PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom,...

47
PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN FOSFOLIPID 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (DPPC): PERBANDINGAN GROMACS DAN NAMD SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Farmasi Oleh: Roy Gunawan Wicaksono NIM: 148114022 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transcript of PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom,...

Page 1: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN

FOSFOLIPID 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine

(DPPC): PERBANDINGAN GROMACS DAN NAMD

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Roy Gunawan Wicaksono

NIM: 148114022

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

HALAMAN JUDUL

PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN

FOSFOLIPID 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine

(DPPC): PERBANDINGAN GROMACS DAN NAMD

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Roy Gunawan Wicaksono

NIM: 148114022

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

HALAMAN PERSEMBAHAN

"Whatever you are be a good one"

(Abraham Lincoln)

Karya ini kupersembahkan untuk

Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertaiku

Keluarga yang selalu mendoakanku

Teman-teman seperjuanganku

dan Almamaterku, Sanata Dharma

iv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PRAKATA

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat,

rahmat dan karunia yang dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul "PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN

LIPOSOM DENGAN FOSFOLIPID 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-

phosphatidylcholine (DPPC): PERBANDINGAN GROMACS DAN

NAMD" sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana

Farmasi (S.Farm.) Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta. Penyelesaian skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan

berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena

itu penulis hendak mengucapkan terimakasi kepada:

1. Dekan Fakultas Farmasi Sanata Dharma.

2. Dr. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. selaku pembimbing yang telah sabar

dan banyak memberikan pengarahan dan pendampingan selam proses

penyusunan skripsi.

3. Muhammad Radifar, S.Farm., M.Biotech. selaku pembimbing

pendamping yang telah membimbing, menemani selama proses

penelitian dan memberikan banyak pengalaman baru.

4. Bapak Enade Perdana Istyastono, Ph.D., Apt. dan Ibu Dina Christin

Ayuning Putri M.Sc., Apt. selaku penguji yang telah mendukung

terlaksananya penelitian dan penyusunan skripsi ini dan telah

memberikan saran berharga bagi penulis.

5. Seluruh dosen dan staf Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

yang telah membantu proses pembelajaran dari awal hingga akhir

perkuliahan.

6. Keluarga penulis yang selalu memberi doa selama ini

7. Teman-teman FSMA 2014 yang tidak dapat penulis sebutkankan satu

persatu yang telah membantu penulis dalam perkuliahan walaupun

selama perkuliahan penulis memiliki banyak kekurangan.

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN...............................................................ii

HALAMAN PENGESAHAN............................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN............................................................ iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA.................................................v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI.................vi

PRAKATA...........................................................................................vii

DAFTAR ISI......................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR............................................................................xii

DAFTAR TABEL.................................................................................xii

DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................xiii

ABSTRAK...........................................................................................xiv

ABSTRACT..........................................................................................xv

PENDAHULUAN..................................................................................1

METODE PENELITIAN.......................................................................2

Bahan......................................................................................................2

Instrumentasi...........................................................................................2

Metode....................................................................................................2

Coarse-grained.........................................................................................2

Persiapan Pra-simulasi.............................................................................3

Topologi.................................................................................................. 3

Solvasi dan Ionisasi..................................................................................3

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Minimisasi Energi....................................................................................3

Simulasi Pemodelan.................................................................................3

Analisis.................................................................................................... 3

HASIL DAN PEMBAHASAN...............................................................3

KESIMPULAN.....................................................................................10

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................12

LAMPIRAN.........................................................................................14

BIOGRAFI PENULIS..........................................................................31

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Grafik energi total menggunakan NAMD................................6

Gambar 2. Grafik energi total menggunakan GROMACS........................6

Gambar 3. Interaksi Van der Waals...........................................................8

Gambar 4. Interaksi elektrostatik..............................................................9

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

DAFTAR TABEL

Tabel I. Visualisasi hasil pemodelan pada waktu 0, 10, 20, 30 dan 40 ns

menggunakan GROMACS dan NAMD.......................................4

Tabel II. Energi bebas pada GROMACS dan NAMD...........................7

Tabel III. Energi Van der Waals menggunakan GROMACS dan NAMD

................................................................................................ 8

Tabel IV. Energi elektrostatik menggunakan GROMACS dan NAMD...9

Tabel V. Energi total menggunakan GROMACS dan NAMD.............10

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Script mengubah all-atom menjadi Coarse-grained................14

Lampiran 2. Script membuat koordinat file .psf.........................................15

Lampiran 3. Script solvasi box dengan molekul air.....................................16

Lampiran 4. Script menghilangkan bead air yang tumpang tindih dengan

molekul DPPC.......................................................................17

Lampiran 5. Script ionisasi box..................................................................18

Lampiran 6. Script minimisasi energi pada NAMD....................................19

