program studi kimia fakultas matematika dan ilmu ......oleh adanya proses fosforilasi berbagai macam...

VOLUME 13, NOMOR 2, JULI 2019 DOI:

p-ISSN 1907-9850 e-ISSN 2599-2740

Diterbitkan oleh :

PROGRAM STUDI KIMIA Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Udayana

J.KIM Volume 13 Nomor 2 Halaman

Juli 2019 p ISSN 1907-9850

125-233 e ISSN 2599-2740

JURNAL KIMIA

(JOURNAL OF CHEMISTRY)

p-ISSN 1907-9850 e-ISSN 2599-2740

VOLUME 13, NOMOR 2, JULI 2019

Terbit dua kali setahun pada bulan Januari dan Juli Berisi tulisan artikel penelitian bidang Kimia Berbahasa Indonesia atau Berbahasa Inggris

Ketua Penyunting

Dr. Dra. Ni Made Suaniti, M.Si.

Wakil Ketua Penyunting

I Nengah Simpen, S.Si., M.Si.

Penyunting Pelaksana Prof. Dr. Drs. I Made Dira Swantara, M.Si.

Prof. Dr. Ir. Ida Bagus Putra Manuaba, M.Phil.

Prof. Dr. Drs. I Wayan Budiarsa Suyasa, M.S.

Dra. Ni Made Puspawati, M.Phil., Ph.D.

Dr. Drs. Manuntun Manurung, M.S.

Dra. Iryanti Eka Suprihatin, M.Sc., Ph.D.

Dr. Drs. I Made Sukadana, M.Si.

Dra. Emmy Sahara, M.Sc.(Hons)

Anak Agung Bawa Putra, S.Si., M.Si.

Pelaksana Tata Usaha

Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si.

Oka Ratnayani, S.Si., M.Si.

Drs. I Wayan Suirta, MSi

I Gede Andy Andika Parahita, S.Si., M.T.

I Pande Putu Darmayuda, S.Pt.

Ni Wayan Karmi

Alamat Penerbit : Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana

Kampus Bukit Jimbaran, Kuta Selatan, Badung – Bali Gedung FH, Telpon (0361) 701954 Ext. 255,

e-mail : [email protected] atau [email protected] http://ojs.unud.ac.id/index.php/jchem

Dicetak di Percetakan : Pelawa Sari

JURNAL KIMIA

(JOURNAL OF CHEMISTRY)

p-ISSN 1907-9850 e-ISSN 2599-2740

VOLUME 13, NOMOR 2, JULI 2019

DAFTAR ISI

Efek Antioksidan Fraksi Etil Asetat Minuman Sinom Campuran Jeruk Nipis Dan Madu (Curcuma

Domestica Val-Tamarindus Indica L.) Terhadap Gula Darah Tikus Putih Spraque Dawley Diabetes

Melitus

N. K. Wiradnyani, I. M. M. Arimathea…………………………………………………………….…. 125

Isolasi Dan Identifikasi Golongan Flavonoid Pada Ekstrak Etil Asetat Daun Gedi (Abelmoschus

manihot L.)

Theodora C. T., I.W.G. Gunawan, dan I.M.D. Swantara ………………….…………………………. 131

Formulasi Sediaan Sirup Peningkat Imunitas Dari Herba Meniran (Phyllanthus niruri L.) W. O. Sugarda, K.D.C. Dewi, K.W.A. Putra, M.B. Yogiswara, C.B.A.C. Sukawati, P.A.R. Sutresna, N.L.G.J. Dewi, C.I.S. Arisanti, P.S. Yustiantara……………...………………………………………. 139

Spesiasi Dan Bioavailabilitas Pb Dan Cu Dalam Tanah Pertanian Organik Di Bedugul Serta

Kandungan Logam Totalnya Dalam Sayur Brokoli

I M. Siaka, H. Nurcahyani dan I B. P. Manuaba ………………………..……………………………. 145

Aktivitas Anti-Rheumatoid Arthritis Dari Brazilin Dan Brazilein Secara In Silico

G. A. K. Amarawati, N. M. P. Susanti dan N. P. L. Laksmiani …………..………………………….. 153

Potensi Ekstrak Daun Cendana (santalum album L.) Sebagai Senyawa Penghambat Jamur Candida

albicans

K. Swandiyasa, N. M. Puspawati, dan I. A. R. A. Asih …………………………………………...….. 159

Senyawa Kuersetin Sebagai Agen Antikanker Kolorektal Secara In Silico

P.V.P. Putri, N.M.P. Susanti., dan N. P. L. Laksmiani ………………………….……………………. 166

Kadar Fe Dan Zn Dalam Krim Kental Manis Kemasan Kaleng Expire Dan Non Expire

Menggunakan Hidrogen Peroksida (H2O2) Untuk Destruksi Basah Secara Spektrofotometri Serapan

Atom (SSA)

Putri Go, I. W. Sudiarta dan P. Suarya ……………………………………….……………………..... 172

Molecular Docking Aktivitas Antikanker Dari Kuersetin Terhadap Kanker Payudara Secara In

