TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER 1. Jelaskan perkembangan farmakologi molekuler dan peranananya dalam pengembangan/penemuan obat Jawaban: Farmakologi molekuler adalah ilmu yang mempelajari mengenai transduksi signal dan mekanisme aksi obat pada berbagai target aksi obat, meliputi kanal ion, enzim, transporter, dan reseptor. reseptor pada tingkat molekuler, ikatan obat-reseptor pada membrane plasma dan sel, sistem enzim sebagai target aksi molekul obat, perubahan-perubahan biokimia karena aksi obat, keragaman reseptor obat dan ekspresi gen yang berperan dalam mekanisme resistensi obat. Sehingga memberikan penjelasan bagaimana aksi obat sampai level molekuler, sehingga banyak membantu dalam menjelaskan bagaimana mekanisme aksi obat. Farmakologi molekuler menjadi penting karena interaksi obat dengan targertnya bersifat kompleks, melibatkan sistem seluler yang dinamis. Terjadi pada tingkat molekuler dan melibatkan serangkaian proses biokimiawi di dalam sel untuk menimbulkan efek. Ilmu tersebut sudah berkembang pesat di Eropa pada abad ke-19, dengan pioner seorang ilmuwan jerman bernama “Paul Ehrlich” (1854 -1915). Dia menyatakan obat tidak akan berkerja jika tidak berikatan degan target aksinya dalam tubuh. Sejak itu perkembangan farmakologi molekuler sangat pesat sekali. Pada penemuan saat itu sangat fenomenal antara lain: Thomas Renton Elliot (1877-1961) dan Sir Hendri Dale (1875-1968) menjelaskan tentang konsep transmisi senyawa kimia pada sel saraf yang melibatkan neurotransmitter, suatu senyawa yang memediasi transfer informasi dari satu sel saraf menuju sel saraf lainnya. Perkembangan penelitian farmakologi molekuler selanjutnya meliputi kloning gen pengkode beberapa reseptor, kanal ion, protein regulator, enzim metabolisme. Dari penelitian tersebut dapat diketahui mekanisme nasib obat dan atau aksi obat dalam tubuh secara molekuler. Peranan dalam perkembangan dan penemuan obat Perkembangan obat dahulu didasarkan oleh pengalaman empirik masyarakat (daun digitalis untuk penyakit jantung) dan observasi ilmiah (penemuan penisilin dari fungi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER
1. Jelaskan perkembangan farmakologi molekuler dan peranananya dalam
pengembangan/penemuan obat
Jawaban:
Farmakologi molekuler adalah ilmu yang mempelajari mengenai transduksi signal
dan mekanisme aksi obat pada berbagai target aksi obat, meliputi kanal ion, enzim,
transporter, dan reseptor. reseptor pada tingkat molekuler, ikatan obat-reseptor pada
membrane plasma dan sel, sistem enzim sebagai target aksi
molekul obat, perubahan-perubahan biokimia karena aksi obat,
keragaman reseptor obat dan ekspresi gen yang berperan dalam
mekanisme resistensi obat. Sehingga memberikan penjelasan bagaimana aksi obat
sampai level molekuler, sehingga banyak membantu dalam menjelaskan bagaimana
mekanisme aksi obat.
Farmakologi molekuler menjadi penting karena interaksi obat dengan targertnya
bersifat kompleks, melibatkan sistem seluler yang dinamis. Terjadi pada tingkat
molekuler dan melibatkan serangkaian proses biokimiawi di dalam sel untuk
menimbulkan efek. Ilmu tersebut sudah berkembang pesat di Eropa pada abad ke-19,
dengan pioner seorang ilmuwan jerman bernama “Paul Ehrlich” (1854-1915). Dia
menyatakan obat tidak akan berkerja jika tidak berikatan degan target aksinya dalam
tubuh. Sejak itu perkembangan farmakologi molekuler sangat pesat sekali. Pada
penemuan saat itu sangat fenomenal antara lain: Thomas Renton Elliot (1877-1961)
dan Sir Hendri Dale (1875-1968) menjelaskan tentang konsep transmisi senyawa
kimia pada sel saraf yang melibatkan neurotransmitter, suatu senyawa yang memediasi
transfer informasi dari satu sel saraf menuju sel saraf lainnya. Perkembangan
penelitian farmakologi molekuler selanjutnya meliputi kloning gen pengkode beberapa
reseptor, kanal ion, protein regulator, enzim metabolisme. Dari penelitian tersebut
dapat diketahui mekanisme nasib obat dan atau aksi obat dalam tubuh secara
molekuler.