Lampiran 7. Script simulasi pemodelan menggunakan NAMD..................23

Lampiran 8. Script minimisasi energi pada GROMACS.............................28

Lampiran 9. Script simulasi pemodelan menggunakan GROMACS...........29

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN

FOSFOLIPID 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine

(DPPC): MENGGUNAKAN GROMACS DAN NAMD

Roy Gunawan Wicaksono

Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, Indonesia

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui adanya perbedaan hasil

pemodelan molekul pembentukan liposom menggunakan GROMACS dan

NAMD. Penelitian ini dilakukan karena belum ada penelitian yang

menampilkan adanya perbedaan hasil pemodelan molekul pembentukan

liposom menggunakan MARTINI Force-field pada GROMACS dan

NAMD. 2400 molekul fosfolipid 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-

phosphatidylcholine (DPPC) disimulasikan menggunakan GROMACS dan

NAMD dengan MARTINI Force-field. Perbedaan hasil pemodelan dapat

dilihat dari liposom yang terbentuk, energi total, dan lama waktu simulasi

yang dibutuhkan. Liposom yang terbentuk berupa MLV (Multilamellar

Vesicle) pada GROMACS maupun NAMD. GROMACS membutuhkan

waktu lebih sedikit dibanding NAMD dalam pemodelan molekul.

Kata kunci: Pemodelan molekul, DPPC, liposom, GROMACS, NAMD,

dan MARTINI Force-field

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

ABSTRACT

The aim of molecular this research is to find the difference in

liposome formation molecular modelling using GROMACS and NAMD.

This study was conducted because no studies have shown any differences in

molecular modelling of liposome formation using MARTINI Force-field on

GROMACS and NAMD. 2400 molecules phospholipids 1,2-dipalmitoyl-sn-

glycero-3-phosphatidylcholine (DPPC) simulated using GROMACS and

NADM with MARTINI Force-field. The differences in modeling results can

be seen from the formed liposome, total energy, and the duration of the

simulation required. Liposome formed in MLV (Multilamellar Vesicle) on

GROMACS or NAMD. GROMACS take less time to simulate than

NAMD.

Keywords: molecular modelling, DPPC, liposome, GROMACS, NAMD,

and MARTINI Force-field

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

PENDAHULUAN

Liposom merupakan vesikel berbentuk bola yang tersusun dari

membran fosfolipid bilayer yang dapat mengenkapsulasi, menghantarkan

dan melepaskan molekul kecil (Dimov et al., 2017). Liposom memiliki bagian

kepala fosfolipid yang bersifat hidrofilik dan bagian ekor bersifat hidrofobik

(Li et al., 2014). Permeabilitas liposom dalam melewati membran di dalam

tubuh mempunyai peran yang sangat penting dalam penghantaran obat

(Akbarzadeh et al., 2013). Liposom sebagai penghantaran obat dapat

menurunkan toksisitas dan/atau menargetkan secara spesifik sel yang akan

dituju (Wagner dan Vorauer-Uhl, 2011). Pembuatan liposom secara in vitro

memerlukan proses trial and error. Salah satu upaya yang dapat dilakukan

untuk mengurangi trial and error adalah dengan pemodelan molekul secara

in silico untuk memprediksi secara sub molecular pembentukan liposom

(Trisilowati dan Mallet, 2012).

Pemodelan molekul pembentukan liposom dengan fosfolipid 1,2-

dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (DPPC) yang dilakukan oleh

Koshiyama dan Wada (2016) menampilkan liposom yang terbentuk memiliki

bentuk dan ukuran yang berbeda tergantung jumlah fosfolipid yang

digunakan. Hasil pemodelan molekul pembentukan liposom yang dilakukan

oleh Dwiastuti et al. (2016) menggunakan 1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-

phosphatidylethanolamine (DLPE) menghasilkan bentuk dan ukuran

liposom yang hampir sama dengan percobaan secara empiris. Penelitian

Koshiyama dan Wada (2016) dan Dwiastuti et al. (2016) memiliki persamaan

dalam melakukan pemodelan molekul pembentukan liposom, tetapi dari

kedua penelitian tersebut memiliki perbedaan yaitu software yang digunakan

dalam simulasi pemodelan molekul. Software yang digunakan Koshiyama

dan Wada (2016) adalah GROMACS, sedangkan Dwiastuti et al. (2016)

menggunakan NAMD.

MARTINI Force-field sebenarnya didesain bekerja pada

GROMACS dengan model Coarse-grained (Marrink dan Tieleman, 2013),

namun MARTINI Force-field dengan model Corse-grained dapat digunakan

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

pada NAMD (Hudiyanti et al.. 2014). Saat ini belum terdapat penelitian

yang menampilkan adanya perbedaan hasil simulasi pemodelan molekul

pembentukan liposom dengan menggunakan GROMACS dan NAMD

dengan MARTINI Force-field.

Dalam penelitian ini akan dilakukan pemodelan molekul

pembentukan liposom dengan 2400 molekul fosfolipid DPPC menggunakan

GROMACS dan NAMD dengan MARTINI Force-field. Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui terbentuknya liposom dengan 2400 molekul

fosfolipid DPPC dan perbedaan hasil pemodelan molekul menggunakan

GROMACS dan NAMD dengan MARTINI Force-field.

METODE PENELITIAN

Bahan

Struktur molekul fosfolipid DPPC, software GROMACS versi

2016.4 dan NAMD versi 2.12 untuk menyimulasikan pemodelan molekul

pembentukan liposom, software VMD versi 1.9.4a12 untuk menampilkan

hasil pemodelan.

Instrumentasi

Server Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma dengan

spesifikasi: procecor Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2620 v4 2.10 Ghz, RAM

16GB, dengan sistem operasi 86_64 Linux (alamat IP 172.23.1.176) dan

LENOVO AMD A6 dengan spesifikasi: procecor AMD 6 1.7 Ghz, RAM

6GB 1067 MHz DDR3, dengan sistem operasi ubuntu 16.04 LTS.

Metode

Coarse-grained

Atom-atom molekul DPPC diubah ke dalam bentuk bead. Setiap

bead mewakili klaster yang terdiri dari beberapa atom (Milano, 2013). Proses

Coarse-grained dilakukan dengan plugin CGBuilder dalam software VMD

1.9.1

2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Persiapan Pra-simulasi

Pembuatan koordinat awal molekul DPPC ke dalam box sebanyak 2400

molekul DPPC menggunakan Packmol (Martinez et al., 2009).

Topologi

Persiapan file PSF 2400 DPPC dengan bantuan plugin PSF generator

pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan

yang akan digunakan dalam Force-field.

Solvasi dan Ionisasi

Box yang berisi 2400 DPPC CG kemudian disolvasi dengan bead air

dan diionisasi (ditambahkan ion Na+ dan Cl-) dengan script yang telah

disiapkan. Proses solvasi menggunakan parameter padding 15 Angstrom (1,5

nm) sehingga penambatan bead air dilakukan hingga 15 Angstrom di luar sisi

box.(Dwiastuti et al., 2016).

Minimisasi Energi

Sistem box diminimisasi menggunakan script yang telah disiapkan

dengan suhu 3230 K dan tekanan 1 bar. Minimisasi energi dilakukan

sebanyak 5000 step.

Simulasi Pemodelan Molekul

Sistem kemudian disimulasikan menggunakan GROMACS dan

NAMD dengan script yang telah disiapkan. Simulasi dilakukan sebanyak

1.000.000 step dengan time steps 40 fs.

Analisis Hasil

Setelah simulasi selesai, koordinat, pergerakan, energi total

digunakan sebagai analisis. Hasil trajektori dari simulasi ditampilkan berupa

gambar dengan bantuan VMD, sedangkan energi total akan ditampilkan

dalam bentuk scatter plot.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Tinjauan morfologi liposom hasil pemodelan molekul menggunakan

GROMACS dan NAMD.

Hasil trajektori dari simulasi pemodelan molekul ditampilkan dalam

bentuk visual menggunakan VMD (Tabel 1)

3

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Tabel I. Visualisasi hasil pemodelan pada waktu 0, 10, 20, 30 dan 40 ns menggunakan GROMACS dan NAMD

(molekul air tidak ditampakan)

Waktu (ns) o 10 20 30 40

GROMACS

NAMD

4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Simulasi pemodelan molekul pembentukan liposom dengan 2400

molekul fosfolipid DPPC menghasilkan struktur liposom pada suhu 3230 K

dengan tekanan 1 bar disimulasikan menggunakan GROMACS dengan

MARTINI Force-field (Koshiyama dan Wada, 2016). Pada waktu 0 ns

fosfolipid berada secara acak dalam box simulasi pada GROMACS dan

NAMD, 10 ns selanjutnya mulai terbentuk membran fosfolipid bilayer pada

kedua software tersebut, setelah 20 ns mulai terbentuk vesikel namun masih

belum terbentuk secara utuh pada NAMD sedangkan GROMACS telah

terbentuk vesikel akan tetapi bagian dinding vesikel masih menyatu dengan

membran bilayer yang ada di dalam vesikel. Pada waktu 30 dan 40 ns telah

terbentuk liposom berupa MLV (Multilamellar Vesicle) baik pada

GROMACS maupun NAMD. Simulasi pemodelan molekul menggunakan

2400 molekul DPPC dengan timestep 40 fs menggunakan GROMACS dan

NAMD dengan MARTINI Force-field menghasilkan liposom dalam waktu

kurang dari 40 ns. Secara morfologi hasil simulasi pemodelan molekul dari

kedua software tersebut tidak tampak adanya perbedaan. Liposom yang

terbentuk dari kedua software merupakan MLV liposom dengan ukuran ±20

nm.