Silico

M. B. O. Rastini, N. K. M. Giantari, K. D. Adnyani, dan N. P. L. Laksmiani ………………………. 180

Suplemen Ekstrak Daun Sirih, Piper betle, Lin Dalam Menurunkan Kadar Malondialdehid Pada

Tikus Wistar

I W. Suirta, I A. R. A. Asih…………………………………………………………………………… 185

Laju Hidrolisis Heroin Dalam Air Dan Plasma

I M. A. G. Wirasuta, M. A. Ningtyas, E. I. Setyawan ….…………….……………………………… 191 Aktivitas Agen Pencerah Kulit Dari Katekin Secara In Silico N. K. M. Giantari, I. W. I. Prayoga dan N. P. L. Laksmiani ……………………………………...…. 196

Komposit Degradabel Polietilena Tereftalat Dengan Selulosa Menggunakan Reagen Fenton

(H2O2/Fe2+)

I M. Trimastiya, I M. S. Negara, O. Ratnayani, I N. Simpen …………….………………………….. 201

Aktivitas Dari Kuersetin Sebagai Agen Pencerah Kulit Secara In Silico K. D. Adnyani, L. W. E. Lestari, H. Prabowo1, P. A. I. A. Siaka, dan N. P. L. Laksmiani ……...….. 207

Spesiasi Dan Bioavailabilitas Logam Berat Cu Dan Zn Dalam Tanah Pertanian Organik dan

Anorganik N. W. B. S. Devi, I M. Siaka, dan K. G. D. Putra ……………………………………………………. 213

Molecular Docking Terpinen-4-Ol Sebagai Antiinflamasi Pada Aterosklerosis Secara In Silico

N. M. P. Susanti, N. P. L. Laksmiani, N. K. M. Noviyanti, K. M. Arianti, dan I. K. Duantara …..…. 221

Steroids From The Super Red Dragon Fruit (Hylocereus costaricensis)

Hadi Supriadi, Supriatno Salam, Fajar Fauzi Abdullah, Anas Subarnas, R. Sidik, Unang Supratman,

and Yoshihito Shiono …………………………………........................................................................ 229

DOI: https://doi.org/10.24843/JCHEM.2019.v13.i02.p16 p-ISSN 1907-9850 e-ISSN 2599-2740

221

MOLECULAR DOCKING TERPINEN-4-OL SEBAGAI ANTIINFLAMASI PADA

ATEROSKLEROSIS SECARA IN SILICO

N. M. P. Susanti*, N. P. L. Laksmiani, N. K. M. Noviyanti, K. M. Arianti, dan I K. Duantara

Program Studi Farmasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana

Jalan Kampus Unud-Jimbaran, Jimbaran-Bali, Indonesia

*e-mail: [email protected]

ABSTRAK

Aterosklerosis merupakan penyakit inflamasi kronis yang diawali dengan disfungsi endotel sehingga terjadi penumpukan lemak dan pertumbuhan plak pada dinding dalam arteri. Disfungsi endotel akan mengaktifkan jalur Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) yang melibatkan protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK, serta jalur Nuclear Factor Kappa B (NF-ĸB) yang melibatkan protein IKK. Terpinen-4-ol merupakan konstituen yang terdapat di dalam rimpang bangle (Zingiber cassumunar Roxb.) yang diketahui memiliki aktivitas antiinflamasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui afinitas dan mekanisme terpinen-4-ol terhadap protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK sebagai antiinflamasi pada aterosklerosis yang dilakukan menggunakan metode molecular docking. Penelitian dilakukan secara eksploratif dengan tahapan preparasi dan optimasi struktur 3D terpinen-4-ol, preparasi struktur 3D protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK, validasi metode molecular docking, serta docking terpinen-4-ol pada protein-protein tersebut. Hasil docking dinilai dari energi ikatan dan ikatan hidrogen yang terbentuk antara terpinen-4-ol dengan protein. Semakin rendah nilai energi ikatan antara terpinen-4-ol dengan protein target, maka kompleks yang terbentuk semakin stabil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terpinen-4-ol memiliki aktivitas dalam menghambat proses inflamasi karena mampu menghambat protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK dengan nilai energi ikatan masing-masing -5,12; -5,24; -5,08; -5,88; dan -4,99 Kkal/mol. Mekanisme molekuler dalam menghambat aktivitas protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK melalui pembentukan ikatan hidrogen pada protein-protein tersebut. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa terpinen-4-ol berpotensi menghambat proses inflamasi sehingga pembentukan plak aterokslerosis dapat terhambat. Kata kunci : aterosklerosis, terpinen-4-ol, molecular docking, in silico

