Kajian Stabilitas Struktur dan Interaksi Fulerena-Nukleobasa : Pemodelan Density Functional Theory

Nur Anggita Sari, Sholihun, S.Si., M.Si., Ph.D.Sc; Dr.Sc. Ari Dwi Nugraheni, S.Si., M.Si

2023 | Skripsi | FISIKA

<!--StartFragment--> <!--EndFragment-->

Sebuah penelitian komputasi telah dilakukan menggunakan metode Density Functional Theory (DFT) untuk mengidentifikasi stabilitas energi sistem dari molekul nukleobasa DNA/RNA pada Fulerena C60 sebagai potensi sistem pengiriman gen. Analisis yang digunakan dengan memodelkan interaksi antara Fulerena C60 yang terdoping atom Si dengan molekul nukleobasa DNA/RNA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara geometri, molekul C59Si mampu berikatan dengan molekul nukleobasa Sitosin, Guanin, Timin, dan Urasil. Berdasarkan analisis tersebut, urutan jarak terdekat antara fulerena dan nukleobasa terkuat hingga terlemah adalah U > G > C > T > A. Selain itu, dilakukan perhitungan energi adsorpsi untuk memperoleh pemahaman lebih dalam mengenai stabilitas sistem yang diusulkan sebagai sistem pengiriman gen. Energi adsorpsi pada interaksi antara Fulerena C59Si dengan masing-masing molekul nukleobasa adalah 1,7735 eV untuk Adenin, 0,4154 eV untuk Sitosin, 0,8948 eV untuk Guanin, 1,1527 eV untuk Timin, dan 0,8986 eV untuk Urasil. Urutan energi adsorpsi dari yang paling kuat hingga yang paling lemah adalah T > U > G > C > A. Temuan ini menunjukkan potensi interaksi kuat antara molekul nukleobasa DNA/RNA dengan Fulerena C60 yang terdoping atom Si, yang dapat digunakan sebagai sistem pengiriman gen.

A computational study has been conducted using Density Functional Theory (DFT) method to identify the energy stability of the system comprising DNA/RNA nucleobase molecules on Fullerene C60 as a potential gene delivery system. The analysis involved modeling the interaction between Si-doped Fullerene C60 and DNA/RNA nucleobase molecules. The research findings indicate that geometrically, the C59Si molecule is capable of binding with nucleobase molecules such as Cytosine, Guanine, Thymine, and Uracil. Based on the analysis, the closest proximity between fullerene and nucleobase follows the order of strength: U > G > C > T > A. Furthermore, adsorption energy calculations were performed to gain a deeper understanding of the proposed system's stability as a gene delivery system. The adsorption energies for the interactions between C59Si Fullerene and each nucleobase molecule were determined as follows: 1.7735 eV for Adenine, 0.4154 eV for Cytosine, 0.8948 eV for Guanine, 1.1527 eV for Thymine, and 0.8986 eV for Uracil. The order of adsorption energy from strongest to weakest is: T > U > G > C > A. These findings demonstrate the potential for strong interactions between DNA/RNA nucleobase molecules and Si-doped Fullerene C60, which can be utilized as a gene delivery system.

Kata Kunci : DFT, Doping, Fulerena C60, Nukleobasa, Sistem penghantar gen