Khorunnisa, Wulida (2019) Peran Astaxanthin Terhadap Perbaikan Sifat Fisikokimia Albumin Dalam Kondisi Normoglikemik. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Albumin merupakan komponen darah yang sangat penting di dalam fisiologi darah. Albumin merupakan 60% protein plasma dari total protein yang ada di dalam darah yang berfungsi sebagai scavenger dan transporter. Pada berbagai kasus penyakit diabetes melitus, albumin sering mengalami glikasi. Hal ini dapat mengubah sifat dan fungsi albumin. Glikasi merupakan proses penambahan gugus karbohidrat non enzimatis pada suatu protein. Terdapat 12-18% protein yang bekerja di dalam sistem sirkulasi (termasuk albumin) mengalami glikasi secara in vivo pada kondisi normoglikemik. Kondisi ini terjadi ketika glukosa plasma puasa dalam konsentrasi kurang dari 5.6 mmol/L. Apabila konsentrasi glukosa menjadi sedikit lebih jenuh, plasma akan mengalami glikasi yang menghasilkan advanced glycation end product (AGE) dan bersifat irreversible. Perubahan albumin akibat glikasi akan mempengaruhi rheologi sehingga perlu diupayakan perbaikan fungsi dengan menambahkan senyawa antioksidan. Hal ini tentunya diharapkan dapat memperbaiki sifat dan fungsi albumin tanpa mempengaruhi rheologi alami dari albumin. Astaxanthin sangat dipertimbangkan untuk memperbaiki fungsi albumin. Hal ini disebabkan astaxanthin merupakan antioksidan super yang tidak menambah jumlah elektron tidak berpasangan sehingga tidak menambah kadar radical oxygen species (ROS) dan tidak mempengaruhi rheologi albumin. Penelitian ini menginvestigasi penambahan astaxanthin dalam mempertahankan sifat fisikokimia albumin pada kondisi normoglikemik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil spektrum UV, perbedaan karakter, struktur, fungsi dan viskositas bovine serum albumin terglikasi (BG) normoglikemik (2.0 dan 2.6 mM) serta kemampuan peluruhan ROS oleh astaxanthin (7.282 dan 3.641 μg/ml) setelah ditambahkan ke dalam BSA glikasi. Konsentrasi glukosa dan astaxanthin yang digunakan merupakan hasil penelitian pendahuluan berdasarkan screening glukosa 2.0 mM hingga 1 M dan astaxanthin 3.641 μg/ml hingga 364.1 μg/ml dengan spektrofotometri UV. Sampel diinkubasi (waktu glikasi) selama 14 dan 21 hari serta waktu penambahan astaxanthin selama tujuh hari berdasarkan screening dengan spektrofotometri UV. Metode penelitian ini dilakukan berdasarkan pendekatan fisikokimia antara lain analisis spektrum UV, analisis viskositas, analisis profil spektra fourier transform infrared spectrometer (FTIR), analisis kemampuan peluruhan ROS dengan electron spin resonance (ESR). Berdasarkan hasil screening menggunakan spektrofotometer UV, glukosa 2.0 dan 2.6 mM memiliki profil spektrum UV mendekati BSA 1 mM. Sehingga sampel yang digunakan adalah sampel BG 2.0 dan 2.6 mM yang diglikasi selama 14 hari (BG 2.0 14D dan BG 2.6 14D) dan 21 hari (BG 2.0 21D dan BG 2.6 21D), kemudian ditambahkan astaxanthin masing-masing dengan konsentrasi 7.282 μg/ml (BG + AE 7.282) dan 3.641 μg/ml (BG + AE 3.641) selama tujuh hari. Konsentrasi glukosa 2.0 dan 2.6 mM memberikan profil spektrum UV mendekati nilai BSA 1 mM sehingga dapat lebih sesuai jika dilakukan mekanisme glikasi normoglikemik. Konsentrasi astaxanthin 7.282 dan 3.641 μg/ml yang ditambahkan ke dalam BG memberikan profil spektrum UV mendekati nilai absorbansi BSA 1 mM. Di samping itu, berdasarkan nilai absorbansi pada panjang gelombang 280 nm didapatkan persentase hiperkromisitas. Peningkatan persentase hiperkromisitas mengindikasikan bahwa BSA mengalami denaturasi dan perubahan konformasi. Berdasarkan hasil kuantifikasi spektrum UV menggunakan persentase hiperkromisitas, BG 2.6 14D + AE 3.641 memiliki nilai yang lebih rendah (69.56%) dibanding sampel lainnya. Hasil analisis viskositas menunjukkan sampel BG 2.0 14D + AE 3.641 memberikan nilai yang lebih rendah (0.9012 cP) dibanding sampel lainnya. Analisis FTIR menunjukkan puncak gugus amida I (1600-1700 cm-1) yang menjadi penanda perubahan pengikatan gugus C=O terhadap gugus N-H dan peregangan gugus C-N pada BSA dan BG. Berdasarkan pengamatan pada puncak gugus amida I, BSA 1 mM mempunyai intensitas 51.18% pada 1636.29 cm-1 dan BG 2.6 21D + AE 3.641 μg/ml mempunyai intensitas 50.08% pada 1664 cm-1. Sampel tersebut memberikan intensitas yang meningkat (BG 2.6 21D mempunyai intensitas 37.35% pada 1645.93 cm-1) dan mendekati nilai intensitas BSA 1 mM. Berbeda dengan BSA 1 mM, sampel BG memiliki puncak amida II yang menunjukkan adanya struktur glikoprotein. Hasil analisis ESR menunjukkan nilai g paling rendah pada sampel BG 2.6 14D + AE 7.282 μg/ml dan BG 2.6 21D + AE 3.641 μg/ml sebesar 0.4074 dan didapatkan persentase scavenging 79.61% pada keduanya. Nilai g pada semua sampel ~0.4 sehingga termasuk dalam kategori radikal organometal (0<g<6). Hal ini menjelaskan bahwa mekanisme glikasi yang terjadi belum sampai memunculkan radikal bebas. Konsentrasi astaxanthin yang lebih rendah (3.641 μg/ml) terbukti efektif dalam upaya memperbaiki struktur, fungsi, dan konformasi BG mendekati karakter BSA 1 mM. Penelitian ini sangat potensial untuk dilanjutkan terutama pada investigasi waktu glikasi yang lebih optimal dan analisis spektroflorometri untuk mengetahui keberhasilan glikasi.