ABSTRACT

Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease that begins with endothelial dysfunction, it caused fat accumulation and plaque growth in the inner arteries walls. Endothelial dysfunction will activate the Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) pathway involving ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, and p38MAPK proteins, as well as the Nuclear Factor Kappa B (NF-kB) pathway involving IKK proteins. Terpinen-4-ol is constituent found in the bangle rhizome. The purpose of this study were to determine the affinity and mechanisms of terpinen-4-ol against ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, and p38MAPK proteins as anti-inflammatory in atherosclerosis performed using molecular docking method. The study was conducted exploratively with several steps such as preparation and optimization of terpinen-4-ol structure, preparation of 3D ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, and p38MAPK proteins, validation method of molecular docking, and docking terpinen-4-ol in these proteins. The docking result are assessed from the binding energy and hydrogen bonds formed between terpinen-4-ol and proteins. The smaller value of binding energy terpinen-4-ol with target proteins showed the complex that form more stable. The result showed that terpinen-4-ol and has activity in inhibiting the inflammatory process because it is able to disturb ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, and p38MAPK proteins with respective bond energy values -5,12; -5,24; -5,08; -5,88; and -4,99 Kcal/mol. The molecular mechanism in inhibiting the activity of ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, and p38MAPK proteins is through the formation of hydrogen bonds in these proteins. These results show that terpinen-4-ol have the potential to inhibit inflammatory process and the formation of atherosclerotic plaque can be obstructed. Keywords : atherosclerosis, terpinen-4-ol, molecular docking, in silico

JURNAL KIMIA (JOURNAL OF CHEMISTRY) 13 (2), JULI 2019: 221-228

222

PENDAHULUAN

Aterosklerosis merupakan penyakit akibat respon inflamasi kronis pada endotel, yang dapat menimbulkan pembentukan dan penebalan plak di dinding pembuluh darah (Warboys, 2011). Disfungsi endotel merupakan faktor utama yang terlibat dalam pertumbuhan plak dan terjadinya aterokslerosis. Dislipidemia merupakan salah satu penyebab terjadinya disfungsi endotel yang menyebabkan meningkatnya permeabilitas sel endotel sehingga memungkinkan terakumulasinya low-density lipoprotein (LDL) pada dinding pembuluh darah (Douglas et al., 2010). Akumulasinya LDL lebih lama dalam jaringan dinding pembuluh darah mempermudah terjadinya modifikasi LDL yang mengakibatkan terbentuknya ox-LDL.

Oksidasi LDL diakibatkan oleh adanya radikal bebas yang bereaksi dengan LDL dan kadar LDL yang tinggi dalam darah (Iuliano dkk., 2000). Timbulnya LDL-Oksidasi ini menstimulasi disfungsi pembuluh darah, menyebabkan ekspresi monocyte

chemoathractant protein-1 (MCP-1), macrophage colony-stimulating factor, interferon-γ, interleukin (IL)-1, IL-6, dan tumor necrosis factor (TNF-α) serta molekul adhesi meliputi intercellular adhesion

molecule (ICAM-1), vascular adhesion

molecule (VCAM-1), E-selectin, dan P-selectin yang menyebabkan adhesi serta infiltrasi monosit dan limfosit T ke daerah intima. Sitokin akan memicu diferensiasi monosit menjadi makrofag dan memfagositosis LDL-Oksidasi sehingga membentuk sel busa yang berkontribusi dalam terjadinya plak aterosklerosis (Francis and Pierce, 2011; Warboys, 2011). MAPKs merupakan molekul messenger central meliputi Extracellular

signal-Regulated Kinase (ERK 1/2), c-jun N-terminal kinase (JNK), dan p38MAPK. Jalur MAPKs berperan dalam memediasi sinyal intraseluler terkait dengan aktivitas seluler meliputi apoptosis, proliferasi, diferensiasi, dan inflamasi. Aktivasi jalur MAPKs diakibatkan oleh adanya proses fosforilasi berbagai macam substrat downstream diantaranya faktor transkripsi, enzim, dan kinase lainnya.

Pengobatan menggunakan bahan alam merupakan salah satu alternatif untuk pengobatan aterosklerosis. Bangle (Zingiber

cassumunar Roxb.) merupakan salah satu tanaman yang memiliki kandungan

fenilbutanoid, kurkumin, flavonoid, alkaloid, saponin, tanin, steroid, dan terpenoid (Rachmadenawanti dkk., 2016). Terpinen-4-ol merupakan salah satu golongan terpenoid yang merupakan konstituen utama yang terkandung di dalam rimpang bangle (Zingiber

cassumunar) dengan kandungan mencapai 30-35% dari keseluruhan senyawa yang terkandung di dalam rimpang bangle (Bhuiyan, 2018). Hasil uji in vitro menunjukkan bahwa ekstrak etanol Zingiber cassumunar dapat menghambat COX dan produksi matriks metalloproteinase MMP-2 dengan memblokir jalur sinyal proinflamasi yang melibatkan ERK 1/2, JNK, dan p38 pada jalur MAPK (Koontongkaew et al., 2013).

Untuk mengetahui aktivitas terpinen-4-ol sebagai antiinflamasi pada aterosklerosis, maka perlu dilakukan uji pendahuluan menggunakan metode molecular docking secara in silico. Teknik molecular docking secara in silico dapat memprediksi interaksi antara suatu protein dengan ligan secara molekuler, sehingga diketahui aktivitas dari senyawa bioaktif. Metode ini dapat meningkatkan efisiensi dan efektivitas dalam penelitian penemuan obat baru. Oleh karena itu, penelitian ini penting dilakukan untuk mengetahui aktivitas anti aterosklerosis terpinen-4-ol dari rimpang bangle (Zingiber

cassumunar) secara in silico.

