Coffe dan Pro-Dom. T-coffe akan menentukan skor dari tingkat kesamaan sekuens dengan database sedangkan Prodom akan membantu memvisualisasikan struktur motif dari protein PAF yang dianalisis.
Kesimpulan:
Protein PAF dari Penicillium chrysogenum memiliki domain protein antifungal yang hampir sama dengan domain protein antifungal dari spesies Penicillium lainnya. Protein PAF tersebut merupakan protein ekstrasel yang ditandai oleh adanya sinyal peptida. Berdasarkan hasil analisis, protein PAF tersebut memiliki hubungan kekerabatan dengan protein PAF dari spesies Opisthokonta dan spesies Penicillium lainnya yang ditandai oleh adanya daerah sekuens yang conserved pada hasil
multiple sequence alignment dari beberapa protein PAF tersebut. Gambar 3: Hasil MSA (Multiple Alignment Sequence) protein antifungal (PAF)
dari beberapa spesies Penicillium menggunakan program T-Coffe; tanda asterisk (*) menunjukkan daerah yang conserved.