2. Tinjauan energi yang berperan selama simulasi pemodelan molekul.

Energi dari hasil simulasi menggunakan NAMD dan GROMACS

ditampilkan dalam bentuk scaterplot pada Gambar 1 dan 2. Terdapat

perbedaan titik awal energi total pada sistem, energi total GROMACS

dimulai dari energi sistem yang telah diminimisasi sedangkan NAMD

meskipun sama-sama dilakukan minimisasi energi pada sistem akan tetapi

energi total tidak dihitung mulai dari sistem yang telah diminimisasi sehingga

energi total awal pada GROMACS dimulai dari titik terendah energi pada

sistem. Selama simulasi molekul DPPC terus bergerak dan saling mendekat,

pada keadaan tersebut energi meningkat. Setelah molekul DPPC saling

bergabung dengan molekul disekitarnya energi mulai menurun keadaan

tersebut terus berulang hingga tercapai equilibrium, meskipun keadaan

equilibrium telah tercapai energi yang dihasilkan akan tetap mengalami

5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

perubahan hal tersebut dikarenakan molekul DPPC pada liposom terus

bergerak.

Energi (kcal/mol) vs Timestep

Gambar 1. Grafik energi total menggunakan NAMD

Energi (kcal/mol) vs Timestep

Gambar 2. Grafik energi total menggunakan GROMACS

6

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Energi bebas Gibbs ( G) digunakan untuk memprediksi apakahΔ

suatu reaksi dapat berjalan atau tidak (spontan atau tidak) (Hansen dan

Gunsteren, 2014). Energi yang ditampilkan merupan nilai rata-rata energi

pada tiap beberapa ns, nilai G didapat dari selisih energi pada nsΔ

sebelumnya. Reaksi berjalan spontan dapat dilihat dari energi bebas Gibbs,

jika G bernilai positif maka reaksi tidak spontan, tetapi jika G adalahΔ Δ

negatif maka reaksi dapat berlangsung secara spontan. Pada simulasi

menggunakan GROMACS dan NAMD nilai G dari kedua Δ software

tersebut bernilai negatif (Tabel II), jadi pada suhu 3230 K liposom akan

terbentuk secara spontan.

Tabel II. Energi bebas pada GROMACS dan NAMD

Waktu (ns)Energi (kcal/mol) GΔ (kcal/mol)

GROMACS NAMD GROMACS NAMD

0-5 -346804.87 -334606.74 - -

5-10 -350277.63 -338880.11 -3472.75 -4273.37

10-15 -350545.32 -339869.16 -267.68 -989.04

15-20 -350607.46 -340381.87 -62.14 -512.71

20-25 -350545.32 -340583.53 62.14 -201.66

25-30 -350581.17 -340644.85 -35.85 -61.32

30-35 -350576.39 -340648.65 4.78 -3.80

35-40 -350595.51 -340657.97 -19.12 -9.31

Selama simulasi pemodelan molekul terdapat interaksi kimia yang

berperan dalam pembentukan liposom seperti interaksiVan der Waals dan

Elektrostatik. Interaksi Van der Waals merupakan interaksi yang terjadi

antara molekul yang saling berdekatan dan terbentuk dipol kemudian saling

berinteraksi (Han et al., 2016). Interaksi Van der Waals terjadi antar rantai

atom C pada molekul DPPC (Balazs, 2011) (Gambar 3), hal tersebut terjadi

disebabkan elektron yang terus bergerak dan pada waktu tertentu terjadi

dipol sesaat sehingga molekul pada rantai atom C akan saling berinteraksi

7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

dengan molekul rantai atom C pada molekul fosfolipid lain dan

menghasilkan energi Van der Waals (Tabel III).

Gambar 3. Interaksi Van der Waals

biru: bead lipid; pink: bead gliserol; kuning: bead fosfat; ungu: bead kolin

Tabel III. Energi Van der Waals menggunakan GROMACS dan NAMD

Van der Waals

Waktu (ns)Energi (kcal/mol)

GROMACS NAMD

0-5 -437717.97 -425357.93

5-10 -440973.24 -430071.76

10-15 -441200.29 -430988.08

15-20 -441274.38 -431436.00

20-25 -441240.92 -431652.68

25-30 -441264.82 -431688.32

30-35 -441257.65 -431709.58

35-40 -441269.60 -431707.27Interaksi elektrostatik merupakan gaya yang terjadi antara atom

bermuatan yang saling berinteraksi dan dapat berupa tolak menolak atau

tarik menarik pada jarak tertentu (Marrink, 2007). Gaya elektrostatik dalam

pembentukan liposom terjadi pada bagian kepala molekul DPPC yang

8

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

memiliki muatan positif pada gugus kolin dan muatan negatif pada gugus

fosfat (Vacha et al., 2010) (Gambar 4). Gugus kolin akan berinteraksi dengan

gugus fosfat pada molekul fosfolipid yang lain begitu juga sebaliknya dan

menghasilkan energi elektrostatik (Tabel IV).

Gambar 4. Interaksi elektrostatik

biru: bead lipid; pink: bead gliserol; kuning: bead fosfat; ungu: bead kolin

Tabel IV. Energi elektrostatik menggunakan GROMACS dan NAMD

Waktu (ns)Elektrostatik

Energi (kcal/mol)

GROMACS NAMD

0-5 -1790.59 -1647.80

5-10 -1889.00 -1791.87

10-15 -1900.59 -1832.48

15-20 -1886.52 -1845.28

20-25 -1888.74 -1852.82

25-30 -1888.56 -1858.80

30-35 -1892.13 -1849.70Selama simulasi molekul pada sistem selalu bergerak dan terjadi

gaya tarik menarik maupun tolak menolak menghasilkan energi kinetik dan

energi potensial yang terjadi di dalam sistem. Energi total adalah jumlah

semua energi yang tejadi pada sistem baik energi kinetik maupun energi

potensial (Tabel V).

9

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Tabel V. Energi total menggunakan GROMACS dan NAMD

Energi Total

Waktu (ns)

Energi (kcal/mol)

GROMACS NAMD

0-5 -346804.87 -334606.74

5-10 -350277.63 -338880.11

10-15 -350545.32 -339869.16

15-20 -350607.46 -340381.87

20-25 -350545.32 -340583.53

25-30 -350581.17 -340644.85

30-35 -350576.39 -340648.65

35-40 -350595.51 -340657.973. Tinjauan durasi simulasi yang diperlukan selama pemodelan

molekul.

Dengan menggunakan spesifikasi server yang sama performa

GROMACS dalam menyimulasikan 2400 molekul DPPC dengan ukuran

box 20x20x20 nm3 sebanyak 1.000.000 step 40 fs sebesar 0,113 jam/ns

membutuhkan waktu ±4 jam hingga simulasi selesai, sedangkan performa

NAMD 1,360 jam/ns membutuhkan waktu sekitar ±50 jam hingga selesai,

sehingga GROMACS secara signifikan lebih cepat dalam melakukan

simulasi pemodelan molekul pembentukan liposom dengan MARTINI

Force-field dari pada NAMD.

KESIMPULAN

Liposom dapat terbentuk dengan 2400 molekul fosfolipid DPPC

menggunaka MARTINI Force-field pada GROMACS maupun NAMD.

Secara morfologi liposom yang terbentuk dari hasil pemodelan menggunakan

GROMACS dan NAMD tidak terlihat adanya perbedaan, dari kedua

software tersebut liposom yang terbentuk berupa MLV liposom dengan

10

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

ukuran ±20 nm. Interaksi yang berperan dalam pembentukan liposom seperti

interaksi Van der Waals dan interaksi elekstrostatik. Waktu simulasi

pemodelan yang dibutuhkan GROMACS ±4 jam sedangkan NAMD ±50

jam. Waktu yang dibutuhkan GROMACS lebih sedikit dibanding NAMD,

Hasil pemodelan menggunakan GROMACS dan NAMD tidak tampak

adanya perbedaan dan GROMACS lebih cepat dalam menyimulasikan

pemodelan molekul, maka penulis lebih menyarankan menggunakan

GROMACS dalam melakukan simulasi pemodelan molekul pada penelitian

selanjutnya.

11

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

DAFTAR PUSTAKA

Akbarzadeh, A., Rezaei-Sadabady, R., Davaran, S., Joo, S.W., Zarghami,

N., Hanifehpour, Y., Samiei, M., Kouhi, M., dan Nejati-Koshki, K.,

2013. Liposome: classification, preparation, and applications. Nanoscale

Research Letters., 8 (1), 102.

Balazs, D.A., 2011. Liposomes for Use in Gene Delivery. Journal of Drug

Delivery., 2011.

Dimov, N., Kastner, E., Hussain, M., Perrie, Y., dan Szita, N., 2017.

Formation and purifcation of tailored liposomes for drug delivery using

a module-based micro continuous-fow system. Scientific Reports.,

(7)12045

Dwiastuti, R., Radifar, M., Noegrohati, S., dan Istyastono, E.P., 2016.

Molecular Dynamics Simulations and Empirical Observations on Soy

Lecithin Liposome Preparation. Indonesia Journal of Chemistry., 16 (2),

222–228

Han, Z., Wei, X., Xu, C., Chiang C,., Zhang, Y., Wu, R., dan Ho, W., 2016.

Imaging van der Waals Interactions. The Journal of Physical Chemistry

Letters., 1-31

Hansen, N., dan Gunsteren, W, F, V., 2014. Practical Aspects of Free-Energy

Calculations: A Review. Journal of Chemical Theory and Computation.

2014, 10, 2632-2647

Hudiyanti, D., Radifar, M., Raharjo, T.J., Narsito, N., dan Noegrohati, S.,

2014. A Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulation Using NAMD

Package to Reveal Aggregation Profile of Phospholipids Self-Assembly

in Water. Journal of Chemistry., 2014.

Koshiyama, K. dan Wada, S., 2016. Collapse of a lipid-coated nanobubble

and subsequent liposome formation. Scientific Reports., 6 (1), 28164.

12

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C., Huang, Z., Luo, X., dan Deng,

Y.,2014. A review on phospholipids and their main applications in drug

delivery systems. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences., 10 (2), 81–

98.

Marinez, L., Andrade, R., Birgin, E.G., and Martinez, J.M., 2009, Journal

Comput Chemistry., 30 (13), 2157–2164.

Marrink, S.J. dan Tieleman, D.P., 2013. Perspective on the MARTINI

model. Chemical Society Reviews., 42 (16), 6801.

Marrink, SJ., Risselada, H.J., Yefimov., Tieleman, D. P., dan de Vries, A, H.

, 2007.The MARTINI forcefield: Coarse grained model for biomolecular

simulations. Journal of Physical Chemistry B., 111(27), 7812-7824

Milano, G., 2013. A hybrid particle--field molecular dynamics approach: a

route toward efficient coarse-grained models for biomembranes.

Physical Biology.,10.

Trisilowati dan Mallet, D. G., 2012. In Silico Experimental Modeling of

Cancer Treatment. international Scholarly Research Network., 2012

Vacha, R., Jurkiewicz, P., Petrov, M., Berkowitz, M, L., Bo¨ckmann, R, A.,

Barucha-Kraszewska, J., Hof, M., dan Jungwirth, P., 2010. Mechanism

of Interaction of Monovalent Ions with Phosphatidylcholine Lipid

Membranes. Journal Physical Chemistry. B., 2010, 114, 9504–9509

Wagner, A. dan Vorauer-Uhl, K., 2011. Liposome Technology for Industrial

Purposes. Journal of Drug Delivery., 1–9.

13

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

LAMPIRAN

14

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 1. Script mengubah all-atom menjadi Coarse-grained

package require psfgen

topology top_all27_prot_lipid_na.inp

segment A {

first none

last none

pdb DPPC_2400_A.pdb

}

coordpdb DPPC_2400_A.pdb A

writepdb DPPC_2400.pdb

writepsf DPPC_2400.psf

exit

15

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 2. Script membuat koordinat file .psf

package require psfgen

resetpsf

topology martini-lipids.top

topology martini-protein.top

foreach S { A B C D E F G H } {

segment $S {

auto none

first none

last none

pdb cg_DPPC_2400_$S.pdb

}

coordpdb cg_DPPC_2400_$S.pdb $S

}

writepdb cg_DPPC.pdb

writepsf cg_DPPC.psf

exit

16

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 3. Script solvasi box dengan molekul air

source /home/roygun/Skripsi/files/05-scripts/solvate.tcl

solvate psfcg_DPPC_2400.psf psfcg_DPPC_2400.pdb -o solvated -s WT -x 15

-y 15 -z 15 +x 15 +y 15 +z 15 -b 5 -spdb /home/roygun/Skripsi/files/02-

solvate-ionize/cg-waterbox/cgwaterbox-90W-10WAD-100A-QQQ.pdb

-spsf /home/roygun/Skripsi/files/02-solvate-ionize/cg-

waterbox/cgwaterbox-90W-10WAD-100A-QQQ.psf -stop

/home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-top/martini-

water.top -ws 100 -ks {name W WAF}

file delete combine.pdb

file delete combine.psf

file delete solvatade.log

exit

17

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 4. Script menghilangkan bead air yang tumpang tindih dengan

molekul DPPC

package require psfgen

resetpsf

readpsf solvated.psf

coordpdb solvated.pdb

mol load pdb solvated.pdb psf solvated.psf

set watSel [atomselect top "name W WAF and within 5 of (not name W

WAF)"] set watInd [$watSel get index]

foreach ind $watInd {

set sel [atomselect top "index $ind"]

set seg [$sel get segname]

set res [$sel get resid]

delatom $seg $res

# puts "deleting lipid seg $seg resid $res"

$sel delete

}

writepdb solvated2.pdb

writepsf solvated2.psf

exit

18

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 5. Script Ionisasi box

# use CG version of auto-ionze

source ../05-scripts/cg-ionize.tcl

# use auto-ionize as usual

autoionize -psf solvated2.psf -pdb solvated2.pdb -is 0.1 -o ionized

# clean up intermediate files

file delete solvated.pdb

file delete solvated.psf

file delete solvated2.pdb

file delete solvated2.psf

exit

19

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 6. Script Minimisasi Energi pada NAMD

