Tuberkulosis (TB) adalah penyakit menular yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. TB masih menjadi salah satu penyebab utama kematian di dunia. Di Indonesia, jumlah kasus dan kematian akibat TB masih tinggi, sehingga penyakit ini menjadi masalah kesehatan serius. Masalah TB semakin rumit karena munculnya TB yang kebal terhadap obat. TB yang kebal terhadap dua obat utama, yaitu rifampisin dan isoniazid, disebut TB resisten multiobat (MDR-TB). Jika selain kedua obat tersebut kuman juga kebal terhadap beberapa obat lainnya, maka disebut TB resisten obat luas (XDR-TB). Jumlah kasus MDR-TB dan XDR-TB terus meningkat dari tahun ke tahun.
Salah satu obat penting untuk mengobati TB adalah pirazinamid (PZA). Obat ini efektif membunuh bakteri TB, terutama yang berada kondisi dorman di lingkungan asam. Efektivitas PZA bergantung pada enzim yang disebut pirazinamidase (PZase). Enzim ini dibentuk dari gen yang disebut pncA. Di dalam sel bakteri, PZA diubah oleh enzim PZase menjadi senyawa aktif, yang selanjutnya menimbulkan efek terapeutik terhadap mikobakteri.Hasil riset ini melaporkan banwa mutasi gen pncA penyandi enzim PZase pada M. tuberculosis menyebabkan resistensi terhadap obat pirazinakid (PZA). Mutasi ini menyebabkan perubahan pada susunan asam amino enzim PZase.
Perubahan nukleotida ini memicu modifikasi struktur dan fungsi enzim pirazinamidase (PZase), sehingga menghambat konversi PZA menjadi bentuk aktifnya. Dampak mutasi tersebut bersifat sangat fundamental: menggeser konformasi protein, mengacaukan jejaring interaksi intramolekul, menurunkan stabilitas struktural, hingga melemahkan afinitas pengikatan terhadap substrat.
Mutasi substitusi asam amino (Cys14Arg, Arg140His, dan Ser179Gly) Pada PZase R1 yang terhubung dengan resistensi hingga 100 µg/mL membawa dampak penurunan aktivitas enzim _PZase sebesar 31%. Pemodelan struktur menunjukkan deviasi sebesar 0,27 Å (RMSD) dari struktur tipe liar, yang mengindikasikan perubahan konformasi yang bermakna. Mutasi-mutasi ini mengganggu interaksi intramolekul lokal yang berkontribusi terhadap deviasi struktural tersebut. Secara spesifik, substitusi Cys14Arg membentuk ikatan hidrogen baru dengan Asn11, sedangkan Arg140His dan Ser179Gly menyebabkan hilangnya interaksi elektrostatik dan ikatan hidrogen pada protein mutan. Simulasi dinamika molekul menunjukkan bahwa PZase R1 mutan memiliki nilai root mean square fluctuation (RMSF) dan radius of gyration (RoG) yang lebih tinggi, menandakan stabilitas struktural dan tingkat kekompakan yang lebih rendah. Analisis afinitas pengikatan juga memperlihatkan bahwa pengikatan PZA pada PZase R1 mutan lebih lemah dibandingkan tipe liar.
Penulis: Prof. Dr. Purkan, S.Si, M.Si.
Kata kunci: pncA, Pyrazinamide, struktur PZase, aktvitas PZase, Mycobacterium tuberculosis.
Link Paper:
Purkan Purkan, Raden Estiawan, Imam Siswanto, Sofijan Hadi, Sri Sumarsih, Muhammad Ikhlas Abdjan, Merlyn Sujatha Rajakumar. Effect of Multiple Mutation in PZase From Clinical Isolate of Pyrazinamide-Resistant Mycobacterium tuberculosis on Its activity and structure. Natural Resources For Human Health. 2026, 6:136-146. https://doi.org/10.53365/nrfhh/210632