MATERI DAN METODE

Bahan

Bahan yang digunakan yaitu struktur protein ERK1 (PDB ID : 4QTB), ERK2 (PDB ID : 4N0S), JNK1 (PDB ID : 3ELJ), JNK2 (PDB ID : 3NPC), dan p38MAPK (PDB ID : 1OUY) yang diunduh dari website protein data

bank http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do. serta struktur 3 dimensi terpinen-4-ol yang dibuat dan dipreparasi menggunakan program HyperChem 8.

Peralatan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu seperangkat komputer dengan spesifikasi Windows 7 (64 bit) dilengkapi program Hyperchem 8, Autodock 4.2, dan Chimera 1.10.1.


(N. M. P. Susanti, N. P. L. Laksmiani, N. K. M. Noviyanti, K. M. Arianti, dan I. K. Duantara)

223

CARA KERJA

Preparasi dan Optimasi Senyawa Terpinen-

4-ol Struktur tiga dimensi terpinen-4-ol dibuat

dan dioptimasi menggunakan program HyperChem 8. Optimasi struktur dilakukan dengan metode komputasi semi-empiris AM1 dan dilakukan kalkulasi dengan single point serta optimasi geometri.

Preparasi Protein Preparasi protein dilakukan dengan

memilih protein dalam bentuk aktif yang berikatan dengan native ligand. Selanjutnya native ligand dipisahkan menggunakan program Chimera 1.10.1.

Validasi Metode Molecular Docking Validitas metode molecular docking

diketahui dengan cara men-docking-kan kembali native ligand pada protein target yang telah mengalami preparasi menggunakan program Autodock 4.2. Metode dikatakan valid apabila nilai Root Mean Square Deviation

(RMSD) yang diperoleh ≤ 3Å (Jain and Nicholls, 2008).

Docking Terpinen-4-ol Pada Protein Target Terpinen-4-ol yang telah dioptimasi di-

docking-kan dengan protein target tanpa native

ligand menggunakan program Autodock 4.2 dengan grid box hasil validasi. Molecular

docking akan menghasilkan senyawa dengan konformasi tertentu yang memiliki energi ikatan paling rendah untuk berikatan dengan protein target.

Analisis Data Data dianalisis berdasarkan hasil energi

ikatan yang diperoleh dari molecular docking. Nilai energi ikatan menunjukkan kekuatan ikatan (afinitas) antara senyawa uji dengan protein target. Mekanisme aktivitas senyawa uji dapat diketahui dari jenis interaksi (ikatan hidrogen) yang terbentuk antara terpinen-4-ol dengan protein target.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Preparasi dan Optimasi Struktur 3D

Terpinen-4-ol

Struktur terpinen-4-ol digambar dan dioptimasi menggunakan program Hyperchem 8 dengan metode kalkulasi semiempiris pada model AM1 (Austin model 1). Kalkulasi

semiempiris memberikan waktu pengoperasian yang lebih cepat daripada ab initio. Model AM1 merupakan model yang sangat akurat karena parameter-parameter yang diperhitungkan meliputi sifat elektronik, geometri optimasi, total energi, dan pembentukan panas (Hypercube, 2002). Hal tersebut menyebabkan hasil pemodelan AM1 memberikan karakteristik senyawa hasil optimasi lebih mendekati senyawa sintetis (Tahir dkk., 2004). Pada proses optimasi, dilakukan kalkulasi single point dan geometry

optimization untuk mendapatkan struktur terpinen-4-ol yang paling stabil dengan energi total terendah. Hasil dari optimasi struktur terpinen-4-ol ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur Tiga Dimensi Terpinen-4-ol Teroptimasi

Besar energi total hasil kalkulasi single

point yang diperoleh yaitu -2892,702163 Kkal/mol dan nilai energi hasil optimasi sebesar -2907,5570 Kkal/mol. Nilai energi hasil optimasi semakin rendah menunjukkan senyawa tersebut memiliki interaksi berupa gaya tarik antar atom yang semakin besar sedangkan gaya tolak antar atom menjadi semakin minimum sehingga konformasi senyawa yang diperoleh semakin stabil (Hypercube, 2002).

Preparasi Struktur 3D Protein Target

Protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK dipreparasi dengan memisahkan native ligand dari struktur protein menggunakan program Chimera 1.10.1 sehingga dihasilkan masing-masing struktur protein tanpa native ligand-nya dan struktur native ligand yang terpisah seperti pada gambar 2. Pemisahaan native ligand dari struktur protein bertujuan untuk menyediakan pocket yang akan digunakan sebagai ruang tempat berikatan terpinen-4-ol pada kelima protein target.


