Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 POTENSI ANDROGRAFOLID.
DEOKSIANDROGRAFOLID,
NEOANDROGRAFOLID SEBAGAI ANTIATEROSKLEROSIS PADA
CASPASE-1: STUDI IN SILICO
Putu Yudha Ugrasena1*.
Dyah Ratna Ayu Puspita Sari2.
Putu Ika Indah Indraswari3 Departemen Farmakologi dan Terapi.
Fakultas Kedokteran.
Universitas Udayana.
Denpasar.
Bali.
Indonesia Program Studi Farmasi.
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Universitas Tadulako.
Palu.
Sulawesi Tengah.
Indonesia Program Studi Diploma 3 Farmasi.
Fakultas Kesehatan.
Institut Teknologi dan Kesehatan Bintang Persada.
Denpasar.
Bali.
Indonesia *Email: ugrasenayudha@gmail.
Artikel diterima: 23 Oktober 2023.
Disetujui: 02 Oktober 2024 DOI: https://doi.
org/10.
36387/jiis.
ABSTRAK
Aterosklerosis merupakan kondisi patologi vaskular yang ditandai dengan adanya inflamasi aktif, kronis, progresif dan pembentukan plak di dinding arteri.
Sitokin interleukin 1-beta (IL-.
mempengaruhi setiap tahap perkembangan aterosklerosis mulai dari perekrutan monosit dan sel imun lainnya hingga pembentukan dan stabilitas plak.
Protein Caspase-1 berperan dalam mengaktivasi sitokin Inflamasi Pro-Interleukin-1 Beta (Pro IL-.
menjadi IL-1.
Salah satu tanaman yang memiliki potensi untuk pengobatan arterosklerosis adalah sambiloto (Andrographis paniculat.
Andrografolid dan senyawa analognya yaitu, neoandrografolid, dan deoksiandrografolid merupakan senyawa bioaktif utama dan memiliki berbagai aktivitas farmakologi.
Tujuan dari penelitian ini skrining aktivitas senyawa melalui gambaran stabilitas ikatan senyawa pada protein caspase1.
Jenis penelitian ini yaitu eksploratif secara in-silico terhadap protein target yaitu protein caspase-1 (PDB ID:1RWK), dengan taapan preparasi senyawa uji, preparasi protein, validasi metode molecular docking hingga docking senyawa andrografolid, neoandrografolid dan deoksiandrografolid pada protein target.
Ketiga senyawa uji memiliki afinitas pada protein target dengan nilai energi ikatan berturut-turut -5.
kkal/mol, -6.
02 kkal/mol, dan -6.
81 kkal/mol lebih kecil dibandingkan native ligand 77 kkal/mol.
Hasil docking menunjukkan bahwa andrografolid, neoandrografolid dan deoksiandrografolid memiliki potensi dalam menghambat caspase-1 yang berperan dalam mengaktifkan sitokin pro-inflmasi IL-1 pada Kata Andrografolid.
Neoandrografolid.
Molecular docking Deoksiandrografolid.
Caspase-1.
Putu Yudha Ugrasena, dkk | 248 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902
ABSTRACT
Atherosclerosis is a vascular pathological condition characterized by active, chronic, progressive inflammation and plaque formation in the arterial walls Interleukin 1-beta (IL-.
cytokine influences every stage of atherosclerosis, from destroying monocytes and other immune cells to forming plaques.
Caspase-1 protein plays a role in activating the inflammatory cytokine Pro-Interleukin-1 Beta (Pro IL-.
to IL-1.
One of the plants that has the potential to treat atherosclerosis is Andrographis paniculata.
Andrographolide and its analogs, such as neoandrographolide and deoxyandrographolide, are the main bioactive compounds with various pharmacological activities.
This study aimed to screen the activity of the compounds through the description of the stability of the compounds in protein caspase-1.
This type of research was an in-silico exploratory study of the caspase-1 protein (PDB ID: 1RWK), with compound preparations, protein preparations, validating the molecular docking method to docking andrographolide neoandrografolid and deoksiandrografolid compounds on the target protein.
The compounds has an affinity for the target protein with binding energy values of -5.
kcal/mol, -6.
02 kcal/mol, and -6.
81 kcal/mol respectively, which are smaller than the native 77 kcal/mol.
Docking results show that andrographolide, neoandrografolid, and deoxyandrografolid can potentially inhibit caspase-1, which activates the proinflammatory cytokine IL-1 in atherosclerosis.
Keywords: Andrographolide.
Neoandrographolide.
Deoxy-Andrographolide.
Caspase-1.
Molecular Docking.
PENDAHULUAN
, 2016.
Mota et al.
, 2.
Penyakit Aterosklerosis meliputi dua kondisi utama: penyakit ditandai dengan adanya inflamasi
(IHD)
erutama pembentukan plak di dinding arteri.
