Hubungi Kami di WA 08-951-951-3333

Tesis Perspektif Spesialis: Diagnosis Kanker Prostat dlm Perspektif Spesialis Urologi

Judul Tesis : Diagnosis Kanker Prostat dalam Perspektif Spesialis Urologi di Indonesia (Suatu Survei Kuesioner)

 

A. Latar Belakang

Biofisika merupakan cabang keilmuan yang menggunakan konsep-konsep fisika dalam mengkaji fenomena biologi. Kini, Biofisika bahkan telah menjadi cabang ilmu interdisipliner yang terkait dengan ilmu lain seperti Biokimia, Bioinformatika, Ilmu Lingkungan, dan lain-lain. Pada pertengahan abad ke-20 biologi telah menjadi bidang yang sangat luas cakupannya dan mulai membutuhkan perangkat-perangkat bidang lain seperti fisika guna menjelaskan gejala kompleks dalam sistem biologi, seperti proses fotosintesis, fenomena transport, proses bioluminesence dan lain-lain.

Salah satu kajian biofisika dalam bidang biologi molekuler adalah prinsip kerja makromolekul biologi (protein, DNA, RNA, dan lain-lain) dalam sel hidup. Banyak sifat serta karakter dari molekul-molekul biologi dan fungsi biologinya tidak dapat dipahami secara gamblang jika hanya struktur kimia saja yang ditinjau. Sekarang sudah diketahui selain interaksi kimia, aspek fisika khususnya dinamika merupakan salah satu hal yang menentukan fungsi dari suatu protein. Makromolekul biologi dalam aktifitasnya selalu melibatkan proses transfer dan penyimpanan bioenergi yang dihasilkan dari proses hidrolisis ATP (Adenosine Triphospate) seperti halnya pada kontraksi otot, transport aktif, protein folding dan DNA repair. Kajian popular saat ini dalam bidang biologi molekuler adalah protein folding. Protein folding adalah proses fisika dimana polipeptida melipat membentuk suatu struktur unik dalam ruang. Struktur atau konformasi protein yang benar akan menentukan bagaimana protein berfungsi. Kegagalan dalam membentuk struktur yang tepat akan menghasilkan protein yang nonaktif. Kajian terhadap model transfer energi pada struktur molekuler juga dapat menjadi dasar bagi tantangan teknologi ke depan yaitu nanoteknologi, dimana teknologi dituntut untuk mampu membuat piranti molekuler yang mampu mentransfer informasi dalam skala nanometer.

 

B. Dasar Teori

Model Davydov pada Protein α-Heliks

Struktur α-Heliks merupakan konformasi polipeptida yang paling stabil. Struktur α-heliks terbentuk akibat adanya tiga ikatan hidrogen antar grup peptida sehingga tampak bahwa struktur α-heliks memiliki 3 kanal (chain). Struktur α-Heliks bersifat right-handed, berputar berlawanan arah jarum jam dan dalam satu putaran penuh terdapat 3.6 asam amino. Energi yang dibutuhkan untuk pembentukan satu ikatan hidrogen antar peptida dalam orde 0.21 eV. Nitrogen peptida bekerja sebagai donor hidrogen, dan oksigen karbonil sebagai akseptor hidrogen. Ikatan hidrogen ini memiliki jarak optimal sebesar 4.5Ǻ. Interaksi van der Waals antara atom-atom pada backbone α-Heliks juga memberikan stabilitas tambahan (Davydov, 1982).

 

Protein, Fungsi dan Struktur

Protein merupakan makromolekul biologi yang memegang peranan utama dalam tubuh mahluk hidup. Hampir semua fungsi dalam tubuh mahluk hidup dikendalikan oleh protein. Berdasarkan fungsi biologinya, protein dapat diklasifikasikan sebagai enzim (dehidrogenase, kinase), protein penyimpanan (feritin, mioglobin), protein pengatur (protein pengikat-DNA, hormone peptide), protein struktural (kolagen, proteoglikan), protein pelindung (fibrinogen, imunoglobin), protein pengangkut (hemoglobin, lipoprotein plasma) dan protein kontraktil/motil (aktin, tubulin) (Murray et al, 2003).