English Abstract
Albumin is a blood component that is very important in blood physiology. Albumin is 60% of plasma protein from the total protein present in the blood which have a functions as natural scavenger and transporter. In various cases of diabetes mellitus, glycation has been occurred. It could change the characteristics and function of albumin. Glycation is the process of adding non-enzymatic carbohydrate groups to a protein. There are 12-18% of proteins that work in the circulatory system (including albumin) sustain an in vivo glycation under normoglycemic conditions. This condition occurs when fasting plasma glucose in a concentration of less than 5.6 mmol/L. If the glucose concentration becomes slightly more saturated, plasma will run into glycation which produces advanced glycation end product (AGE) and its irreversible.. The changes in albumin due to glycation will affect rheology, so it is necessary to improve its function by adding antioxidant compounds. It is certainly expected to improve the characters and functions of albumin without affecting the natural rheology of albumin. Astaxanthin is highly considered to improve the function of albumin. This is due to astaxanthin is a super antioxidant that does not increase the number of unpaired electrons so that it does not increase the levels of radical oxygen species (ROS) and does not affect the rheology of albumin. This research investigates the addition of astaxanthin in maintaining the physicochemical properties of albumin under normoglycemic conditions. This study aims to determine the profile of the UV spectrum, differences in character, structure, function and viscosity of normoglycemic (2.0 and 2.6 mM) glycemic serum albumin glycemic (BG) and the ability to scavange ROS by astaxanthin (7.282 and 3.641 μg ml) after being added to BSA glycation. Selected glucose and astaxanthin concentrations is obtained by the result of preliminary research based on screening of glucose 2.0 mM to 1 M and astaxanthin 3.641 μg/ml to 364.1 μg/ml by UV spectroscopy. The samples were incubated (glycation time) for 14 and 21 days and the time of adding astaxanthin for seven days based on screening with UV spectrophotometry. This research method is based on a physicochemical approach including UV spectrum analysis, viscosity analysis, fourier transform infrared spectrometer (FTIR) spectra analysis, ROS scavange capability analysis with electron spin resonance (ESR). Based on the results of screening using a UV spectrophotometer, glucose 2.0 and 2.6 mM have a UV spectrum profile close to 1 mM BSA. So, the samples used were BG 2.0 and 2.6 mM samples and they were glycated for 14 days (BG 2.0 14D and BG 2.6 14D) and 21 days (BG 2.0 21D and BG 2.6 21D), then astaxanthin was added with a concentration of 7.282 μg/ml ( BG + AE 7.282) and 3.641 μg/ml (BG + AE 3.641) for seven days. Glucose concentrations of 2.0 and 2.6 Mm give a UV spectrum profile close to 1 mM BSA value so that it can be more suitable if normoglycemic glycation is performed. Astaxanthin concentrations of 7.282 and 3.641 μg/ml added to BG gave a UV spectrum profile close to the absorbance value of 1 mM BSA. In addition, based on the absorbance value at a wavelength of 280 nm a percentage of hyperchromicity is obtained. An increase in the percentage of hyperchromicity indicates that BSA is undergoing denaturation and conformational changes. Based on the results of quantification of the UV spectrum using the percentage of hyperchromicity, BG 2.6 14D + AE 3.641 has a lower value (69.56%) than others. The result of viscosity analysis showed that BG 2.0 14D + AE 3.641 samples gave lower values (0.9012 cP) than other samples. FTIR analysis shows the peak of the amide group I (1600-1700 cm-1) which is a marker of changes in the binding of C=O groups to N-H groups and stretching of C-N groups on BSA and BG. Based on observations on the peak of the amide group I, BSA 1 mM has an intensity of 51.18% at 1636.29 cm-1 and BG 2.6 21D + AE 3.641 μg/ml has an intensity of 50.08% at 1664 cm-1. The sample gives increased intensity (BG 2.6 21D has an intensity of 37.35% at 1645.93 cm-1) and approaches the intensity value of BSA of 1 mM. Unlike the BSA 1 mM, BG samples have an amide II peak that indicates the presence of a glycoprotein structure. ESR analysis results showed the lowest value of g in the BG sample 2.6 14D + AE 7.282 μg/ml and BG 2.6 21D + AE 3.641 μg/ml of 0.4074 and a rinse of 79.61% was obtained in each. G values in all samples were ~0.4 that included in the organometal radical category (0 <g <6). This explains why the interactions that occur have not yet led to free radicals. Lower astaxanthin concentrations (3,641 μg/ml) have been shown to be effective in efforts to improve the structure, function, and conformation of BG to move the character of BSA 1 mM. This research is very potential to be carried out in a more optimal investigation of glycation time and spectrofluorometric analysis to obtain glycation.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/572.66/KHO/p/2019/041911442 |
| Uncontrolled Keywords: | ALBUMINS |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 572 Biochemistry > 572.6 Proteins > 572.66 Simple proteins |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Biologi, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 07 Jan 2020 06:58 |
| Last Modified: | 25 Oct 2021 04:29 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/177622 |
Preview |
Text
Wulida Khorunnisa (2).pdf Download (6MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |