Benarkah Sintesis Asam Nukleat Berfungsi Untuk Bahan Obat Antivirus Baru ?

Sebuah tim ilmuwan internasional dari Universitas Turku, Finlandia dan Universitas PennState, AS telah memecahkan misteri lama tentang bagaimana organisme hidup membedakan blok penyusun RNA dan DNA selama ekspresi gen membuka jalan bagi rancangan obat antivirus baru. Wawasan baru dipublikasikan di jurnal Nature Communications.

Ilustrasi: Kafe Kepo

Semua organisme seluler menggunakan dua jenis asam nukleat, RNA dan DNA untuk menyimpan, menyebarkan, dan memanfaatkan informasi genetiknya. Sintesis DNA dilakukan oleh enzim yang disebut DNA polimerase dan diperlukan untuk mentransfer informasi genetik secara akurat dari generasi ke generasi. Sintesis RNA dilakukan oleh enzim yang disebut RNA polimerase dan diperlukan untuk memanfaatkan informasi genetik untuk pada akhirnya menghasilkan protein yang pada gilirannya memenuhi sebagian besar fungsi struktural dan katalitik di semua organisme hidup modern.

Masalah kuno yang dihadapi oleh RNA dan DNA polimerase adalah bahwa blok penyusun DNA dan RNA sangat sulit dibedakan. Blok penyusun tersebut identik kecuali untuk sebagian kecil molekul, yang disebut gugus 2'OH yang ada dalam blok penyusun RNA tetapi tidak ada dalam blok penyusun DNA.

DNA polimerase menghindari penggunaan blok penyusun RNA dengan menampilkan rongga yang disebut situs aktif yang cukup besar untuk mengikat blok penyusun DNA tetapi terlalu kecil untuk menampung blok penyusun RNA yang sedikit lebih besar. Akibatnya, hanya blok pembangun DNA yang terikat ke rongga situs aktif dan melekat pada polimer DNA yang sedang tumbuh.

"RNA polimerase tidak dapat menggunakan strategi yang sama karena blok penyusun DNA yang lebih kecil akan selalu masuk ke dalam rongga situs aktif yang sama dengan blok penyusun RNA," jelas Peneliti Senior Georgi Belogurov.

Rongga Situs Aktif RNA Polymerase Merusak Blok Penyusun DNA

Untuk memahami bagaimana RNA polimerase menghindari penggunaan blok penyusun DNA, tim peneliti dari Universitas Turku yang dipimpin oleh Belogurov melakukan pengukuran biokimia kompleks menggunakan RNA polimerase yang diubah oleh mutasi yang direkayasa dengan hati-hati. Pada saat yang sama, tim peneliti di Penn State University, AS, yang dipimpin oleh Profesor Katsuhiko Murakami memperoleh struktur tiga dimensi RNA polimerase yang terperinci dengan blok penyusun DNA.

Dengan analisis gabungan dari data biokimia dan struktural Kandidat Doktor Janne Mäkinen, penulis pertama studi tersebut, dan rekan-rekannya menemukan bahwa RNA polimerase mengembangkan rongga situs aktif yang mengubah bentuk blok penyusun DNA sehingga tidak lagi sesuai untuk dimasukkan ke dalam rantai RNA.

Ilustrasi: Kompas

"Blok penyusun DNA yang berubah bentuk kemudian terlepas dari RNA polimerase alih-alih melekat pada polimer RNA yang sedang tumbuh," kata Mäkinen.

Polimerase RNA Manusia dan Virus Memilih Blok Penyusun RNA Secara Berbeda - Menemukan Memungkinkan Pengembangan Obat Antiviral yang Lebih Efektif

Studi ini secara finansial didukung oleh Akademi Finlandia, Sigrid Juselius Foundation (Finlandia), dan Institut Kesehatan Nasional (AS) dan memiliki implikasi jangka panjang untuk penelitian translasi.

"Virus RNA seperti SARS-Cov-2 yang merupakan agen penyebab penyakit COVID-19 juga mensintesis RNA sebagai bagian dari siklus infeksi mereka. Virus menggunakan RNA polimerase mereka sendiri yang sangat berbeda dari RNA polimerase sel manusia tetapi juga perlu memilih blok penyusun RNA dan menolak blok penyusun DNA, "kata Georgi Belogurov.

Dengan membandingkan secara cermat mekanisme selektivitas yang baru ditemukan dengan temuan tim peneliti lain, Mäkinen dan rekannya menyimpulkan bahwa polimerase RNA virus dan manusia menggunakan mekanisme berbeda untuk menolak blok penyusun DNA. Mereka menyarankan mungkin untuk merancang molekul sintetis yang mirip dengan blok pembangun DNA yang secara selektif akan mengikat dan menghambat RNA polimerase virus tetapi akan ditolak oleh polimerase RNA manusia dan oleh karena itu tidak akan mengganggu sintesis RNA yang dibutuhkan oleh sel manusia. .

"Ini membuka jalan untuk merancang obat antivirus yang manjur dan selektif yang menargetkan polimerase RNA virus," kata Belogurov.

Jangan lupa Follow untuk mengikuti update terbaru dari REO News yang berisi info unik dan update, contohnya seperti Benarkah Sintesis Asam Nukleat Berfungsi Untuk Bahan Obat Antivirus Baru ?.