Polimerisasi Heme

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.