IHD dan stroke adalah Kondisi tersebut melibatkan respon masing-masing penyebab kematian imun alami dan adaptif yang mampu pertama dan ketiga di dunia dengan berkembang menjadi inflamasi pada pembuluh darah ataupun plak (Dewi kematian/100.
000 orang pada 2013.
et al.
, 2.
Penyempitan lumen Penyakit pembuluh darah dalam jangka waktu terjadi kematian hingga 23,6 juta jiwa terjadinya bekuan darah yang memicu (Barquera et al.
, 2015.
Nguyen et al.
(Hendrata et al.
, 2018.
Herrington et Putu Yudha Ugrasena, dkk | 249 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 Proses inflamasi pada fase perakitan NLRP-3 inflammasome awal aterosklerosis terjadi karena yang melibatkan TNF-.
IL-1.
LDL teroksidasi.
PAMPs.
Sitokin IL-1
LDL
makrofag, dan kemudian pada fase
lanjut, peradangan meningkat dengan parakrin sehingga kembali berikatan Sitokin
IL-1,
perkembangan aterosklerosis mulai dari perekrutan monosit dan sel imun lainnya hingga pembentukan dan stabilitas plak.
Sitokin pro-inflamasi salah satunya yang berperan aktif inflamasi pada aterosklerosis akan yaitu interleukin 1-beta (IL-.
IL-
meningkat (Molla et al.
, 2.
1 memainkan peran utama dalam Penatalaksanaan IL-1 Hal aterosklerosis saat ini sebagian besar aterosklerosis (Moss & Ramji, 2.
terkonsentrasi pada usaha untuk Sitokin IL-1 meningkatkan produksi sitokin proinflamasi seperti IL-6, plasma yang dikombinasikan dengan terapi antiinflamasi.
Penggunaan obat
CRP,
produksi molekul adhesi, kemokin, dan meningkatnya jumlah makrofag
pengobatan kompelementer alternatif
sehingga pembentuan plak aterogenik
(CAM)
semakin meningkat (Fatkhullina et Salah satu tanaman Protein Caspase-1 pengobatan arterosklerosis adalah Sitokin IL-1, protein caspase-1 sambiloto (Andrographis paniculat.
(Ugrasena mengaktivasi sitokin Inflamasi Pro- sambiloto menyebutkan Interleukin-1 IL-.
bahwa andrografolid dan senyawa menjadi IL-1 (Caruso et al.
, 2.
analognya yaitu, neoandrografolid.
Caspase-1 dan deoksiandrografolid merupakan Beta (Pro Studi Putu Yudha Ugrasena, dkk | 250 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902
COX-2,
iNOS memberikan rasa pahit pada tanaman RAW264.
Sambiloto memiliki beberapa lipopolisakarida (LPS).
Al Batran et efek farmakologi seperti sebagai antikanker, hepatoprotektif, antivirus, .
penurunan kadar beberapa sitokin salah satunya IL-1 pada kelinci antimikroba (Marangyana et al.
Marangyana & Ugrasena.
Porphyromonas gingivalis.
Shu et al Ugrasena.
Puspitasari, et al.
menyebutkan andrografolid Warditiani et al.
, 2.
menurunkan kadar TNF-.
MCP-1.
Penelitian hs-CRP, dan IL-1 secara in-vivo antiinflamasi senyawa andrografolid, dengan mengatur sinyal PPAR- dan NF-kB.
Data penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa Andrographis paniculata memiliki aktivitas dalam menjelaskan hubungannya dengan menurunkan sitokin pro inflamasi sitokin pro infamasi atau bahkan terhadap caspase-1.
Pendekatan yang mekanisme penurunan kadar sitokin diharapkan pada terapi alternative tersebut dapat disebabkan melalui berbagai mekanisme penghambatan.
IL-1,
aterosklerosis melalui hubungannya Salah dengan protein caspase-1 dan peran mekanisme penghambatan caspase-1.
Cabrera aterosklerosis (Moss & Ramji, 2.
Lee et al in vitro .
in-vivo bahwa andrografolid dalam ekstrak ekspresi IL-1 dan caspase-1.
Namun menurunkan ekspresi IL-1.
IL-6.
Andrographis paniculata terdiri dari metabolit Putu Yudha Ugrasena, dkk | 251 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 Dilakukan optimalisasi menggunakan HyperChem 8.
Optimasi dilakukan dengan metode komputasi semi- deoksiandrografolid yang merupakan empiris AM1 (Austin Model .
dan senyawa mayor dan menjadi marker dari tanaman ini.
In-Silico dengan optimasi single point dan geometri.
docking molecular menjadi metode Preparasi Protein Caspase-1 skrining pilihan terhadap aktivitas Pada Protein caspase-1 (PDB suatu senyawa melalui gambaran ID:
stabilitas ikatan senyawa dengan https://w.
