High-throughput screening (HTS) atau dikenal juga penyaringan ber-throughput tinggi (HTS) merupakan mekanisme umum untuk mengidentifikasi senyawa utama bagi upaya penemuan obat. Penelitian farmasi banyak mengidentifikasi agonis dan antagonis baru (yaitu, inhibitor) untuk target yang diinginkan. Survei terkini mengungkapkan bahwa inhibitor enzim merupakan bagian utama dari semua obat molekul kecil yang dipasarkan. Sebagian besar penelitian obat praklinis dalam industri farmasi dengan demikian ditujukan untuk identifikasi dan pengoptimalan farmakologis inhibitor enzim. Oleh karena itu, menetapkan uji aktivitas enzim yang tepat untuk HTS sangat penting untuk penemuan obat modern.

Pengertian Enzim

Enzim merupakan molekul biokatalis yang memainkan peran penting pada banyak reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup. Selain itu, enzim juga sering digunakan pada berbagai industri karena kemampuan katalitiknya. Berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisis, enzim dibagi menjadi tujuh kelas antara lain transferase, hidrolase, oksidoreduktase, isomerase, liase, ligase, dan translokase.

Pada dasarnya semua enzim adalah protein sehingga adanya perubahan kondisi lingkungan dapat memengaruhi struktur tiga dimensinya. Enzim memiliki kondisi optimum, yaitu kondisi dimana enzim dapat bekerja secara optimal dalam mengkatalisis suatu reaksi kimia biasanya dipengaruhi oleh suhu, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, dan adanya inhibitor enzim.

Apa itu Inhibitor Enzim?

Inhibitor enzim adalah molekul yang dapat berinteraksi dengan enzim yang dapat mengurangi laju reaksi yang dikatalisis enzim atau mencegah enzim bekerja secara normal. Inhibitor enzim ada yang bersifat irreversibel (tidak dapat kembali) dan reversibel (dapat kembali). Jenis penghambatan oleh inhibitor reversibel biasanya dibagi menjadi 2, kompetitif dan non kompetitif.

Cara kerja inhibitor enzim selengkapnya dapat anda lihat pada artikel disini.

Ketika reaksi enzim melibatkan lebih dari satu substrat, definisi dan penilaian potensi inhibitor yang tampak (IC50), berkaitan dengan dengan potensi sebenarnya, menjadi signifikan.

Aplikasi Inhibitor Enzim

Inhibitor enzim adalah golongan obat yang bekerja dengan cara mencegah enzim berfungsi dengan baik, sehingga mencegah atau memperlambat sejumlah proses biologis. Kemampuannya untuk menargetkan enzim tertentu telah menyebabkan penggunaannya secara luas dalam penemuan dan pengembangan obat, karena inhibitor enzim ini dapat digunakan untuk memodifikasi jalur penyakit dan memblokir jalur yang tidak diinginkan. Dibawah ini contoh aplikasi penghambatan terhadap beberapa enzim dalam Drug Discovery.

Monoamine Oxidase

MONOAMINE OXIDASES (MAO, EC 1.4.3.4) adalah keluarga enzim mitokondria yang mengkatalisis deaminasi oksidatif monoamina. Terdapat dua isoform MAO, MAO-A dan MAO-B, dengan selektivitas inhibitor dan distribusi jaringan yang berbeda. Disfungsi MAO dianggap bertanggung jawab atas sejumlah gangguan neurologis. MAO mengatur neurotransmitter dan disfungsi MAO telah dikaitkan dengan depresi, penyalahgunaan obat, migrain, skizofrenia, gangguan defisit perhatian, dan penyakit Parkinson dan Alzheimer. Penemuan penghambat/Inhibitor MAO memungkinkan untuk pengobatan depresi, penyakit Parkinson, dan Alzheimer.

Nitric oxide (NO)

Nitric oxide (NO) adalah radikal reaktif yang memainkan peran penting dalam banyak fungsi fisiologis utama. NO adalah produk oksidasi arginin oleh nitric oxide synthase (NOS) dan terlibat dalam pengembangan pertahanan host, aktivasi protein pengatur, dan interaksi kovalen langsung dengan biomolekul fungsional. Selain itu, NO merupakan molekul biologis pemberi sinyal utama yang terlibat dalam vasodilatasi, pengaturan tekanan darah, neurotransmisi, dan sistem pertahanan imun inang. Penghambatan NOS berpotensi menghasilkan beragam efek biologis, khususnya dalam sistem kardiovaskular.