224

Protein ERK2, JNK1, dan p38MAPK memiliki satu rantai dengan native ligand berturut-turut 3,4-dihydroxycinnamic acid

(DHC); 2-fluoro-6-{[2-({2-methoxy-4-[ (methylsulfonyl) methyl] phenyl} amino)-7H-pyrrolo[2,3-d] pyrimidin-4yl] amino} benzamide (GS7); dan 1-(2,6- dichlorophenyl)-6-[(2,4-difluorophenyl) sulfanyl]-7-(1,2,3,6- tetrahydro-4-pyridinyl)-3,4 dihydropyrido[3,2-d] pyrimidin-2(1H)-one (094). Protein ERK1 dan JNK2 merupakan protein dimer yang tersusun atas dua rantai identik. Rantai yang digunakan yaitu rantai A dengan native ligand masing-masing (3R)-1-(2-oxo-2-{4-[4-(pyrimidin-2-yl) phenyl] piperazin-1-yl} ethyl)-N-[3-(pyridin- 4- yl)-2H-indazol-5-yl] pyrrolidine-3-carboxamide (38Z) dan 1-(5-tert-butyl-2-p-tolyl-2H-pyrazol-3-yl)-3- [4-(2-morpholin-4-yl-ethoxy)-naphthalen-1-yl]-urea (B96).

Pada proses preparasi protein, dilakukan juga penghilangan molekul air (H2O) disekitar struktur protein. Hal tersebut bertujuan agar molekul air tidak mengganggu proses docking, sehingga dapat dipastikan yang berinteraksi hanya ligan dengan protein (Tjahyono dan Hamzah, 2013). Native ligand dan protein yang telah dipreparasi kemudian disimpan dalam format file .pbd.

Validasi Metode Molecular Docking Validitas metode molecular docking

diketahui dengan cara men-docking-kan kembali (redocking) native ligand pada protein terget menggunakan program Autodock 4.2. Proses validasi metode molecular docking

yang pertama dilakukan yaitu menambahkan atom hidrogen pada protein target yang sudah memiliki pocket cavity. Penambahan hidrogen bertujuan untuk menyesuaikan suasana docking

agar mendekati suasana pH di dalam tubuh (Drie, 2005). Selain itu, penambahan atom hidrogen memiliki tujuan untuk memunculkan kembali atom hidrogen pada makromolekul sehingga ikatan hidrogen yang terbentuk dapat teramati (Sastry et al., 2013).

Dalam validasi metode molecular

docking, dilakukan juga pengaturan grid box yang akan menjadi ruang untuk native ligand

membentuk konformasi ketika di-docking-kan dengan protein target. Grid box merupakan tempat dimana ligan akan berinteraksi dengan residu asam amino pada protein target. Penentuan grid box dilakukan untuk mengetahui titik koordinat pada binding site

dari suatu protein. Pengaturan grid box yang dilakukan adalah pengaturan koordinat grid

center dan pengaturan grid size (Rachmania dkk., 2016).

(1) (a) (2) (b)

(3) (c)

(4) (d)

(5) (e)

Keterangan 1 : Protein ERK1 a : native ligand ERK1 2 : Protein ERK2 b : native ligand ERK2 3 : Protein JNK1 c : native ligand JNK1 4 : Protein JNK2 d : native ligand JNK2 5 : Protein p38MAPK e : native ligand p38MAPK

Gambar 2. Struktur Tiga Dimensi Protein

Target dan Native Ligand



225

Proses redocking dilakukan dengan metode semirigid, yaitu mengatur agar makromolekul bersifat rigid sehingga tidak terjadi pengubahan bentuk binding site selama proses redocking sedangkan ligan yang akan di-docking-kan bersifat fleksibel (Tjahjono dan Hamzah, 2013). Parameter validasi dalam molecular docking berupa nilai Root Mean

Square Deviation (RMSD). RMSD menunjukkan perbandingan konformasi native

ligand hasil docking dengan konformasi native

ligand hasil pengukuran kristalografi (Saputri dkk., 2016). Batas nilai RMSD yang dapat diterima adalah ≤ 3Ǻ (Jain and Nicholls, 2008). Nilai RMSD yang diperoleh untuk protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK secara berurutan sebesar 0,24Å; 2,71 Å; 2,62 Å; 0,62 Å; dan 1,60 Å. Berdasarkan hasil tersebut, metode yang digunakan dapat dikatakan valid sehingga proses docking terpinen-4-ol dapat dilakukan. Nilai RMSD, energi ikatan, dan residu asam amino yang membentuk ikatan hidrogen dengan native ligand ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Redocking Native Ligand pada Protein Target

Protein

Energi

Ikatan

(Kkal/mol)

Residu

Asam

Amino

ERK1 -14,98 Lys71

Met125 Lys131

ERK2 -5,97 Lys54

Met108 Asp167

JNK1 -8,80 Met111 Asn114

JNK2 -15,21 Met111 Asp169

P38MAPK -10,24 Met109 Gly110

Berdasarkan hasil redocking, dapat diketahui energi ikatan native ligand dengan protein ERK!, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK secara berurutan sebesar -14,98 Kkal/mol; -5,97 Kkal/mol; -8,80 Kkal/mol; -15,21 Kkal/mol; dan -10,24 Kkal/mol. Selain itu, dapat diamati residu yang membentuk ikatan hidrogen dengan native ligand. Pada protein ERK1, native ligand membentuk ikatan hidrogen dengan residu Lys71, Met125, dan Lys131. Pada protein ERK2, terbentuk tiga ikatan hidrogen, yaitu antara native ligand dengan residu Lys54, Met108, dan Asp167.

