SINGLE-MOLECULE BIOPHYSICS: UNRAVELING PROTEIN DYNAMICS WITH OPTICAL TWEEZERS

Abstract

Protein adalah mesin molekuler yang melakukan fungsi vital dalam sel, dan dinamika strukturalnya sangat penting untuk fungsinya. Latar belakang penelitian ini adalah untuk menyelidiki dinamika protein pada tingkat molekul tunggal menggunakan optical tweezers, mengatasi keterbatasan metode ensemble yang merata-ratakan perilaku. Metode yang digunakan melibatkan penangkapan protein atau molekul DNA tunggal menggunakan optical tweezers yang sangat presisi, memungkinkan manipulasi dan pengukuran kekuatan pada skala pikonewton dan pergeseran pada skala nanometer. Teknik seperti force spectroscopy dan fluorescence resonance energy transfer (FRET) molekul tunggal diintegrasikan untuk mengamati perubahan konformasi, interaksi protein-ligan, dan proses pelipatan/pelipatan ulang secara real-time. Hasil menunjukkan bahwa protein seringkali menunjukkan dinamika heterogen dan transien, dengan beberapa jalur pelipatan atau keadaan perantara yang tidak terlihat dalam pengukuran ensemble. Pembahasan menekankan bahwa biofisika molekul tunggal merevolusi pemahaman kita tentang mekanisme kerja protein, memberikan wawasan tentang proses fundamental seperti replikasi DNA, transkripsi, dan transportasi molekuler. Penelitian ini mendorong batas-batas fisika dan biologi, menjanjikan penemuan baru dalam biologi molekuler dan pengembangan terapi yang ditargetkan.