Identifikasi Obat

Metode kimia komputasi untuk tujuan disain molekul baru, tetutama senyawa obat, serta prediksi sifat fisiko-kimia telah menjadi metode pilihan utama sebagian besar industri farmasi berkaitan dengan pengembangan maupun penemuan obat. Aplikasi metode yang juga disebut in silicoini, berawal dari postulat dasar dalam paradigma disain obat klasik yang menyatakan bahwa efek obat dalam tubuh manusia merupakan suatu konsekuensi “molecular recognition” antara ligan (dalam hal ini obatdan sutau makromolekul (target).

Aktivitas farmakologi ligan terhadap dudukan kerjanya (action site) sangat ditentukan oleh tatanan ruang dan kerapatan elektron atom-atom ligan, dan juga bagaimana atom-atom tersebut berinteraksi dengan molekul target atau “biological conterpart” (Bohm & Klebe, 1996). Struktur, dinamika, dan interaksi demikian memungkinkan suatu karakterisasi menggunakan kimia komputasi dilakukan. Misalnya, pendekatan berbasis mekanika molekular (molecular mechanics) secara efisien dapat membantu penemuan kandidat-kandidat obat baru, dan metode komputasi yang tidak mahal ini sekarang secara rutin digunakan di dalam disain obat (Jorgensen, 2004).

Meskipun demikian, jika deskripsi sifat elektron yang diperlukan untuk tujuan disain tersebut, maka penggunaan mekanika kuantum sangat beperan. Sesungguhnya pendekatan kimia komputasi berbasis mekanika kuantum selain menjelaskan efek elektronik kuantum, juga mampu menjelaskan pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, efek polarisai, perpindahan muatan, dst., biasanya mampu memperkirakan energi molekul lebih akurat (Cavali et al., 2006). Aplikasi mekanika kuantum berbasis ligan di dalam disain obat sejak dahulu telah diarahkan dalam pengamatan energi, geometri, dan distribusi elektron (misalnya HOMO, LUMO, momen dipol, dst.) molekul organik kecil. Perhitungan mekanika kuantum secara rutin telah juga dilakukan dalam analisis QSAR (Quantitative-Structure Activity Relationship) klasik (Lepp & Chuman, 2005), QSAR 3D (Aguirre et al., 2005) dan juga mengembangkan deskriptor kuantum (Wan et al., 2004) untuk digunakan dalam penelitian korelasi struktur-aktivitas.

Hal menarik dalam penggunaan kimiakomputasi berkaitan dengan molekul target di dalam disain obat adalah telaah analisis reaksi enzimatik dalam sistem biologis yang memiliki relevansi farmakologi (Gogonea et al., 2001), simulasi ini memungkinkan menjelaskan mekanisme substrat (inhibitor)-enzim dan lebih lanjut terhadap interaksi substrat enzim pada keadaan transisi melalui analisis energi ikat (binding energy).

Sumber: Kimia Unpad

Kamus Kimia Komputasi

·Molecular modeling merupakan suatu metode untuk merancang dan menganalisis struktur dan sifat-sifat molekul tertentu dengan mengunakan teknik kimia komputasional dan teknik visualisasi grafis yang bertujuan untuk menyediakan struktur geometri tiga dimensi yang sesuai dengan parameter kondisi yang telah ditentukan. (Leach, 2001).

·Molecular docking merupakan suatu teknik yang digunakan untuk mempelajari interaksi yang terjadi dari suatu kompleks molekul. Molecular docking dapat memprediksikan orientasi dari suatu molekul ke molekul yang lain ketika berikatan membentuk kompleks yang stabil. (Funkhouser, 2007).

·Molecular Operating Environment (MOE) dikembangkan Chemical Computing Group(www.chemcomp.com). MOE selain menawarkan fasilitas yang cukup lengkap juga user-friendly sehingga cocok digunakan dalam pembelajaran. Hanya saja aplikasi kimia komputasi yang user-friendly biasanya mahal sehingga alasan efisiensi biaya tidak lagi relevan.

