HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR-AKTIVITAS SENYAWA ... · 1 iii hubungan kuantitatif struktur-aktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya sebagai senyawa antimalaria berdasarkan

1

i

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR-AKTIVITAS SENYAWA

VINKADIFORMINA DAN TURUNANNYA SEBAGAI SENYAWA

ANTIMALARIA BERDASARKAN PARAMETER TEORETIS HASIL

PERHITUNGAN SEMIEMPIRIS PM3 (PARAMETERIZED MODEL 3)

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :

Nugraha Adi Hartantyo

NIM : 038114134

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2007

1

ii





SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :


NIM : 038114134

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2007

1

iii





Oleh:


NIM : 038114134

Skripsi ini telah disetujui oleh Pembimbing I (Drs. Iqmal Tahir, M.Si.)

tanggal ...................................... Pembimbing II (Drs. Mulyono, Apt.)

tanggal ......................................

1

iv

1

v

Kupersembahkan karya ini untuk

Tuhan yang Mengasihiku,

Ibu-Bapakku, ungkapan rasa hormat dan baktiku

Kakakku dan Kekasihku

serta Almamaterku

Menjadi laki-laki adalah masalah kelahiran

Menjadi pria sejati adalah masalah pilihan

Segala sesuatu mungkin bagi orang yang percaya

Markus 9:23

PERSEMBAHAN

1

vi

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Kuasa, karena

berkat rahmat dan kasih-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas Senyawa Vinkadiformina dan

Turunannya Sebagai Senyawa Antimalaria Berdasarkan Parameter Teoretis Hasil

Perhitungan Semiempiris PM3 (Parameterized Model 3)”. Skripsi ini merupakan

salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas

Farmasi Universitas Sanata Dharma.

Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

pihak-pihak yang telah terlibat dalam penyusunan skripsi ini, antara lain :

1. Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan

pendidikan dan pengajaran kepada penulis.

2. Bapak Drs. Iqmal Tahir, M.Si. selaku pembimbing utama yang telah

memberikan bimbingan, kritik dan saran selama penyusunan skripsi ini.

3. Bapak Drs. Mulyono, Apt. selaku pembimbing pembantu yang berkenan

memberikan bimbingan, pengarahan, kritik dan saran, serta diskusi-diskusi

yang sangat memotivasi penulis.

4. Ibu Christine Patramurti, M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang berkenan

meluangkan waktu untuk menguji, memberikan kritik dan saran demi

kesempurnaan skripsi ini.

5. Ibu Dra. Agnes Nora Iska Harnita, M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang telah

meluangkan waktu untuk menguji, memberikan kritik dan saran yang

memotivasi penulis untuk menyempurnakan skripsi ini.

1

vii

6. Bapak Enade Perdana Istyastono, S.F., Apt. selaku dosen yang turut

membantu dan memberi masukan selama penelitian dan penyusunan skripsi.

7. Bapak Aman Soepardi dan Ibu Khatarina Sri Hardatyani tersayang, kedua

orang tua yang telah memberikan doa restu dan dukungan moral bagi penulis,

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

8. Mas Wied dan Pakde Bambang, kedua pakde beserta keluarganya yang telah

memberikan doa restu dan dukungan bagi penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

9. Mba Mazi, Mas Ova, Mba Novi, dan Mba Ninin, kakak-kakak tercinta yang

memberikan dukungan moral dan finansial selama penyusunan skripsi.

10. Tyas Ayu Puspita yang selalu menemani, memberi dukungan dengan setia,

sabar, dan penuh kasih sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Terima kasih untuk semuanya.

11. Dominika Anny Yanuarti dan Ariyanto, teman-teman seperjuangan yang

bersama-sama mengalami jatuh bangun selama proses penyusunan skripsi.

Menjalani skripsi bersama kalian adalah pengalaman yang sangat berharga.

12. Teman-teman kelas C angkatan 2003 yang memberikan dorongan dan

semangat bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi. Semoga kebersamaan dan

persahabatan kita tidak akan lekang oleh waktu.

13. Teman-teman UP2U dimanapun kalian berada, Albert, Gaband, Heri Boy,

Risma, Grace, Bobo, Dewi, Ari, Lolo, Lulu, Rio, Kurniawan, Urip, Nanick,

dan Titiek yang selalu memberikan semangat bagi penulis selama proses

penyusunan skripsi.

1

viii

14. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Terima kasih

atas bantuan dan dukungan yang telah diberikan, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa skripsi ini

masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis membuka diri terhadap kritik

dan saran yang bersifat membangun. Penulis berharap, semoga skripsi ini dapat

bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Penulis

1

ix

1

x

INTISARI

Malaria telah dikenal sebagai salah satu penyebab kematian di daerah beriklim tropis, salah satunya adalah di Indonesia. Pengobatan pada orang yang terkena malaria telah banyak dilakukan, umumnya menggunakan berbagai jenis obat sintetik seperti klorokuin atau meflokuin, fenantrolin-1,10, turunan primakuin atau artemisinin. Untuk menanggulangi terjadinya resistensi dari obat-obat tersebut, maka perlu dilakukan pengembangan dan desain senyawa antimalaria baru, salah satunya dengan metode analisis Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas (HKSA). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui HKSA senyawa vinkadiformina dan turunannya yang telah diketahui memiliki aktivitas antimalaria yang dinyatakan dalam log 1/IC50. IC50 merupakan konsentrasi efektif untuk menghambat pertumbuhan parasit malaria sebanyak 50%.

Penelitian ini menggunakan rancangan eksperimental kuasi. Sebagai variabel bebas digunakan deskriptor elektronik, sterik, dan hidrofobisitas yang berjumlah 17. Sebagai variabel tergantung digunakan aktivitas antimalaria dalam bentuk log 1/IC50. Data parameter teoretis diperoleh dengan perhitungan semiempiris PM3 (Parameterized Model 3) menggunakan program komputer HyperChem Pro ver.6.0.

Data parameter teoretis (deskriptor) diolah secara statistik menggunakan analisis regresi multivariat metode backward dengan program SPSS 11.0 for Windows. Analisis statistik yang dilakukan menghasilkan 7 model persamaan HKSA. Model persamaan 5 merupakan HKSA terbaik yang diperoleh berdasarkan kriteria statistik, yaitu :

Log 1/IC50 = 10,5159(qC1) - 32,2812(qC4) + 16,50897(qC5) +

5,614975(qC7) + 55,00465(qC9) + 0,95489(log P) - 0,3535(∂) + 0,01024(M) - 0,0388(µ) - 0,37543(ΔE) + 15,62413

Model persamaan tersebut dapat digunakan untuk memprediksikan aktivitas antimalaria senyawa-senyawa baru turunan vinkadiformina. Kata kunci: HKSA, antimalaria, vinkadiformina, PM3

1

xi

ABSTRACT

Malaria has been known as one of the causes of death in the tropical area, such as in Indonesia. Medication for people who suffered from malaria has been done. Generally, it used some of synthetic drugs such as chloroquin or mefloquin, phenanthrolyn-1,10, derivates of primaquin or arthemisinin. To overcome the resistance from those drugs, it needs to develop and design the new antimalarial substances using Quantitative Structure and Activity Relationship (QSAR) method for the example. The goal of this research is to know the quantitative relationship between structure and activity of vincadifformine and its derivatives based on log 1/IC50. IC50 is concentration that can inhibit 50% of the malaria plasmodia’s growth.

This research uses quasi experimental design. Seventeen electronic, steric, and hydrophobicities descriptor were used as independent variabel. Antimalarial activity (log 1/IC50) was used as dependent variabel. Theoritical parameter data were obtained by PM3 (Parameterized Model 3) semiempirical calculation from HyperChem Pro ver.6.0 computer programme. Theoritical parameter data (descriptor) were analysed statistically using multivariate linear regression backward method by SPSS 11.0 for Windows programme. That statistic analysis results 7 QSAR equation models. The fifth equation model is the best quantitative relationship between structure and activity based on statistic criteria, with was represented i.e.

Log 1/IC50 = 10.5159(qC1) – 32.2812(qC4) + 16.50897(qC5) + 5.614975(qC7) + 55.00465(qC9) + 0.95489(log P) – 0.3535(∂) + 0.01024(M) – 0.0388(µ) – 0.37543(ΔE) + 15.62413

That equation model could be used to predict antimalarial activity of the new vincadifformine derivates. Key words : QSAR, antimalarial, vincadifformine, PM3

1

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL.................................................................................... i

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .............................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... v

PRAKATA....................................................................................................... vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................................... ix

INTISARI ........................................................................................................ x

ABSTRACT....................................................................................................... xi

DAFTAR ISI.................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL............................................................................................ xv

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................... xviii

DAFTAR SINGKATAN DAN ARTI LAMBANG ........................................ xix

BAB I PENGANTAR...................................................................................... 1

A. Latar Belakang ........................................................................................... 1

B. Permasalahan ............................................................................................. 4

C. Manfaat Penelitian ..................................................................................... 4

D. Keaslian Penelitian..................................................................................... 5

E. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 5

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA .............................................................. 7

A. Malaria ....................................................................................................... 7

1

xiii

B. Pengelompokan Senyawa Antimalaria ...................................................... 10

C. Mekanisme Kerja Senyawa Antimalaria .................................................. 23

D. Vinkadiformina .......................................................................................... 28

E. Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas ............................................ 29