Protein
Senyawa metabolit sekunder Caspase-1disiapkan dipisahkan dari native ligan Q158
1RWK)
molekul organik kecil .
Chimera Validasi Molecular docking pendekatan komputasi dengan insilico Validasi dilakukan dengan menggunakan aplikasi Autodock 4.
dan Autogrid.
Dilakukan dengan mengetahui mekanisme molekuler redocking native ligand Q158 ke andrografolid, neoandrografolid dan Grid box diatur dan aterosklerosis pada penghambatan disesuaikan dengan nilai x = 40 yI, y = 40 yI, z = 40 yI.
grid center x = Caspase-1 016 yI, y = 60.
302 yI, z = 4.
934 yI.
METODE
Validasi ditentukan dari nilai Root Optimasi Struktur Mean Square Deviation (RMSD).
Struktur Nilai RMSD O 3.
0 yI dianggap valid (Saputra et al.
, 2.
Docking Struktur PubChem .
ttps://pubchem.
gov/).
Putu Yudha Ugrasena, dkk | 252 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 hasil validasi.
Hasil docking berupa dioptimalkan kemudian dirapatkan ke adalah energi ikatan dan ikatan yang terbentuk antara senyawa dan protein Autodock 4.
2 dengan ukuran grid box dan grid center yang sama sesuai Gambar 1.
Andrografolid, neoandrografolid dan deoxyandrografolid yang dioptimalkan .
andrografolid kalkulasi single point .
andrografolid optimasi geometri .
neoandrografolid kalkulasi single point .
neoandrografolid optimasi geometri .
deoxyandrografolid kalkulasi single point .
deoxyandrografolid optimasi geometri Gambar 2.
Protein Caspase-1, .
Native Ligand Q158
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimalisasi
Deoksiandrografolid
energi single point sebesar memberikan nilai energi single point
5601,90 kkal/mol dan energi optimasi
-5651,94
kkal/mol optimasi geometri -5878,36 kkal/mol.
-5779,57
Neoandrografolid kkal/mol.
single point -7584,29 kkal/mol dan Putu Yudha Ugrasena, dkk | 253 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 energi optimasi geometri sebesar - menggunakan nilai RMSD 2.
30 yI
5878,36
kkal/mol (Gambar (Tabel Protein caspase-1 dibuat dengan Andrografolid, dan neoandrografolid yang telah Caspase-1 tanpa native ligand dioptimalisasi diikatkan pada protein Q158 dan native ligand Q158 terpisah caspase-1 menggunakan grid box saat divisualisasikan pada Gambar 2.
Hasil docking menunjukkan Kesamaan konformasi antara native sepuluh konformasi senyawa aktif ligand Q158 dan protein caspase-1 dibandingkan dengan hasil percobaan melalui validasi.
Hasil menunjukkan menunjukkan konformasi yang paling Energi ikatan native ligand.
RMSD Konformasi bervariasi pada sepuluh konformasi native ligand ke sisi pengikatan aktif neoandrografolid dengan caspase-1 Dipilih konformasi dengan berturut-turut adalah -4.
77 kkal/mol nilai RMSD terendah dan memenuhi (Tabel .
, -5.
95 kkal/mol (Tabel .
, - persyaratan validasi (RMSD O 3.
0 yI) 02 kkal/mol (Tabel .
, dan -6.
(Pratama et al.
, 2.
Penelitian ini kkal/mol (Tabel .
Tabel 1.
Hasil docking native ligand Q158 dan senyawa uji dengan caspase-1
Protein
Target
Caspase-1
Q158
RMSD
I) Energi Ikatan .
kal/mo.
Andrografolid
Deoksiandrografolid
Ligan
Neoandrografolid
Residu Asam
Amino
GLN283
CYS285
HIS237
ARG179
ARG179
GLN283
SER236
HIS237
CYS285
ARG179
GLN283
GLY287
CYS285
HIS237
Gugus dalam Ikatan Hidrogen
HE21-O8
HN-O11
HD1-O12
HE-O13
HH21-O5
HE21-O3
HD1-O
HN-O
HH21-O
HE21-O
HN-O
HD1-O
Proses optimasi senyawa uji untuk menentukan energi total molekul dilakukan perhitungan single point dari struktur tanpa suatu proses Putu Yudha Ugrasena, dkk | 254 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 neoandrografolid berpotensi sebagai Optimasi geometri dilakukan dengan antiaterosklerosis dengan energi ikatan tujuan meminimalisir energi sehingga diperoleh struktur senyawa uji yang berturut-turut adalah -5.
95 kkal/mol, - penurunan energi total dari struktur 02 kkal/mol, dan -6.
81 kkal/mol, dan senyawa uji (Reddy et al.
