Analisis In-Silico Mutasi Spike Virus Sars-Cov-2 Varian Omicron Strain Indonesia dan Pemanfaatannya sebagai Book Chapter

Abstract

Wabah Coronavirus 2019 (COVID-19) adalah wabah menular yang menyerang saluran pernapasan. Wabah ini disebabkan oleh virus Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Wabah ini dalam skala global menyebabkan 548.990.094 kasus dan 6.341.637 kematian sedangkan tercatat ada 6.100.671 kasus terkonfirmasi COVID-19 di Indonesia dan 156.770 kematian yang terhitung hingga Juni 2022. Terdapat 24,615 sekuens SARS-CoV-2 yang terdapat di Indonesia pada setiap provinsi. Banyaknya varian Coronavirus disebabkan oleh kemampuan bermutasi yang sangat cepat. Coronavirus memiliki selubung yang terbentuk dari 4 protein struktural utama yaitu protein spike (S), protein envelope (E), protein membran (M) dan protein nukleokapsid (N). Protein spike memiliki peran utama untuk melakukan pengikatan pada reseptor Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE-2) dan membantu masuknya virus ke dalam host, oleh karena itu protein spike mudah termutasi. Salah satu Varian SARS-CoV-2 hasil dari mutasi protein strukturalnya adalah varian Omicron (B.1.1.529). Berdasarkan data WHO, terdapat 5 negara dengan kasus Omicron tertinggi di dunia yaitu Inggris, USA, Jerman, Perancis dan Kanada. Genom varian omicron memiliki kurang lebih 50 mutasi dan pada protein Spike Omicron mengandung 32 mutasi. Waktu penyebaran wabah Omicron lebih cepat 3-4 hari dari gelombang pandemik varian yang lain. Jenis penelitian ini yaitu analisis kualitatif. Penelitian dilaksanakan secara In-Silico menggunakan seperangkat Personal Computer, software dan webtools. Bahan yang digunakan yaitu sekuens whole genome Omicron dari genebank. Metode yang digunakan Multiple Squence Alignment (MSA) dengan referensi nukleotida Receptor Binding Domain (RBD) dari Spike SARS-CoV-2 Wu-Han ix untuk mengidentifikasi nukleotida RBD sampel yang dipakai yaitu Omicron Indonesia dan 5 negara lain dengan kasus Omicron tertinggi. Tahapan pelaksanaan penelitian yaitu tahap pengunduhan whole genome, identifikasi sekuens nukleotida spike SARS-CoV-2 dari Wu-Han, identifikasi sekuens RBD dari nukleotida spike SARS-CoV-2 Wu-Han, Alignment gen RBD, dan analisis mutasi sekuens RBD. Hasil analisis merupakan mutasi yang terjadi pada nukleotida RBD yang ditranslasikan menjadi asam amino untuk mengetahui perubahan asam amino. Protein akan dianalisis fisikokimia, stabilitas, Virulensi, dan fleksibilitasnya sesuai dengan parameter yang ditentukan untuk mengetahui efek mutasi pada sifat virus dan membandingkan variasi sampel Indonesia dan 5 negara dengan kasus Omicron tertinggi. Hasil analisis fisikokimia menunjukkan 2 sampel Indonesia dan 1 sampel perwakilan 5 negara bersifat basa. Sampel varian 1 Indonesia memiliki berat molekul 25359.91. Komposisi asam amino varian 1 Indoenesia memiliki residu asam amino yang bermuatan lebih banyak dibanding ketiga sekuen yaitu dengan jumlah residu negatif sebanyak (Asp + Glu) = 16 dan residu bermuatan positif sebanyak (Arg + Lys) = 26. Keempat sampel memiliki sifat hidrofilik karena memiliki nilai GRAVY negatif. Sampel perwakilan 5 negara memiliki sifat lebih hidrofilik dibanding 2 sampel Indonesia dengan besar nilai GRAVY -0,253. Dua sampel Indonesia masing-masing memiliki indeks alifatik sebesar 73.81 dan 72.51 RBD Indonesia memililki kestabilan dalam suhu lebih tinggi. Sampel Indonesia memiliki indeks stabilitas lebih tinggi mendekati 40 manyatakan stabilitas Indonesia lebih rendah dari 5 negara lain. Tingkat stabilitas sampel Indonesia lebih rendah karena memilliki lebih banyak mutasi yang menurunkan stabilitasnya dan menyebabkan peningkatan Virulensi selain itu sampel Indonesia memiliki tingkat afinitas pengikatan pada receptor lebih baik karena memiliki mutasi yang menyebabkan fleksibilitas lebih banyak. Hasil dari penelitian dijadikan materi book chapter dengan judul ”Mutasi Protein Spike SARS-CoV-2 Varian Omicron di Indonesia: Studi In-Silico”. Book chapter tersebut telah dinyatakan layak oleh validator sebagai media informasi bagi civitas akademik dengan nilai rata-rata 87,82