F. Kimia Komputasi ....................................................................................... 31

G. Metode PM3............................................................................................... 33

H. Analisis Statistik ........................................................................................ 34

I. Keterangan Empiris ................................................................................... 37

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 39

A. Jenis dan Rancangan Penelitian ................................................................. 39

B. Variabel dan Definisi Variabel .................................................................. 39

C. Bahan dan Alat Penelitian.......................................................................... 40

1. Bahan ................................................................................................... 40

2. Alat....................................................................................................... 43

D. Tata Cara Penelitian................................................................................... 43

1. Optimasi geometri struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya

dengan metode PM3 .................................................................................. 43

2. Perhitungan sifat fisika kimia molekul senyawa vinkadiformina

dan turunannya........................................................................................... 44

E. Analisa Data dan Hasil............................................................................... 45

1. Analisis regresi multivariat .................................................................. 45

2. Analisis kriteria statistik model persamaan matematis ........................ 45

1

xiv

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 47

A. Optimasi Geometri Senyawa Vinkadiformina dan Turunannya dengan

Metode PM3............................................................................................... 47

B. Perhitungan Sifat Fisika Kimia Senyawa Vinkadiformina

dan Turunannya ........................................................................................ 50

C. Analisis Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas Senyawa

Vinkadiformina dan Turunannya............................................................... 53

D. Makna Model Persamaan Terbaik ............................................................. 58

E. Strategi Rancangan Molekul Senyawa Antimalaria Baru

Menggunakan Model Persamaan Terbaik.................................................. 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 73

A. Kesimpulan ................................................................................................ 73

B. Saran .......................................................................................................... 73

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 74

LAMPIRAN..................................................................................................... 77

BIOGRAFI PENULIS ..................................................................................... 83

1

xv

DAFTAR TABEL

I. Struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya ................................. 41

II. Data aktivitas (log 1/IC50) senyawa vinkadiformina dan

turunannya .............................................................................................. 43

III. Deskriptor-deskriptor yang dihitung menggunakan metode PM3.......... 53

IV. Deskriptor-deskriptor yang terlibat di dalam model persamaan............. 54

V. Nilai-nilai parameter statistik untuk mengeliminasi model persamaan.. 55

VI. Nilai aktivitas prediksi yang dihitung dengan model persamaan

5 dan dibandingkan dengan aktivitas eksperimen................................... 59

VII. Nilai koefisien dan nilai mutlak koefisien masing-masing

parameter pada persamaan 5 ................................................................... 60

VIII. Struktur senyawa hipotetik turunan vinkadiformina............................... 68

IX. Data aktivitas (log 1/IC50) senyawa hipotetik turunan vinkadiformina .. 70

X. Nilai log P senyawa hasil penelitian Mustofa, senyawa hipotetik

turunan vinkadiformina, dan klorokuin .................................................. 72

1

xvi

DAFTAR GAMBAR

1. Siklus perkembangan parasit malaria ........................................................ 8

2. Struktur kuinakrin HCl .............................................................................. 15

3. Struktur dasar senyawa 4-aminokuinolin................................................... 16

4. Struktur klorokuin...................................................................................... 17

5. Struktur dasar senyawa 8-aminokuinolin................................................... 17

6. Struktur primakuin ..................................................................................... 19

7. a. Struktur proguanil .................................................................................. 19

b. Struktur sikloguanil................................................................................ 19

8. Struktur pirimetamin .................................................................................. 20

9. a. Struktur kuinin ....................................................................................... 21

b. Struktur kuinidin .................................................................................... 21

10. a. Struktur sulfadoksin .............................................................................. 22

b. Struktur dapson ...................................................................................... 22

11. Mekanisme aksi klorokuin pada tingkat molekular ................................... 25

12. Struktur senyawa vinkadiformina .............................................................. 28

13. Struktur senyawa vinkadiformina dengan penomeran atom tidak

mengikuti kaidah tatanama senyawa dan hanya digunakan

untuk penelitian ini saja ............................................................................ 40

14. Kerangka struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya.

Penomoran atom tidak mengikuti kaidah tatanama senyawa

dan hanya digunakan untuk pemodelan pada penelitian ini ...................... 47

15. Model stick & ball senyawa vinkadiformina sebelum

1

xvii

optimasi geometri....................................................................................... 49

16. Model stick & ball senyawa vinkadiformina sesudah

optimasi geometri....................................................................................... 50

17. Grafik PRESS pada persamaan 5............................................................... 59

18. Daerah sensitif senyawa turunan vinkadiformina...................................... 61

19. a. Struktur indol ......................................................................................... 64

b. Cincin kuinolin....................................................................................... 64

1

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Nilai-nilai parameter elektronik hasil perhitungan semiempiris PM3....... 77

2. Nilai-nilai parameter sterik dan hidrofobik hasil perhitungan

semiempiris PM3 ....................................................................................... 78

3. Model summary hasil perhitungan metode backward menggunakan

SPSS 13.0 for Windows.............................................................................. 79

4. ANOVA hasil perhitungan metode backward menggunakan

SPSS 13.0 for Windows.............................................................................. 80

5. Koefisien hasil perhitungan metode backward menggunakan

SPSS 13.0 for Windows.............................................................................. 81

6. Nilai-nilai parameter elektronik, sterik dan hidrofobik hasil perhitungan

semiempiris PM3 senyawa hipotetik turunan vinkadiformina .................. 82

1

xix

DAFTAR SINGKATAN DAN ARTI LAMBANG

1. ADN: asam deoksiribonukleat 2. ARN: asam ribonukleat 3. AM1: Austin Model 1 4. CNDO: Complete Neglect of Differential Overlap 5. EHOMO: Highest Occupied Molecular Orbitals Energy 6. ELUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbitals Energy 7. HKSA: Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas 8. INDO: Intermediate Neglect of Differential Overlap 9. LFER: Linear Free Energy Relationship (hubungan energi bebas linear) 10. log1/IC50: - log konsentrasi yang dapat menghambat pertumbuhan

plasmodia sebesar 50% 11. log P: koefisien partisi obat dalam fase air dan fase lipid 12. M: Massa 13. MINDO: Modified Intermediate Neglect of Differential Overlap 14. MNDO: Modified Neglect of Diatomic Overlap 15. MR: Refraktivitas Molar 16. m: jumlah deskriptor dalam persamaan 17. NDDO: Neglect of Diatomic Differential Overlap 18. n: jumlah data 19. PM3: Parameterized Model 3 20. PRESS: Predicted Residual Sum of Squares 21. qC: muatan bersih atom C 22. qN: muatan bersih atom N 23. QSAR: Quantitative Structure Activity Relationship 24. R: koefisien korelasi 25. R2: koefisien determinasi 26. SA: Surface Area (luas permukaan) 27. SE: Standard Error 28. Sig: Signifikansi 29. V: Volume Molekular 30. ZINDO: Zerner Intermediate Neglect of Differential Overlap 31. ΔE: selisih antara ELUMO dan EHOMO 32. µ: Momen Dipol 33. ∂: Polarisabilitas Molekular 34. 2D: dua dimensi 35. 3D: tiga dimensi

1

xx

BAB I

PENGANTAR

A. Latar Belakang

Malaria merupakan salah satu penyakit menular yang masih memerlukan

perhatian khusus (Dewi, 2002). Peningkatan insiden malaria di beberapa daerah

tertentu terutama di Indonesia Bagian Timur disebabkan antara lain: Plasmodium

falciparum telah resisten terhadap beberapa obat antimalaria, ditemukannya P.

vivax resisten klorokuin, dan belum tersedianya vaksin yang efektif (Taylor,

2004).

Resistensi dapat disebabkan karena pemakaian obat yang tidak tepat,

sebagai contoh, penderita tidak menyelesaikan suatu rancangan pengobatan, dan

pemakaian obat yang berlebihan atau tidak sesuai dosis yang telah ditetapkan. Di

antara keempat spesies Plasmodia manusia, kasus malaria P. falciparum

tampaknya lebih dominan dan juga merupakan penyebab malaria berat yang

banyak menimbulkan kematian. Di Indonesia dilaporkan terdapat fokus-fokus P.

falciparum resisten terhadap klorokuin pada 26 propinsi, resisten terhadap

sulfadoksin-pirimetamin pada 3 propinsi, dan resisten terhadap meflokuin pada

dua propinsi (Tjitra, 1993).

Pengobatan malaria merupakan salah satu upaya dalam rangkaian kegiatan

program pemberantasan. Keberhasilan pengobatan untuk penyembuhan maupun

pencegahan tergantung apakah obat itu ideal, diminum secara teratur sesuai

dengan jadwal pengobatan dan takaran yang telah ditetapkan. Obat antimalaria

yang ideal adalah obat yang mempunyai efek terhadap semua jenis dan stadia

1

1

xxi

parasit, menyembuhkan infeksi akut maupun laten, cara pemakaian mudah,

harganya terjangkau oleh seluruh lapisan penduduk dan mudah diperoleh, efek

samping ringan dan toksisitas rendah. Sampai saat ini belum ada obat antimalaria

yang ideal (Tjitra, 1993).

Pengembangan pengobatan malaria diperlukan untuk memperoleh obat

yang ideal, mengatasi masalah resistensi, dan untuk membantu menanggulangi

masalah malaria di dunia. Dasar pengembangan pengobatan malaria adalah

dengan meningkatkan atau memperbaiki efikasi pengobatan malaria tanpa

komplikasi yaitu dengan mengembangkan kombinasi atau regimen obat

antimalaria yang tersedia di Indonesia atau dengan mempersiapkan obat

antimalaria baru dan mencari obat antimalaria baru alternatif yang efektif sebagai

obat penyelamat untuk pengobatan malaria dengan komplikasi (Taylor, 2004).

