Pemodelan Sederhana Penyebab Alzheimer’s Disease dengan Hidrolisis Ester

Hasil riset hidrolisis ester ini memberi pedoman penting bagi periset di bidang yang sama untuk mempertimbangkan konformasi ACh saat mempelajari mekanisme cholinergic pada kasus Alzheimer’s Disease.

Penulis: Febdian Rusydi
Editor: Ira Puspitasari

Berhati-hatilah dengan konformasi pada keadaan transisi saat mempelajari hidrolisis ester!”

Himbauan ini adalah hasil utama dari studi teoretis yang dilakukan oleh tim kolaborasi riset empat universitas nasional dan satu internasional. Tim tersebut terdiri dari tiga fisikawan, masing-masing dari Universitas Airlangga (UA), Institut Pertanian Bogor (IPB), dan National University of Singapore (NUS), satu kimiawan Universitas Gadjah Mada (UGM), dan satu insinyur UA, serta dua mahasiswa magister Institut Teknologi Bandung (ITB). Proyek riset kolaborasi ini dikoordinasi oleh Research Center for Quantum Engineering Design, sebuah pusat kajian studi di UA yang fokus pada aplikasi mekanika kuantum pada kasus-kasus biologis dan medis.

Tim riset menemukan bahwa konformasi pada keadaan transisi (transition state, TS) hidrolisis ester tidak hanya memengaruhi produk, tapi juga laju reaksi. Sebuah reaksi kimia bermula dari reaktan dan berakhir dengan produk. Dua buah reaksi kimia yang bermula dari dua reaktan yang identik dapat menghasilkan dua produk berbeda. Perbedaan ini terjadi karena dua reaksi tersebut menempuh jalur reaksi yang berbeda. Setiap jalur reaksi memiliki satu karakter unik, yaitu TS. Pemilihan keadaan transisi ini adalah fenomena kuantum, yaitu probabilitas: bisa memilih TS “yang ini” atau TS “yang itu”. Meskipun demikian, kita dapat memperbesar probabilitas salah satu TS dengan kontrol faktor lingkungan reaksi seperti tekanan, tingkat keasaman larutan, dan temperatur.

Continue reading “Pemodelan Sederhana Penyebab Alzheimer’s Disease dengan Hidrolisis Ester”

Hidrogen Berwujud Solid Metalik

Ini adalah saduran saya dari artikel Science Magazine berjudul “Diamond vis turns hydrogen into a metal, potentially ending 80-year quest.”

Penafian: tulisan ini belum saya edit, kemungkinan masih ada kekeliruan, baik itu teks maupun konteks.

Akhirnya fisikawan memiliki hidrogen dalam wujud metal, sebuah pencarian 80 tahun lebih.

Dua jarum berlian menggencet hidrogen dengan tekanan melebihi tekanan di dalam pusat Bumi.

Bulan Oktober yang lalu, Isaac Silvera (fisikawan dari Harvard University) mengundang sejumlah kolega ke labnya untuk melihat sesuatu yang mungkin tidak akan pernah ada di mana pun di alam semesta ini. Apa yang mereka melihat menjadi buah bibir dan besok paginya muncul antrian. Sepanjang hari ratusan orang antri untuk melihat di bawah mikroskop sebuah titik perak kemerahan yang terperangkap di antara dua ujung jarum berlian. Silvera menutup labnya pada pukul 6 p.m. untuk pulang. “Butuh beberapa pekan kegembiraan ini hilang,” katanya.

Kegembiraan itu menghebohkan karena Silvera dan postdoc-nya Ranga Dias menemukan petunjuk bahwa hidrogen berubah wujud menjadi metal solid setelah digencet dengan tekanan yang melebihi tekanan di pusat Bumi. Pada wujud ini, hidrogen memiliki kemampuan untuk mengantarkan arus listrik. “Jika ini benar, ini jelas sesuatu yang fantastis,” kata Reinhard Boehler, seorang fisikawan dari Carnegie Institution for Science, Washington D.C. “Ini adalah sesuatu yang kami sebagai sebuah kominitas telah dan sedang berusaha untuk mendapatkannya selama berdekade-dekade.”

Continue reading “Hidrogen Berwujud Solid Metalik”

Fisika Kuantum pada Migrasi Burung

Berikut ini adalah saduran saya dari artikel situs BBC yang berjudul Organisms might be quantum machines. Karena artikel asli panjang, versi saduran ini saya bagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah Fisika Kuantum pada Fotosintesis. Bagian kedua adalah Fisika Kuantum pada Migrasi Burung. Dan, bagian ketiga adalah Fisika Kuantum pada Penciuman.

Saduran bagian kedua di mulai dari sini.

Efek-efek kuantum dalam dunia biologi bukan hanya terdapat pada tumbuhan atau makhluk hidup lain yang mengubah matahari menjadi sumber tenaga. Efek-efek kuantum juga menjawab sebuah teka-teki ilmiah yang telah membingungkan ilmuwan semenjak abad ke-19: bagaimana burung-burung tidak tersesat saat melakukan migrasi.

Bagaimana burung yang bermigrasi tahu kemana dia harus terbang?

Seekor burung melakukan migrasi biasanya untuk menghindari musim dingin. Misalnya burung robin eropa yang akan bermigrasi beribu kilometer ke arah ke arah selatan Eropa atau utara Afrika. Perjalanan mereka ini menempuh daerah yang tidak mereka kenal dan berbahaya bahkan tanpa membawa kompas (jika mereka mampu membawa dan membacanya). Jika mereka sudah salah arah dari awal, seekor burung robin yang berangkat dari Polandia dapat jadi mencapai Siberia, alih-alih Maroko.

Oh, mungkin mereka punya kompas biologis seperti kita memiliki jam biologis yang membantu kita menyadari kapan siang dan malam tanpa mengetahui posisi matahari sekalipun. Tapi, sebuah kompas biologis tidaklah mudah membayangkan seperti membayangkan jam biologis.

Kenapa? Continue reading “Fisika Kuantum pada Migrasi Burung”

Nobel Kimia 2012 untuk Reseptor Pintar

The Royal Swedish Academy of Science memutuskan untuk memberi Nobel Kimia 2012 kepada Robert J. Lefkowitz (kiri) dan Brian K. Kobilka (kanan)

atas usaha mereka mempelajari reseptor G-protein-terkopel.

Lefkowitz berafiliasi pada Howard Hughes medical Institute dan Duke University Medical Center di Durham, North Carolina, Amerika Serikat. Sedangkan afiliasi Kobilka adalah Stanford University School of Medicine, di negara bagian California, Amerika Serikat.

Saya ikuti secara langsung lewat Internet pengumuman tersebut seperti pada saat pengumuman Nobel Kedokteran dan Nobel Fisika. Tidak banyak yang bisa saya tulis karena topiknya terlalu di luar pengetahuan saya. Yang dapat saya pahami dari penjelasan saat konferensi pers tersebut, ditambah keterangan pers di situs nobel.se, adalah sebagai berikut.

Para ilmuwan sudah mengetahui bahwa sel-sel tubuh kita begitu mudah beradaptasi dengan lingkungannya. Sel-sel dapat merasakan perubahan pada lingkungannya dan segera bereaksi untuk menyesuaikan diri terhadap situasi yang baru. Hanya saja, mekanisme bagaimana sel-sel tersebut merasakan perubahan pada lingkungan mereka tersebut masih misteri.

Continue reading “Nobel Kimia 2012 untuk Reseptor Pintar”

Kuasikristal dan Pola Mozaik

NobelPrize2011-Chemistry-3

Publikasi Shechtman di Phys. Rev. Lett. 53, 1984, p1951-4 membuat dia semakin dikritik. Namun, pada saat yang bersamaan para pakar kristrografi seluruh dunia seperti mengalami déjà vu. Banyak di antara mereka yang telah menyaksikan hal serupa, tapi mereka interpretasikan sebagai bukti dari kristal kembar. Sebagian mereka mulai membuka dan mengkaji lagi data dari buku log/jurnal mereka yang mungkin sudah usang. Tidak butuh waktu lama bagi para pakar untuk untuk melihat apa yang dilihat Shechtman: pola keteraturan yang tidak berperiodik.

Catatan penting buat mahasiswa bimbingan saya: itulah salah satu alasan kenapa saya wajibkan kalian menulis diari setiap hari, sebagai penggangi jurnal seperti di dunia eksperiman.

 

Kenapa kontroversial?

Saat Shectman mempublikaskan penemuannya, dia masih belum punya penjelasan pasti apa yang dia lihat. Menurut pakemnya, susunan atom-atom dalam kristal memiliki simetri yang unik. Perhatikan gambar di bawah ini. Pada gambar a., setiap atom dikelilingi oleh tiga atom yang identik dalam sebuah pola yang berulang, disebut simetri threefold (fold = lipatan).  Simetri threefold kembali ke posisi awal jika diputar sebanyak 120 derajat (sepertiga dari 360 derajat). Prinsip yang sama berlaku untuk gambar b. dan  c., untuk simetri fourfold (diputar 90 derajat, atau seperempat dari 360 derajat) dan sxifold (diputar 60 derajat, atau seperenam dari 360 derajat).

Continue reading “Kuasikristal dan Pola Mozaik”