p-ISSN:
e-ISSN: 2621-1521 Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April2620-8563.
- .
Muhsinin et al.
/Journal of Pharmacopolium.
Volume 5.
No.
April 2022, 1 - 8 Available online at Website: http://ejurnal.
stikes-bth.
id/index.
php/P3M_JoP PREDIKSI BIOAVAILABILITAS DAN INTERAKSI SENYAWA METABOLIT SEKUNDER BUAH PLUM (Prunus domestic.
TERHADAP HMG-CoA REDUKTASE
SECARA IN SILICO
Artabah Muchlisin.
Wardah Firdausiyah.
Engrid Juni Astuti.
Agustin Rafikayanti Department of Pharmacy.
Faculty of Health Science.
University of Muhammadiyah Malang.
Jl.
Bendungan Sutami No.
188, 65145.
Malang.
Indonesia Email: artabahmuchlisin@umm.
Received: 12 April 2022.
Revised: 20 April 2022.
Accepted: 28 April 2022 .
Available online: 30 April 2022
ABSTRACT
Hyperlipidemia is a condition in which one or more lipid profiles in the blood have increased.
Plum fruit (Prunus domestic.
was empirically used to treat hyperlipidemia by reducing the production of cholesterol in the blood.
This study has the purpose to predict the bioavailability and interaction of the secondary metabolites of P.
domestica fruit against HMG-CoA reductase using in silico method.
This study uses the SwissADME webserver with the Boiled-Egg method to predict bioavailability and PyRx0.
8 to predict the interaction of compounds by molecular docking.
From 108 secondary metabolites, 37 compounds were predicted to have good There were two compounds .
yaniding and tryptamin.
that were predicted to have potential as anti hyperlipidemia similar to or better than antihyperlipidemic drugs of the statin class .
Cyanidin and tryptamine have binding energy values (-5.
12 kcal/mol and -4.
95 kcal/mo.
and estimated inhibition constant .
15 AAM and 234.
67 AAM) better than simvastatin (-4.
96 kcal/mol and 231.
44 AAM).
Both compounds also have similar amino acid residues interaction (Lys735 for cyanidin and Glu559 for tryptamin.
with Keywords:HMG-CoA reductase, hyperlipidemia, in silico, plum fruit.
Prunus domestica
ABSTRAK
Hiperlipidemia adalah kondisi dimana terjadi kenaikan salah satu profil lipid dalam darah.
Buah plum (Prunus domestic.
secara empiris telah digunakan untuk mengobati hiperlipidemia dengan mengurangi produksi kolesterol dalam darah.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan prediksi bioavailabilitas dan interaksi senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica terhadap enzim HMG-CoA reduktase menggunakan metode in Penelitian ini menggunakan webserverSwissADME dengan metode Boiled-Egg untuk melakukan prediksi bioavailabilitas serta PyRx 0.
8 untuk melakukan prediksi interaksi senyawa dengan molecular docking.
Dari 108 senyawa metabolit sekunder yang ditemukan, terdapat 34 senyawa yang diprediksi memiliki bioavailabilitas yang baik.
Terdapat dua senyawa .
ianidin dan triptami.
yang diprediksi memiliki potensi sebagai antihiperlipidemia sama atau lebih baik dibandingkan dengan obat antihiperlipidemia golongan statin .
Sianidin dan triptamin memiliki nilai energi ikatan (-5,12 kkal/mol and -4,95 kkal/mo.
dan prediksi konstanta inhibisi .
,15 AAM and 234,67 AAM) lebih baik dibandingkan simvastatin (-4,96 kkal/mol and 231,44 AAM).
Kedua senyawa juga memiliki interaksi residu asam amino (Lys735 untuk cyanidin and Glu559 untuk tryptamin.
yang sama dengan simvastatin.
Kata kunci: Buah plum,hiperlipidemia.
HMG-CoA reductase,in silico.
Prunus domestica Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April 2022 .
- .
PENDAHULUAN Hiperlipidemia adalah kondisi medis yang ditandaidengan gangguan pada sistem metabolisme lemak yang menyebabkan kenaikan salah satu kadar profil lipid dalam darah(Sagay et al.