Peranan dalam perkembangan dan penemuan obat
Perkembangan obat dahulu didasarkan oleh pengalaman empirik masyarakat (daun
digitalis untuk penyakit jantung) dan observasi ilmiah (penemuan penisilin dari fungi
penicilium). Era sekarang obat baru dikembangkan oleh pakar kimia organik atau
kimia medisinal yang berkolaborasi dengan pakar farmakologi mulai dari pengetahuan
dasar obat tersebut, efek dan mekanisme aksi, hingga target molekulnya. Dalam hal
ini, pakar kimia organik atau kimia medisinal melakukan penemuan obat sedangkan
pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis obat meliputi keberkhasiatan
dan keamanan obat.
Penemuan obat yang berasal dari eksplorasi tanaman lebih dominan dibandingkan dari
proses sintesis maupun biotekhnologi. Dalam hal ini, pakar biologi melakukan
screening tanaman berpotensi obat atau isolasi senyawa aktif tanaman obat, sedangkan
pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis. Dari tinjauan tadi,
farmakologi mempunyai peran sentral dalam penemuan obat. Tugas utama seorang
pakar farmakologi dalam penemuan dan perkembangan obat baru adalah screening
aktivitas obat yang diharapkan, penentuan mekanisme aksi dan target molekul obat,
dan penetapan potensi aktivitas obat.
2. Jelaskan prinsip mekanisme kerja obat pada tingkat molekuler
Jawaban :
Untuk dapat berinteraksi dengan reseptor spesifik molekul obat harus mempunyai
factor sterik dan distribusi muatan yang spesifik pula. Interaksi obat reseptor terjadi
melalui dua tahap yaitu
a. Interaksi molekulobat dengan reseptor spesifik. Interaksi ini memerlukan afinitas.
b. Interaksi yang dapat menyebabkan perubahan konformasi makromolekul protein
sehingga timbul respon biologis. Interaksi obat-reseptor ini memerlukan efikasi
(aktivitas intrinsic) yaitu kemampuan obat utnuk mengubah bentuk konformasi
makromelkul protein sehingga dapat menimbulkan respon biologis.
3. Sebutkan macam-macam kanal ion dan jelaskan peranannya pada makhluk hidup
Jawaban :
Peranan kanal ion bagi makhluk hidup
Kanal Na+ :berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi
Kanal K+ :kekuatan penstabil, repolarisasi/hiperpolarisasi
KanalCa++ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis, dan
pelepasan neurotransmitter
KanalCl- : aliran osmotic, hiperpolarisasi
ATAUBerdasarkan Ion yang Melintasi KanalBerdasarkan ion yag melintasinya, kanal ion dibedakan menjadi kanal Na+, kanal K+,kanal Ca2+, dan kanal Cl-.1. Kanal Na+Kanal Na+ berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi.Bertanggung jawab meneruskan potensial aksi yang akan terbuka jika terjadi
depolarisasi. Jika terjadi depolarisasi maka kanal ion Na+ terbuka sehingga ion Na+melintasi membran. Jika depolarisasi lebih lanjut pada kanal ion di sebelahnya makakanal ion Na+ tadi akan inaktif yang terjadi berturut-turut ke kanan sehingga potensialaksi terhantar sepanjang akson hingga ujung saraf.2. Kanal K+Kanal K+ merupakan protein transmembran yang membentuk pori selektifterhadap ion kalium. Umumnya kanal K+ terletak di membran plasma. Kanal K+bertanggung jawab pada repolarisasi potensial aksi dan refraktori (konsekuensi untukkontraktilitas dan aritmia). Kanal K+ juga berperan mengontrol durasi potensial aksi,mengatur potensial istirahat dan otomatisitas.3. Kanal Cl- berperan dalam aliran osmotik, hiperpolarisasi. Fungsi kanal Cl- dalam seladalah untuk :- regulasi volume dan homeostasis ionik,- transport transepithelial, dan- Regulasi eksitabilitas elektrikBeberapa jenis kanal Cl- dapat diaktivasi oleh kekuatan mekanik mengakibatkansel membengkak sehingga kanal terbuka dan Cl- keluar sel dikuti oleh kation dan airsehingga sel mengempis kembali.4. Kanal Ca2+Kanal Ca2+ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis,pelepasan neurotransmitter. Ion Ca2+ merupakan second messenger penting yangmengontrol fungsi seluler termasuk kontraksi otot polos dan otot jantung. Kanal Ca2+tergantung voltase (Voltage-activated calcium channels) mengatur kadar Ca2+intraseluler dan berkontribusi dalam sinyaling kalsium dalam berbagai jenis sel, baiksel tereksitasi atau non-eksitasi. Pembukaan kanal ini terutama dipicu oleh depolarisasipotensial membran tapi juga dimodulasi oleh berbagai hormon, protein kinase, proteinposfatase, toksin dan obat
4. Berikan contoh obat yang bereaksi pada kanal ion dan jelaskan mekanisme
molekulernya
Jawaban :
Contoh obat kanal Na
Anestesi lokal (kokain, lidokain, prokain) dapat melintasi membran sehingga
berikatan dengan sisi sitoplasmik kanal Na menyebabkan kanal terinaktivasi.
