Jurnal Ilmu Farmasi dan Farmasi Klinik (JIFFK) Vol.
No.
Desember 2024.
Hal.
ISSN: 1693-7899 e-ISSN: 2716-3814
POTENSI SENYAWA BIOAKTIF PADA BUAH KAPULAGA JAWA
(Amomum compactu.
SEBAGAI KANDIDAT AGEN
ANTIINFLAMASI TERTARGET COX-2: STUDI IN SILICO
Isma Aulia Putri1.
Dian Ayu Estiningtyas1.
Nadira Butsaina Idelia1.
Siti Nur Asiyah Rahmah1.
Agus Rusdin2.
Nayla Maymuna Fathin1.
Dhania Novitasari3*) Program Studi Sarjana Farmasi.
Fakultas Farmasi.
Universitas Padjadjaran.
Sumedang.
Indonesia Program Studi Doktor Farmasi.
Fakultas Farmasi.
Universitas Padjadjaran.
Sumedang.
Indonesia Departemen Analisis Farmasi dan Kimia Medisinal.
Fakultas Farmasi.
Universitas Padjadjaran.
Sumedang.
Indonesia *Email: dhania@unpad.
Received:03-07-2024 Accepted: 18-11-2024 Published:31-12-2024 INTISARI Inflamasi adalah respons pertahanan tubuh terhadap ancaman berbahaya seperti mikroorganisme penyebab penyakit, sel yang rusak, bahan beracun, atau paparan radiasi.
Tanaman kapulaga jawa (Amomum compactu.
memiliki aktivitas farmakologi yang berpotensi sebagai antiinflamasi berdasarkan uji in vitro.
Studi ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik fisik-kimiawi senyawa bioaktif yang terkandung pada kapulaga jawa dan interaksi molekuler pada siklooksigenase-2 (COX.
sebagai target proses inflamasi melalui pendekatan studi komputasi.
Studi ini menggunakan penambatan molekuler dan pemodelan farmakofor dengan prinsip structure-based drug design yang ditujukan untuk simulasi bagaimana binding interaction dan fit score antara senyawa bioaktif pada kapulaga jawa terhadap reseptor COX-2 sebagai target antiinflamasi.
Selain itu, dilakukan juga evaluasi drug-likeness dari senyawa metabolit sekunder kapulaga jawa berdasarkan kaidah Lipinski rules-of-five dan profil ADMET.
Berdasarkan hasil studi yang telah dilakukan, senyawa transnerolidol B dari kapulaga jawa menunjukkan aktivitas yang paling potensial terhadap COX-2 dengan hasil yang diperoleh berdasarkan penambatan molekuler berupa energi bebas Gibbs -7,11 kkal/mol dan konstanta inhibisi 6,13 M, serta interaksinya pada residu asam amino pada HIS75.
VAL509.
MET508.
LEU370.
VAL335.
TRP373, serta pharmacophore hit score sebesar 35,99 pada pemodelan farmakofor dengan skor AUC 0,73 dan 337 hits.
Secara keseluruhan, studi ini bermanfaat untuk pengembangan kapulaga jawa dan trans-nerolidol B sebagai kandidat dari bahan alam sebagai antiinflamasi tertarget COX-2.
Kata kunci: antiradang.
COX-2, kapulaga jawa (Amomum compactu.
, penambatan molekuler, skrining farmakofor
ABSTRACT
Inflammation is the defense mechanism of the body against harmful stimuli, such as pathogens, damaged cells, toxic compounds, or irradiation.
Javanese cardamom (Amomum compactu.
has pharmacological activity that has potential as an anti-inflammatory based on in vitro tests.
This study aims to assess the physico-chemical characteristics of bioactive compounds contained in Java cardamom and molecular interactions on cyclooxygenase-2 (COX-.
as a target of inflammatory processes through a computational study.
This study used molecular docking and Journal homepage:http:/w.
id/Farmasi ISSN: 1693-7899 pharmacophore modeling with structure-based drug design principles aimed at simulating how the binding interaction and fit score between bioactive compounds in Java cardamom toward COX-2.
In addition, drug-likeness evaluation of the secondary metabolite compounds of Java cardamom was also carried out based on Lipinski rules-of-five and ADMET profiles.
Our results demonstrated that trans-nerolidol B from Java cardamom showed the most potential activity against COX-2 based on molecular tethering in the form of Gibbs free energy of -7.
11 kcal/mol and inhibition constant of 6.
M, as well as its interaction on amino acid residues at HIS75.
VAL509.
MET508.
LEU370.
VAL335.
TRP373, and pharmacophore hit score of 35.
99 in pharmacophore modeling with AUC score of 0.
and 337 hits.
Overall, this study is useful for the future development of Java cardamom and transnerolidol B as candidate natural substance-based COX-2 targeted anti-inflammatory agents.
Keywords: Anti-Inflammation.
COX-2.
Kapulaga jawa (Amomum compactu.
Molecular docking.
Pharmacophore screening *Corresponding author:
Nama : Dhania Novitasari Institusi : Universitas Padjadjaran Alamat institusi : Jl.
Ir.
Soekarno km.
21 Jatinangor.
Kab.
Sumedang 45363 Jawa Barat E-mail : dhania@unpad.
PENDAHULUAN
Inflamasi adalah respons utama yang melindungi tubuh dari cedera jaringan dan infeksi.
Proses inflamasi dimulai ketika suatu rangsangan menyebabkan kerusakan pada sel dengan melepaskan fosfolipid, termasuk asam arakidonat yang bebas diaktifkan oleh beberapa enzim, seperti siklooksigenase (COX) dan lipoksigenase.
Prostaglandin dan leukotriene yang terbentuk berperan dalam menimbulkan gejala-gejala inflamasi (Katzung dan Bertram, 2.
Berdasarkan Riset Kesehatan Dasar (Riskesda.
Indonesia .
, banyak penyakit yang melibatkan proses peradangan di dalam tubuh dengan prevalensi asma .
,4%), pneumonia .
%), penyakit sendi .
,3%), infeksi saluran pernafasan akut (ISPA) .
,3%), dan penyakit lainnya yang disebabkan oleh inflamasi.
Beberapa upaya telah dilakukan untuk mencegah proses inflamasi, meskipun tetap masih banyak jenis penyakit yang timbul oleh adanya peradangan serta berdampak buruk terhadap kesehatan Pengobatan umum antiinflamasi saat ini adalah obat golongan NSAID .
onsteroidal antiinflammatory drug.
dan kortikosteroid.
Obat-obatan ini menghambat proses inflamasi dengan menekan aktivitas enzim proinflamasi yang mensintesis prostaglandin (Utami dkk.
, 2.
Banyak penelitian menunjukkan bahwa penggunaan NSAID dapat menyebabkan beberapa efek samping dan komplikasi seperti gangguan fungsi ginjal, edema, hipertensi, dan pendarahan gastrointestinal (Lovell dan Ernst, 2.
Hal serupa juga terjadi pada penggunaan kortikosteroid topikal jangka panjang yang dapat menyebabkan efek samping seperti hipertrikosis, telangiektasis, dan dispigmentasi (Febrina dkk.
, 2.
Potensi efek samping obat sintetik yang dapat merugikan manusia membuat munculnya alternatif lain seperti penggunaan tumbuhan sebagai herbal medicine untuk pengobatan antiinflamasi (Ifmaily dkk.
, 2.
Fitoterapi terkait pengobatan antiinflamasi sendiri telah banyak menunjukkan kemanjuran klinis terkait efek samping yang ringan (Supriyatna.
Salah satu tumbuhan yang diketahui memiliki aktivitas antiinflamasi yaitu kapulaga jawa.
Kapulaga jawa (Amomum compactu.
termasuk dalam keluarga jahe-jahean atau Zingiberaceae (Nurcholis dkk.
, 2.
Secara turun temurun, buah kapulaga jawa telah dikenal sebagai obat herbal tradisional untuk mengatasi hepatitis, malaria, sakit lambung, inflamasi, bahkan kanker (Cai dkk.
, 2.
Kapulaga jawa mengandung senyawa bioaktif seperti 1,8-cineole, 3pentanol, alpha-terpineol, trans-nerolidol, l-linalool, cis-sabinene hydrate, trans-sabinene hydrate, dledol, 1-piperoylpiperidine, dan beta-bisabolene (Kusumawati dkk.
, 2021.
Tarigan dan Saragih.
Studi in vitro telah dilakukan untuk menentukan potensi kapulaga jawa sebagai antiinflamasi.
Potensi Senyawa Bioaktif pada Buah Kapulaga JawaA(Putri dkk.
, 2.
ISSN: 1693-7899
seperti pengujian efek antiinflamasi dalam lini sel RAW 264.
7 terhadap aktivitas IL-6 dan TNF- (Lee dkk.
, 2.
Selain itu, studi in silico juga telah dilakukan untuk menguji efektivitas kapulaga jawa sebagai antiinflamasi terhadap reseptor IL-6 dan TNF- menggunakan metode PASS (Kusumawati dkk.
, 2.
Studi ini bertujuan untuk mengevaluasi aktivitas senyawa bioaktif tanaman kapulaga jawa menggunakan simulasi penambatan molekuler dan pemodelan farmakofor menggunakan prinsip structure-based drug design terhadap reseptor COX-2.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperkuat data saintifik terkait potensi dari kapulaga jawa sebagai kandidat agen antiinflamasi berbasis bahan alam.
METODE PENELITIAN
Alat Alat yang digunakan dalam studi ini yaitu 2 laptop dengan spesifikasi processor AMD Ryzen 5 7520U dan 11th Gen Intel(R) Core (TM) i5-1155G7.
Bahan Protein target yaitu COX-2 didapatkan dari PDB/Protein Data Bank (ID: 3LN.
, ligan alami berupa celecoxib, serta senyawa uji yang berasal dari tanaman kapulaga jawa yaitu 3-pentanol, 1,8cineole, l-linalool, s-terpineol, cis-sabinene hidrat, trans-sabinene hidrat, -bisabolene, -selinene, dan trans-nerolidol B sebagai senyawa bioaktif yang terkandung pada kapulaga jawa.
Prediksi Sifat Fisikokimia Senyawa Uji Kaidah Lipinski Rule of five (RO.
dilakukan untuk menentukan sifat fisikokimia dari semua senyawa uji.
Prediksi dilakukan dengan cara mengunduh struktur 2D senyawa aktif bahan alam dari tumbuhan kapulaga jawa dari laman https://pubchem.
gov/ dan disimpan dengan format SMILES.
Selanjutnya, sifat fisikokimia senyawa uji yang sudah diunduh dengan webtool SwissADME http://w.
ch/ dan diamati beberapa kriteria seperti bobot molekul, nilai log P, ikatan hidrogen donor, dan ikatan hidrogen akseptor.
Penentuan ADMET ADMET .
bsorption, distribution, metabolism, excretion, toxicit.
dilakukan untuk menentukan kesesuaian obat untuk bereaksi terhadap jalur farmakokinetika obat.
Parameter yang digunakan yaitu profil absorpsi yakni Caco-2 permeability dan %HIA .
uman intestinal absorptio.
, distribusi yang terdiri dari b .
loodAebrain barrier penetratio.
PPB .
lasma protein bindin.
, dan prediksi uji toksisitas.
Penelitian ini dilakukan melalui situs https://nmet.
kemudian dilanjutkan penentuan hasil sesuai dengan nilai parameter yang digunakan.
Pemodelan Farmakofor Pemodelan https://dude.
org/targets.
Validasi dilakukan dengan memindahkan 10 model farmakofor ke screening perspective, selanjutnya dimasukkan database active dan decoy pada screening perspective yang ditandai warna hijau sebagai database active dan warna merah sebagai decoy.
Proses skrining dilakukan dengan melihat plot kurva ROC pada kesepuluh model dan dipilih ROC yang terbaik.
Pemodelan farmakofor dimulai dengan database senyawa uji yang dimasukkan pada screening perspective.
Dari hasil pemodelan terbaik, kemudian diproses lebih lanjut untuk mendapatkan senyawa hit.
Simulasi Penambatan Molekuler Protein target dengan PDB ID 3LN1 diunduh dari w.
Selanjutnya, ligan alami dari reseptor dipisahkan dengan menghapus molekul air pada program BIOVIA Discovery Studio 2021.
Proses preparasi ligan .
lami dan uj.
dilakukan menggunakan AutoDock 4.
6 dengan pemberian muatan Gasteiger, penambahan atom hidrogen, lalu penggabungan menjadi senyawa nonpolar dan pengaturan torsi.
Adapun preparasi reseptor dilakukan dengan pemberian muatan Kollman serta penambahan atom hidrogen.
Simulasi ini dimulai dengan validasi penentuan posisi dan ukuran grid box yang optimal menggunakan re-docking ligan alami pada reseptor, menggunakan aplikasi AutoDock.
Ukuran dan posisi grid box dipilih hingga nilai genetic algorithm Lamarckian yang digunakan ketika melakukan validasi adalah 10.
Grid box yang digunakan memiliki dimensi .
= 40.
y = 40.
z = .
, dengan koordinat grid x = 18,493.
y = -52,126.
z = 53,909 dan jarak grid sebesar 0,375 yI.
Selanjutnya.
JIFFK Vol.
No.
Desember 2024.
Hal.
ISSN: 1693-7899
prediksi molecular docking ligan uji dilakukan terhadap reseptor dengan penyesuaian parameter docking dengan menggunakan nilai genetic algorithm Lamarckian sebesar 100.
Analisis lebih lanjut terkait energi ikatan dan konstanta inhibisi diamati melalui program AutoDock.
Hasil tersebut kemudian divisualisasikan dengan aplikasi BIOVIA Discovery Studio 2021 dengan tujuan mengamati hubungan antara ligan dan reseptor di dalam format visualisasi 2D dan 3D.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Prediksi Lipinski's Rule of Five Studi oleh Tarigan dan Saragih .
melaporkan di dalam kapulaga jawa terdapat 13 senyawa bioaktif yang bisa diekstrak dengan etanol, dan 10 senyawa diantaranya digunakan untuk studi komputasi seperti yang tertera pada tabel I.
Dari seluruh senyawa yang diketahui, s-terpineol dan 1,8-cineol memiliki presentasi kandungan terbanyak pada ekstrak tersebut.
Kesepuluh senyawa tersebut kemudian dievaluasi terkait prediksi sifat fisikokimiawi berdasarkan aturan Lipinski.
Suatu senyawa akan dikatakan mirip dengan obat jika memenuhi LipinskiAos rule of five, dengan syarat berat molekul (BM) senyawa kurang dari 500 Dalton, total donor ikatan hidrogen (HBD) kurang dari 5, total akseptor ikatan hidrogen (HBA) kurang dari 10, dan nilai koefisien partisi log P kurang dari 5, yang berkaitan dengan lipofilisitas senyawa serta penting untuk memprediksi penyerapan obat melalui epitel usus (Lipinski, 2000.
Srivastava, 2.
Kapasitas ikatan hidrogen ditunjukkan dengan adanya donor dan akseptor ikatan hidrogen.
semakin besar kapasitas ini, semakin tinggi energi yang dibutuhkan untuk proses penyerapan.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, seluruh senyawa yang diuji dari kapulaga jawa memenuhi kriteria RO5 sebagai kandidat senyawa yang dapat disiapkan dalam bentuk sediaan oral.
Tabel I.
Hasil prediksi LipinskiAos Rule of Five (RO.
Nama senyawa Berat (< 500 D.
Ikatan Hidrogen Log P (<.
Donor (<.
Keterangan Akseptor (<.
3-pentanol 88,15 g/mol Memenuhi 1,8-cineole 154,25 g/mol Memenuhi cis-sabinene hidrat 154,25 g/mol Memenuhi l-linalool 154,25 g/mol Memenuhi trans -sabinene hidrat 154,25 g/mol Memenuhi s-terpineol 154,25 g/mol Memenuhi d-ledol 222,37 g/mol Memenuhi 1-piperoylpiperidine 285,34 g/mol Memenuhi trans-nerolidol B 222,37 g/mol Memenuhi -bisabolene 204,35 g/mol Memenuhi Potensi Senyawa Bioaktif pada Buah Kapulaga JawaA(Putri dkk.
, 2.
ISSN: 1693-7899
Penentuan ADMET Prediksi ADMET dilakukan untuk mengevaluasi potensi penyerapan obat dalam usus (Lee , 2.
Hasil prediksi menunjukkan bahwa semua senyawa uji mempunyai daya serap yang baik dengan permeabilitas nilai sedang untuk perpindahan melalui usus (Tabel II), yang bermakna bahwa senyawa bioaktif tersebut diprediksi mampu melewati usus dengan kecepatan yang wajar (Kalita dkk.
, 2.
Prediksi ikatan protein plasma menunjukkan bahwa 6 dari 10 senyawa uji yaitu 1,8-cineole, l-linalool, d-ledol, trans-nerolidol, -bisabolene, dan 1-piperoylpiperidine memiliki ikatan kuat dengan protein plasma sehingga dapat didistribusikan ke seluruh tubuh dengan baik.