Secara umum hyperlipidemia diabagi menjadi dua yaitu primer .
yang disebabkan oleh keturunan dan sekunder yang disebabkan oleh kelainan pada metabolisme lipid plasma dan lipoprotein(Chait & Brunzell, 1.
Prevalensi terjadinya hiperlipidemia semakin meningkatsesuai pertambahan usia, pada kelompokusia 25-34 tahun .
,3%) dan meningkat padakelompok usia 55-64 tahun(Aurora et al.
Pada tahun 2008,WHO (World Health Organizatio.
menghimpundata yang menunjukkanbahwa faktor risiko bagi wanitaIndonesia terhadap hiperlipidemiasebesar 37,2% sedangkan bagi priasebesar 32,8%(Isnaniar et al.
, 2.
Prinsip pengobatandari hiperlipidemia adalah untukmenurunkan kadar lipid di dalam Pengobatan kimia digunakansebagai pilihan pertama untuk mengatasi hiperlipidemia.
Obat sintesis golonganstatin biasanya digunakan untuk pengobatan hiperlipidemia(Sagay et al.
, 2.
Mekanisme kerja golongan ini adalah penghambatanenzimHMG-CoA .
-hidroxy-3-methyl-glutarylcoenzyme A)reduktaseyangmemiliki peranan dalam sintesiskolesterol dengan merubahHMGCoAmenjadi Penghambatansecara oleh obat menurunkanaktivitasnya dan memengaruhijumlah kolesterol di dalam tubuh(Hahn et al.
, 2.
Secaraempiris buah plum(Prunusdomestic.
telah digunakan sebagai pengobatantradisional untuk mengatasi hiperlipidemia.
Dalam beberapa studi pra-klinis menunjukkan bahwakonsumsi ekstrak buah plum dapat menekan kadar kolesterol serta menurunkan oksidasi LDL dantrigliserida dalam plasma dan meningkatnya rasio HDL/T-kolesterol secarasignifikan pada tikus.
Studi ini menunjukkan bahwa konsumsi buahplum mungkin dapat mengurangi resiko obesitas akibat CVD yang dikarenakanadanya aktivitas antioksidan.
Dalam studi lain menunjukkan bahwa buah plum mampu memperbaiki struktur serta fungsi kardiovaskular danhati, serta mengurangi parameter metabolisme seperti penambahan berat badan,indeks adipositas visceral, dan massa lemak total tubuh yang disebabkan oleh diet tinggi lemak(Siddiqui, 2.
Penelitian ini dilakukan karenamasih kurangnya penelitian terkait buahplum sebagai antihiperlipidemia,sehingga akan dilakukan penelitianpendahuluan dengan menggunakanpengujian secarain silico.
Penelitian ini menggunakan perangkatkeras berupa komputer atau yangmemiliki fungsi serupa dengan bantuanbeberapa perangkat lunak untukmelakukandockingmolekul.
Melalui uji ini akan mampumemprediksi, memberi hipotesa,dankemajuan dalam penemuan terapi ataupengobatan terbaru(MaAoarif et al.
, 2.
METODE PENELITIAN
Alat Pada penelitian ini digunakanperangkat keras berupa prosesor Intel Core i3-6006U2,00 GHz dan sistem operasi Windows 10 Pro 64-bit.
Perangkat lunak yang digunakan adalah PyRx 0.
BioviaDiscovery Studio2020,Avogadro1.
0,serta webserverDr.
Duke Phytochemical Database.
PDB (Protein Data Ban.
,SwissADME,dan Proteins.
Plus.
Bahan Padapenelitian ini digunakanprotein targetHMG-CoA reduktasedengan kode 1HW9(Istvan & Deisenhofer, 2.
dan 108 senyawametabolit sekunder buahP.
domesticayang didapatkan dari database Dr.
Duke Phytochemical Database(U.
Department of Agriculture Agricultural Research Service, 2.
Prediksi Bioavailabilitas Prediksi bioavailabilitas dilakukan dengan memasukkan kode SMILES senyawa metabolit sekunder buahP.
domestica keSwissADMEdengan menggunakan metodeBoiled-Egg(Daina & Zoete.
Senyawa yang masuk dalam area Boiled-Egg yang akan dilanjutkan ke tahap selanjutnya.
Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April 2022 .
- .