Terjadinya blokade kanal menghambat hantaran transmisi impuls rasa sakit.
Fenitoin dan karbamazepin juga bekerja terhadap kanal Na. Kedua obat ini
bekerja dengan cara menstabilkan/memperlama fase inaktivasi kanal Na dimana
akan mengurangi firing rate, dengan demikian mengakibatkan impuls saraf tidak
segera dihantar dan sel saraf tidak mudah dipicu. Efeknya dapat mencegah
kejang.
Contoh obat kanal K
Antiaritmia kelas III: dofetilide, ibutilide, dan azimilide memblok Voltage-Gated
K+ Channels sehingga memperpanjang potensial aksi jantung dan mempunyai
efek antiaritmia.
Glibenclamide dan glipizide memblok kanal K-ATP pankreas, sehingga
digunakan untuk terapi diabetes. Tahapan kerja:
1. Menghambat kanal K tergantung ATP pada memberan sel beta
2. Mencegah efflux K+
3. Depolarisasi membran
4. Kanal Ca tergantung voltage terbuka
5. Influx Ca subsequent
6. Peningkatan kadar Ca intrasel
7. Induksi sekresi insulin dari sel beta
8. Penurunan kadar gula darah
Contoh obat Ca2+
Obat-obat pemblok kanal Ca (Ca2+ channel blocker) bekerja dengan menghambat
depolarisasi sehingga menghambat masuknya Ca2+ sel ke dalam sel otot. Hal ini
menyebabkan penurunan tekanan darah, penurunan kontraksi kardiak dan efek antiartimia,
sehingga golongan pemblok kanal Ca dapat digunakan untuk terapi hipertensi,
ischemia muikardial, aritmia.
Klasifikasi utama pemblok kanal Ca:
Phenylalkylamines (verapamil)
Benzothiazipines (diltiazem)
Dihydropyridines (nifedipine)
Contoh obat Cl
Lubiproston (Amitiza®) : mengaktifkan kanal ClC-2 sehingga meningkatkan sekresi
cairan ke lumen usus dan mengatasi obstipasi kronis idiopatik.
5. Jelaskan mekanisme pembukaan dan penutupan kanal ion (jelaskan dengan
gambar)
Jawaban :
Pembukaan dan penutupan kanal ion terjadi dalam 3 fase tahapan. Ketiga fase tersebut
adalah:
a. Deaktivasi / fase istirahat, kanal diblok pada sisi intraseluler oleh
“gerbang aktivasi” (m), yang dibentuk oleh domain III & IV subunit α (alfa)
Tahap ini merupakan potensial membran istirahat yang ada sebelum terjadinya
potensial aksi. Pada saat ini, membran dapat dikatakan “terpolarisasi”, karena
selama tahap ini berlangsung, potensial membrannya bersifat negatif dengan nilai
sekitar -90 milivolt.
b. aktivasi, terjadi depolarisasi dimana kanal terbuka, Pada tahap ini, membran secara
tiba-tiba menjadi sangat permeabel terhadap ion natrium. Hal ini menyebabkan
kanal ion natrium terbuka dengan cepat dan sejumlah besar ion natrium yang
bermuatan positif berdifusi masuk ke dalam akson. Keadaan membran yang
awalnya terpolarisasi dengan nilai -90 milivolt secara cepat menjadi semakin positif,
karena difusi natrium sekaligus menetralisir keadaan tersebut. Hal ini meningkatkan
potensial membran. Aktifnya kanal ion natrium pada awal depolarisasi
memunculkan suatu feedbac positif, berupa trigger untuk terbukanya kanal-kanal
ion natrium yang lain, sehingga natrium akan terus berdifusi ke dalam akson hingga
tercapai konsentrasi tertentu.
