Sarmoko File

1

DESAIN OBAT

Dr. Sri Mulyani Mulyadi

21 Februari 2011 (Pertemuan kedua)

Desain obat bisa mendasarkan diri pada dua hal berikut:

1. Desain obat berdasarkan reseptor (structure based drug development/SBDD).2. Desain obat berdasarkan ligan (ligand based drug development/LBDD). Biasanya untuk suatu

obat yang sudah diketahui strukturnya.

Desain obat berdasarkan reseptor

Pada SBDD, reseptor digunakan sebagai sumber informa si, misal urutan asam amino, proteinreseptor dan model 3D. Interaksi antara obat dan resept or hanya bisa diketahui dengan model 3D.

a. Desain de novoPada metode ini struktur reseptor harus sudah dapat dilihat secara jelas dengan kristalografidan spektrofotometer NMR kemudian dimodelkan di komputer terutama pada tempatikatannya. Reseptor diisolasi sehingga bisa diketahui struktur penyusunnya.Reseptor ukurannya besar namun hanya bagian tertentu yang berikatan dengan obat sajayang dianalisis.Jika struktur reseptor sudah diketahui, maka obatnya baru dirancang untuk memperoleh obatyang sesuai dengan reseptor yang sudah diisolasi tersebut.

b. Metode dockingYaitu metode komputasional yang dapat digunakan untuk menemukan senyawa penuntunatau desain mengembangkan obat yang sudah ada, contoh raloxifen.Senyawa baru mempunyai aktivitas tertentu, untuk me mperkuat keyakinan bahwa senyawatersebut mempunyai suatu aktivitas bisa dilakukan dengan docking.Tiap reseptor mempunyai ligan spesifik, dengan demikian obat dikembangkan berdasarkanligan tersebut. Parameter interaksi obat dengan reseptor adalah energi, jika energi yangdibutuhkan untuk berinteraksi lebih kecil, artinya ikatan ini lebih stabil, demikian sebaliknya.

Pengembangan raloxifen sebagai SERM (selective estrogen receptor modulator).

Gambar struktur raloxifen (A) dan analognya (B)

Raloxifen memiliki 2 gugus –OH pada gugus benzen. Kemudian akan dibuat suatu analog denganpenggantian salah satu –OH dengan –Cl (Cl lebih lipofil dibanding –OH).

Sarmoko File

2

Lipofilisitas bisa dilihat dari koefisien partisi dan ikatan hidrogen. Koefisien partisi merupakanperbandingan kelarutan di dalam lemak dibanding air. Cl bersifat lipofil (+), sedangkan OH hidrofil ( -).

Hasil docking menunjukkan energi (skor) yang dibutuhkan obat-reseptor pada raloxifen adalah -158,37; sedangkan pada analognya adalah -175,00 (energi lebih rendah). Dengan data inimemungkinkan analog raloxifen untuk disintesis dan diuji aktivitasnya.

Dengan model 2D dapat dilihat asam amino dari reseptor yang berperan pada ikatan.

Dengan model 3D dapat dilihat dengan jelas ikatan obat dengan reseptor.

Dengan komputer dapat dilihat struktur 3D kompleks ligan -reseptor, dan dilihat skornya sesuai contohdi atas. Metode docking sebelumnya harus dilakukan uji validasi yaitu dengan paramater RMSD (rootmean standard deviation), sebaiknya nilainya lebih kecil dari n ilai yang sudah ditentukan (≤ 2).

Pada docking terjadi konformasi berdasarkan kesesuaian antara atom dan bidang. Modifikasi molekuldapat dilakukan berdasarkan sistematika modifikasi dan mempertahankan parameter kimia fisikagugus, untuk menghasilkan obat yang lebih poten.

Tiap reseptor mempunyai ligan spesifik (native ligan), dengan melihat ligan inilah kemudian dirancangsuatu senyawa mimetic ligan, kemudian dilihat skornya dan dibandingkan dengan native ligantersebut.

Pengembangan senyawa baru sekarang sudah harus berdasarkan pemikiran secara rasional,maksudnya harus berdasarkan pendekatan -pendekatan (SBDD/LBDD), kemudian muncullahsenyawa hipotetik, barulah disintesis dan diuji aktivitasnya.

Desain obat berdasarkan ligan

Pendekatan ligan digunakan jika molekul reseptor belum diketahui. Metode yang digunakan padaLBDD adalah farmakofor dan HKSA.

Pada farmakofor, harus dicari bagian mana dari senyawa tersebut yang berperan.

HKSA, ada berbagai model yang bisa digunakan:

1. Model Free-WilsonKonsep HKSA obat yang disebut de novo atau model matematika Free-Wilson. Pada modelini substituen harus memberi sumbangan aktivitas biologis secara aktif. Jika parameter fisikakimia sudah diketahu maka pendekatan akan lebih mudah dilakukan. Model ini bisadigunakan untuk senyawa yang sudah diketahui maupun yang belum. Untuk mengetahuiaktivitas biologis secara biologi, fisika, kimia dilihat nilai lipofilisitas (π), elektronik (σ), dansterik (Es).

Z1, Z2, Z3, ...Zn

- Lingkungan adalah kerangka dasar molekul obat

π

X1

X2

X3

Sarmoko File

3

- Model Free-Wilson membagi daerah tempat substituen x, y, z (jumlah dapat ditambahatau dikurangi).

- Model yang akan dipecahkan adalah

Log BR = ∑ Sj + π

π = aktivitas biologis kerangka induk

Sj = sumbangan substituen pada aktivitas.

2. Model HanschMenggunakan nilai parameter substituen pada aktivitas yang dinyatakaan sebagai sifat fisikakimia.Garis besar model Free-Wilson dan Hansch digambarkan sbb:

Persamaan model Hansch

Log BR = a ∑ π + b ∑ σ + c ∑ Es + d

a, b, c, d diperoleh dengan menerapkan analisis regresi.

π, σ, Es