, 2.
memiliki potensi berikatan terhadap Optimasi senyawa uji dinyatakan sisi aktif caspase-1.
Hal tersebut terlihat berhasil apabila terjadi penurunan nilai dari energy ikatan native ligand Q158 energi total senyawa dari kalkulasi single point ke optimasi geometri dibandingkan senyawa uji (Ugrasena, (Saputra et al.
, 2.
Senyawa uji Diantari, et al.
, 2.
77 kkal/mol lebih besar andrografolid, deoksiandrografolid dan Native ligand (Q.
Andrografolid Neoandrografolid Deoksiandrografolid Gambar 3.
Visualisasi Native ligand dan Senyawa Uji pada Protein Target Putu Yudha Ugrasena, dkk | 255 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902 Proses optimasi senyawa uji Hasil docking senyawa uji dilakukan perhitungan single point dengan protein target caspase-1 pada menunjukkan adanya molekul dari struktur tanpa suatu ikatan hidrogen yang terbentuk dari proses optimasi struktur senyawa uji.
interaksi senyawa uji dengan protein Optimasi geometri dilakukan dengan Ikatan hidrogen juga dapat tujuan meminimalisir energi sehingga terjadi akibat ligan yang fleksibel diperoleh struktur senyawa uji yang (Arwansyah penurunan energi total dari struktur Berdasarkan visualisasi hasil yang senyawa uji (Reddy et al.
, 2.
diperoleh menunjukkan bahwa pada Optimasi senyawa uji dinyatakan berhasil apabila terjadi penurunan dengan native ligand, andrografolid, nilai energi total senyawa .
kalkulasi single point ke optimasi geometri (Pratama et al.
, 2.
menempati sisi aktif yang ditempati Senyawa oleh native ligand.
Ikatan hidrogen yang terbentuk pada koordinat native neoandrografolid berpotensi sebagai ligand dan senyawa uji pada protein target caspase-1 juga menunjukkan adanya kesamaan ikatan dengan residu asam amino seperti GLN 283.
ARG 179 dan HIS 237.
berturut-turut adalah -5.
95 kkal/mol, - Penelitian Warditiani et al 02 kkal/mol, dan -6.
81 kkal/mol, .
terhadap sisi aktif caspase-1.
Hal dengan baik pada protein NF-k, tersebut terlihat dari energi ikatan ICAM-1.
VCAM-1.
TNF.
IFN- dan native ligand Cyt MAP kinase P32 dan berperan Q158 adalah -4.
kkal/mol lebih besar dibandingkan dalam efek anti aterosklerosis.
senyawa uji (Ugrasena, et al.
, 2.
Putu Yudha Ugrasena, dkk | 256 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902
Ketiga senyawa uji yang aktivitas NF-B yang selanjutnya memiliki afinitas baik dengan protein
TNF-/NF-B,
Energi bebas dari ketiga TLR4/NF-B, senyawa uji dibandingkan native mengarah pada menurunnya kadar ligand lebih kecil sehingga berikatan IL-1 dan menurunnya progresivitas lebih kuat dan stabil pada protein aterosklerosis (Nie et al.
, 2.
caspase-1 (Hemant U Chikhale, 2020.
Odoemelam
KESIMPULAN
Andrografolid dan analognya yaitu Berdasarkan ikatan antara senyawa uji dengan IL-1 neoandrografolid yang ditunjukkan seperti NF-k.
NLRP3 inflamassome, dengan nilai energi ikatan -6,81, reseptor seperti TNF-.
IL-1R.
LDL, diikuti dengan deoksiandrografolid
yang ditunjukkan dengan nilai ikatan IL-1
-6,02
ditunjukkan dengan nilai ikatan -5,95.
sitokin proinflamasi lainnya dan Hasil docking menunjukkan bahwa menurunkan tingkat inflamasi pada andrografolid, neoandrografolid dan plak aterosklesrosis (Abbate et al.
deoksiandrografolid memiliki potensi Burgos et al.
, 2021.
Van Tassell dalam menghambat caspase-1 yang et al.
, 2.
Berdasarkan gambaran berperan dalam mengaktifkan sitokin
potensi tersebut maka peran caspase-
pro-inflmasi
IL-1
1 dalam mengaktivasi pro sitokin IL- Sehingga 1 dapat terhambat dan produksi senyawa uji berpotensi dan memiliki IL-1 aktivitas sebagai anti aterosklerosi Andrografolid secara in silico melalui penghambatan protein caspase-1.
Putu Yudha Ugrasena, dkk | 257 Jurnal Ilmiah Ibnu Sina, 9.
Oktober 2024, 248-261 p-ISSN: 2502-647X.
e-ISSN: 2503-1902
KONFLIK KEPENTINGAN
Seluruh penulis menyatakan bahwa tidak ada konflik kepentingan dalam penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA