penentuan aktivitas estrogenik dari bawang putih …repository.ump.ac.id/2341/1/siti miftahul janah...
TRANSCRIPT
PENENTUAN AKTIVITAS ESTROGENIK DARI BAWANG
PUTIH (Allium sativum L.) MENGGUNAKAN DOKING
MOLEKULAR DAN YEAST ESTROGEN SCREEN ASSAY
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana S-1
Diajukan Oleh
Siti Miftahul Janah
1008010112
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO
PURWOKERTO
2014
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
PENENTUAN AKTIVITAS ESTROGENIK DARI BAWANG PUTIH
(Allium sativum L.) SECARA DOKING MOLEKULAR DAN YEAST
ESTROGEN SCREEN ASSAY
SITI MIFTAHUL JANAH
1008010112
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Asmiyenti Djaliasrin Djalil, M.Si Binar Asrining Dhiani, M.Si., Apt
NIP. 19740522 200012 2001 NIK.2160392
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
iii
HALAMAN PENGESAHAN
PENENTUAN AKTIVITAS ESTROGENIK DARI BAWANG PUTIH
(Allium sativum L.) SECARA DOKING MOLEKULAR DAN YEAST
ESTROGEN SCREEN ASSAY
SITI MIFTAHUL JANAH
(1008010112)
Ketua Sekretaris
Penguji I Penguji II
Mengetahui
Dekan Fakultas Farmasi
Universitas Muhammadiyah Purwokerto
Dr. Nunuk Aries Nurulita, M.Si., Apt.
NIK. 2160217
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
iv
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya :
Nama : Siti Miftahul Janah
NIM : 1008010112
Program studi : Farmasi
Fakultas/Universitas : Farmasi/Universitas Muhammadiyah Purwokerto
Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi ini adalah hasil dari
proses penelitian saya yang telah dilakukan sesuai dengan prosedur penelitian
yang benar dengan arahan dari dosen pembimbing dan bukan hasil penjiplakan
dari hasil karya orang lain atau terdapat karya yang pernah diajukan untuk
memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang
pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis
atau diterbitkan orang lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan
disebutkan dalam daftar pustaka.
Demikian pernyataan ini, apabila kelak dikemudian hari terbukti ada unsur
penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sesuai dengan
ketentuan yang berlaku.
Purwokerto, Agustus 2014
Yang menyatakan,
Siti Miftahul Janah
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
v
INTISARI
SITI MIFTAHUL JANAH. Penentuan Aktivitas Estrogenik dari Bawang Putih
(Allium sativum L.) menggunakan Doking Molekular dan Yeast Estrogen Screen
Assay.
Dibawah bimbingan ASMIYENTI DJALIASRIN DJALIL dan BINAR
ASRINING DHIANI
Latar Belakang: Salah satu yang tidak disukai pada kasus menopause adalah
kulit menjadi keriput, kering, dan osteoporosis. Untuk mengurangi gejala tidak
menyenangkan tersebut, salah satu terapinya dengan hormon estrogen dari
luar atau sering disebut sebagai hormone replacement therapy salah satu
contohnya dengan estradiol. Namun estradiol mempunyai efek samping seperti
kanker payudara oleh sebab dilakukan dengan bahan alami untuk meningkatkan
aktivitas estrogenik, yang disebut fitoestrogen. Bawang putih juga mengandung
beberapa senyawa seperti genistein, lariciresinol, pinoresinol, secoisolariciresinol
dan coumestrol yang merupakan bagian dari fitoestrogen. Diduga senyawa-
senyawa tersebut dapat berinteraksi dengan reseptor estrogen manusia sehingga
dapat ditentukan aktivitas estrogeniknya.
Tujuan Penelitian: Untuk mengetahui seberapa besar kemampuan senyawa
genistein dalam menggantikan estradiol untuk berikatan dengan reseptor estrogen
dan untuk menentukan aktivitas estrogenik dari ekstrak etanol tanaman bawang
putih (Allium sativum L.) menggunakan metode YES Assay.
Metode Penelitian: Penelitian dilakukan secara non eksperimental pada doking
molekul menggunakan program AutoDock dan ekperimental dengan rancangan
penelitian berupa randomized block design dengan menguji ekstrak etanol 50;
100; 200; 400; 800; 1000; 1200; 1600; 2000 µg/mL menggunakan YES Assay
untuk melihat adanya aktivitas estrogenik. Peningkatan aktivitas estrogenik
ditandai dengan meningkatnya intensitas warna kuning dari substrat oNPG dengan
enzim β-galaktosidase pada YES strain untuk memecah struktur oNPG menjadi
oNP sehingga muncul warna kuning. Peningkatan intensitas warna kuning dapat
diukur absorbansinya menggunakan microplate reader pada panjang gelombang
420 nm dan 550nm.
Hasil: Uji aktivitas estrogenik menunjukkan bahwa ekstrak etanol bawang putih
memiliki aktivitas estrogenik yang sangat rendah dibuktikan dengan uji doking
molekular yang memperoleh nilai RMSD senyawa estradiol yaitu 0,844 Ǻ dan
energi bebasnya -9,55 kkal/mol dan genistein yaitu 2,850 Ǻ dan energi bebasnya
-2,96 kkal/mol. Dan hasil dari uji YES Assay nilai EC50 kontrol positif estradiol
1,18x10-4
M dan nilai EC50 dari kontrol positif genistein adalah 7,82 x
10-15
M. Kesimpulan: Ekstrak etanol bawang putih (Allium sativum L.) memiliki
aktivitas estrogenik yang rendah.
Kata Kunci: Bawang putih, aktivitas estrogenik, doking, YES Assay.
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
vi
ABSTRACT
SITI MIFTAHUL JANAH. The determination of Estrogenic Activity of Garlic
(Allium sativum L.) using Molecular Docking and Yeast Estrogen Screen Assay.
Supervised: ASMIYENTI DJALIASRIN DJALIL and BINAR ASRINING
DHIANI
Background: one who not popular in the case of menopouse was the skin become
wrinkled, dried and osteoporosis. To reduce unpleasant those one of them was
hormone estrogen or often called as hormone replacement therapy one example
with estradiol. But the estradiol had side effect such as breast cancer therefore
done with natural materials to improve estrogenic activity called fitoestrogen.
Garlic also contains several compounds such as genistein, lariciresinol,
pinoresinol, secoisolariciresinol, and coumestrol which were part of fitoestrogen.
Suspected the compounds could interact with the human estrogen receptor so that
can determine estrogenic activity.
Aim: to find out how big the ability genistein to replace estradiol to blind to the
estrogen receptor and to determine estrogenic activity from extract ethanol of
garlic (Allium sativum L.).) using YES assay method.
Method: research conducted in non-experimental in molecular docking using
AutoDock and experimental with a research design randomized block design by
testing ethanol extract 50; 100; 200; 400; 800; 1000; 1200; 1600; 2000 µg/mL
using YES assay to see the existence of the estrogenic activity. Improving
estrogenic activity marked by increasing yellow color of the substrate oNPG with
enzyme β-galaktosidase in YES strain to devide structure oNPG to be oNP so that
appeared a yellow color. Improving intensity of yellow color could measured
absorbance use microplate reader at wavelengths 420 nm and 550 nm.
Finding: testing of estrogenic activity showed ethanol extract of garlic had a very
low estrogenic activity proved by testing molecular docking that got value RMSD
compound of estradiol was 0.844 Ǻ and the free energy -9.55 kcal / mol and
genistein 2,850 Ǻ and free energy -2,96 kkal/mol. And the result of testing YES
assay value EC50 1,18x10-4
M and value
EC50 from positive control genistein 7,82x10-15
M.
Conclusion: ethanol extract of garlic (Allium sativum L.) had low estrogenic
activity.
Keyword : garlic, estrogenic activity, docking, YES assay.
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
vii
MOTTO
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah
selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang
lain.
(Q.S Al-Insyirah 6-7)
Jadilah seperti karang di lautan yang kuat dihantam ombak dan kerjakanlah hal
yang bermanfaat untuk diri sendiri dan orang lain, karena hidup hanyalah sekali.
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
viii
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah, atas rahmat dan hidayah-Nya, saya dapat menyelesaikan
skripsi ini dengan baik. Karya sederhana ini ku persembahkan untuk:
Ibu tercinta yang selalu mencurahkan kasih sayang, dukungan dan doa
serta (Alm) Bapak yang selalu menjadi motivasi untuk selalu semangat
dalam menyelesaikan skripsi ini.
Kakak dan adikku tersayang yang selalu memberikan semangat dan
dorongan dengan canda dan tawanya.
Dosen pembimbing Binar Asrining Dhiani, M.Sc., Apt dan Dr. Asmiyenti
Djaliasrin Djalil, M.Si terima kasih telah membimbing dan memberi
bantuan dengan penuh kesabaran, serta memberikan semangat dan arahan
selama proses penyusunan skripsi ini.
Teman-teman seperjuangan Icha, Anna, Desi, Meisty, Dian dan Dina
terimakasih sudah membantu dalam proses penelitian dan terima kasih atas
kerjasama serta semangatnya selama penyusunan skripsi ini.
Sahabat-sahabatku Lina, Rany, Icha, Anna, Vivi, Via dan Meisty
terimakasih atas kebersamaannya selama ini, canda tawa, dukungan dan
semangat yang saling menguatkan.
Semua teman Farmasi angkatan 2010 terima kasih atas doa, dukungan dan
kebersamaannya selama ini, serta semua pihak yang tidak dapat
disebutkan namanya satu persatu yang telah membantu proses penelitian
dan penyusunan skripsi ini.
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
ix
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT Yang
Maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas curahan nikmat dan hidayah-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang
berjudul “Penentuan Aktivitas Estrogenik dari Bawang Putih (Allium Sativum
L.) secara Doking Molekular dan Yeast Estrogen Screen Assay“. Skripsi ini
disusun sebagai salah satu persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Farmasi,
di Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Purwokerto.
Dalam menyusun skripsi ini penulis menemui berbagai hambatan dan
permasalahan yang beragam. Namun, atas bimbingan, kritikan, saran dan
dorongan semangat yang bermanfaat dari berbagai pihak, semua hambatan dan
permasalahan tersebut dapat penulis atasi dengan baik. Oleh karena itu, penulis
ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu
penulis, yaitu sebagai berikut :
1. Drs. H. Syamsuhadi Irsyad, S.H., M.H. Rektor Universitas Muhammadiyah
Purwokerto.
2. Dr. Nunuk Aries Nurulita, Apt. Selaku Dekan Fakultas Farmasi, Universitas
Muhammadiyah Purwokerto.
3. Dr. Asmiyenti Djaliasrin Djalil, M.Si selaku dosen pembimbing I, yang telah
memberikan arahan dan petunjuk sehingga penyusunan skripsi ini dapat
terlaksana hingga selesai.
4. Binar Asrining Dhiani, M.Sc., Apt selaku dosen pembimbing II, yang dengan
penuh kesabaran dalam membimbing dan memberi bantuan, serta semangat
selama penelitian berlangsung sampai tersusunnya skripsi ini.
5. Retno Wahyuningrum, M.Si, Apt selaku pembimbing akademik yang telah
memberikan nasehat dan pengarahan selama masa perkuliahan di Fakultas
Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto.
6. Ibu tercinta yang selalu mencurahkan kasih sayang, dukungan dan doa serta
(Alm) Bapak yang selalu menjadi motivasi penulis untuk selalu semangat
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
x
dalam menyelesaikan skripsi ini. Tidak lupa untuk adik dan kakak tersayang
yang selalu memberikan semangat dan dorongan dengan canda dan tawanya.
7. Seluruh dosen dan staf karyawan Fakultas Farmasi Universitas
Muhammadiyah Purwokerto.
8. Teman-teman seperjuangan dalam penelitian yang sama Icha, Anna, Desi,
Dian, Meisty, dan Dina terima kasih atas kerjasamanya.
9. Semua teman Farmasi angkatan 2010 terima kasih atas doa, dukungan dan
kebersamaannya selama ini, serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan
namanya satu persatu yang telah membantu proses penelitian dan penyusunan
skripsi ini.
Semoga Allah SWT membalas budi dan jasa semua pihak yang telah
membantu terwujudnya penulisan skripsi ini. Penulis menyadari masih banyak
kekurangan sehubungan dengan terbatasnya waktu, kemampuan, dan pengetahuan
yang penulis miliki. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya saran dan
kritik yang bersifat membangun demi perbaikan di masa yang akan datang.
Namun, lepas dari itu semua, semoga para pembaca mendapatkan manfaat setelah
membaca skripsi ini.
Purwokerto, Agustus 2014
Penulis
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
xi
RIWAYAT HIDUP
Nama : Siti Miftahul Janah
NIM / Angkatan : 1008010112 / 2010
Tempat / Tanggal Lahir : Banyumas, 10 April 1992
Jenis Kelamin : Perempuan
Agama : Islam
Alamat : Perumnas Ajibarang Kulon RT 03 RW 11,
Kec. Ajibarang, Kab. Banyumas
Riwayat Pendidikan :
1. TK : TK Aisyiyah Krajan
2. SD / Tahun Lulus : SD N 1 Kracak / Tahun 2004
3. SMP / Tahun Lulus : SMP N 1 Ajibarang / Tahun 2007
4. SMA / Tahun Lulus : SMA N Ajibarang / Tahun 2010
5. Perguruan Tinggi : Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah
Purwokerto (Angkatan 2010)
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PERSUTUJUAN ....................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii
PERNYATAAN .............................................................................................. iv
INTISARI ........................................................................................................ v
ABSTRACT ...................................................................................................... vi
MOTTO .......................................................................................................... vii
PERSEMBAHAN ........................................................................................... viii
KATA PENGANTAR .................................................................................... ix
RIWAYAT HIDUP ......................................................................................... x
DAFTAR ISI ................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Perumusan Masalah ................................................................ 3
C. Tujuan Penelitian .................................................................... 3
D. Manfaat Penelitian .................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... 4
A. Tanaman Bawang Putih (Allium sativum L.) .......................... 4
B. Fitoestrogen ............................................................................. 6
C. Senyawa Genistein dan Estradiol ............................................ 6
D. Doking ..................................................................................... 8
E. Penentuan Aktivitas Estrogenik .............................................. 9
BAB III METODE PENELITIAN .............................................................. 11
A. Jenis dan Rancangan Penelitian .............................................. 11
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
xiii
B. Variabel Penelitian .................................................................. 11
C. Definisi Variabel Operasional ................................................. 11
D. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................. 12
E. Bahan dan Alat ........................................................................ 12
F. Cara Penelitian ........................................................................ 13
G. Analisis Hasil .......................................................................... 17
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 18
A. Penyiapan Struktur Kode Protein Data Bank (PDB) ............... 18
B. Validasi Metode Doking ........................................................ 18
C. Doking ..................................................................................... 20
D. Visualisasi dan Analisis Hasil Doking .................................... 21
E. Determinasi Tanaman ............................................................. 23
F. Pengolahan Simplisia Bawang Putih (Allium sativum L.) ....... 23
G. Pembuatan Ekstrak Etanol Bawang Putih (Allium sativum L.)
.............................................................................................. 24
H. Organoleptis Ekstrak ............................................................... 24
I. Uji Aktivitas Estrogenik .......................................................... 25
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 30
A. Kesimpulan ............................................................................. 30
B. Saran ........................................................................................ 30
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 31
LAMPIRAN .................................................................................................... 35
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Miller unit kontrol positif (estradiol dan genistein) dan ekstrak
etanol bawang putih (Allium sativum L.) ......................................... 26
Tabel 2. Persentase rendemen ekstrak etanol bawang putih ............................ 44
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tanaman bawang putih ................................................................ 4
Gambar 2. Struktur senyawa genistein (a) dan estradiol (b) .......................... 8
Gambar 3. Prinsip metode YES ..................................................................... 9
Gambar 4. Struktur 3 dimensi ........................................................................ 18
Gambar 5. Parameter grid box AutoDock ...................................................... 19
Gambar 6. Interaksi kompleks ligan dan reseptor (a) genistein dan (b)
estradiol ........................................................................................ 21
Gambar 7. Hasil visualisasi (a) genistein dan (b) estradiol ............................ 22
Gambar 8. Hubungan antara log konsentrasi estradiol dengan unit β-
galaktosidase (Miller Unit) ........................................................... 27
Gambar 9. Hubungan antara log konsentrasi genistein dengan unit β-
galaktosidase (Miller Unit) ........................................................... 28
Gambar 10.Hubungan log konsentrasi ekstrak etanol bawang putih dengan
unit β-galaktosidase (Miller Unit) ................................................ 29
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Surat keterangan determinasi tanaman bawang putih ............. 36
Lampiran 2. Jalannya penelitian .................................................................. 37
Lampiran 3. Tabel RMSD estradiol ............................................................. 38
Lampiran 4. Data visualisasi estradiol ......................................................... 39
Lampiran 5. Tabel RMSD senyawa genistein ............................................. 41
Lampiran 6. Data visualisasi senyawa genistein .......................................... 42
Lampiran 7. Perhitungan rendemen ekstrak ................................................ 44
Lampiran 8. Hasil absorbansi ekstrak bawang putih pada panjang
gelombang 655nm ................................................................... 45
Lampiran 9. Hasil absorbansi ekstrak bawang putih pada panjang
gelombang 400nm ................................................................... 46
Lampiran 10 Hasil absorbansi ekstrak bawang putih pada panjang
gelombang 595nm ................................................................... 47
Lampiran11. Hasil perhitungan dengan menggunakan non linier
graphpad prisma versi 4 ........................................................... 48
Lampiran 12. Gambar proses pembuatan ekstrak bawang putih ................... 50
Lampiran 13. Dokumentasi alat dan bahan .................................................... 51
Lampiran 14. Perhitungan pembuatan buffer fosfat ...................................... 52
Lampiran 15. Perhutungan pembutan Z-buffer .............................................. 53
Lampiran 16. Perhitungan pembuatan Na2CO3 .............................................. 54
Lampiran 17. Perhitungan pembuatan larutan stok estradiol ......................... 55
Lampiran 18. Perhitungan pembuatan larutan stok genistein ........................ 57
Lampiran 19. Perhitungan pembuatan larutan stok ekstrak etanol bawang
putih ......................................................................................... 59
Penentuan Aktivitas Estrogenik..., Siti Miftahul Janah, Fakultas Farmasi, 2014