Salah satu penelitian yang mencuri hati juri nobel tahun 2012 adalah penelitian tentang keluarga reseptor terhubung protein G (GPCRs). Riset itu menghantarkan penelitinya, Robert Lefkowitz dan Brian Kobilka dari Amerika Serikat, meraih Nobel Kimia 2012.
 |
| Ilustrasi reseptor terhubung protein G (GPCRs). Reseptor digambarkan berwarna biru, punya struktur spiral, keluar masuk membran sel sebanyak 7 kali. |
Apa gerangan reseptor terhubung protein G itu?
Reseptor ini kiranya bisa diumpamakan sebagai kantor pos tingkat sel. Reseptor akan menerima sinyal yang bisa diumpamakan sebagai surat dari luar sel, membantu menghantarkannya ke dalam sel atau ke penerima.
Dalam menghantarkan, reseptor akan terhubung dengan protein G, yang kiranya bisa diibaratkan bagian kantor pos yang berkoordinasi dengan tukang pos. Proses penghantaran akan dilakukan oleh tukang pos, dalam sel disebut second messenger.
Secara umum, proses penghantaran bermula saat sinyal atau ligand diterima oleh GPCRs. Sinyal kemudian mengalami sedikit perubahan ketika diterima GPCRs yang berlanjut pada aktivasi protein G. Sinyal kemudian dihantarkan ke dalam sel.
Apa arti penting reseptor terhubung protein G hingga risetnya mendapatkan nobel?
Reseptor terhubung protein G adalah keluarga besar reseptor yang terdiri 1000 anggota di tubuh manusia. Keluarga besar reseptor itu mencakup reseptor untuk hormon adrenalin, cahaya, bau, suara dan separuh dari obat yang beredar saat ini.
Selama ini, organisasi kantor pos sel dan cara kerjanya itu bekerja masih misteri. Lefkowitz dan Kobilka berperan menguak misteri kerja kantor pos tersebut, sekaligus memperlihatkan rupanya dalam tiga dimensi. Riset ini bermanfaat bagi dunia kedokteran masa depan.
Riset 4 dekade
Upaya menguak misteri GPCRs itu tak mudah. Seperti diuraikan situs Nobel Prize, riset memakan waktu lebih dari 4 dekade. Lefkowitz memulai risetnya tahun 1968 dengan menggunakan radioaktif iodium dan hormon adrenokortikotropik yang merangsang produksi adrenalin.
Lefkowitz mempelajari bagaimana hormon berhubungan dengan sel, mempengaruhi apa yang terjadi di dalam sel. Penggunaan radioaktif memungkinkannya melacak reseptor sehingga bisa diketahui fungsinya.
Lefkowitz kemudian mulai fokus bekerja pada reseptor hormon adrenalin dan noradrenalin, yang disebut reseptor beta adrenergik. Penelitian akhirnya berhasil menguak bagaimana reseptor itu bekerja.
Pada tahun 1980, Kobilka bergabung dengan tim Lefkowitz. Penyelidikan mulai diarahkan pada gen yang mengkode reseptor beta adrenergik. Kobilka berhasil mengisolasi gen yang berperan mengkode reseptor itu.
Dari sana, struktur reseptor beta adrenergik akhirnya terungkap. Reseptor itu merupakan tujuh rantai spiral yang panjang disebut helices. Di membran sel, reseptor ini tersusun keluar masuk membran sel 7 kali.
Lefkowitz mengatakan, penemuan struktur itu menjadi momen eureka. Diketahui, reseptor pada retina mata, rhodopsin, juga punya struktur serupa beta adrenergik. Dalam penelitian lain, telah ditemukan pula protein yang yang disebut protein G.
Reseptor beta adrenergik dan rhodopsin diketahui berpasangan dengan protein G. Saat itu, diketahui pula ada 30 reseptor yang bekerja dengan protein G. Penemuan struktur keduanya menjadi awal penemuan keluarga reseptor terhubung protein G.
Tahun 2011, Kobilka berhasil mencitrakan reseptor terhubung protein G dalam 3 dimensi saat berpasangan dengan protein G. Dalam citra itu, digambarkan adanya sinyal yang hendak ditransfer ke protein G.
Masa depan pengobatan
Penemuan keluarga reseptor terhubung protein G, cara kerja dan strukturnya sangat berdampak pada pengobatan masa depan. Pengetahuan ini akan menjadi dasar dalam perancangan obat-obatan.
Banyak obat tidak hanya berefek pada target tertentu tetapi juga pada reseptornya. Akhirnya, banyak obat yang dikenal saat ini memiliki efek samping, yang selanjutnya bisa berpotensi pada timbulnya penyakit lain.
"Kita berharap dengan diketahuinya struktur 3 dimensi, kita dapat mengembangkan obat yang lebih selektif dan efektif," kata Kobilka sepertio dikutip New York Times, Rabu (10/10/2012).
Lefkowitz kini bekerja di Howard Hughes Medical Institute and Duke University Medical Center di Durham. Sementara Kobilka berkarya di Sekolah Kedokteran Stanford University di Stanford, Amerika Serikat.
nytimes.com
