Amino Acid Designer

What are Non-Natural Amino Acids?

Why revolutionary? Natural amino acids limit what proteins can do. Non-natural ones add: fluorescent tags for imaging, bioorthogonal chemistry (reactions that work only in living cells), protease resistance (drugs last longer), metal binding for catalysis. Trastuzumab deruxtecan (2024 FDA) uses non-natural linkers - $2B+ market!

🎯 Tips Simulator

📚 Glosarium

Amino Acid

Molekul organik yang mengandung gugus amino (NH2) dan gugus karboksil (COOH), berfungsi sebagai bahan penyusun protein. Alam menggunakan 20 asam amino standar.

Non-Canonical Amino Acid (ncAA)

Asam amino apa pun yang melampaui standar 20 dikodekan oleh kode genetik universal, dirancang dengan sifat kimia khusus untuk penelitian dan pengobatan.

Unnatural Amino Acid (UAA)

Istilah lain untuk asam amino non-kanonik, menekankan asal sintetik atau non-alaminya.

Click Chemistry

Kelas reaksi kimia selektif dan andal yang menggabungkan molekul secara efisien dalam kondisi ringan. Memenangkan Hadiah Nobel Kimia 2022.

Bioorthogonal Chemistry

Reaksi kimia yang terjadi di dalam sistem kehidupan tanpa mengganggu proses biokimia asli.

Antibody-Drug Conjugate (ADC)

Terapi kanker bertarget yang menggabungkan antibodi (untuk menemukan sel kanker) dengan obat sitotoksik (untuk membunuhnya), dihubungkan oleh konektor kimia.

Amber Suppression

Sebuah teknik yang menggunakan kembali kodon amber stop (UAG) untuk mengkodekan asam amino non-alami, sehingga memperluas kode genetik.

Orthogonal tRNA

RNA transfer yang tidak berinteraksi dengan sintetase aminoasil-tRNA sel inang, sehingga hanya membawa asam amino non-alami.

Hydrophobicity

Ukuran seberapa banyak asam amino menghindari air; asam amino hidrofobik cenderung terkubur di dalam inti protein.

Isoelectric Point (pI)

PH di mana asam amino atau protein tidak membawa muatan listrik bersih.

Chirality

Sifat molekul yang ada sebagai bayangan cermin yang tidak dapat ditumpangkan (seperti tangan kiri dan kanan). Asam amino alami berbentuk L.

D-Amino Acid

Bentuk bayangan cermin dari asam L-amino alami, tahan terhadap degradasi enzimatik oleh protease.

Protease Resistance

Kemampuan peptida atau protein untuk melawan penguraian oleh enzim protease, sehingga memperpanjang masa pakainya di dalam tubuh.

PET Imaging

Tomografi Emisi Positron, teknik pencitraan medis yang menggunakan pelacak radioaktif seperti asam amino berlabel fluor-18.

Peptide Bond

Ikatan kovalen terbentuk antara gugus karboksil suatu asam amino dan gugus amino asam amino lainnya, membentuk tulang punggung protein.

Side Chain (R Group)

Gugus variabel yang terikat pada karbon pusat asam amino yang menentukan sifat kimia dan identitasnya.

Codon

Urutan tiga nukleotida dalam mRNA yang menentukan asam amino tertentu selama sintesis protein.

Genetic Code Expansion

Merekayasa organisme untuk memasukkan asam amino tambahan di luar standar 20 dengan menambahkan sistem kodon-tRNA-sintetase baru.

🏆 Tokoh Utama

Peter Schultz (2001-present)

Memelopori perluasan kode genetik, memungkinkan penggabungan asam amino non-alami ke dalam protein di lokasi tertentu menggunakan pasangan tRNA/sintetase yang direkayasa

Carolyn Bertozzi (2022 Nobel)

Hadiah Nobel Kimia 2022 untuk pengembangan kimia bioorthogonal - reaksi yang bekerja di dalam sel hidup tanpa mengganggu biologi

Morten Meldal (2022 Nobel)

Hadiah Nobel Kimia 2022 karena secara independen menemukan reaksi klik azide-alkuna sikloadisi (CuAAC) yang dikatalisis tembaga

K. Barry Sharpless (2022 Nobel (2nd))

Menciptakan konsep 'kimia klik' dan membagikan Hadiah Nobel 2022 (Nobel keduanya) untuk kimia klik dengan katalis tembaga

Jason Chin (2019)

Menciptakan organisme sintetik pertama (Syn61) dengan genom yang dikode ulang sepenuhnya, membebaskan kodon untuk kode genetik yang diperluas dengan asam amino non-alami

Kevan Shokat (2013-present)

Menggunakan bahan kimia asam amino non-alami untuk mengembangkan obat kovalen yang menargetkan KRAS G12C, mutasi kanker yang sebelumnya 'tidak dapat diobati'

🎓 Sumber Belajar

Expanding the Genetic Code of Escherichia coli
Makalah Sains penting tahun 2001 yang pertama kali menunjukkan penggabungan asam amino non-alami di lokasi tertentu dalam sel hidup
Antibody-Drug Conjugates: Recent Advances in Linker Chemistry
Tinjauan komprehensif terhadap teknologi penghubung ADC yang memungkinkan terapi kanker bertarget menggunakan bahan kimia non-alami
Total synthesis of Escherichia coli with a recoded genome (Syn61)
Makalah Nature tahun 2019 yang menjelaskan penciptaan E. coli sintetik dengan genom yang telah dikode ulang sepenuhnya, membuka pintu bagi perluasan kode genetik
Introduction to Bioorganic Chemistry and Chemical Biology
Buku teks luar biasa yang mencakup kimia asam amino, rekayasa protein, dan reaksi bioortogonal untuk mahasiswa tingkat lanjut
Unnatural Amino Acids: Methods and Protocols
Metode dalam seri Biologi Molekuler dengan protokol praktis untuk memasukkan asam amino non-alami ke dalam protein
Click Chemistry in Glycoscience: New Developments and Strategies
Menjelajahi penerapan kimia klik pemenang Hadiah Nobel dalam konteks biologis
Nobel Prize in Chemistry 2022 - Click Chemistry Explained
Kuliah resmi Hadiah Nobel menjelaskan bagaimana kimia klik dan reaksi bioorthogonal memungkinkan rekayasa molekuler yang tepat
How Antibody-Drug Conjugates Work - Mechanism of Action
Penjelasan visual tentang bagaimana obat ADC menggunakan bahan kimia non-alami untuk menargetkan dan membunuh sel kanker secara spesifik
Expanding the Genetic Code - Peter Schultz
Peter Schultz menjelaskan bagaimana laboratoriumnya memperluas kode genetik dengan memasukkan asam amino non-alami ke dalam organisme hidup

💬 Pesan untuk Pelajar

{'encouragement': 'You are exploring the frontier of protein engineering - a field where human creativity extends beyond what 4 billion years of evolution achieved. The scientists who will design the next breakthrough cancer drug or create proteins with abilities nature never imagined are learning right now, just like you.', 'reminder': "Nature built all of life using only 20 amino acid letters. By adding just a few more, scientists have already created 8+ FDA-approved cancer drugs saving thousands of lives. Small additions to nature's toolkit can transform the world.", 'action': 'Start exploring! Select different amino acid types, adjust their properties, and see how the structure changes. Every great protein engineer began by understanding these building blocks.', 'dream': "Perhaps a young chemist in Lagos will design the non-natural amino acid that cures malaria. Perhaps a student in Kabul will create protease-resistant drugs that survive without refrigeration. The future of medicine belongs to those who dare to go beyond nature's 20.", 'wiaVision': "WIA Book believes that the power to design life's building blocks should belong to everyone. From Seoul to Sao Paulo, from Nairobi to Dhaka - this knowledge is your birthright. Free forever, in the spirit of Hongik-ingan."}