c. inaktivasi, terjadi repolarisasi dimana kanal tertutup segera sesudah depolarisasi
oleh partikel inaktivasi (h). Tahapan ini berlangsung setelah tahap depolarisasi
berakhir, dan membran menjadi lebih permeabel terhadap ion kalium. Berakhirnya
tahap depolarisasi adalah ketika kanal ion natrium tertutup dengan cepat yang
diikuti oleh pembukaan kanal ion kalium secara lambat. Saat kanal ion kalium telah
terbuka secara sempurna, sejumlah besar ion kalium akan berdifusi keluar akson
secara cepat. Hal ini menyebabkan potensial membran yang tadinya menjadi positif
karena depolarisasi kembali bersifat negatif, dan ketika sifat negatif itu telah
dicapai, kanal ion kalium akan kembali menutup secara lambat.
6. Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi tiga berdasarkan mekanisme
aksinya. Jelaskan!
Jawaban :
Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi 3 berdasarkan mekanisme aksinya :
a. Inhibitor kompetitif
Inhibitor kompetitifInhibitor kompetitif ( obat ) bereaksi secara kompetititf
dengan substrat enzim terhadap enzim pada sisi aktifnya. Interaksi antara obat
dengan enzim mengakibatkan penghambatan aktifitas enzim tersebut.
Ringkasnya, inhibitor kompetitif menghambat reaksi normal yang di perantarai
suatu enzim. Aspirin suatu oabt analgesik, bereaksi menghambat enzim
siklooksigenase yang di perantarai perubahan substrat asam arakidonat menjadi
beberapa mediator inflamasi yaitu prostaglandin, tromboksan. Neostigmin (obat
pada myasteniagravis) dan racun organofosfat (diisopropil fluorofosfat,
isofluorofosfat dan malation) menghambat enzim asetilkolinesterase yang
mendegradasi asetilkolin menjadi kolin dan asam assetat sehingga mengakibatkan
peningkatan kadar asetilkolin.
Kaptopril (antihipertensi ACE inhibitor) berekasi dengan menghambat
angiotensi–converting enzyme sehingga menghambat pembentukan angiotensi II
(suatu vasokonstriktor poten). Allopurinol, suatu obat antigout beraksi dengan
menghambat enzim xanthin oksidase. Enzim tersebut bertanggung jawab
menghasilkan asam urat. Simvastatin merupakan obat yang menurunkan kadar
lipid. Obat ini bereaksi mengahmbat enzim HMG-CoA reduktase, suatu rate-
limiting enzyme pada sistem kolesterol. HMG-CoA reduktase, merupakan enzim
yang mengubah HMG-CoA menjadi asam mevalonat, selanjutnya diubah menjadi
kolesterol. Antibiotik menghambat sintesis folat yaitu sulfonamid dan
trimetropim bereaksi secara sinergis menghambat enzim dihidropteroat
synthetase dan dihidrofolat reduktase. Kedua obat tersebut sering dikombinasikan
untuk beberapa kasus infeksi misalnya infeksi pada saluran pernapasan dan
saluran kencing.
Contoh obat lainnya adalah asetasolamid (diuretik, menghambat enzim karbonik
Reseptor terhubung enzim merupakan protein transmembran dengan bagian besar
ekstraseluler mengandung binding site untuk ligan (contoh : faktor pertumbuhan,
sitokin) dan bagian intraseluler mempunyai aktivitas enzim (biasanya aktivitas
tirosin kinase). Aktivasi menginisiasi jalur intraseluler yang melibatkan tranduser
sitosolik dan nuklear, bahkan transkripsi gen. Reseptor sitokin mengaktifkan Jak
kinase, yang pada gilirannya mengaktifkan faktor transkripsi Stat, yang kemudian
mengaktifkan transkripsi genReseptor faktor pertumbuhan terdiri dari 2 reseptor,
masing-masing dengan satu sisi pengikatan untuk ligan. Agonis berikatan pada 2
reseptor menghasilkan kopling (dimerisasi). Tirosin kinase dalam masing-masing
reseptor saling memposforilasi satu sama lain. Protein penerima (adapter) yang
mengandung gugus –SH berikatan pada residu terposforilasi dan mengaktifkan
tiga jalur kinase.Kinase 3 memposforilasi berbagai factor transkripsi, kemudian
mengaktifkan transkripsi gen untuk proliferasi dan diferensiasi.
Reseptor terkopling protein G (G Protein-coupled receptors (GPCRs)
Reseptor terkopling protein G (GPCR), disebut juga reseptor metabotropik,
berada di sel membran dan responnya terjadi dalam hitungan detik. GPCR
mempunyai rantai polipeptida tunggal dengan 7 heliks transmembran, dimana 1
rantai polipeptida tunggal keluar mauk menembus membran sel sampai 7 kali.
Memperantarai aksi yg lambat beberapa neurotransmitter dan hormone. Contoh:
Reseptor asetilkolin muskarinik, adrenergik, dopaminergik dan serotonin.
Reseptor terkopling nuklear (nuclear receptor)
Reseptor terhubung transkripsi gen disebut juga reseptor nuklear (walaupun
beberapa ada di sitosol, merupakan reseptor sitosolik yang kemudian bermigrasi
ke nukleus setelah berikatan dengan ligand, seperti reseptor glukokortikoid).
Contoh : reseptor kortikosteroid, reseptor estrogen dan progestogen, reseptor
vitamin D.
11. Jelaskan peranan reseptor dalam mekanisme kerja obat sehingga dapat
memberikan efek
Jawab :
Beberapa obat dapat menghasilkan efek setelah berikatan dengan komponen
organisme yang spesifik dalam hal ini resptor. Reseptor berperan sebagai target aksi
suatu obat untuk dapat menghasilkan efek.Obat harus masuk ke dalam setiap sel agar bisa
menyelesaikan atau mengobati bagian yang rusak atau terinfeksi. Obat biasanya juga
ditujukan langsung untuk mengubah susunan DNA dalam inti sel, ini umumnya obat
yang menyangkut penyakit menular, mematikan, dan sebagainya. Namun, sebelum obat
dapat masuk ke dalam sel, obat harus melewati membran sel yang memiliki banyak
reseptor di permukaannya. Oleh karena itu, disebut reseptor sebagai target aksi obat, agar
obat – obatan tersebut dapat dengan mudah masuk ke dalam sel.
Kemudian mekanisme kerja obat yang paling umum ialah terikat pada tempat
reseptor sel. Reseptor melokalisasi efek obat. Tempat reseptor berinteraksi dengan obat
karena memiliki bentuk kimia yang sama. Obat dan reseptor saling berikatan seperti
gembok dan kuncinya. Ketika obat dan reseptor saling berikatan, efek terapeutik
dirasakan Selain itu reseptor berperan dalam mengenal dan mengikat suatu obat dengan
spesifitas yang tinggi dan meneruskan signal tersebut ke dalam sel melalui beberapa cara
yaitu:
1. Perubahan permeabilitas membran
2. Pembentukan second messenger
3. Mempengaruhi transkripsi gen
12. Jelaskan mekanisme kerja reseptor nikotinik
Jawaban :
Reseptor ini selain mengikat asetilkolin, dapat pula mengenal nikotin, tetapi afinitas
lemah terhadap muskarin. Tahap awal nikotin memang memacu reseptor nikotinik,
namun setelah itu akan menyekat reseptor itu sendiri. Reseptor nikotinik ini terdapat di
di otot skeletal, ganglion sistem saraf simpatk dan parasimpatik, neuron sistem saraf
pusat, dan sel non neural. Mekanisme kerja reseptor ini ditunjukkan pada gambar
TUGAS FARMAKOLOGI MOLEKULER
1. Jelaskan perkembangan farmakologi molekuler dan peranananya dalam
pengembangan/penemuan obat
Jawaban:
Farmakologi molekuler adalah ilmu yang mempelajari mengenai transduksi signal
dan mekanisme aksi obat pada berbagai target aksi obat, meliputi kanal ion, enzim,
transporter, dan reseptor. reseptor pada tingkat molekuler, ikatan obat-reseptor pada
membrane plasma dan sel, sistem enzim sebagai target aksi
molekul obat, perubahan-perubahan biokimia karena aksi obat,
keragaman reseptor obat dan ekspresi gen yang berperan dalam
mekanisme resistensi obat. Sehingga memberikan penjelasan bagaimana aksi obat
sampai level molekuler, sehingga banyak membantu dalam menjelaskan bagaimana
mekanisme aksi obat.