Pepsin

Pepsin adalah adalah protease serin pencernaan yang menghidrolisis protein makanan dalam banyak organisme eukariotik dan prokariotik. Pepsin terutama membelah rantai peptida di sisi amino dari asam amino aromatik fenilalanin, triptofan, dan tirosin. Uji penghambat pepsin adalah teknik biokimia yang digunakan untuk menentukan efektivitas suatu zat dalam menghambat pepsin, suatu enzim pencernaan. Uji ini biasanya melibatkan inkubasi sampel pepsin dengan substrat dan penghambat potensial, kemudian mengukur tingkat pencernaan substrat. Penghambatan biasanya dinilai dengan penurunan fluoresensi atau absorbansi, yang menunjukkan aktivitas enzim yang lebih rendah.

Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase (G6PDH)

G6PDH adalah enzim sitosolik dalam jalur pentosa fosfat yang memasok energi reduksi ke sel dengan mempertahankan kadar koenzim nikotinamida adenina dinukleotida fosfat (NADPH). G6PDH mereduksi nikotinamida adenina dinukleotida fosfat (NADP) menjadi NADPH sambil mengoksidasi glukosa-6-fosfat (G6P). Individu dengan defisiensi genetik G6PDH cenderung mengalami anemia hemolitik non-imun. Baru-baru ini, penelitian telah menemukan bahwa G6PDH memainkan peran penting dalam kelangsungan hidup, proliferasi, dan metastasis sel kanker. Oleh karena itu, penghambat enzim tersebut merupakan kandidat yang menarik untuk terapi kanker baru.

Arginase

Arginase terdapat pada mamalia dan tumbuhan. Pada manusia, arginase diekspresikan terutama di hati, dan dalam jumlah yang lebih sedikit di payudara, ginjal, testis, kelenjar ludah, epidermis, dan eritrosit. Arginase mengkatalisis konversi arginin menjadi ornitin dan urea, yang penting untuk perlindungan terhadap toksisitas NH3 dan untuk pertumbuhan dan perbaikan sel. Aktivitas arginase yang berlebihan telah dikaitkan dengan penyakit kardiovaskular dan juga berkontribusi terhadap masalah struktural vaskular dan toksisitas saraf. Penelitian menunjukkan bahwa inhibitor arginase telah terbukti bermanfaat dalam penyakit kardiovaskular dan sistem saraf. Prosedur yang sederhana, langsung, dan siap untuk otomatisasi untuk mengukur penghambatan arginase sangat diinginkan dalam Penelitian dan Penemuan Obat.

Inhibitor Screening Assay Merk Bioassay Systems

Untuk menscreening beberapa inhibitor potensial secara efisien, diperlukan perangkat yang cepat dan sensitif. Beberapa inhibitor potensial secara efisien yaitu dengan mengembangkan platform Inhibitor Screening menggunakan metode ELISA. Kami menawarkan serangkaian kit Inhibitor screening bersensitivitas tinggi yang memanfaatkan protein biotinilasi internal yang unik. Kit ini dirancang untuk skrining awal dan quality control dalam pengembangan obat, menyediakan perangkat yang andal, efisien, dan akurat bagi para peneliti untuk skrining inhibitor.

BioAssay Systems adalah manufaktur kit yang telah mengembangkan serangkaian uji high-throughput untuk obat sebagai pemenuhan permintaan industri dan ilmu hayati. Mereka menawarkan beberapa kit skrining Inhibitor enzim sebagai berikut.

Tabel 1. Inhibitor Screening Assay Merk Bioassay Systems

Kami juga menawarkan Inhibitor screening assay kit dari brand lain, Elabscience dan Cayman. Lihat juga disini untuk melihat tahapan dalam pengerjaan salah satu marker kit Inhibitor Elabscience yang secara langsung dilakukan tim kami di Wuhan, China.

Sumber:

1. Jingsong Yang, Robert A. Copeland, dan Zhihong Lai. Defining Balanced Conditions for Inhibitor Screening Assays That Target Bisubstrate Enzymes. Journal of Biomolecular Screening 14(2); 2009.
2. Bioassay Systems