Senyawa vinkadiformina merupakan hasil isolasi dari ekstrak tanaman A.

pyrifolium dan A. megalocarpon yang merupakan tanaman tradisional sebagai

obat antimalaria dari Amerika (Mustofa, 2001). Vinkadiformina telah berhasil

diuji aktivitasnya oleh Mustofa (2001) sebagai antimalaria. Mustofa telah

mensintesis 16 senyawa vinkadiformina dan turunannya dan menguji aktivitas

antimalaria senyawa-senyawa tersebut terhadap P. falciparum yang tergolong

resisten terhadap klorokuin yaitu FcM29-Kamerun dan P. falciparum yang

sensitif terhadap klorokuin yaitu sel Nigerian (Tahir dkk., 2005). Hasil sintesis

dan pengujian aktivitas antimalaria vinkadiformina dan turunannya, membuka

jalan bagi pengembangan dan desain senyawa turunan vinkadiformina sebagai

antimalaria baru.

2

1

xxii

Pengembangan dan desain senyawa antimalaria baru dapat dilakukan

dengan berbagai metode, salah satunya adalah analisis Hubungan Kuantitatif

Struktur-Aktivitas (HKSA). Metode ini dapat mengurangi faktor trial and error

dalam sintesis obat baru, fokus pada sintesis obat baru serta mencapai efisiensi

waktu dan biaya. Selain itu, kajian HKSA dapat memberikan informasi

maksimum dari molekul obat baru dengan dana yang lebih sedikit (Foye, 1981).

Analisis HKSA vinkadiformina dan turunannnya telah dilakukan oleh

Tahir dkk. (2005). Dalam penelitiannya, Tahir, dkk. menganalisis HKSA 16

senyawa vinkadiformina dan turunannya yang telah diuji aktivitasnya terhadap P.

falciparum yang sensitif terhadap klorokuin (sel Nigerian), oleh Mustofa. Dengan

metode semiempiris Austin Models 1 (AM1), Tahir, dkk. berhasil memperoleh

model persamaan terbaik yang dapat menggambarkan hubungan kuantitatif

struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya dengan aktivitasnya sebagai

antimalaria. Model persamaan yang diperoleh oleh Tahir, dkk. memperlihatkan

bahwa parameter teoretis berupa parameter elektronik dan sterik memberikan

pengaruh yang besar terhadap aktivitas antimalaria yaitu log 1/IC50. Log 1/IC50

menyatakan log konsentrasi yang dapat menghambat pertumbuhan plasmodia

sebesar 50%.

Penelitian ini juga dilakukan untuk memperoleh hubungan kuantitatif

antara struktur dan aktivitas 16 senyawa vinkadiformina dan turunannya yang

telah diuji aktivitasnya terhadap P. falciparum yang sensitif terhadap klorokuin

(sel Nigerian), oleh Mustofa. Berbeda dengan yang telah dilakukan oleh Tahir

dkk., penelitian ini menggunakan metode semiempiris Parameterized Models 3

3

1

xxiii

(PM3) yang diharapkan akan memberikan model persamaan terbaik yang

menggambarkan hubungan kuantitatif struktur senyawa vinkadiformina dan

turunannya melalui parameter teoretis yang meliputi parameter elektronik, sterik,

dan hidrofobisitas, terhadap aktivitasnya sebagai antimalaria. Metode PM3 dipilih

karena merupakan metode perbaikan dari metode sebelumnya yaitu Modified

Neglect of Diatomic Overlap (MNDO) dan AM1 yang dapat memprediksikan

sifat fisika kimia suatu senyawa dengan ketepatan yang lebih baik karena telah

mengalami reparameterisasi. PM3 berbeda dari metode AM1 hanya pada nilai

parameter yang digunakan. Metode PM3 digunakan untuk menghitung semua

parameter secara bersamaan, dan melibatkan ratusan data dari basis set yang lebih

banyak daripada metode lain. PM3 memiliki set parameter-parameter terbaik

untuk data eksperimen.

B. Permasalahan

Dari latar belakang di atas muncul permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana hubungan kuantitatif antara struktur dan aktivitas senyawa

vinkadiformina dan turunannya sebagai senyawa antimalaria berdasarkan

parameter teoretis hasil perhitungan semiempiris PM3?

2. Bagaimana rancangan struktur senyawa hipotetik turunan vinkadiformina

yang mempunyai aktivitas antimalaria berdasarkan persamaan terbaik yang

diperoleh dari hasil analisis HKSA?

4

1

xxiv

C. Manfaat Penelitian

1. Manfaat Teoretis

Penelitian ini diharapkan dapat memperkaya ilmu pengetahuan dalam

kefarmasian, terutama dalam bidang kimia medisinal dan kimia komputasi.

2. Manfaat Praktis

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai

hubungan antara struktur dan aktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya

sehingga dapat dijadikan pedoman dalam penemuan senyawa antimalaria baru.

D. Keaslian Penelitian

Penelitian mengenai hubungan kuantitatif struktur-aktivitas senyawa

vinkadiformina dan turunannya sebagai antimalaria telah dilakukan oleh Tahir

dkk. (2005). Dalam penelitian ini digunakan 16 senyawa vinkadiformina dan

turunannya beserta data IC50 yang sama dengan penelitian Tahir, dkk. (2005).

Pendekatan HKSA dilakukan menggunakan metode semiempiris PM3 dalam

menghitung parameter teoretis struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya

hingga ditemukan model persamaan terbaik.

E. Tujuan Penelitian

1. Penelitian ini bertujuan untuk menggambarkan hubungan kuantitatif antara

struktur dan aktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya sebagai

senyawa antimalaria berdasarkan parameter teoretis hasil perhitungan

semiempiris PM3.

5

1

xxv

2. Penelitian ini bertujuan untuk merancang struktur senyawa hipotetik turunan

vinkadiformina yang mempunyai aktivitas antimalaria berdasarkan persamaan

terbaik yang diperoleh dari hasil analisis HKSA.

6

1

xxvi

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Malaria

Malaria merupakan infeksi yang penting dengan tanda-tanda khas yaitu

demam, anemia, spelenomegali dan sering dengan komplikasi yang serius atau

fatal. Disebabkan oleh protozoa dari genus Plasmodium yang termasuk kelas

Sporozoa dan empat spesies yang umum ditemukan pada manusia, yaitu

Plasmodium vivax, P. malariae, P. falciparum, dan P. ovale (Yamaguchi, 1992).

Malaria tersian, yang diakibatkan oleh P. vivax adalah bentuk penyakit

malaria yang paling umum. Bentuk malaria tersian yang paling berat, disebut

tersian ganas, disebabkan oleh P. falciparum. Serangan oleh spesies-spesies ini

lebih jarang dibandingkan dengan P. vivax. Malaria quartan, dengan tingkat

keganasan menengah, disebabkan oleh serangan P. malariae. Malaria macam ini

lebih jarang terjadi daripada tersian ganas. P. ovale mengakibatkan bentuk

penyakit malaria yang jarang, yang disebut malaria tersian ovale. Malaria macam

ini dalam banyak hal mirip dengan malaria tersian atau malaria P. vivax (Kier dan

Roche, 1996).

Semua jenis malaria ditularkan oleh nyamuk dari genus Anopheles, dan

adalah penyakit yang ganas diiringi dengan demam yang tinggi dan anemia.

Parasit malaria mengalami siklus aseksual dalam tubuh manusia dan siklus

seksual dalam nyamuk. Oleh sebab itu nyamuk dan manusia merupakan hospes

terakhir dan hospes perantara, untuk parasit malaria (Yamaguchi, 1992).

7

1

xxvii

Gambar 1. Siklus perkembangan parasit malaria

(Siswandono dan Soekardjo, 1995)

Siklus perkembangan parasit malaria dalam nyamuk Anopheles dan tubuh

manusia serta tempat kerja obat antimalaria dapat dilihat pada gambar 1. Ketika

nyamuk Anopheles betina (yang mengandung parasit malaria) menggigit manusia,

akan keluar sporozoit dari kelenjar ludah nyamuk masuk ke dalam darah dan

jaringan hati. Dalam siklus hidupnya parasit malaria membentuk stadium schizont

jaringan dalam sel hati (stadium eksoeritrositik). Setelah sel hati pecah, akan

masuk melalui gigitan nyamuk

Oosit pecah Sporozoit pada kelenjar ludah

Sporozoit Schizont jaringan primer

Schizont jaringan sekunder/laten (P.vivax dan P.ovale)

Schizont dikembangkan dalam sel hati Oosit tumbuh pada dinding lambung

Oosit

Ookinet

fertilisasi

zigot

Gametosid betina

Eksflagelasi

Gametosid jantan

Mature Gametosid betina

Immature Gametosid betina

Merozoit masuk ke sel darah merah

masuk ke sel darah merah Merozoit

awal Tropozoit

akhir Tropozoit

Immature Schizont

Mature Schizont

sel pecah

Immature Gametosid

jantan

Mature Gametosid

jantan

Siklus seksual pada nyamuk Siklus aseksual pada manusia

8

1

xxviii

keluar merozoit yang masuk ke eritrosit membentuk stadium schizont dalam

eritrosit (stadium eritrositik). Di situ mulai terbentuk tropozoit muda sampai

schizont tua atau matang sehingga eritrosit pecah dan keluar merozoit (Silalahi,

2004). Pada tahap terbentuknya schizont, pasien tidak mengalami gejala. Keadaan

ini bertahan hingga schizont pecah, dan melepaskan kembali merozoit beserta

pirogen ke dalam darah. Secara klinis, tahap ini ditandai dengan gejala menggigil

(DiPalma, 1990). Sebagian besar merozoit masuk kembali ke eritrosit dan

sebagian kecil membentuk gametosit jantan dan betina yang siap untuk diisap

nyamuk malaria betina dan melanjutkan siklus hidupnya di tubuh nyamuk

(stadium sporogoni) (Silalahi, 2004).