Farmakologi molekuler menjadi penting karena interaksi obat dengan targertnya
bersifat kompleks, melibatkan sistem seluler yang dinamis. Terjadi pada tingkat
molekuler dan melibatkan serangkaian proses biokimiawi di dalam sel untuk
menimbulkan efek. Ilmu tersebut sudah berkembang pesat di Eropa pada abad ke-19,
dengan pioner seorang ilmuwan jerman bernama “Paul Ehrlich” (1854-1915). Dia
menyatakan obat tidak akan berkerja jika tidak berikatan degan target aksinya dalam
tubuh. Sejak itu perkembangan farmakologi molekuler sangat pesat sekali. Pada
penemuan saat itu sangat fenomenal antara lain: Thomas Renton Elliot (1877-1961)
dan Sir Hendri Dale (1875-1968) menjelaskan tentang konsep transmisi senyawa
kimia pada sel saraf yang melibatkan neurotransmitter, suatu senyawa yang memediasi
transfer informasi dari satu sel saraf menuju sel saraf lainnya. Perkembangan
penelitian farmakologi molekuler selanjutnya meliputi kloning gen pengkode beberapa
reseptor, kanal ion, protein regulator, enzim metabolisme. Dari penelitian tersebut
dapat diketahui mekanisme nasib obat dan atau aksi obat dalam tubuh secara
molekuler.
Peranan dalam perkembangan dan penemuan obat
Perkembangan obat dahulu didasarkan oleh pengalaman empirik masyarakat (daun
digitalis untuk penyakit jantung) dan observasi ilmiah (penemuan penisilin dari fungi
penicilium). Era sekarang obat baru dikembangkan oleh pakar kimia organik atau
kimia medisinal yang berkolaborasi dengan pakar farmakologi mulai dari pengetahuan
dasar obat tersebut, efek dan mekanisme aksi, hingga target molekulnya. Dalam hal
ini, pakar kimia organik atau kimia medisinal melakukan penemuan obat sedangkan
pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis obat meliputi keberkhasiatan
dan keamanan obat.
Penemuan obat yang berasal dari eksplorasi tanaman lebih dominan dibandingkan dari
proses sintesis maupun biotekhnologi. Dalam hal ini, pakar biologi melakukan
screening tanaman berpotensi obat atau isolasi senyawa aktif tanaman obat, sedangkan
pakar farmakologi yang melakukan uji aktivitas biologis. Dari tinjauan tadi,
farmakologi mempunyai peran sentral dalam penemuan obat. Tugas utama seorang
pakar farmakologi dalam penemuan dan perkembangan obat baru adalah screening
aktivitas obat yang diharapkan, penentuan mekanisme aksi dan target molekul obat,
dan penetapan potensi aktivitas obat.
2. Jelaskan prinsip mekanisme kerja obat pada tingkat molekuler
Jawaban :
Untuk dapat berinteraksi dengan reseptor spesifik molekul obat harus mempunyai
factor sterik dan distribusi muatan yang spesifik pula. Interaksi obat reseptor terjadi
melalui dua tahap yaitu
a. Interaksi molekulobat dengan reseptor spesifik. Interaksi ini memerlukan afinitas.
b. Interaksi yang dapat menyebabkan perubahan konformasi makromolekul protein
sehingga timbul respon biologis. Interaksi obat-reseptor ini memerlukan efikasi
(aktivitas intrinsic) yaitu kemampuan obat utnuk mengubah bentuk konformasi
makromelkul protein sehingga dapat menimbulkan respon biologis.