Empat senyawa lainnya memiliki ikatan yang lemah dengan protein plasma, yang berarti akan berdampak pada aktivitas senyawa yang tidak terikat pada protein untuk berpotensi memberikan efek pada tubuh.
Nilai blood-brain barrier .
menunjukkan bahwa 8 dari 10 senyawa uji memiliki daya penetrasi SSP .
istem saraf pusa.
yang tinggi, yang bermakna senyawa tersebut mudah melewati selaput sawar darah-otak dan kemungkinan besar akan memberikan efek yang penting pada sistem saraf pusat (Lipinski dkk.
, 1.
Satu senyawa, yaitu 1,8-cineole, menunjukkan daya penetrasi SSP yang sedang, dan senyawa lainnya yaitu 1-piperoylpiperidine, memiliki daya penetrasi SSP yang Berdasarkan prediksi toksisitas, senyawa d-ledol dan trans-nerolidol B diprediksi tidak menyebabkan mutasi.
Prediksi karsinogenisitas menunjukkan bahwa 3 senyawa yaitu l-linalool, sterpineol, dan trans-nerolidol B tidak memiliki sifat karsinogenik, yang bermakna bahwa senyawasenyawa tersebut tidak berpotensi menyebabkan kanker.
Adapun tujuh senyawa lainnya diprediksi memiliki sifat karsinogenik berdasarkan webtool ini, meskipun perlu dikonfirmasi dengan dukungan data-data eksperimental.
Berdasarkan prediksi ADMET secara keseluruhan, senyawa yang memiliki potensi paling baik adalah trans-nerolidol B karena mempunyai nilai HIA yang baik yaitu dengan rentang 70-100%.
nilai Caco-2 yang berada pada rentang sedang yaitu 4-70.
nilai PPB yang kuat yaitu >90%.
nilai b yang baik yaitu >2%.
serta memiliki hasil negatif untuk potensi sebagai mutagen dan karsinogen.
Pemodelan Farmakofor Berdasarkan database, dihasilkan sepuluh .
model farmakofor yang memiliki aktivitas pada reseptor dengan decoy paling sedikit.
Model-model farmakofor tersebut didapatkan dari 10 senyawa yang terkandung dalam kapulaga jawa yaitu 3-pentanol, 1,8-cineole, cis-sabinene hidrat, llinalool, trans-sabinene hidrat, s-terpineol, -selinene, -bisabolene, dan trans-nerolidol B.
Berdasarkan 10 model didapatkan yang terbaik, yaitu model 6 dengan AUC score 0,73 dengan 337 Hal tersebut dilihat dari AUC .
rea under curv.
untuk menentukan kinerja dari model.
Semakin besar nilai AUC maka model dapat membedakan senyawa aktif dan non aktif dengan akurat dan Skrining senyawa baru dengan parameter AUC yang baik yaitu lebih besar dari 0,7.
Kemudian, dilakukan screening senyawa dari model terbaik untuk menentukan pharmacophore fit score.
Suatu senyawa yang memiliki fit score tinggi menunjukkan struktur senyawa tersebut sesuai dengan model farmakofor dan berpotensi menjadi senyawa hit.
Senyawa hit yang baik menunjukkan interaksi dengan target biologis dan kemungkinan memberi efek farmakologis (Langer dkk.
, 2.
Hasil skrining menunjukkan 3 senyawa hit terbaik yaitu trans-nerolidol B, d-ledol, dan 1piperoylpiperidine (Tabel .
JIFFK Vol.
No.
Desember 2024.
Hal.
ISSN: 1693-7899
Tabel i.
Senyawa hit dari pemodelan farmakofor terbaik trans-nerolidol B Pharmacophore Fit Score: 35,99 d-ledol Pharmacophore Fit Score: 34,20 1-piperoylpiperidine Pharmacophore Fit Score: 34,00 Penambatan molekuler Sebelum dilakukan uji penambatan molekuler, tahap preparasi ligan dilakukan pada reseptor COX-2 dengan PDB ID 3LN1 dan ligan alami yaitu celecoxib yang sudah diketahui sebagai COX-2 selective inhibitor.