Dua ikatan hidrogen terbentuk antara native

ligand dengan protein JNK1 yang terjadi dengan residu Met111 dan Asn114. Protein JNK2 membentuk dua ikatan hidrogen dengan native ligand, yaitu antara native ligand dengan residu Met111 dan Asp169. Native

ligand dapat membentuk dua ikatan hidrogen dengan protein p38MAPK, yaitu dengan residu Met109 dan Gly 110. Interaksi lain yang teramati dalam redocking juga meliputi gaya van der Waals dan interaksi elektrostatik. Visualisasi interaksi yang terjadi antara native

ligand dengan protein target ditampilkan pada Gambar 3.

(1) (2)

(3) (4)

(5) Keterangan : 1 : Konformasi native ligand pada protein ERK1 2 : Konformasi native ligand pada protein ERK2 3 : Konformasi native ligand pada protein JNK1 4 : Konformasi native ligand pada protein JNK2 5 : Konformasi native ligand pada protein p38MAPK

Gambar 3. Visualisasi Interaksi antara Native

Ligand dengan Protein Target

Berdasarkan Gambar 3, dapat dilihat interaksi yang terjadi antara native ligand dengan protein target meliputi ikatan hidrogen (silinder berwarna hijau), gaya van der Waals (bola bergaris), serta interaksi elektrostatik. Interaksi elektrostatik yang terjadi akibat atom O (bagian berwarna merah), N (bagian berwarna biru), Cl (bagian berwarna hijau muda), dan F (bagian berwarna kuning kecoklatan). Volume senyawa digambarkan dengan bulatan berwarna abu-abu.


226

Docking Terpinen-4-ol pada Protein Target Penambatan molekul terpinen-4-ol pada

protein target dilakukan menggunakan program Autodock 4.2 dengan ukuran grid box dan koordinat yang diperoleh saat validasi metode. Metode yang digunakan dalam docking terpinen-4-ol sama dengan ketika validasi metode, yaitu semirigid. Berdasarkan hasil docking terpinen-4-ol, diperoleh 10 konformasi ikatan antara terpinen-4-ol dengan protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK.

Hasil yang diperoleh dari docking terpinen-4-ol berupa energi ikatan dan jenis interaksi (ikatan hidrogen). Energi ikatan yang terbentuk merupakan kalkulasi (scoring

function) dari konformasi ligan (I) yang terbentuk pada suatu makromolekul (E) saat kondisi ekuilibrium (conformational search). Berdasarkan kedua variabel tersebut, dikalkulasikan (scoring function) nilai dari kompleks [E+I] = [EI] yang dikenal sebagai energi ikatan atau energi Gibbs (∆G). Energi tersebut berkaitan dengan afinitas ligan terhadap protein (Kitchen et al., 2004). Nilai energi ikatan yang rendah menunjukkan kompleks ligan-protein yang terbentuk stabil (Manna et al., 2017). Berdasarkan hal tersebut maka dipilih konformasi senyawa uji yang memiliki energi ikatan terendah dan berinteraksi dengan residu asam amino pada binding site. Energi ikatan, jenis interaksi (ikatan hidrogen), dan residu yang membentuk ikatan hidrogen ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Hasil Docking Terpinen 4-ol pada Protein Target

Protein

Energi

Ikatan

(Kkal/mol)

Residu

Asam

Amino

ERK1 -5,12 Lys71

ERK2 -5,24 Met108 Asp106

JNK1 -5,08 Met111 JNK2 -5,88 Asp169

P38MAPK -4,99 Met109 His107

Berdasarkan hasil docking terpinen-4-ol, dapat diketahui jika energi ikatan terpinen-4-ol dengan protein target lebih tinggi daripada energi ikatan native ligand dengan protein target. Nilai energi ikatan yang semakin rendah

menunjukkan afinitas senyawa terhadap protein target semakin kuat (Azis dkk., 2016). Berdasarkan data tersebut, terpinen-4-ol memiliki afinitas yang lebih lemah daripada native ligand.

Terpinen-4-ol dapat membentuk ikatan hidrogen dengan residu Lys71 pada protein ERK1. Terbentuk dua ikatan hidrogen antara terpinen-4-ol dengan protein ERK yang terjadi pada residu Met108 dan Asp106. Pada protein JNK1, terbentuk ikatan hidrogen antara terpinen-4-ol dengan residu Met111. Terpinen-4-ol membentuk satu ikatan hidrogen pada protein JNK2, yaitu dengan residu Asp169. Pada protein p38MAPK, terpinen-4-ol membentuk ikatan hidrogen dengan residu Met109 dan His107. Visualisasi interaksi yang terjadi dapat dilihat pada gambar 4.