3. Sebutkan macam-macam kanal ion dan jelaskan peranannya pada makhluk hidup
Jawaban :
Peranan kanal ion bagi makhluk hidup
Kanal Na+ :berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi
Kanal K+ :kekuatan penstabil, repolarisasi/hiperpolarisasi
KanalCa++ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis, dan
pelepasan neurotransmitter
KanalCl- : aliran osmotic, hiperpolarisasi
ATAUBerdasarkan Ion yang Melintasi KanalBerdasarkan ion yag melintasinya, kanal ion dibedakan menjadi kanal Na+, kanal K+,kanal Ca2+, dan kanal Cl-.1. Kanal Na+Kanal Na+ berperan dalam penyampaian impuls saraf/potensial aksi depolarisasi.Bertanggung jawab meneruskan potensial aksi yang akan terbuka jika terjadi
depolarisasi. Jika terjadi depolarisasi maka kanal ion Na+ terbuka sehingga ion Na+melintasi membran. Jika depolarisasi lebih lanjut pada kanal ion di sebelahnya makakanal ion Na+ tadi akan inaktif yang terjadi berturut-turut ke kanan sehingga potensialaksi terhantar sepanjang akson hingga ujung saraf.2. Kanal K+Kanal K+ merupakan protein transmembran yang membentuk pori selektifterhadap ion kalium. Umumnya kanal K+ terletak di membran plasma. Kanal K+bertanggung jawab pada repolarisasi potensial aksi dan refraktori (konsekuensi untukkontraktilitas dan aritmia). Kanal K+ juga berperan mengontrol durasi potensial aksi,mengatur potensial istirahat dan otomatisitas.3. Kanal Cl- berperan dalam aliran osmotik, hiperpolarisasi. Fungsi kanal Cl- dalam seladalah untuk :- regulasi volume dan homeostasis ionik,- transport transepithelial, dan- Regulasi eksitabilitas elektrikBeberapa jenis kanal Cl- dapat diaktivasi oleh kekuatan mekanik mengakibatkansel membengkak sehingga kanal terbuka dan Cl- keluar sel dikuti oleh kation dan airsehingga sel mengempis kembali.4. Kanal Ca2+Kanal Ca2+ penting dalam signaling sel, Berbagai aksi: kontraksi, eksositosis,pelepasan neurotransmitter. Ion Ca2+ merupakan second messenger penting yangmengontrol fungsi seluler termasuk kontraksi otot polos dan otot jantung. Kanal Ca2+tergantung voltase (Voltage-activated calcium channels) mengatur kadar Ca2+intraseluler dan berkontribusi dalam sinyaling kalsium dalam berbagai jenis sel, baiksel tereksitasi atau non-eksitasi. Pembukaan kanal ini terutama dipicu oleh depolarisasipotensial membran tapi juga dimodulasi oleh berbagai hormon, protein kinase, proteinposfatase, toksin dan obat
4. Berikan contoh obat yang bereaksi pada kanal ion dan jelaskan mekanisme
molekulernya
Jawaban :
Contoh obat kanal Na
Anestesi lokal (kokain, lidokain, prokain) dapat melintasi membran sehingga
berikatan dengan sisi sitoplasmik kanal Na menyebabkan kanal terinaktivasi.
Terjadinya blokade kanal menghambat hantaran transmisi impuls rasa sakit.
Fenitoin dan karbamazepin juga bekerja terhadap kanal Na. Kedua obat ini
bekerja dengan cara menstabilkan/memperlama fase inaktivasi kanal Na dimana
akan mengurangi firing rate, dengan demikian mengakibatkan impuls saraf tidak
segera dihantar dan sel saraf tidak mudah dipicu. Efeknya dapat mencegah
kejang.
Contoh obat kanal K
Antiaritmia kelas III: dofetilide, ibutilide, dan azimilide memblok Voltage-Gated
K+ Channels sehingga memperpanjang potensial aksi jantung dan mempunyai
efek antiaritmia.
Glibenclamide dan glipizide memblok kanal K-ATP pankreas, sehingga
digunakan untuk terapi diabetes. Tahapan kerja:
1. Menghambat kanal K tergantung ATP pada memberan sel beta
2. Mencegah efflux K+
3. Depolarisasi membran
4. Kanal Ca tergantung voltage terbuka
5. Influx Ca subsequent
6. Peningkatan kadar Ca intrasel
7. Induksi sekresi insulin dari sel beta
8. Penurunan kadar gula darah
Contoh obat Ca2+
Obat-obat pemblok kanal Ca (Ca2+ channel blocker) bekerja dengan menghambat
depolarisasi sehingga menghambat masuknya Ca2+ sel ke dalam sel otot. Hal ini
menyebabkan penurunan tekanan darah, penurunan kontraksi kardiak dan efek antiartimia,
sehingga golongan pemblok kanal Ca dapat digunakan untuk terapi hipertensi,
ischemia muikardial, aritmia.
Klasifikasi utama pemblok kanal Ca:
Phenylalkylamines (verapamil)
Benzothiazipines (diltiazem)
Dihydropyridines (nifedipine)
Contoh obat Cl
Lubiproston (Amitiza®) : mengaktifkan kanal ClC-2 sehingga meningkatkan sekresi
cairan ke lumen usus dan mengatasi obstipasi kronis idiopatik.
5. Jelaskan mekanisme pembukaan dan penutupan kanal ion (jelaskan dengan
gambar)
Jawaban :
Pembukaan dan penutupan kanal ion terjadi dalam 3 fase tahapan. Ketiga fase tersebut
adalah:
a. Deaktivasi / fase istirahat, kanal diblok pada sisi intraseluler oleh
“gerbang aktivasi” (m), yang dibentuk oleh domain III & IV subunit α (alfa)
Tahap ini merupakan potensial membran istirahat yang ada sebelum terjadinya
potensial aksi. Pada saat ini, membran dapat dikatakan “terpolarisasi”, karena
selama tahap ini berlangsung, potensial membrannya bersifat negatif dengan nilai
sekitar -90 milivolt.
b. aktivasi, terjadi depolarisasi dimana kanal terbuka, Pada tahap ini, membran secara
tiba-tiba menjadi sangat permeabel terhadap ion natrium. Hal ini menyebabkan
kanal ion natrium terbuka dengan cepat dan sejumlah besar ion natrium yang
bermuatan positif berdifusi masuk ke dalam akson. Keadaan membran yang
awalnya terpolarisasi dengan nilai -90 milivolt secara cepat menjadi semakin positif,
karena difusi natrium sekaligus menetralisir keadaan tersebut. Hal ini meningkatkan
potensial membran. Aktifnya kanal ion natrium pada awal depolarisasi
memunculkan suatu feedbac positif, berupa trigger untuk terbukanya kanal-kanal
ion natrium yang lain, sehingga natrium akan terus berdifusi ke dalam akson hingga
tercapai konsentrasi tertentu.
c. inaktivasi, terjadi repolarisasi dimana kanal tertutup segera sesudah depolarisasi
oleh partikel inaktivasi (h). Tahapan ini berlangsung setelah tahap depolarisasi
berakhir, dan membran menjadi lebih permeabel terhadap ion kalium. Berakhirnya
tahap depolarisasi adalah ketika kanal ion natrium tertutup dengan cepat yang
diikuti oleh pembukaan kanal ion kalium secara lambat. Saat kanal ion kalium telah
terbuka secara sempurna, sejumlah besar ion kalium akan berdifusi keluar akson
secara cepat. Hal ini menyebabkan potensial membran yang tadinya menjadi positif
karena depolarisasi kembali bersifat negatif, dan ketika sifat negatif itu telah
dicapai, kanal ion kalium akan kembali menutup secara lambat.
6. Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi tiga berdasarkan mekanisme
aksinya. Jelaskan!
Jawaban :
Obat yang bekerja pada enzim dibagi menjadi 3 berdasarkan mekanisme aksinya :
a. Inhibitor kompetitif
Inhibitor kompetitifInhibitor kompetitif ( obat ) bereaksi secara kompetititf
dengan substrat enzim terhadap enzim pada sisi aktifnya. Interaksi antara obat
dengan enzim mengakibatkan penghambatan aktifitas enzim tersebut.
Ringkasnya, inhibitor kompetitif menghambat reaksi normal yang di perantarai
suatu enzim. Aspirin suatu oabt analgesik, bereaksi menghambat enzim
siklooksigenase yang di perantarai perubahan substrat asam arakidonat menjadi
beberapa mediator inflamasi yaitu prostaglandin, tromboksan. Neostigmin (obat
pada myasteniagravis) dan racun organofosfat (diisopropil fluorofosfat,
isofluorofosfat dan malation) menghambat enzim asetilkolinesterase yang
mendegradasi asetilkolin menjadi kolin dan asam assetat sehingga mengakibatkan
peningkatan kadar asetilkolin.
Kaptopril (antihipertensi ACE inhibitor) berekasi dengan menghambat
angiotensi–converting enzyme sehingga menghambat pembentukan angiotensi II
(suatu vasokonstriktor poten). Allopurinol, suatu obat antigout beraksi dengan
menghambat enzim xanthin oksidase. Enzim tersebut bertanggung jawab
menghasilkan asam urat. Simvastatin merupakan obat yang menurunkan kadar
lipid. Obat ini bereaksi mengahmbat enzim HMG-CoA reduktase, suatu rate-
limiting enzyme pada sistem kolesterol. HMG-CoA reduktase, merupakan enzim
yang mengubah HMG-CoA menjadi asam mevalonat, selanjutnya diubah menjadi
kolesterol. Antibiotik menghambat sintesis folat yaitu sulfonamid dan
trimetropim bereaksi secara sinergis menghambat enzim dihidropteroat
synthetase dan dihidrofolat reduktase. Kedua obat tersebut sering dikombinasikan
untuk beberapa kasus infeksi misalnya infeksi pada saluran pernapasan dan
saluran kencing.
Contoh obat lainnya adalah asetasolamid (diuretik, menghambat enzim karbonik