·OV (Orbital Viewer) adalah perangkat lunak gratis untuk menggambarkan orbital atom dan molekul, membuat animasi maupun untuk melihat penampang lintang (struktur dalam) orbital. Dapat pula dibuat gambar 3D (yang dapat dilihat dengan kacamata 3D sperti yang digunakan untuk melihat sinetron 3D). (Modul Struktur dan Kereaktifan Kimia Anorganik, Dr. Ismunandar)

·ab initio berasal dari bahasa latin yang diberikan untuk menandai perhitungan yang diturunkan secara langsung dari prinsip-prinsip teoritis, tanpa memasukkan data eksperimen. Ab initio mengacu pada perhitungan mekanika kuantum melalui beberapa pendekatan matematis, seperti penggunaan persamaan yang disederhanakan (Born Oppenheimer approximation) atau pendekatan untuk penyelesaian persamaan differensial. (PENGANTAR KIMIA KOMPUTASI, Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si)

·Kimia kuantum adalah sebuah aplikasi mekanika kuantum pada kimia. Kimia kuantum memungkinkan kita untuk memahami dan memprediksi struktur, sifat dan mekanisme reaksi dari berbagai bahan.

·BS (Balls & Sticks) adalah perangkat lunak gratis untuk menggambarkan struktur kimia, terutama kristal, dalam 3D dan dapat menghasilkan gambar bitmap yang dapat disalin ke clipboard dan ditempelkan (paste) di dokumen pengolah kata (Word misalnya).

·Mekanika Molekul merujuk pada penggunaan mekanika Newton untuk memodelkan sistem molekul. Pendekatan mekanika molekul secara luas diterapkan pada penemuan struktur molekul yang teliti, simulasi dinamika molekul, simulasi Monte Carlo, dan simulasi doking ligan.

·Visualisasi data adalah proses menampilkan informasi dalam jenis representasi piktorial atau grafis. Sejumlah program komputer yang sekarang tersedia untuk menerapkan skema pewarnaan data atau bekerja dengan tiga dimensi representasi.

·Orbital Gaussian atau Gaussian type orbitals (GTOs) adalah fungsi matematika yang menyatakan orbital atomdalam perhitungan orbital molekul.  

Sumber: Chitta

Analisa Dengan Chem Draw

   ChemDraw merupakan program aplikasi untuk menggambar yang di lengkapi dengan tool-tool sehingga pengguna dapat dengan mudah membuat gambar yang diinginkannya hanya dengan mengklik tool-tool tersebut, dengan ChemDraw anda tidak akan mengalami kesulitan di dalam membuat struktur kimia. Hal ini tentu sangat membantu anda dalam menulis skripsi, thesis, karya ilmiah, ataupun jurnal, bahkan anda juga dapat mengkomunikasikan struktur yang anda miliki ke dunia web jika komputer anda di lengkapi dengan program aplikasi ChemOffice yang lain. Gambar yang telah anda buat juga dapat dengan mudah dicetak atau dibawah ke dalam program aplikasi lain seperti Ms. Word.

   Tool-tool dalam ChemDraw mewakili berbagai macam bentuk ikatan yang dapat anda susun menjadi struktur kimia sehingga tidaklah sulit bagi anda untuk menggambarkan struktur yang kompleks sekalipun, bahkan juga dalam berbagai bentuk konformasi dan dalam bentuk proyeksi.

   Struktur-struktur tertentu yang telah umum dapat digambar secara langsung dengan mengklik tool, seperti struktur cincin benzena, siklopentana, sikloheksana dan senyawa siklis yang lain. Tool dalam ChemDraw juga menyajikan gambar struktur untuk asam amino, DNA, dan RNA yang terdapat dalam template, anda tinggal klik, membawanya ke layar, drag, maka jadilah gambar struktur anda. 

   

   ChemDraw juga dapat menganalisis struktur kimia yang telah kita gambar dengan menggunakan Analys Struktur pada menu Structure, di sini anda dapat mengetahui sifat-sifat fisik struktur tersebut, misalnya, titik didih, titik leleh, berat molekul, temperatur, tekanan, dll.

Sumber: Faijal