Polimerisasi Heme
Polimerisasi heme merupakan salah satu mekanisme aksi senyawa antimalaria
yang merubah hem menjadi hemozoin. Plasmodium mengubah hemoglobin eritrosit
menjadi asam amino dan heme. Asam amino diperlukan Plasmodium untuk
kelangsungan hidupnya sedangkan heme bersifat toksik bagi Plasmodium serta diubah
menjadi hemozoin dan disimpan dalam vakuola digestifnya. Hemozoin tersebut akan dilepaskan dalam darah saat Plasmodium pecah menjadi merozoit dan
skizon. Penghambatan polimerisasi heme menjadi hemozoin ini telah digunakan
sebagai langkah awal uji aktivitas antimalaria (Basilico dkk., 1998).
Selama perkembangan di dalam sel eritrosit inang, Plasmodium mendegradasi
hemoglobin sel eritrosit tersebut untuk menghasilkan produk katabolik sebagai sumber
asam amino. Proses degradasi hemoglobin ini terjadi di dalam vakuola Plasmodium
dan dikatalisis oleh enzim sistein dan aspartate proteinase. Proses tersebut
menghasilkan heme bebas bersifat toksik dan oksidatif terhadap sel inang dan
Plasmodium serta dapat mengakibatkan kematian bagi Plasmodium tersebut (Basilico
dkk., 1998). Plasmodium tidak mampu memecah heme menjadi cincin tetra pirol
terbuka yang mudah untuk diekskresikan karena ketiadaan heme oksigenase. Efek
toksik ini diatasi oleh Plasmodium dengan mendetoksifikasi heme bebas dengan cara
netralisasi dengan protein kaya histidin, degradasi dengan kristalisasi menjadi
hemozoin, suatu pigmen malaria tidak larut air yang diproduksi dalam vakuola
makanan (Huy dkk., 2007).
Senyawa β-hematin (Gambar 1.) merupakan suatu kristal heme sintesis yang
mempunyai stuktur kimia sama dengan hemozoin. Penggunaan spektrofotometer FTIR dapat menunjukkan adanya ikatan antara ion besi-karboksilat dari dua molekul
heme dalam hemozoin telah sama dengan analognya, yaitu β-hematin (Wood dkk.,
2003). Hal ini menunjukkan bahwa secara in vitro, penghambatan pembentukan βhematin adalah target ideal suatu agen antimalaria. Faktor-faktor yang mempengaruhi
pembentukan β-hematin yaitu suhu, protein kaya histidin, lipid dan alkohol.
Kristal β-hematin ini selanjutnya dapat diukur serapannya menggunakan
microplate reader pada panjang gelombang (λ) 405 nm. Jumlah kristal β-hematin yang
terbentuk berbanding terbalik dengan agen antimalaria penghambat polimerisasi heme
tersebut.
Gambar 1. Struktur kimia β-hematin
DAFTAR PUSTAKA
Basilico, N., Monti, D., Olliaro, P., dan Taramelli, D. 1998. Non-iron porphyrins
inhibit beta-haematin (malaria pigment) polymerisation. FEBS Letters. Vol.
409. No. 2: 297–299.
Huy, N., Uyen, D.T., Maeda, A., Trang, D.T.X., Oida, T., Harada, S., dan Kamei,K.
2007. Simple Colorimetric Inhibition Assay of Heme Crystallization for
High-Throughput Screening of Antimalaria Compounds. Antimicrob Agents
Chemother. Vol. 51. No. 1: 350-353.
Wood, B., Langford, S.J., Cooke, B.M., Glenister, F.K., Lim, J., dan Mcnaughton
D. 2003. Raman Imaging of Hemozoin Within The Food Vacuole of
Plasmodium Falciparum Trophozoites. FEBS Lett. Vol. 554. No. 3: 247-252.