Hasil validasi menunjukkan reference RMSD ligan alami dengan skor 0,98 yI, serta memiliki energi ikatan dengan nilai negatif yang bermakna bahwa interaksi terjadi secara Berdasarkan data redocking dengan skor RMSD O2 yI yang berarti pose dan ikatan antara ligan alami dan reseptor cukup stabil sehingga dianggap valid (Gohlke dkk.
, 2.
, simulasi penambatan molekuler dapat dilakukan dengan ketentuan grid box yang sama pada saat proses validasi docking.
Potensi Senyawa Bioaktif pada Buah Kapulaga JawaA(Putri dkk.
, 2.
ISSN: 1693-7899
Tabel IV.
Hasil Penambatan Molekuler (Ligan Alami dan Senyawa Uj.
Nama Senyawa Celecoxib (Ligan Alam.
1,8-cineole 1-piperoylpiperidine 3-pentanol s-terpineol -bisabolene cis-sabinene hidrat Energi bebas Gibbs (Kkal/mo.
Konstanta
Inhibisi atau KI
(M)
-10,95
-5,94
-8,89
-3,91
-6,85
-7,85
-5,50
JIFFK Vol.
No.
Desember 2024.
Hal.
Residu Asam Amino
Ikatan Hidrogen
Lain-lain PHE:504 ARG: 499
HIS: 75
ILE: 503
SER: 339
MET: 508 TRP:
373 LEU: 338
ALA: 513 LEU:
LEU: 370
TYR: 341 VAL:
335 VAL: 509
TRP:373 TYR:371
VAL: 509
VAL:335 ALA:
513 PHE:504
PHE: 367
LEU: 338
302,80
SER: 516
TYR: 341
ARG: 106
TRP:373 TYR:341
VAL: 102
VAL:335 ALA:
513 PHE:504
LEU: 78
LEU: 517
LEU: 345
1,51
PHE: 504
GLN: 178
HIS: 75
VAL: 509 LEU:
338 ILE: 503
ALA: 502
9,35
44,25
17,39
2,28
92,97
GLN:178
PHE:504
VAL:509
VAL:335
LEU:338
ARG:499
ALA:502 HIS:75
ILE: 503
ALA:513
LEU:338
VAL:509 MET:
508 HIS:75
TRP: 373
PHE: 367
LEU: 370
PHE: 504
TYR: 371
ILE: 503
ALA: 502
MET:508 TRP:
373 PHE:504
LEU:338 ALA:
513 VAL: 509
TYR: 371
ISSN: 1693-7899
Nama Senyawa d-ledol l-linalool trans-sabinene hidrat trans-nerolidol B Energi bebas Gibbs (Kkal/mo.
-7,76 -5,22 -5,64 -7,11 Konstanta
Inhibisi atau KI
(M)
2,05
148,51
72,91
6,13
Residu Asam Amino
Ikatan Hidrogen
MET: 508
VAL:509
VAL: 509
LEU:338
HIS: 75
Lain-lain PHE:504 TYR:
371 TRP: 373
PHE:367
LEU:338
VAL:335
ALA:513
VAL:509
TYR: 334
LEU: 338 HIS:75
TYR:341
PHE:504
MET:508
TRP:373
LEU:370
LEU: 338
PHE: 504
LEU: 370
TRP: 373
ALA: 513
VAL:509 MET:
508 ILE:503
PHE:504
LEU:370
VAL:335
TRP:373
ALA:502
TYR: 371
ARG: 499
Penambatan molekuler dilakukan terhadap reseptor COX-2 pada senyawa bioaktif yang terkandung di dalam kapulaga jawa yaitu 3-pentanol, 1,8-cineole, cis-sabinene hidrat, l-linalool, trans-sabinene hidrat, s-terpineol, -selinene, -bisabolene, dan trans-nerolidol B.
Selanjutnya, ligan alami dan 10 senyawa yang terkandung dalam kapulaga jawa disimulasi melalui penambatan molekulernya dengan parameter ikatan bebas Gibbs dan konstanta inhibisi (Tabel IV), serta divisualisasi secara 2D dan 3D menggunakan program BIOVIA (Gambar .
Potensi Senyawa Bioaktif pada Buah Kapulaga JawaA(Putri dkk.
, 2.
ISSN: 1693-7899
Gambar 1.
Visualisasi 3 dimensi interaksi antara native ligand dan senyawa bioaktif dengan reseptor COX-2 Hasil pemodelan farmakofor dan penambatan molekuler menunjukkan kesamaan dari senyawa yang berpotensi untuk antiinflamasi berupa senyawa hit serta prediksi ikatan antara ligan alami dengan reseptor/protein dengan memasangkan suatu molekul kecil pada sisi aktif reseptor.
Pemodelan farmakofor dilakukan untuk mengidentifikasi senyawa hit, yaitu senyawa yang memiliki potensi untuk menghambat reseptor COX-2 dan penambatan molekuler untuk memprediksi geometri interaksi antara protein bentuk kompleks dengan suatu senyawa .
Nilai energi ikatan bebas Gibbs dan KI .
onstanta inhibis.
diperoleh untuk menentukan apakah senyawa bereaksi secara spontan dan afinitas yang cukup kuat dengan protein reseptor (Dallakyan dan Olson, 2.
Selain itu, didapatkan hasil residu asam amino untuk menentukan ikatan yang mirip dengan ligan alami.
Senyawa trans-nerolidol, d-ledol, -bisabolene dan s-terpineol menunjukkan reaksi cenderung terjadi secara spontan dan afinitas yang cukup kuat dengan protein reseptor karena memiliki skor binding energy bernilai negatif dan lebih rendah dari skor ligan natif, serta nilai konstanta inhibisi (KI) yang kecil .
endekati nilai KI ligan natif, yaitu 10 M).
Namun, pada pemodelan farmakofor terlihat senyawa -bisabolene dan s-terpineol tidak termasuk dalam kategori senyawa hit.
Studi awal menunjukkan bahwa celecoxib memiliki aktivitas pada reseptor COX-2 melalui ikatan hidrogen pada residu asam amino seperti LEU338.
ARG499.
SER399.
VAL335.
HIS75 dan interaksi hidrofobik pada VAL509 (Shaker dkk.
, 2.
Senyawa d-ledol menunjukkan 1 residu asam amino serupa dengan ligan alami .
yaitu TRP373, sedangkan trans-nerolidol B termasuk dalam kategori senyawa hit dan memiliki 1 ikatan hidrogen serta 5 asam amino lain yang sama dengan celecoxib, sehingga trans-nerolidol B merupakan senyawa yang paling berpotensi untuk menarget reseptor COX-2.
JIFFK Vol.
No.
Desember 2024.
Hal.
ISSN: 1693-7899
Berdasarkan kriteria LipinskiAos rule of five, trans-nerolidol B memenuhi kandidat senyawa obat sediaan oral dengan profil ADMET yang baik.
Pada pemodelan farmakofor, trans-nerolidol B termasuk salah satu senyawa hit karena memiliki fit score tinggi, dan hasil tersebut didukung oleh data simulasi penambatan molekuler trans-nerolidol B yang memiliki kesamaan ikatan pada residu asam amino terhadap ligan alami pada resepotor COX-2.
Dari hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa trans-nerolidol B merupakan senyawa yang paling berpotensi memiliki interaksi memicu efek antiinflamasi dan berpotensi untuk pengembangan dalam terapi.
Studi ini memiliki keterbatasan berupa semua data didapatkan secara komputasi.
Namun, hasil dari studi ini dapat menjadi dasar untuk pengembangan kedepannya yakni untuk konfirmasi aktivitas farmakologis dari buah kapulaga jawa sebagai inhibitor dari COX-2.
Selain itu, penelitian yang dilakukan oleh Kusumawati dkk.
, kapulaga jawa memiliki senyawa bioaktif antiinflamasi yang mampu menghambat protein proinflamasi seperti reseptor IL- 6 dan TNF- melalui jalur persinyalan JAK/STAT dan NF-B.
Konfirmasi hasil studi in silico melalui uji eksperimen menjadi esensial untuk membuktikan aktivitas farmakologis dari senyawa bioaktif buah kapulaga jawa sebagai kandidat antiinflamasi.
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian didapatkan bahwa senyawa trans-nerolidol B pada buah kapulaga jawa memiliki karakteristik fisikokimia dan profil ADMET yang memenuhi kriteria, serta berinteraksi pada level molekuler dengan reseptor COX-2 berdasarkan kemiripan ikatan pada residu asam amino dengan celecoxib, sehingga trans-nerolidol B berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai kandidat agen antiinflamasi berbasis bahan alam.
DAFTAR PUSTAKA