proc get_first_ts { xscfile } {

set fd [open $xscfile r]

gets $fd

gets $fd

gets $fd line

set ts [lindex $line 0]

close $fd

return $ts

}

#################################################

############

## JOB DESCRIPTION ##

#################################################

############

#

# Initial minimization of the coarse-grained system.

#

#################################################

###########

## ADJUSTABLE PARAMETERS ##

#################################################

###########

#set inputname

set outputname system-min

set restart 0

set temperature 310

cosAngles on

20

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

structure solvated.psf

coordinates solvated.pdb

temperature $temperature

firsttimestep 0

#################################################

############

## SIMULATION PARAMETERS ##

#################################################

############

# Input

paraTypeCharmm on

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-protein-bonds.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-protein-angles-cos.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-protein-dihedrals.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-all-nonb.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-lipids-bonds-angles-dihedrals.par

# Force-Field Parameters

exclude 1-2

1-4scaling 1.0

cutoff 12.0

martiniSwitching on

21

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

switching on

PME off

switchdist 9.0

pairlistdist 14.0

dielectric 15.0

# Integrator Parameters

timestep 40.0

nonbondedFreq 1

stepspercycle 10

# Constant Temperature Control

langevin yes ;# do langevin dynamics

langevinDamping 1 ;# damping coefficient (gamma) of 1/ps

langevinTemp $temperature

langevinHydrogen off ;# don't couple langevin bath to hydrogens

# Periodic Boundary Conditions

if {1} {

cellBasisVector1 200.0070037841797 0 0

cellBasisVector2 0 199.97799682617188 0

cellBasisVector3 0 0 199.97799682617188

cellOrigin 100.140064025878906 100.07933807373047

100.30794525146484

}

wrapAll on

# Constant Pressure Control (variable volume)

useGroupPressure no

useFlexibleCell yes

useConstantArea no

22

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

useConstantRatio yes

langevinPiston yes

langevinPistonTarget 1.01325 ;# in bar -> 1 atm

langevinPistonPeriod 2000. #usually 2000 for RBCG system

langevinPistonDecay 1000. #usually 1000 for RBCG system

langevinPistonTemp $temperature

# Output

outputName $outputname

restartfreq 1000

dcdfreq 1000

xstFreq 1000

outputEnergies 100

outputPressure 100

#################################################

############

## EXECUTION SCRIPT ##

#################################################

############

if {$restart == 0} {

minimize 5000

reinitvels $temperature

}

23

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 7. Script simulasi pemodelan menggunakan NAMD

set inputname system-min

set outputname system-npt-01

set restart 1

set pvmode "p"

set temode "t"

proc get_first_ts { xscfile } {

set fd [open $xscfile r]

gets $fd

gets $fd

gets $fd line

set ts [lindex $line 0]

close $fd

return $ts

}

set temperature 310

cosAngles on

structure solvated.psf

coordinates solvated.pdb

if {$restart == 1} {

bincoordinates $inputname.restart.coor

binvelocities $inputname.restart.vel

extendedSystem $inputname.restart.xsc

set currenttimestep [get_first_ts $inputname.restart.xsc]

COMMotion yes

else {

temperature $temperature

set currenttimestep 0

}

firsttimestep $currenttimestep

## SIMULATION PARAMETERS ##

24

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

# Input

paraTypeCharmm on

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-protein-bonds.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-protein-angles-cos.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-protein-dihedrals.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-all-nonb.par