(1) (2)

(3) (4)

(5) Keterangan : 1 : Konformasi terpinen-4-ol pada protein ERK1 2 : Konformasi terpinen-4-ol pada protein ERK2 3 : Konformasi terpinen-4-ol pada protein JNK1 4 : Konformasi terpinen-4-ol pada protein JNK2 5 : Konformasi terpinen-4-ol pada protein

p38MAPK Gambar 4. Visualisasi Interaksi antara

Terpinen-4-ol dengan Protein Target



227

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Terpinen-4-ol memiliki potensi sebagai antiinflamasi pada aterokslerosis secara molekular karena memiliki afinitas dengan protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK dengan nilai energi ikatan berturut-turut 5,12; -5,24; -5,08; -5,88; -4,99; -4,89 kkal/mol, sehingga dapat menghambat protein ERK1, ERK2, JNK1, JNK2, dan p38MAPK.

Saran

Perlu dilakukan uji secara in vitro dan in vivo untuk melihat kemampuan serta efektifitas dari terpinen-4-ol sebagai antiaterosklerosis.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terimakasih kepada dosen-dosen pembimbing, keluarga penulis, teman-teman dan semua pihak yang telah sangat membantu dalam penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA Azis, F.K., Nukitasari, C., Oktavianingrum,

F.A., Ariyati, L.W., dan Santoso, B. 2016. Hasil In Silico Senyawa Z12501572, Z00321025, SCB5631028 dan SCB13970547 Dibandingkan Turunan Zerumbon terhadap Human

Liver Glycogen Phosphorylase (1l5Q) sebagai Antidiabetes. Jurnal Kimia

Valensi, 2(2):120-124. Bhuiyan, N. I., Chowdhury, J. U. and Begum,

J. 2018. Volatile Constituents of Essential Oils Isolated from Leaf and Rhizome of Zingiber cassumunar Roxb, Bangladesh Journal of Pharmacology, 3:69-73.

Drie, J. H. V. 2005. Pharmacophore-Based Virtual Screening : A Practical Perspective, Alvarez, J. and Schoicet, B. Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor and Francis Group, Boca Raton, 157-205.

Douglas, G., Channon, K.M. 2010. The Pathogenesis of Atherosclerosis. Medicine, 38(8): 397-402.

Francis, A. A. and Pierce, G. N. 2011. An Integrated Approach dor The Mecanism

Responsible for Atherosclerotic Plaque Regression. Experimental and Clinical

Cardiology, 16(3):77-86. Hypercube. 2002. HyperChem Release 7:

Tools for Molecular Modeling, Ontario: Hypercube Incorporation,.

Jain, A. N. and Nicholls, A. 2008. Recommendations for Evaluations of Computational Methods. J. Comput.

Aided Mol. Des., 22:133-139. Kitchen, D. B., Decornez, H., Furr, J. R. and

Bajorath. J. 2004. Docking and Scoring in Virtual Screening for Drug Discovery. Nat. Rev. Drug. Discov., 3(11):935-949.

Koontongkaew, S., Meesuk, L., Aupaphong, V., Dechatiwongse Na Ayudhya, T. and Poachanukoon, O. 2013. Inhibitory Effect of Zingiber cassumunar Extract on Lipopolysa200ccharide-Induced Cyclooxygenase-2 and Matrix Metalloproteinase Expression in Human Gingival Fibroblasts. J Periodont, 48:507-516.

Manna, A., Laksitorini, M.D., Hudiyanti, D. and Siahaan, P. 2017. Molecular Docking of Interaction between E-Cadherin Protein and Conformational Structure of Cyclic Peptide ADTC3 (Ac-CADTPC-NH2) Simulated on 20 ns. Journal of Scientific and Applied

Chemistry, 20(1):30 – 36. Rachmadenawanti, E., Hermansyah, B.,

Hermansyah Y. 2016. Uji Aktivitas Fraksi Diklorometana Ekstrak Metanol Bangle (Zingiber cassumunar Roxb.) sebagai Terapi Komplementer Malaria secara In Vitro. e-Jurnal Pustaka

Kesehatan, 4(2):205-209. Rachmania, R. A., Supandi, dan Cristina, F. A.

D. 2016. Analisis Penambatan Molekul Senyawa Flavonoid Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa (Scheff.) Boerl.) pada Reseptor α-Glukosidase sebagai Antidiabetes. Pharmacy, 13(2):239-251.

Saputri, K..E., Fakhmi, N., Kusumaningtyas, E., Priyatama, D. dan Santoso, B. 2016. Docking Molekular Potensi Anti Diabetes Melitus Tipe 2 Turunan Zerumbon Sebagai Inhibitor Aldosa Reduktase Dengan Autodock-Vina. Chimica et Natura Acta, 4(1):16-20.

Sastry, G. M., Adzhigirey, M., Day, T., Annabhimoju, R. and Sherman, W. 2013. Protein and Ligand Preparation:


228

Parameters, Protocols, and Influence on Virtual Screening Enrichments. J.

