Protein sering disebut sebagai “pekerja keras” tubuh kita karena mereka menggerakkan hampir setiap proses biologis. Kemampuannya untuk berinteraksi dengan molekul lain, yang disebut ligan, sangat penting untuk fungsi ini. Memahami interaksi ini adalah kunci untuk mengembangkan obat baru dan mengungkap misteri kehidupan itu sendiri.
Para ilmuwan telah lama mencari cara untuk memetakan kemitraan protein-ligan ini secara efisien. Tahun lalu, sebuah teknik inovatif yang disebut PELSA muncul, menawarkan kemampuan untuk menganalisis bagaimana pengikatan ligan mempengaruhi stabilitas protein di seluruh proteom organisme (semua proteinnya). Hal ini memungkinkan para peneliti untuk melihat bagian protein mana yang menjadi lebih stabil ketika ligan berikatan – sebuah tanda interaksi.
Namun, metode PELSA yang asli sangat lambat dan melelahkan, bergantung pada langkah-langkah manual yang membatasi jumlah sampel yang dapat dianalisis oleh para ilmuwan. Kini, para peneliti EMBL telah meluncurkan HT-PELSA, sebuah adaptasi throughput tinggi dari alat canggih ini. Terobosan ini secara signifikan mempercepat analisis, menjadikannya 100 kali lebih cepat dan memungkinkan para ilmuwan memproses ratusan sampel secara bersamaan.
Cara Kerja HT-PELSA: Menyederhanakan Proses untuk Hasil Besar
Bayangkan PELSA tradisional seperti memilah butiran beras secara hati-hati dari segenggamnya. HT-PELSA lebih mirip dengan menggunakan saringan – ia memanfaatkan sifat fisik untuk memisahkan protein dan fragmennya yang lebih kecil dan terikat ligan secara efisien.
Daripada mengandalkan spektrometri massa untuk membedakan antara protein utuh dan peptida yang terpecah trypsin (fragmen yang dibuat oleh enzim), HT-PELSA menggunakan sifat alami protein yang menolak air. Teknik ini menggunakan permukaan khusus yang menarik protein lebih kuat dibandingkan fragmen peptida, sehingga memungkinkan proses pemisahan yang cepat dan otomatis.
Alur kerja yang disederhanakan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi tetapi juga membuka pintu untuk mempelajari target yang sebelumnya menantang: protein membran. Protein penting ini, yang mencakup sekitar 60% target obat yang diketahui, sangat sulit diisolasi tanpa mengganggu strukturnya. HT-PELSA, dengan bekerja secara langsung dengan sampel kompleks, memungkinkan peneliti mengamati bagaimana protein membran berinteraksi dengan obat potensial di lingkungan alaminya.
Mengungkap Kemungkinan Baru: Dari Penemuan Obat hingga Biologi
Pendekatan analisis protein yang lebih cepat dan lebih luas ini memiliki implikasi besar pada berbagai bidang.
- Penemuan obat: Dengan mengungkap cara ligan berikatan dengan protein tertentu, HT-PELSA dapat mempercepat pengembangan terapi yang ditargetkan. Hal ini menghasilkan obat yang lebih efektif dan aman dengan efek samping yang lebih sedikit.
- Biologi dasar: Memahami interaksi protein-ligan memberikan wawasan mendasar tentang proses seluler, jalur sinyal, dan mekanisme penyakit.
“HT-PELSA benar-benar membuka pintu bagi pemahaman mendalam tentang fungsi protein serta mempercepat pengembangan obat,” kata Mikhail Savitski, pemimpin tim di EMBL Heidelberg dan penulis senior studi tersebut. “Hal ini penting untuk memahami biologi dasar, menemukan mekanisme penyakit, dan untuk mengembangkan obat-obatan yang lebih aman dan efektif.”
Pengembangan HT-PELSA mewakili lompatan maju yang signifikan dalam kemampuan kita menjelajahi dunia yang rumit di dalam sel. Kecepatan, efisiensi, dan kemampuannya yang diperluas menjanjikan untuk membentuk kembali pemahaman kita tentang proses mendasar kehidupan dan membuka jalan bagi kemajuan medis yang inovatif.