parameters /home/roygun/Skripsi/files/04-cgc-top-par-files/martini-

par/martini-lipids-bonds-angles-dihedrals.par

# Force-Field Parameters

exclude 1-2

1-4scaling 1.0

cutoff 12.0

martiniSwitching on

PME off

switching on

switchdist 9.0

pairlistdist 14

dielectric 15.0

# Integrator Parameters

timestep 40

nonbondedFreq 1

stepspercycle 10

#Constraints and restraints

if {0} {

constraints on

consref .pdb

conskfile .ref

25

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

conskcol B

}

if {0} {

fixedAtoms on

fixedAtomsFile file

fixedAtomsCol O

}

# Constant Temperature Control

if {$temode == "t"} {

langevin yes ;# do langevin dynamics

langevinDamping 1 ;# damping coefficient(gamma)5/ps

langevinTemp $temperature

langevinHydrogen off ;# don't couple langevin bath tohydrogens

}

# Periodic Boundary Conditions

if {1} {

cellBasisVector1 200.0070037841797 0 0

cellBasisVector2 0 199.97799682617188 0

cellBasisVector3 0 0 199.97799682617188

cellOrigin 100.140064025878906 100.07933807373047

100.30794525146484

}

wrapAll on

#

#PME yes

#PMEGridSizeX 256

#PMEGridSizeY 256

#PMEGridSizeZ 256

#margin 5.0

# Constant Pressure Control (variable volume)

26

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

useGroupPressure no # no hydrogens in CG hence set this to no inspite

of 1 fs step

useFlexibleCell yes

useConstantArea no

useConstantRatio yes

if {$pvmode == "p"} {

langevinPiston yes

langevinPistonTarget 1.01325 ;# in bar -> 1 atm

#one may need to bump up the pressure constants at first

langevinPistonPeriod 2000. #usually 2000

langevinPistonDecay 1000. #usually 1000

langevinPistonTemp $temperature

}

# Output

outputName $outputname

restartfreq 1000

dcdfreq 1000

xstFreq 1000

outputEnergies 1000

outputPressure 1000

## EXTRA PARAMETERS ##

## EXECUTION SCRIPT ##

# Minimization

if {$restart == 0} {

minimize 20000

reinitvels $temperature

}

run 1000000

set totsimtime 2500000

run [expr $totsimtime - $currenttimestep]

27

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 8. Script Minimisasi Energi menggunakan GROMACS

; Energy Minimization Script

define = -DFLEXIBLE ; pass to preprocessor

cpp = usr/bin/cpp ; location of preprocessor

constraints= none

integrator = steep ; steepest decents minimum (else cg)

nsteps = 5000

; Energy Minimizing Stuff

emtol = 10 ; convergence total force(kJ/mol/nm) is smaller than

emstep = 0.01 ; initial step size (nm)

nstcomm = 100 ; frequency or COM motion removal

ns_type = grid

rlist = 1.2 ; cut-off distance for short range neighbors

rcoulomb = 1.2 ; distance for coulomb cut-off

coulombtype = PME ; electrostatics (Particle Mesh Ewald method)

fourierspacing = 0.12 ; max grid spacing when using PPPM or PME

vdw-type = Shift

rvdw = 1.2 ; VDW cut-off

tcoupl = v-rescale

tc-grps = DPPC H2O AF

tau_t = 1.0 1.0 1

ref_t = 323 323 323

Pcoupl = berendsen

Pcoupltype = isotropic

tau_p = 2.0 ;parrinello-rahman is more stable with largertau-p, DdJ,

20130422

compressibility = 3e-5 3e-5 3e-5

ref_p = 1.0 1.0 1.0

gen_vel = no

28

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Lampiran 9. Script simulasi pemodelan menggunakan GROMACS

integrator = md

dt = 0.04

nsteps = 1000000

nstcomm = 100

comm-grps =

nstxout = 0

nstvout = 0

nstfout = 0

nstlog = 1000

nstenergy = 100

nstxout-compressed = 1000

compressed-x-precision = 100

compressed-x-grps =

energygrps = DPPC H2O AF

cutoff-scheme = group

nstlist = 10

ns_type = grid

pbc = xyz

rlist = 1.4

coulombtype = Shift

rcoulomb_switch = 0.0

rcoulomb = 1.2

epsilon_r = 15 ; 2.5 (with polarizable water)

vdw_type = Shift

rvdw_switch = 0.9

rvdw = 1.2

tcoupl = v-rescale

tc-grps = DPPC H2O AF

tau_t = 1.0 1.0 1

ref_t = 323 323 323

29

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

Pcoupl = berendsen

Pcoupltype = isotropic

tau_p = 2.0 ;parrinello-rahman is more stable with larger tau-p,

DdJ, 20130422

compressibility = 3e-5 3e-5 3e-5

ref_p = 1.0 1.0 1.0

gen_vel = no

gen_temp = 323

gen_seed = 473529

constraints = none

constraint_algorithm = Lincs

30

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: PEMODELAN MOLEKUL PEMBENTUKAN LIPOSOM DENGAN … · pada VMD. File PSF berisi informasi nama atom, jenis, ikatan dan muatan yang akan digunakan dalam Force-field. Solvasi dan Ionisasi

BIOGRAFI PENULIS

Roy Gunawan Wicaksono lahir di Sleman pada

tanggal 28 Februari 1996. Riwayat pendidikan formal

yang telah ditempuh oleh penulis adalah SD N 1

Nanggulan (2002-2008), SMP N 7 Yogyakarta (2008-

2011), SMA N1 Godean (2011-2014). Setamat dari

pendidikan SMA, penulis melanjutkan pendidikan ke

jenjang yang lebih tinggi di Fakultas Farmasi Sanata

Dharma Yogyaarta. Selama menjalani perkuliahan

penulis pernah aktif dalam beberapa kegiatan

kepanitian dan sebagai asisten praktikum Botani Farmasi (2016).

31

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI