Ilmuwan dibuat bingung oleh penemuan kolagen, protein yang ditemukan di tulang dan jaringan ikat, pada fosil dinosaurus yang berusia hingga 195 juta tahun.

Biasanya, protein terurai jauh lebih cepat—kolagen seharusnya memiliki waktu paruh hanya sekitar 500 tahun.

Namun, sebuah studi baru dari para peneliti di MIT dapat menjelaskan bagaimana protein ini dapat bertahan begitu lama.

Tim peneliti, yang dipimpin oleh Ron Raines, seorang profesor kimia di MIT, menemukan bahwa kolagen memiliki mekanisme pertahanan khusus yang melindunginya dari penguraian oleh air.

Air biasanya memecah ikatan peptida, mata rantai yang menyatukan protein, melalui proses yang disebut hidrolisis.

Namun pada kolagen, interaksi tingkat atom menghalangi air melakukan hal ini, yang membantu mengawetkan protein selama jutaan tahun.

“Kami telah menunjukkan bahwa interaksi ini menghentikan air dari menyerang ikatan peptida, yang tidak biasa karena biasanya, ikatan ini memiliki masa hidup yang jauh lebih pendek,” kata Raines.

Dia adalah penulis senior studi tersebut, yang diterbitkan di ACS Central Science.

Kolagen adalah protein yang paling umum pada hewan, ditemukan di tulang, kulit, otot, dan ligamen. Kolagen membentuk heliks rangkap tiga yang kuat, tempat tiga untai protein saling melilit.

Struktur ini membuat kolagen berserat dan sangat stabil, itulah sebabnya kolagen sangat penting untuk menyatukan tubuh.

Selama dekade terakhir, ahli paleontologi telah menemukan bukti kolagen dalam fosil dinosaurus, seperti fosil Tyrannosaurus rex berusia 80 juta tahun dan fosil lain yang berusia hampir 200 juta tahun dari dinosaurus yang disebut sauropodomorph.

Laboratorium Raines telah mempelajari kolagen selama bertahun-tahun untuk memahami bagaimana strukturnya membantunya berfungsi dengan baik.

Dalam studi baru ini, tim berfokus pada bagaimana ikatan dalam kolagen menahan kerusakan oleh air, bahkan setelah jutaan tahun.

Ikatan peptida, yang menghubungkan asam amino bersama-sama, adalah kunci untuk menjaga protein seperti kolagen tetap utuh.

Ikatan ini terbentuk antara atom karbon dari satu asam amino dan atom nitrogen dari asam amino berikutnya.

Atom karbon juga membentuk ikatan dengan atom oksigen, yang menciptakan apa yang disebut gugus karbonil. Atom oksigen ini memiliki elektron yang tidak membentuk ikatan dengan atom lain.

Raines dan timnya menemukan bahwa elektron bebas ini dapat dibagi dengan gugus karbonil dari ikatan peptida di dekatnya, yang menciptakan semacam perisai molekuler. Pembagian elektron ini menghalangi air masuk dan memutus ikatan.

Untuk mengujinya, para peneliti menciptakan dua versi kolagen. Salah satunya adalah bentuk normal, yang disebut "trans," yang ikatannya stabil.

Versi lainnya, yang disebut "cis," memiliki ikatan yang lebih terbuka terhadap air.

Mereka menemukan bahwa bentuk trans menahan air dan tetap utuh, sedangkan bentuk cis memungkinkan air masuk, dan ikatannya cepat putus.

Struktur rangkap tiga kolagen, yang proteinnya terpilin rapat dari satu ujung ke ujung lainnya, memberinya perlindungan ekstra.

"Tidak ada mata rantai yang lemah dalam kolagen, yang mungkin menjelaskan mengapa kolagen bertahan selama jutaan tahun," kata Raines.

Beberapa ilmuwan telah mengemukakan alasan lain mengapa kolagen tetap bertahan, seperti dehidrasi ekstrem pada tulang.

Meskipun hal ini mungkin membantu, Raines yakin bahwa struktur molekul kolagen memainkan peran utama dalam kelangsungan hidupnya selama periode yang begitu lama.

Penemuan ini memberikan wawasan baru tentang mengapa kolagen dapat bertahan selama jutaan tahun, membantu kita lebih memahami fosil kuno yang mengungkap begitu banyak hal tentang masa lalu yang jauh.