Prediksi Interaksi Sebelum dilakukan molecular docking, terlebih dahulu dilakukan preparasi protein dengan Biovia Discovery Studio 2020 untuk memisahkan protein dan ligan.
Kemudian dilakukan validasi metode dengan cara melakukan docking senyawa ligan dengan target protein.
Molecular docking dilakukan pada Grid Box yang di tentukan pada koordinat x = -10,5679.
y = 11,8096.
dan z = 68,1165 dengan ukuran 60x60x60 dan jarak 0,375 yI.
Senyawa Boiled-Egg denganmenggunakanAvogadro dengan menggunakan metode MMF94s.
Selanjutnyasenyawa uji di enzimHMG-CoA reduktasedenganmenggunakanPyRx Parameter yangdigunakanLamarckian GeneticAlogarithmdenganjumlahrunning100,jumlah 000,ukuran posisi 150, dan maksimumgenerasi27.
Interaksi yang terjadiantara enzimHMG-CoAreduktasedianalisis menggunakanwebserver Proteins.
Plus.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Prediksi Bioavailabilitas Tabel 1.
Daftar senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica yang memiliki bioavailabilitas oral yang baik dengan menggunakan metode Boiled-Egg No Nama Senyawa Kode Senyawa No Nama Senyawa Kode Senyawa Alanin Molecule 2 Asam p-kumarat Molecule 65 Asam askorbat Molecule 7 Asam Palmitoleat Molecule 67 Asam aspartat Molecule 9 Asam Pantotenat Molecule 68 Asam kafeat Molecule 16 Fenilalanin Molecule 71 Sianidin Molecule 25 Prolin Molecule 75 Lemak Molecule 30 Quercetin Molecule 78 Asam ferulat Molecule 31 Rhamnose Molecule 80 Asam glutamat Molecule 38 Serin Molecule 85 Glisin Molecule 39 Serotonin Molecule 86 10 Histidin Molecule 40 Asam stearat Molecule 91 11 Isoleusin Molecule 43 Asam suksinat Molecule 93 12 Asam linoleat Molecule 48 Thiamin Molecule 98 13 Lisin Molecule 51 Threonin Molecule 99 14 Asam malat Molecule 53 Triptamin Molecule 101 15 Metionin Molecule 56 Tiramin Molecule 102 16 Niasin Molecule 61 Tirosin Molecule 103 17 Asam oleat Molecule 64 Valin Molecule 104 Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April 2022 .
- .
Gambar 1.
Hasil metode Boiled-Egg dari senyawa metabolit sekunder buah P.
Dari hasil prediksi bioavailabilitas obat senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica dengan menggunakan metode Boiled-Egg (Brain Or Intestinal EstimateD permeatio.
,didapatkan hanya 34 senyawa yang diprediksi memiliki bioavailabilitas oral yang baik (Tabel .
Metode ini dapat melakukan prediksi secara akurat dengan menghitung lipofilitas dan kepolaran dari senyawa.
Metode ini menggunakan model gambar (Gambar .
untuk mengklasifikasikan absorpsi dari senyawa.
Area putih telur pada gambar menunjukkan kemampuan senyawa untuk terabsorpsi pada saluran pencernaan sedangkan area kuning telur menunjukkan kemampuan suatu senyawa menembus sawar darah otak yang didasarkan pada WLogP dan TPSA yang mendeskripsikan lipofilitas dan polaritas dari suatu senyawa (Daina & Zoete, 2.
Validasi Metode MolecularDocking Molecular docking senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak PyRx 0.
8 dan Autodock 4.
2 sebagai protokol docking.
Sebelum dilakukan docking, untuk memastikan apakah metode yang akan digunakan bisa dipakai atau tidak, maka perlu dilakukan validasi metode terlebih dahulu dengan cara melakukan docking ulang senyawa ligan asli yang ada pada PDB dengan target protein.
Hasil validasi diterima jika nilai RMSD (Root Mean Square Distance.
< 2yI(MaAoarif et al.
, 2.
Nilai ini menunjukkan kemampuan metode yang akan digunakan untuk mereplikasikan posisi ligan seperti semula.
Dari hasil validasi didapatkan data bahwa terdapat 58 dari 100 running memiliki jarak kurang dari 2yI (Tabel .