Comput. Aided Mol. Des., 27(3):221–234.

Tahir, I., K. Wijaya, Falah, I.I., dan Damayanti, R. 2004. ‘Pemodelan Molekul Senyawa Mycosporine-Like

Amino Acids (MAAs-Like) sebagai Senyawa Penyerap Sinar UV’, dipresentasikan pada Seminar Nasional Hasil Penelitian MIPA di Semarang, 4 Desember.

Tjahjono, D. H., dan Hamzah, N. 2013. Studi Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas, Fitur Farmakofor, dan Docking Molekuler Senyawa Turunan Pirazolo-[3,4-d]-Pirimidin sebagai Inhibitor Mer Tirosin Kinase. Acta

Pharmaceutica Indonesia, 38(1):1-10. Waraboys, C. M., Amini, N., Luca, A. D. and

Evans, P. C. 2011. The Role of Blood Flow in Determining The Sites of Atherosclerotic Plaque. F1000 Report

Medicine, 3(5):1-8.

MOLECULAR DOCKINGTERPINEN-4-OL SEBAGAI

ANTIINFLAMASI PADAATEROSKLEROSIS SECARA IN

SILICOby Ni Made Pitri Susanti

Submission date: 18-Mar-2019 11:10AM (UTC+0700)Submission ID: 1095097917File name: 112095_Draf t_Publikasi_Jurnal_Kimia_2.doc (2.7M)Word count: 3165Character count: 21128

16%SIMILARITY INDEX

15%INTERNET SOURCES

8%PUBLICATIONS

6%STUDENT PAPERS

1 1%

2 1%

3 1%

4 1%

5 1%

6 1%

7 1%

8 1%

9

MOLECULAR DOCKING TERPINEN-4-OL SEBAGAIANTIINFLAMASI PADA ATEROSKLEROSIS SECARA IN SILICOORIGINALITY REPORT

PRIMARY SOURCES

zh-cn.bio-protocol.orgInternet Source

biotm.cis.udel.eduInternet Source

iqmal.staff.ugm.ac.idInternet Source

docplayer.infoInternet Source

dunbrack2.fccc.eduInternet Source

alpha.rcsb.orgInternet Source

www.frontiersin.orgInternet Source

Submitted to University of AucklandStudent Paper

Submitted to Newbury Park High School

1%

10 1%

11 1%

12 1%

13 1%

14 <1%

15 <1%

Student Paper

repository.uhamka.ac.idInternet Source

Koontongkaew, S., L. Meesuk, V. Aupaphong,T. Dechatiwongse Na Ayudhaya, and O.Poachanukoon. "Inhibitory effect of Zingibercassumunar extracts on lipopolysaccharide-induced cyclooxygenase-2 and matrixmetalloproteinase expression in humangingival f ibroblasts", Journal of PeriodontalResearch, 2013.Publicat ion

ligand-expo.rutgers.eduInternet Source

alpha2.bmc.uu.seInternet Source

repository.uinjkt.ac.idInternet Source

Li, Xinghua, Songwei Duan, Cordia Chu, JunXu, Gucheng Zeng, Alfred Lam, Junmei Zhou,Yue Yin, Danyun Fang, Maxwell Reynolds,Huaiyu Gu, and Lifang Jiang. "MelaleucaAlternifolia Concentrate Inhibits in Vitro Entryof Influenza Virus into Host Cells", Molecules,2013.

16 <1%

17 <1%

18 <1%

19 <1%

20 <1%

21 <1%

22 <1%

23 <1%

24 <1%

25 <1%

26 <1%

Publicat ion

wrap.warwick.ac.ukInternet Source

journal.unpad.ac.idInternet Source

Submitted to iGroupStudent Paper

physrev.physiology.orgInternet Source

ir.library.osaka-u.ac.jpInternet Source

www.lontar.ui.ac.idInternet Source

repositori.uin-alauddin.ac.idInternet Source

e-sciencecentral.orgInternet Source

unsri.portalgaruda.orgInternet Source

media.neliti.comInternet Source

umu.diva-portal.orgInternet Source

27 <1%

28 <1%

29 <1%

30 <1%

31 <1%

32 <1%

33 <1%

34 <1%

35 <1%

tci-thaijo.orgInternet Source

docslide.usInternet Source

fr.scribd.comInternet Source

ejournal.litbang.depkes.go.idInternet Source

K. Yao, H. Chen, M.-H. Lee, H. Li, W. Ma, C.Peng, N. R. Song, K. W. Lee, A. M. Bode, Z.Dong, Z. Dong. "Licochalcone A, a NaturalInhibitor of c-Jun N-Terminal Kinase 1", CancerPrevention Research, 2013Publicat ion

www.earticle.netInternet Source

mot.farmasi.ugm.ac.idInternet Source

ejournal.undip.ac.idInternet Source

jurnal.unej.ac.idInternet Source

Exclude quotes On

Exclude bibliography On

Exclude matches Of f

program studi kimia fakultas matematika dan ilmu ......oleh adanya proses fosforilasi berbagai macam...

Documents