Fungsi protein sebagaimana disebutkan di atas selain bergantung pada fungsi spesifik molekul juga sangat terkait dengan struktur ruang dan dinamikanya. Banyak penelitian pada bidang biomelekuler dewasa ini yang mengkaji struktur dan dinamika protein terkait dengan fungsinya. Sehingga paradigma para peneliti pun terhadap protein mulai berubah dari objek diam (still-object) menjadi objek dinamis (dynamics-object).

Struktur protein dalam empat susunan yaitu struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier, dan struktur kuarter. Struktur primer rantai polipeptida menyatakan urutan dimana asam-asam amino disatukan. Struktur sekunder menyatakan konformasi backbone polipeptida terdiri dari struktur α-Heliks dan β-Sheet.

 

Formalisme Model Davydov

Sistem persamaan nonlinear Davydov dapat diturunkan dengan menggunakan prosedur mekanika kuantum dengan menganggap ansatz yang dipilih pada model Davydov memenuhi persamaan Schrödinger.

Sistem persamaan nonlinear Davydov terdiri dari dua persamaan nonlinear terkopel yang masing-masing mendeskripsikan dinamika eksiton (collective excitation) dan deformasi kisi (fonon). Efek temperatur terhadap model Davydov penting untuk ditinjau karena pada hakikatnya model Davydov tidak bekerja pada temperatur nol (zero temperature), melainkan pada temperatur tertentu (finite temperature) yaitu temperatur fisiologi sekitar T ≈ 310K .

 

C. Distribusi Energi Model Davydov Pada T Tertentu

  1. Pendekatan 1 Kanal

Studi efek temperatur pada ansatz 2 D berdasarkan persamaan (61) . Koefisien redaman Γ digunakan sebesar 0.2046 x 1012 bersesuaian dengan frekuensi fonon terkecil (Forner, 1997). Pada temperatur rendah T ≤ 10K hampir sama seperti pada bab sebelumnya muncul fenomena traveling eksiton terdispersi, tetapi pada temperatur tinggi T > 10K eksiton cenderung terlokalisasi atau pinning dengan amplitudo mengalami atenuasi dan berosilasi.

  1. Pendekatan 3 Kanal

Model 3 kanal dari ansatz 2 D memiliki dinamika yang sama dengan model 1 kanal, dimana kasus traveling eksiton hanya terjadi pada temperatur rendah T ≤ 10K , sedangkan pada T > 10K hanya fenomena pinning yang muncul. Frekuensi osilasi amplitudo peluang eksiton atau fenomena breather hanya dipengaruhi oleh kopling dipol antar kanal. Sedangkan efek gaya redam dan gaya noise terlihat pada fluktuasi amplitudo peluang.

 

D. Simpulan

Model Davydov dapat diturunkan secara mekanika kuantum dengan menggunakan prinsip least action. Efek temperatur dapat dimasukan terhadap model dengan menggunakan metode standard mekanika statistika atau pun dengan menggunakan persamaan Langevin. Terdapat dua fenomena yang terkait dengan proses transfer dan penyimpanan energi pada protein yaitu kasus traveling soliton dan kasus pinning soliton. Kedua kasus ini dapat dikontrol dengan mengatur besar parameter kopling baik kopling eksiton-fonon (χ) maupun parameter kopling dipol (J) atau dengan mengatur distribusi energi pada unit amida sehingga membentuk solusi stasioner. Pada ansatz D1 traveling soliton muncul pada saat χ ≈ 50 – 60 sedangkan apada ansatz 2 D traveling soliton terjadi pada saat χ ≈ 30 − 40. Untuk membentuk pinning soliton pada ansatz 1 D dibutuhkan χ ≈ 200 , sedangkan pada ansatz 2 D dibutuhkan χ ≈ 150. Fenomena breather muncul pada saat menggunakan pendekatan 3-kanal dengan frekuensi breather sebanding dengan parameter kopling dipol antar kanal, f ~ L . Pada temperatur fisiologi T ≈ 310K model ansatz 1 D lebih representatif dibandingkan ansatz 2 D .

 

Contoh Tesis Perspektif Spesialis

  1. Diagnosis Kanker Prostat dalamKanker ProstatUrologi di Indonesia (suatu survei kuesioner)