, sehingga dapat dikatakan bahwa metode ini dapat dilanjutkan untuk melakukan docking senyawa metabolit sekunder buah P.
Tabel 2.
Klusterisasi RMSD hasil validasi metode molecular docking No.
RMSD
Jumlah O1 00 Ae 1.
00 Ae 2.
00 Ae 3.
00 Ae 4.
00 Ae 6.
Prediksi Afinitas dan Interaksi Senyawa Metabolit Sekunder P.
Prediksi afinitas dari senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica dilakukan dengan melakukan docking senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica terhadap protein target, yaitu Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April 2022 .
- .
enzim HMG-CoA reduktase.
Dari docking yang dilakukan akan diperoleh hasil berupa dataafinitas yang menjadi parameter kestabilan konformasi dari interaksi antara senyawa dengan protein target.
Ketika senyawa dan protein target yang saling berinteraksiberada pada kondisi energi yang paling rendah, molekul akan menjadi lebih stabil,sehingga semakin kecilnya energi ikatan antara senyawa dengan protein target makaakan semakin kuat interaksi yang terjadi di antara keduanya(Syahputra et , 2.
Selain besaran energi ikatan, nilai prediksi konstanta inhibisi .
juga ikutmemengaruhi kekuatan interaksi yang terjadi, dimana semakin kecil nilai dari pKimaka akan semakin kuat interaksinya(Kim & Skolnick, 2.
Berdasarkan data yang diperoleh, terlihat bahwa simvastatin yang merupakan obat antihiperlipidemia golongan statinsebagai pembanding, memiliki energi ikatan sebesar -4,96 kkal/Mol dan pKisebesar 231,44 AAM (Tabel .
Jika dibandingkan dengan obat pembanding tersebut, maka dari 34senyawa metabolit sekunder hanyasianidin (-5,12 kkal/mol dan 234,67 AAM) yang memiliki energi ikatan dan pKi yang lebih rendah dari simvastatin, serta senyawa triptamin (-4,95 kkal/mol dan 117,15 AAM)yang memiliki energi ikatan danpKi yang sama besar dengan simvastatin.
Sehingga dapat Tabel 3.
Hasil molecular docking simvastatin domestica terhadap HMG-CoA reduktase No.
Ligan Simvastatin Alanin Asam askorbat Asam aspartat Asam kafeat Sianidin Lemak Asam ferulat Asam glutamat Glisin Histidin Isoleusin Asam linoleat Lisin Asam malat Metionin Niasin Asam oleat Asam p-kumarat Asam Palmitoleat Asam Pantothenat Fenilalanin Prolin Quercetin Rhamnose Serin Serotonin Asam stearat Asam suksinat Thiamin Threonin Triptamin Tiramin Tirosin Valin Energi Ikatan.
kal/mo.
-4,96 -3,31 -3,54 -2,32 -4,63 -5,12 -3,86 -4,29 -2,51 -3,09
-3,31
-3,29
-3,99
-3,89
-3,11
-2,83
-3,38
-4,17
-4,19
-4,12
-3,66
-3,82
-3,46
-4,66
-3,53
-2,74
-4,60
-3,60
-2,98
-4,27
-3,06
-4,95
-4,45
-3,85
-3,38
Prediksi Kontanta Inhibisi .
231,44 AAM
3,76 mM 2,54 mM 20,00 mM 406,65 AAM
177,15 AAM
1,47 mM 720,74 AAM
14,56 mM 5,40 mM 3,73 mM 3,85 mM 1,19 mM 1,41 mM 5,28 mM 8,36 mM 3,33 mM 881,83 AAM
846,25 AAM
952,33 AAM
2,08 mM 1,58 mM 2,91 mM 384,46 AAM
2,59 mM 9,80 mM 423,62 AAM
2,29 mM 6,49 mM 735,69 AAM
5,74 mM 234,67 AAM
545,90 AAM
1,50 mM 3,33 mM Interaksi yang terjadi dilihatberdasarkan jenis ikatan dan residu asamamino yang terikat (Tabel Pada penelitian yangresiduutama pada simvastatin yang berperandalam penghambatan sisi aktif Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April 2022 .
- .
HMGCoA reduktase adalah Asn755.
Glu559, dan Lys735(Istvan & Deisenhofer, 2.
Dari 34 senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica, asam kafeat, asam ferulat, asam p-kumarat, dan asam pantothenat mengikatresidu asam amino yang sama dengansimvastatin (Tabel .
, namun kelimanya diprediksimemiliki energi ikatan dan nilai prediksikonstanta inhibisi .
yang lebih tinggi dari Sedangkan sianidindan triptamin yang diprediksi memilikienergi ikatan dan pKi lebih rendah hanya mengikat satu satu residu asam aminoyang sama dengan simvastatin.
Sehingga dapat dikatakan bahwa senyawa-senyawa tersebut memiliki mekanisme penghambatan yang sama dengan Tabel 4.
Interaksi ikatan hidrogen pada residu asam amino antara simvastatin dan senyawa metabolit sekunder buah P.
domestica terhadap HMG-CoA reduktase No.
Ligan Ikatan Hidrogen Pada Residu Asam Amino Simvastatin Asn755,Glu559.
Lys735 Alanin Ala751.
Lys735 Asam askorbat Asn755.
Ser565.
Glu559 Asam aspartat Ala751.
Lys735 Asam kafeat Asn755,Glu559.
Lys735 Sianidin Ala751.
Gly560.
Lys735 Lemak Lys735 Asam ferulat Asn755,Glu559.
Lys735 Asam glutamat Lys735 Glisin Ala751.
Lys735 Histidin Cys561,Glu559.
Gly560 Isoleusin Glu559 Asam linoleat Lys735 Lisin Glu559.
Gly560 Asam malat Ala751.
Lys735 Metionin Glu559.
Gly560 Niasin Lys735 Asam oleat Lys735 Asam p-kumarat Asn755,Glu559.
Lys735 Asam Palmitoleat Lys735 Asam Pantothenat Asn755,Glu559.
Lys735 Fenilalanin Cys561,Glu559.
Gly560 Prolin Ala751.
Lys735 Quercetin Ala751.
Cys561.
Lys735 Rhamnose Glu559.
Ser565 Serin Asn755.
Glu559 Serotonin Glu559.
Gly560 Asam stearat Lys735 Asam suksinat Lys735 Thiamin Ala751.
Glu559 Threonin Glu559.
Gly560 Triptamin Glu559.
Gly560 Tiramin Glu559.
Gly560.
Leu562 Tirosin Glu559.
Ser565 Valin Glu559.
Gly560.
His752 Tabel 5.
Interaksi residu asam amino yang mirip antara simvastatin dan senyawa metabolit sekunder buah P.
No Ligand Residu Asam Amino Glu559 Lys735 Asn755 Simvastatin Oo Oo Oo Asam kafeat Oo Oo Oo Asam ferulat Oo Oo Oo Asam p-kumarat.
Oo Oo Oo Asam pantothenat Oo Oo Oo Sianidin Oo Triptamin Oo Muhsinin al.
Prediksi Bioavailabilitas dan A Journal of Pharmacopolium.
Vol.
No.
April 2022 .
- .
Gambar 2.
Gambar interaksi 2D antara simvastatin .
iri ata.
, sianidin .
anan ata.
, dan triptamin .
dengan residu asam amino pada HMG-CoA reduktase Sianidin merupakan senyawa golongan antosianin yang bersifat antioksidan.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa sianidin dapat menurunkan kadar lipid dalam darah(Basuny et al.
Du et al.
, 2.
Sedangkan triptamin adalah metabolit indolamin dari asam amino esensial Beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa triptamin berperan dalam menurunkan kadar lipid dalam darah(Debata & Kumar, 2019.
Nandini & Naik, 2019.
Saidi et al.
, 2.
Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa mekanisme kerja dari sianidin dan triptopan diprediksi menghambat kerja enzim HMG-CoA reduktase.
KESIMPULAN
Sianidin dan triptamin diprediksi memiliki potensi menghambat enzim HMG-CoA reduktase karena memiliki energy ikatan dan prediksi konstanta inhibisi yang lebih rendah dibandingkan dengan simvastatin dan memiliki interaksi yang mirip dengan simvastatin.
DAFTAR PUSTAKA