Kontributor: Noer Komari, S.Si., M.Kes.

Beberapa penelitian tentang biosorpsi logam berat menyatakan bahwa logam berat dapat berikatan dengan enzim atau protein yang mengandung asam amino sistein dan asam amino lainnya. Enzim atau protein yang mengikat logam berat menjadi in active karena umumnya logam berat terikat enzim atau protein pada bagian active site, atau pada bagian allosteric site.

Salah satu logam berat yang banyak dikaji adalah kadmium (Cd). Cd adalah salah satu logam non-esensial yang mencemari lingkungan. Efek toksik Cd hampir merata di semua jenis organisme disebabkan Cd dapat bereaksi dengan protein atau enzim. Salah satu mekanisme paparan Cd pada organisme melibatkan proses pembentukan spesies oksigen reaktif (Reactive Oxygen Species, ROS). Kehadiran ROS di organisme akan dipengaruhi oleh keberadaan enzim antioksidan, yaitu catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) dan glutathione reductase (GSR). Pada tanaman, respon terhadap stres oksidatif yang diinduksi oleh Cd dapat dilihat dari pembentukan spesies oksigen reaktif (ROS), aktivitas enzim antioksidan, dan terjadinya kematian sel. Stres oksidatif dan respons antioksidan akibat paparan Cd pada  tanaman Vigna radiata, menunjukkan penurunan respon pada enzim antioksidan yaitu katalase dan askorbat peroksidase.

Pada hewan Cd dapat menyebabkan kerusakan jaringan dan menghasilkan toksisitas akut atau kronis, sebagai akibat dari penyakit tertentu. Cd juga memiliki efek akumulatif dalam jaringan biologis, sebagai akibatnya menyebabkan kontaminasi pada pakan dan makanan seperti rumput, biji-bijian dan jaringan hewan. Tumbuhan akuatik Lemna polyrrhiza diketahui mengakumulasi logam berat Cd pada konsentrasi Cd yang berbeda-beda.

Bagaimana sebenarnya proses terikatnya Cd pada oragnisme atau pada enzim secara spesifik? Studi docking molekuler Cd pada protein secara in-silico mampu mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang interaksi enzim tertentu dengan Cd. Hasil kajian in-silico pengikatan Cd pada enzim-enzim antioksidan, yaitu catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) dan glutathione reductase (GSR) menunjukkan bahwa situs pengikat CAT dengan Cd adalah residu asam amino HIS-230, ASP-228, HIS-181, HIS-109 dan ASP-178. Situs pengikatan SOD dengan Cd adalah GLU-121 dan SER-142. Sementara itu, situs pengikatan GSR dengan Cd adalah HIS-503 dan TYR-502. Secara keseluruhan asam amino yang dapat berikatan dengan Cd adalah: Histidin, Aspartat, Glutamin, Serin dan Tirosin. Interaksi antara Cd  dengan residu asam amino pada enzim antioksidan tersebut antara lain dalam bentuk interaksi metalik, dan interaksi hidrofobik. Jika tertarik lebih lanjut mengkaji interaksi kadmium dan dengan enzim antioksidan, silakan kunjungi tautan berikut ini.