Di dalam lambung nyamuk, terjadi perkawinan antara sel gamet jantan

(mikro gamet) dan sel gamet betina (makro gamet) yang disebut zigot (Silalahi,

2004). Zigot berkembang membentuk oosit (strukturnya bulat dan berada di

dinding luar lambung). Oosit kemudian berkembang menjadi sporozoit dan

dilepaskan ke dalam rongga perut nyamuk, lalu berpindah ke kelenjar ludah. Dari

kelenjar ludah, sporozoit siap dipindahkan dan menginfeksi manusia yang digigit

oleh nyamuk Anopheles betina (siklus berjalan kembali) (Williams dan Lemke,

2002).

Khusus P. vivax dan P. ovale pada siklus parasitnya, di jaringan hati

(schizont jaringan) sebagian parasit yang berada dalam sel hati tidak melanjutkan

siklusnya ke sel eritrosit, akan tetapi tertanam di jaringan hati disebut hipnosoit.

Bentuk hipnosoit inilah yang menyebabkan malaria relapse. Pada penderita yang

mengandung hipnosoit, apabila suatu saat dalam keadaan daya tahan tubuh

9

1

xxix

menurun, misalnya akibat terlalu lelah, sibuk, stress atau perubahan iklim (musim

hujan), hipnosoit dalam tubuhnya akan terangsang untuk melanjutkan siklus

parasit dari sel hati ke eritrosit. Setelah eritrosit yang berparasit pecah, akan

timbul kembali gejala penyakit. Misalnya 1–2 tahun sebelumnya pernah

menderita P. Vivax / P. ovale dan sembuh setelah diobati, bila kemudian

mengalami kelelahan atau stress, gejala malaria akan muncul kembali, sekalipun

yang bersangkutan tidak digigit nyamuk Anopheles (Silalahi, 2004).

B. Pengelompokan Senyawa Antimalaria

Obat antimalaria adalah senyawa yang digunakan untuk pencegahan dan

pengobatan malaria. Berdasarkan kerja utamanya, obat antimalaria dapat

dibedakan dalam kelompok berikut: Skizontosida jaringan yang menghambat

perkembangan bentuk eksoeritrositik, Skizontosida darah yang menekan

perbanyakan parasit dalam eritrosit, Sporontosida yang mencegah pengembangan

parasit dalam Anopheles (Mutschler, 1991). Menurut Siswandono dan Soekardjo

(1995) terdapat kelompok antimalaria selain yang telah disebutkan di atas, yaitu:

Skisontisida jaringan yang digunakan untuk kekambuhan, Gametositosida, dan

Sporozoitosida.

Berdasarkan perkembangan dan siklus kehidupan parasit dimana obat

bekerja atau berdasarkan cara kerjanya, antimalaria dikelompokkan sebagai

berikut :

10

1

xxx

1. Schizontisida jaringan untuk pencegahan kausal

Antimalaria kelompok ini menghancurkan bentuk jaringan primer

plasmodia dan merozoit di hati, mulai dari tahap infeksi eritrositik, kemudian

mencegah invasi eritrosit dan penyebaran infeksi ke nyamuk Anopheles.

Contoh antimalaria kelompok ini adalah klorguanid, pirimetamin, dan

primakuin (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Klorguanid atau nama lainnya

adalah proguanil, merupakan prototipe dari kelompok ini. Klorguanid telah

digunakan secara luas untuk pencegahan kausal malaria yang disebabkan oleh

P. falciparum. Antimalaria ini mengalami masalah resistensi, namun tetap

memberikan proteksi jika dikombinasikan dengan obat lain. Meskipun

primakuin juga memiliki aktivitas terhadap P. falciparum, antimalaria ini

memiliki potensi toksik yang tinggi dan digunakan untuk aplikasi klinis yang

lain (Tracy dan Webster, 2001).

2. Schizontisida jaringan untuk mencegah kekambuhan

Antimalaria ini bekerja pada bentuk schizont di jaringan laten, jaringan

sekunder atau hipnozoit dari P. vivax dan P. ovale di sel hati. Contoh

antimalaria kelompok ini adalah primakuin dan pirimetamin (Siswandono dan

Soekardjo, 1995). Kelompok antimalaria ini digunakan untuk pencegahan

terminal dan untuk penyembuhan radikal dari infeksi malaria kambuhan.

Primakuin adalah antimalaria prototipe yang digunakan untuk mencegah

kekambuhan, yaitu menyembuhkan infeksi eritrositik dari jaringan laten

plasmodia (Tracy dan Webster, 2001).

11

1

xxxi

3. Schizontisida darah untuk pengobatan klinis dan supresif

Menurut Korolkovas dan Burckhalter (1976), antimalaria dapat

memberikan efek sebagai supresi atau pencegahan klinis, yaitu pencegahan

dari gejala klinis dengan bekerja pada bentuk aseksual parasit dalam darah.

Kerja ini dapat bersifat sementara atau permanen. Antimalaria kelompok ini

bekerja terhadap merozoit pada fase eritrositik aseksual dari plasmodia

malaria dan mengganggu schizogoni eritrositik ke bawah, sehingga serangan

klinis tidak terjadi. Antimalaria ini juga digunakan dalam terapi penyembuhan

supresif untuk eliminasi plasmodia secara lengkap. Kecuali primakuin, hampir

semua antimalaria yang digunakan secara klinis dikembangkan aktivitasnya

terhadap fase aseksual plasmodia. Berdasarkan masa kerjanya kelompok

antimalaria ini dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Schizontosida yang bekerja secara cepat

Contoh : amodiakuin, artemisinin, klorokuin, kuinin, kuinidin, meflokuin,

dan atovaquon

b. Schizontosida yang bekerja secara lambat

Contoh : pirimetamin, klorguanid, sikloguanil pamoat, sulfonamida, dan

sulfon

(Siswandono dan Soekardjo, 1995; Tracy dan Webster, 2001)

4. Gametositosida

Antimalaria kelompok ini menghancurkan bentuk eritrositik seksual

(gametosit) dari plasmodia malaria sehingga mencegah penyebaran plasmodia

ke nyamuk Anopheles (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Klorokuin dan

12

1

xxxii

kuinin memiliki aktivitas gametosidal terhadap P. vivax, P. ovale, dan P.

malariae, tetapi tidak untuk P. falciparum. Primakuin memiliki aktivitas

gametosidal pada semua plasmodia termasuk P. falciparum (Kakkilaya,

2006).

5. Sporozoitosida

Antimalaria kelompok ini mampu membunuh sporozoit segera setelah

masuk dalam darah sesudah gigitan nyamuk. Waktu antimalaria ini untuk

bekerja sangat singkat oleh karena sporozoit secara cepat masuk ke sel hati

sehingga banyak antimalaria kurang efektif terhadap bentu sporozoit tersebut.

Contoh antimalaria kelompok ini adalah klorguanid, pirimetamin, dan

primakuin (Siswandono dan Soekardjo, 1995).

6. Sporontosida

Antimalaria kelompok ini bekerja pada tubuh nyamuk malaria yang

menginfeksi tuan rumah yaitu dengan mencegah pembentukan oosit dan

sporozoit. Contoh : pirimetamin, klorguanid, dan primakuin (Siswandono dan

Soekardjo, 1995).

Berdasarkan struktur kimianya, antimalaria dibagi menjadi 8 kelompok,

yaitu turunan 9-aminoakridin, 4-aminokuinolin, 8-aminokuinolin, biguanida,

diaminopiridin, kuinolinometanol, sulfonamida, dan sulfon.

1. Turunan 9-aminoakridin

Contoh turunan 9-aminoakridin adalah kuinakrin-HCl yang bekerja

sebagai schizontosida eritrositik, sekarang jarang digunakan sebagai

13

1

xxxiii

antimalaria karena tersedia obat yang lebih aktif dengan toksisitas lebih

rendah (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Turunan 9-aminoakridin,

melibatkan sistem cincin datar yang dimiliki oleh senyawa tersebut. Cincin

datar yang dimiliki oleh turunan 9-aminoakridin adalah cincin akridin. Sistem

cincin datar memungkinkan senyawa-senyawa tersebut dapat berinterkalasi di

antara pasangan basa dobel heliks asam deoksiribonukleat (ADN) dan

membentuk kompleks obat-ADN. Kompleks obat-ADN diperkuat dengan

adanya ikatan rantai samping yaitu gugus amin tersier terprotonasi yang dapat

berikatan secara ionik dengan gugus fosfat yang bermuatan negatif

(Korolkovas dan Burckhalter, 1976). Dengan terbentuknya kompleks obat-

ADN, maka transkripsi dan translasi ADN menjadi asam ribonukleat (ARN)

akan terhambat. Hal ini akan mengurangi sintesis ADN dan ARN (DiPalma,

1990)

Mekanisme kerja turunan 9-aminokuinolin juga melibatkan lisosom

(vakuola makanan) plasmodia yang terdapat dalam sel darah merah (Block,

2004). Bentuk aseksual plasmodia malaria dapat tumbuh dalam sel darah

merah dengan mencerna hemoglobin dalam vakuola makanan yang

bersuasana asam. Hemoglobin merupakan nukleoprotein bagi plasmodia.

Proses pencernaan hemoglobin menghasilkan radikal bebas dan heme

(ferriprotophyrin IX) sebagai produk yang sangat reaktif. Dalam proses

nukleasi terjadi penambahan histidin dan mungkin beberapa lipid. Heme

kemudian berpolimerisasi menjadi pigmen malaria yang inaktif dan tidak

larut. Pigmen ini dinamakan hemozoin. Turunan 9-aminoakridin merupakan

14

1

xxxiv

schizontosida darah yang bertindak sebagai basa lemah yang terkonsentrasi

dalam vakuola makanan plasmodia yang bersuasana asam (Tracy dan

Webster, 2001). Senyawa-senyawa ini kemudian mengalami protonasi,

meningkatkan pH intravakuolar, dan terjebak di dalam vakuola makanan

karena pori-pori membran vakuola juga bermuatan positif. Kondisi ini

mempertahankan keberadaan senyawa-senyawa turunan 9-aminoakridin

dalam hemoglobin penderita (Block, 2004). Dengan keberadaan senyawa-

senyawa tersebut dalam hemoglobin penderita, maka aktivitas peroksidatif

heme akan terhambat dan polimerisasi nonenzimatik heme menjadi hemozoin

akan terganggu (Tracy dan Webster, 2001). Keadaan ini akan membunuh

plasmodia melalui perusakan oksidatif pada membran plasmodia dan/ atau sel

darah merah, sehingga membran mengalami lisis (Block, 2004).

Turunan 9-aminoakridin bersifat sangat toksik dan telah banyak digantikan

oleh senyawa-senyawa aminokuinolin. Toksisitasnya meliputi reaksi obat

pada sistem saraf pusat, darah, dan reaksi obat yang fatal. Efek tokisknya

meliputi kejang, reaksi psikotomimetik, anemia aplastik, dan dermatitis

eksfoliatif (Kier dan Roche, 1996).

N Cl

H3CO

NH

H2C

CH2

H2C

NH

HC

CH3

H2CCH3

Cl

Gambar 2. Struktur kuinakrin HCl

15

1

xxxv

2. Turunan 4-aminokuinolin

Struktur dasar dari antimalaria turunan 4-aminokuinolin disajikan pada

gambar 3.

NCl

HN

R1

R2

1

4

3

5

78

Gambar 3. Struktur dasar senyawa 4-aminokuinolin

Turunan 4-aminokuinolin mempunyai aktivitas antimalaria yang lebih

tinggi dibanding kuinin atau 9-aminoakridin. Karakteristik antimalaria turunan

4-aminokuinolin mempunyai sistem cincin kuinolin datar. Pada atom C nomor

4 terdapat gugus amin sekunder yang terikat oleh cincin kuinolin dan rantai

samping. Pada atom C nomor 7 terdapat substituen Cl yang menunjukkan

aktivitas yang optimal. Gugus amin tersier pada cincin kuinolin juga sangat

penting berperan dalam aktivitasnya sebagai antimalaria. Contoh senyawa

turunan 4-aminokuinolin adalah amodiakuin HCl, klorokuin fosfat,

hidroksiklorokuin, dan sontokuin. Perbedaan struktur pada senyawa-senyawa

turunan 4-aminokuinolin ini terdapat pada rantai samping yaitu R1 dan R2.

Dari turunan 4-aminokuinolin, klorokuin (gambar 4) menunjukkan aktivitas

yang optimal (Siswandono dan Soekardjo, 1995).

Senyawa turunan 4-aminokuinolin mempunyai mekanisme kerja yang

sama dengan turunan 9-aminoakridin. Cincin datar yang dimiliki oleh turunan

4-aminokuinolin memungkinkan senyawa-senyawa tersebut dapat

berinterkalasi di antara pasangan basa dobel heliks ADN (Korolkovas dan

16

1

xxxvi

Burckhalter, 1976), dan dapat mengikat dengan afinitas yang tinggi

feriprotoporfirin IX membentuk kompleks koordinasi sehingga menyebabkan

kerusakan dan lisisnya membran parasit malaria (Tracy dan Webster, 2001).

NCl

NH CH

CH2

H2C

CH2

NCH2

CH3 H2C CH3

CH3

Gambar 4. Struktur klorokuin

3. 8-aminokuinolin

Turunan 8-aminokuinolin aktif terhadap bentuk eksoeritrositik plasmodia

malaria yang disebabkan oleh P. vivax dan P. malariae. Mempunyai aktivitas

gametositosida, tetapi tidak aktif terhadap bentuk plasmodia eritrositik.

Turunan ini menimbulkan toksisitas lebih besar dibanding turunan 4-

aminokuinolin (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Struktur dasar dari

antimalaria turunan 8-aminokuinolin disajikan pada gambar 5.

N1

4

8

HN R

H3CO

6

Gambar 5. Struktur dasar senyawa 8-aminokuinolin

Antimalaria turunan 8-aminokuinolin juga mempunyai sistem cincin

kuinolin datar yang dapat menyebabkan senyawa tersebut berinterkalasi

dengan ADN. Perbedaannya dengan 4-aminokuinolin yaitu gugus amin

sekunder yang terikat oleh cincin kuinolin dan rantai samping terdapat pada

17

1

xxxvii

atom C nomor 8. Pada atom C nomor 6 terdapat substituen metoksi yang

menunjukkan aktivitas yang optimal meskipun batas keamanannya rendah,

dan kemungkinan dapat diganti dengan gugus hidrogen atau hidroksi. Contoh

senyawa turunan 8-aminokuinolin adalah primakuin, pamakuin, dan pentakuin

(Siswandono dan Soekardjo, 1995).

Meskipun memiliki struktur yang mirip dengan kuinolinometanol, turunan

8-aminokuinolin memiliki mekanisme kerja yang berbeda. Primakuin bekerja

dengan mengganggu mitokondria plasmodia (Block, 2004). Primakuin

mengganggu transpor elektron, sehingga menyebabkan perusakan oksidatif

pada sistem enzim mitokondrial. Proses ini mengakibatkan mitokondria

plasmodia menggembung dan mengalami vakuolisasi. Dalam hal ini

mitokondria penderita tidak terganggu. Primakuin juga menyerang bentuk

seksual plasmodia dan membuat bentuk seksual ini tidak mengalami

pematangan (DiPalma, 1990). Primakuin dapat diubah menjadi elektrofil yang

bekerja sebagai mediator oksidasi-reduksi (Tracy dan Webster, 2001). Hal ini

menyebabkan perusakan oksidatif pada elektron-kaya asam nukleat dalam

gametosit. Dengan demikian primakuin dapat digunakan untuk mencegah

penyebaran malaria (DiPalma, 1990).

Primakuin (gambar 6) adalah turunan 8-aminokiunolin yang masih

digunakan untuk pengobatan malaria. Antimalaria ini tidak digunakan untuk

pencegahan malaria. Spektrum aktivitasnya paling sempit bila dibandingkan

dengan antimalaria yang lain (Block, 2004).

18

1

xxxviii

Cl NH

HN

C

NHC

HN

NH

CH3

CH3

N N

NH2NCH3

CH3

Cl

N

H3CO

NH CH

CH3

H2C

CH2

H2C

NH

H

Gambar 6. Struktur primakuin

4. Biguanida

Turunan biguanida merupakan schizontosida eksoeritrositik dan eritrositik

terhadap P. falciparum dan P. vivax. Toksisitasnya relatif ringan. Turunan ini

cepat menimbulkan kekebalan sehingga kurang populer sebagai antimlaria.

Turunan biguanida mempunyai aktivitas antimalaria karena menghambat

secara selektif enzim dihidrofolat reduktase yang mengkatalisis perubahan

asam dihidrofolat menjadi asam tetrahidrofolat pada plasmodia.

Penghambatan ini mempengaruhi biosintesis plasmodia terutama

pembentukan basa purin, pirimidin, dan ADN. Meskipun turunan ini tidak

bekerja secara selektif terhadap enzim plasmodia, tetapi dapat mengikat enzim

dihidrofolat reduktase lebih kuat dibanding isoenzim pada penderita. Efek

pemblokan ini tidak berbahaya bagi penderita karena asam folinat yang

diperlukan dipasok dari luar melalui makanan (Siswandono dan Soekardjo,

1995).

A B

Gambar 7. A) proguanil ; B) sikloguanil

19

1

xxxix

5. Diaminopiridin

Turunan diaminopiridin merupakan schizontosida eksoeritrositik dan

eritrositik terhadap P. Falciparum dan schizontosida eksoeritrositik terhadap

P. Vivax. Turunan ini juga sporontosida yang cukup efektif. Mekanisme kerja

turunan diaminopiridin sama seperti turunan biguanida yaitu menghambat

secara selektif enzim dihidrofolat reduktase yang mengkatalisis perubahan

asam dihidrofolat menjadi asam tetrahidrofolat pada plasmodia (Siswandono

dan Soekardjo, 1995).

Antimalaria yang merupakan turunan dari diaminopirimidin adalah

pirimetamin (gambar 8) dan trimetoprim. Pirimetamin digunakan sebagai

pencegahan malaria (Korolkovas dan Burckhalter,1976). Pirimetamin

merupakan schizontosida darah lepas lambat yang memiliki efek in vivo yang

mirip dengan proguanil. Pirimetamin memiliki potensi antimalaria yang lebih

besar karena langsung bekerja pada plasmodia, dan waktu paruhnya lebih

lama daripada sikloguanil, bentuk aktif proguanil. Berbeda dengan proguanil,

pirimetamin tidak menunjukkan efektivitas yang berarti terhadap bentuk

hepatik dari P. falciparum. Pada dosis terapetis, pirimetamin tidak dapat

melakukan eradikasi terhadap jaringan sekunder P. vivax atau gametosit dari

spesies P. malariae (Tracy dan Webster, 2001).

N

NH2N

ClNH2

H2C

CH3

Gambar 8. Struktur pirimetamin

20

1

xl

6. Turunan kuinolinometanol

Turunan kuinolinometanol terdapat pada tanaman Chinchona Sp.,

terutama pada bagian kulit kayu atau korteks. Korteks kina yang

diperdagangkan mengandung alkaloid kuinin 5%, kuinidin 0,1%, sinkonin

0,3%, dan sinkonidin 0,4% (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Bagian

kuinolinometanol menjadi penting dalam obat-obat sintetik. Turunan

kuinolinometanol bekerja pada merozoit eritrositik. Senyawa-senyawa ini

tidak menyembuhkan secara tuntas, tetapi mengurangi gejala. Kuinin (gambar

9a) digunakan pada pengobatan malaria yang plasmodiumnya telah resisten

terhadap zat-zat lain, misalnya klorokuin (Kier dan Roche, 1996).

Stereoisomer kuinin yaitu kuinidin (gambar 9b), memiliki potensi yang lebih

besar sebagai antimalaria, tetapi kuinidin juga lebih toksik. Kuinin bersifat

mematikan terhadap semua bentuk schizont plasmodium dan gametosit P.

vivax dan P. malariae tetapi tidak untuk gametosit P. falciparum. Sekarang,

spektrum aktivitas kuinin terlalu sempit untuk penggunaan pencegahan

malaria (Block, 2004).

N

H3CO

C

NH

HC H

H2C

HO

H

N

H3CO

C

N

HCH

HO

H

H2C

H

A B

Gambar 9. A) kuinin ; B) kuinidin

21

1

xli

H2N S

O

O

NH

N

N

O OH3C CH3

H2N S

O

O

NH2

Turunan kuinolinometanol mempunyai mekanisme kerja berinterkalasi

dengan ADN (Korolkovas dan Burckhalter, 1976), dan dapat mengikat dengan

afinitas yang tinggi feriprotoporfirin IX membentuk kompleks koordinasi

sehingga menyebabkan kerusakan dan lisisnya membran parasit malaria

(Tracy dan Webster, 2001).

7. Turunan sulfonamida dan sulfon

Turunan ini jarang digunakan dalam bentuk tunggal sebagai antimalaria,

biasanya dikombinasi dengan pirimetamin dan digunakan untuk pengobatan

infeksi P. falciparum yang sudah kebal terhadap klorokuin. Contoh turunan

sulfonamida yang dapat digunakan sebagai antimalaria adalah sulfadoksin,

sulfametoksipiridazin, sulfametopirazin, sulfisoksazol. Contoh sulfon yang

digunakan sebagai antimalaria adalah asedapson dan dapson (Siswandono dan

Soekardjo, 1995).

A B

Gambar 10. A) sulfadoksin ; B) dapson

Turunan sulfonamida dan sulfon dapat menghambat secara selektif enzim

dihidropteroat sintetase, yang mengkatalisis kondensasi ester pirofosfat dari 2-

amino-4-okso-6-hidroksimetildihidropteridin dengan asam p-aminobenzoat

dengan asam dihidropteroat. Hambatan ini menyebabkan kematian plasmodia

(Siswandono dan Soekardjo, 1995).

22

1

xlii

C. Mekanisme Kerja Senyawa Antimalaria

Obat antimalaria sebagai senyawa yang digunakan untuk pencegahan dan

pengobatan malaria dapat bekerja dengan mekanisme :

1. Berinteraksi dengan ADN

Turunan 9-aminoakridin, 4-aminokuinolin, 8-aminokuinolin dan

kuinolinometanol menunjukkan efek schizontisid yang cepat dengan cara

berinteraksi dengan ADN parasit. Turunan tersebut mempunyai sistem cincin

datar yang dapat mengadakan interkalasi dengan pasangan basa dobel heliks

ADN dan diperkuat melalui ikatan elektrostatik antara gugus amin tersier

rantai samping dengan gugus fosfat ADN (Siswandono dan Soekardjo, 1995).

Kompleks obat-ADN juga diperkuat dengan adanya ikatan hidrogen dengan

molekul basa purin yaitu adenin (DiPalma, 1990). Perhitungan orbital molekul

menunjukkan bahwa cincin aromatik planar dari turunan di atas, terutama

bentuk terprotonasi, mempunyai nilai energi LUMO (Lowest Unoccupied

Molecular Orbital) rendah sedang pasangan basa guanin dan sitosin

mempunyai nilai energi HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) tinggi

sehingga dengan mudah membentuk kompleks obat-ADN. Kuinin, dapat

mengikat ADN melalui tiga jalur, yaitu:

a. Cincin kuinolin berinterkalasi diantara pasangan basa dobel heliks ADN,

membentuk kompleks alih muatan.

b. Gugus hidroksil alkohol membentuk ikatan hidrogen dengan salah satu

pasangan basa.

23

1

xliii

c. Gugus kuinuklidin terproyeksi pada salah satu ADN, dan gugus amin

alifatik tersier yang terprotonasi membentuk ikatan ion dengan gugus

fosfat dobel heliks ADN yang bermuatan negatif.

Pembentukan kompleks akan menurunkan keefektifan ADN parasit untuk

bekerja sebagai template enzim ADN dan ARN polimerase sehingga terjadi

pemblokan sintesis ADN dan ARN (Siswandono dan Soekardjo, 1995).

Turunan aminokuinolin, membentuk kompleks dengan ADN melalui dua

jalur, yaitu:

a. Gugus amin alifatik tersier rantai samping yang terprotonasi, membentuk

ikatan ion dengan gugus fosfat dobel heliks ADN yang bermuatan negatif,

melalui celah minor.

b. Alih muatan yang lebih khas atau interaksi hidrofob yang melibatkan

cincin aromatik dan pasangan basa guanin-sitosin ADN.

Klorokuin dan amodiakuin, membentuk kompleks dengan ADN melalui dua

jalur, yaitu:

a. Gugus amin alifatik tersier rantai samping yang terprotonasi membentuk

ikatan ion dengan gugus fosfat dobel heliks ADN yang bermuatan negatif.

b. Gugus 7-Cl dapat membentuk ikatan elektrostatik dengan gugus 2-amino

guanin yang bersifat khas.

2. Menghambat enzim dihidrofolat reduktase

Turunan biguanida dan diaminopirimidin, mempunyai aktivitas

antimalaria karena menghambat secara selektif enzim dihidrofolat reduktase

yang mengkatalis perubahan asam dihidrofolat menjadi asam tetrahidrofolat

24

1

xliv

pada parasit. Penghambatan ini mempengaruhi bioseintesis plasmodium

terutama pembentukan basa purin, pirimidin dan ADN. Meskipun turunan ini

tidak bekerja secara selektif terhadap enzim parasit, tetapi dapat mengikat

enzim dihidrofolat reduktase plasmodia lebih kuat dibanding isoenzim pada

hospes. Efek pemblokan ini tidak berbahaya bagi hospes karena asam folinat

yang diperlukan dipasok dari luar melalui makanan.

Gambar 11. Mekanisme aksi klorokuin pada tingkat molekular

(Korolkovas dan Burckhalter,1976)

25

1

xlv

3. Menghambat enzim dihidropteroat sintetase

Turunan sulfonamida dan sulfon bekerja sebagai antimalaria karena dapat

menghambat secara selektif enzim dihidropteroat sintetase sehingga mencegah

penggabungan asam p-aminobenzoat dengan asam dihidropteroat. Hambatan

ini dapat menyebabkan kematian parasit.

4. Mengganggu mitokondria plasmodia

Turunan 8-aminokuinolin yaitu primakuin bekerja dengan mengganggu

mitokondria plasmodia (Block, 2004). Primakuin mengganggu transpor

elektron, sehingga menyebabkan perusakan oksidatif pada sistem enzim

mitokondrial. Proses ini mengakibatkan mitokondria plasmodia

menggembung dan mengalami vakuolisasi. Dalam hal ini mitokondria

penderita tidak terganggu. Primakuin juga menyerang bentuk seksual

plasmodia dan membuat bentuk seksual ini tidak mengalami pematangan

(DiPalma, 1990). Primakuin dapat diubah menjadi elektrofil yang bekerja

sebagai mediator oksidasi-reduksi (Tracy dan Webster, 2001). Hal ini

menyebabkan perusakan oksidatif pada elektron asam nukleat dalam

gametosit. Dengan demikian primakuin dapat digunakan untuk mencegah

penyebaran malaria (DiPalma, 1990)

5. Menghambat sintesis protein

Tetrasiklin, eritromisin, makrolida, dan seskuiterpen lakton berkerja

dengan menghambat sintesis protein parasit.

26

1

xlvi

6. Membentuk kompleks dengan feriprotoporfirin IX

Klorokuin, sinkonin, kuinidin, dan kuinin dapat mengikat dengan afinitas

yang tinggi feriprotoporfirin IX membentuk kompleks koordinasi sehingga

menyebabkan kerusakan dan lisisnya membran parasit malaria (Siswandono


Mekanisme kerja ini melibatkan lisosom (vakuola makanan) plasmodia

yang terdapat dalam sel darah merah (Block, 2004). Bentuk aseksual

plasmodia malaria dapat tumbuh dalam sel darah merah dengan mencerna

hemoglobin dalam vakuola makanan yang bersuasana asam. Hemoglobin

merupakan nukleoprotein bagi plasmodia. Proses pencernaan hemoglobin

menghasilkan radikal bebas dan heme (ferriprotoporphyrin IX) sebagai produk

yang sangat reaktif. Dalam proses nukleasi terjadi penambahan histidin dan

mungkin beberapa lipid. Heme kemudian berpolimerisasi menjadi pigmen

malaria yang inaktif dan tidak larut. Pigmen ini dinamakan hemozoin.

Turunan 9-aminoakridin, 4-aminokuinolin, dan kuinolinometanol merupakan

schizontosida darah yang bertindak sebagai basa lemah yang terkonsentrasi

dalam vakuola makanan plasmodia yang bersuasana asam (Tracy dan

Webster, 2001). Senyawa-senyawa ini kemudian mengalami protonasi,

meningkatkan pH intravakuolar, dan terjebak di dalam vakuola makanan

karena pori-pori membran vakuola juga bermuatan positif. Kondisi ini

mempertahankan keberadaan senyawa-senyawa turunan 9-aminoakridin, 4-

aminokuinolin, dan kuinolinometanol dalam hemoglobin penderita (Block,

2004). Dengan keberadaan senyawa-senyawa tersebut dalam hemoglobin

27

1

xlvii

penderita, maka aktivitas peroksidatif heme akan terhambat dan polimerisasi

nonenzimatik heme menjadi hemozoin terganggu (Tracy dan Webster, 2001).

Heme yang masih reaktif akan merusak membran plasmodia dan/ atau sel

darah merah secara oksidatif, sehingga membran mengalami lisis (Block,

2004).

D. Vinkadiformina

NH

N

O O

12

34

56 7

89

Gambar 12. Struktur senyawa vinkadiformina

Senyawa vinkadiformina (gambar 12) merupakan hasil isolasi dari ekstrak

tanaman Aspirdosperma pyrifolium dan A. megalocarpon yang merupakan

tanaman tradisional sebagai obat antimalaria dari Amerika (Mustofa, 2001).

Kuehne dkk. (1978) dalam jurnal mengenai studi biomimetik sintesis alkaloid

memaparkan bahwa vinkadiformina dapat disintesis dari tetrahydro-β-carboline

melalui secodine intermediate. Pada tahun 2001, Mustofa telah berhasil

mensintesis 16 senyawa vinkadiformina dan turunannya dan menguji aktivitas

antimalaria senyawa-senyawa tersebut terhadap P. falciparum yang tergolong

resisten terhadap klorokuin yaitu FcM29-Kamerun dan P. falciparum yang

sensitif terhadap klorokuin yaitu sel Nigerian (Tahir dkk., 2005).

28

1

xlviii

Vinkadiformina adalah salah satu indol alkaloid yang terkandung dalam

tanaman Vinca minor L. Vinkadiformina bersifat hipotensif, kronotropik negatif,

spasmolitik, hipoglikemik, dan simpatolitik (Anonim, 1996).

E. Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas

Hubungan kuantitatif struktur kimia dan aktivitas biologis obat (HKSA)

merupakan bagian penting rancangan obat, dalam usaha mendapatkan suatu obat

baru dengan aktivitas yang lebih besar, keselektifan yang lebih tinggi, toksisitas

atau efek samping sekecil mungkin dan kenyamanan yang lebih besar. Selain itu

dengan menggunakan model HKSA, akan lebih banyak menghemat biaya atau

lebih ekonomis, karena untuk mendapatkan obat baru dengan aktivitas yang

dikehendaki, faktor coba-coba ditekan sekecil mungkin sehingga jalur sintesis

menjadi lebih pendek (Siswandono dan Susilowati, 1998).

HKSA biologis tersebut dinyatakan dengan model matematis, sehingga

sering disebut sebagai Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas (HKSA) atau

Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR). Asumsi mendasar dari

HKSA adalah terdapatnya hubungan kuantitatif antara sifat mikroskopis yaitu

struktur molekul dengan sifat makroskopis / empiris yaitu aktivitas biologis dari

suatu molekul (Lee dkk., 1996). Parameter elektronik seperti muatan bersih atom

dan momen dipol serta parameter non elektronik seperti sifat fisika kimia

atom/molekul digunakan bersamaan untuk menentukan suatu hubungan atom dan

molekul dalam ruang (Salter-Duke dkk., 2000).

29

1

xlix

Berdasarkan parameter yang digunakan, kajian HKSA digolongkan dalam

tiga metode, yaitu : metode Hansch, metode Free-Wilson dan metode QSAR-3D

atau CoMFA (Comparative Molecular Field Analysis) (Sudarmanto, 2002).

Metode Hansch mengemukakan suatu konsep bahwa hubungan struktur kimia

dengan aktivitas biologis (log 1/C) suatu turunan senyawa dapat dinyatakan secara

kuantitatif melalui parameter-parameter sifat fisika kimia dari senyawa beupa

parameter hidrofobik (π), elektronik (σ), dan sterik (Es) yang terdapat pada

molekul. Model pendekatan ini disebut pula model hubungan energi bebas linear

(linear free energy relationship = LFER) atau pendekatan ekstratermodinamik,

yaitu suatu model matematik yang dikembangkan dari hubungan reaktivitas kimia

dengan parameter substituen yang dikemukakan oleh Hammet pada tahun 1938

(Kubinyi, 1993). Aktivitas biologis umumnya berupa resiprok (log 1/C). Hal ini

dikarenakan dengan menggunakan resiprok akan diperoleh hubungan yang valid.

Yang terpenting, dengan menggunakan resiprok untuk aktivitas biologis akan

diperoleh kemiringan garis regresi (slope) yang positif (Block, 2004).

Tujuan HKSA adalah untuk memprediksikan hubungan kuantitatif antara

deskripsi dari sifat-sifat fisika senyawa dan aktivitas biologis (Davis, 1994).

Tujuan lain dari HKSA adalah untuk menentukan struktur senyawa yang dapat

menghasilkan ikatan optimum dengan reseptor, dan untuk mendesain satu seri

senyawa untuk memaksimalkan informasi berkaitan dengan struktur untuk

aktivitas dari sejumlah kecil senyawa uji (Block, 2004). Diharapkan hasil HKSA

akan memberikan pengertian mengenai sifat molekular yang sangat

30

1

l

mempengaruhi aktivitas, dan membuka jalan bagi optimisasi aktivitas biologis

dalam satu seri senyawa (Davis, 1994).

F. Kimia Komputasi

Kimia komputasi merupakan disiplin ilmu yang baru. Hampir sama

dengan disiplin ilmu kimia lainnya, kimia komputasi menggunakan sarana untuk

mengetahui reaksi dan proses kimia dalam suatu sistem. Para ilmuwan

menggunakan perangkat lunak komputer untuk mendapatkan informasi tentang

proses kimia yang terjadi (Dearing, 1988).

Perkembangan eksperimen komputer mengubah secara substansial

hubungan tradisional antara teori dan eksperimen. Simulasi komputer

membutuhkan suatu metode yang akurat dalam memodelkan sistem yang dikaji.

Simulasi sering dapat dilakukan dengan kondisi yang sangat mirip dengan

eksperimen sehingga hasil perhitungan kimia komputasi dapat dibandingkan

secara langsung dengan eksperimen. Metode kimia komputasi ini memungkinkan

para kimiawan untuk melakukan penentuan struktur dan sifat suatu sistem kimia

dengan cepat dengan mempelajari sifat molekul dan interaksi antar molekul

(Pranowo, 2004).

Kimia komputasi tidak dapat dilepaskan dengan pengertain pemodelan

molekul. Pemodelan molekul dengan menggunakan teknik komputer

dimaksudkan untuk menghasilkan data tentang sifat struktur suatu senyawa yang

dapat melengkapi data eksperimen. Ruang lingkup kimia kumputasi menyangkut

simulasi dinamika molekul, mekanika statistik, sifat struktur, HKSA, mekanika

31

1

li

reaksi, hubungan energi dan struktur, visualisasi molekul dan interaksi antar

molekul (Pranowo, 2004).

HyperChem merupakan program yang dapat secara teliti digunakan untuk

mengetahui struktur, stabilitas dan sifat molekul dengan menggunakan

perhitungan mekanika molekular maupun mekanika kuantum. Dengan

HyperChem dapat dilakukan eksplorasi model energi permukaan potensial secara

klasik atau kuantum dengan single point, optimasi geometri atau perhitungan

dalam mencari keadaan transisi. Perhitungan single point dapat digunakan untuk

menentukan energi molekul dari struktur yang telah ditentukan (tanpa proses

optimasi). Perhitungan optimasi geometri menggunakan algoritma minimisasi

energi untuk mendapatkan struktur yang paling stabil (Pranowo, 2004).

Program ini menyediakan metode sederhana untuk menghasilkan struktur

molekul 3D dan terdapat 10 jenis metode semiempiris untuk mengoptimasi

geometri suatu senyawa agar didapatkan struktur yang paling stabil. Perhitungan

semiempirik dilakukan dari atom hidrogen sampai xenon, termasuk logam

transisi. HyperChem menawarkan 10 metode molekul orbital semiempirik, dengan

pilihan untuk senyawa organik dan senyawa-senyawa gugus utama, untuk

senyawa-senyawa transisi dan untuk simulasi spektra. Kesepuluh metode

semiempiris yang terdapat dalam program HyperChem adalah Extended Huckel

(oleh Hoffman), CNDO dan INDO (oleh People dkk), MINDO3, MNDO,

MNDO/d, dan AM1 (oleh Dewar dkk), PM3 (oleh Stewart), ZINDO/1 dan

ZINDO/s (oleh Zerner dkk). Selain metode semiempiris, terdapat pula metode ab

32

1

lii

initio yang dilengkapi dengan variasi himpunan basis yang dapat digunakan untuk

menentukan sifat struktur molekul secara akurat (Pranowo, 2004).

G. Metode PM3

Perkembangan kimia komputasi, terutama dalam penerapan perhitungan

kimia kuantum yang berlangsung dengan pesat memungkinkan untuk

dilakukannya pemodelan molekul dan eksplorasi sifat fisika kimia suatu struktur

molekul. Metode kimia kuantum yang sering digunakan dalam perhitungan

senyawa organik adalah metode AM1 dan PM3. Sifat fisika kimia yang dihitung

dengan metode kimia kuantum semiempirik tersebut dapat diterapkan dalam

analisis HKSA menggunakan model Hansch. Berbagai penelitian tentang

penggunaan deskriptor kimia kuantum dalam studi HKSA telah banyak

dilaporkan, yang memberikan hasil dengan baik (Lee dkk., 1996, Tahir, 2000,

Sudarmanto, 2002).

PM3 pertama kali dikembangkan oleh James J.P. Stewart. PM3

merupakan metode parameterisasi ke tiga dari NDDO (Neglect of Diatomic

Differential Overlap) dengan MNDO dan AM1 sebagai yang pertama dan kedua.

Metode PM3 sangat baik dan cukup berguna sebagai metode perhitungan untuk

senyawa organik yang bervariasi secara luas (Pranowo, 2004). PM3 berbeda dari

metode AM1 hanya pada nilai parameter yang digunakan. Umumnya interaksi

non ikatan yang dihitung dengan PM3 hasilnya tidak lebih baik dibanding AM1

(Clark, 1985).

33

1

liii

Metode PM3 digunakan untuk menghitung semua parameter secara

bersamaan, dan melibatkan ratusan data dari basis set yang lebih banyak daripada

metode lain. PM3 memiliki set parameter-parameter terbaik untuk data

eksperimen. Tetapi dalam prosesnya, masih diperlukan intervensi pengguna,

dalam pemilihan data eksperimental. Metode ini diparameterisasi untuk beberapa

unsur utama, terkhusus atom : H, Li, C, N, O, F, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Zn, Ga, Ge,

As, Se, Br, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Hg, Ti, Pb, Bi Po dan At. Jumlah logam transisi

yang dapat dihitung dengan metode ini juga bertambah, dan melibatkan orbital d

(Jensen, 1999).

H. Analisis Statistik

Dalam penelitian, biasa digunakan model suatu hubungan fungsional

antara peubah. Dengan model tersebut kelakuan sistem yang akan diteliti dapat

dipahami, diterangkan, dikendalikan, dan kemudian diprediksikan. Prediksi

memiliki arti yang khusus yaitu inter- atau ekstrapolasi (Sembiring, 2003).

Model dapat membantu penentuan hubungan sebab akibat (kausal) antara

dua atau lebih peubah (Sembiring, 2003). Untuk mengetahui hubungan kuantitatif

antara struktur kimia dan aktivitas biologis melalui parameter sifat kimia fisika,

dapat dilakukan perhitungan statistik dengan bantuan komputer, dengan

menggunakan program MICROSAT, ABSTAT, PCN, QSAR, MINITAB,

STATGRAPH, SPSS atau program yang lain (Siswandono dan Soekardjo, 1995),

namun ada tidaknya hubungan kausal antara peubah tidak dapat diputuskan

dengan hanya menggunakan data statistik. Secara umum, model merupakan

34

1

liv

penyederhanaan dan abstraksi dari keadaan alam yang sesungguhnya. Dalam hal

ini model akan selalu berbentuk fungsi dan regresi (Sembiring, 2003).

Salah satu metode statistik yang digunakan dalam analisis HKSA adalah

metode korelasi. Metode ini mengidentifikasi hubungan kuantitatif antara x-

deskriptor dan aktivitas biologis. Hansch pertama kali menggunakan multiple

linear regression (regresi linear multivariat) sebagai metode statistik dalam

HKSA dan metode ini masih digunakan sampai sekarang (Davis, 1994). Regresi

linear multivariat hanya dibatasi untuk jumlah deskriptor kurang dari 20. Dalam

metode ini dianggap bahwa semua deskriptor tidak berkorelasi satu sama lain dan

semua deskriptor memiliki pengaruh yang penting terhadap aktivitas (Davis,

1994). Hal ini dikarenakan data yang digunakan adalah data percobaan

laboratorium yang tidak lagi menggambarkan keadaan alamiah, tetapi telah

dimanipulasi oleh peneliti (Sembiring, 2003).

Regresi linear untuk satu parameter fisika kimia dapat dinyatakan melalui

persamaan sebagai berikut :

Y = aX + b (2)

dimana, Y = aktivitas biologis ; X = parameter sifat fisika kimia ; a, b = koefisien

Regresi linear untuk dua parameter sifat fisika kimia atau lebih dapat dinyatakan

melalui persamaan sebagai berikut :

Y = aX1 + bX2 + cX3 + d (3)

dimana X1, X2, X3 = parameter – parameter sifat fisika kimia 1, 2, 3 (Siswandono


35

1

lv

Keabsahan persamaan yang diperoleh dan arti perbedaan parameter yang

digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas model Hansch dapat dilihat dengan

beberapa kriteria statistik, antara lain :

1. Nilai R (koefisien korelasi)

Nilai R menunjukkan tingkat hubungan antara data aktivitas biologis dari

pengamatan percobaan dengan data hasil perhitungan berdasarkan persamaan

yang diperoleh dari analisis regresi. Koefisien korelasi bernilai mulai dari 0

sampai 1. Dalam penelitian HKSA dicoba dicapai suatu nilai R yang lebih

besar dari 0,9, sebab semakin tinggi nilai R maka semakin baik hubungannya

(Siswandono dan Soekardjo, 1995). Hubungan yang sangat kuat antara

variabel bebas dan variabel tergantung sebenarnya telah tercapai pada nilai R

antara 0,8 sampai dengan 1 (Anonim, 2006).

2. Nilai R2 (koefisien determinasi)

Nilai R2 menunjukkan berapa persen aktivitas biologis yang dapat

dijelaskan hubungannya dengan parameter sifat fisika kimia yang digunakan.

Misalnya suatu hubungan yang mempunyai nilai R = 0,990 berarti dapat

menjelaskan (0,990)2 x 100% = 98% dari variasi antar data (Siswandono dan

Soekardjo, 1995).

3. Nilai F

Nilai F menunjukkan kemaknaan hubungan bila dibandingkan dengan

tabel F. Makin besar nilai F makin besar derajat kemaknaan hubungan.

Semakin tinggi nilai F semakin kecil kemungkinan hubungan tersebut adalah

karena kebetulan (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Persamaan yang

36

1

lvi

memenuhi syarat siginifikansi pada tingkat kepercayaan 95% adalah

persamaan yang memiliki nilai Fhitung/Ftabel lebih besar dari 1 atau Fhitung lebih

besar daripada Ftabel (Yuliana, 2005).

4. Nilai Standard Error (SE)

Nilai SE merupakan simpangan baku yang menunjukkan nilai variasi

kesalahan dalam percobaan (Siswandono dan Soekardjo, 1995).

5. Predicted Residual Sum of Square (PRESS)

Salah satu tujuan pembentukan model ialah untuk prediksi dan salah satu

patokan prediksi yang baik ialah prediksi dengan nilai yang diprediksi sama

atau hampir sama. Nilai PRESS merupakan selisih antara hasil prediksi

dengan nilai yang diprediksi (eksperimen). Model yang baik adalah model

yang menghasilkan PRESS yang kecil dalam kelompok parameter (Sembiring,

2003).

Menurut Hansch, aktivitas biologis dipengaruhi oleh parameter elektronik,

sterik, dan hidrofobisitas dari suatu senyawa (Siswandono dan Soekardjo, 1995).

Berdasarkan konsep ini, maka model persamaan terbaik juga ditentukan dari

terpenuhinya ketiga parameter tersebut.

I. Keterangan Empiris

Penelitian ini dapat menghasilkan model persamaan HKSA terbaik dengan

deskriptor yang ditentukan berdasarkan hasil perhitungan semiempiris PM3. Dari

model persamaan terbaik ini dapat digambarkan hubungan kuantitatif struktur

37

1

lvii

senyawa vinkadiformina dan turunannya, melalui parameter teoretis meliputi

parameter elektronik, sterik, dan hidrofobisitas, dengan aktivitas yang didasarkan

pada konsentrasi yang dapat menghambat pertumbuhan P. falciparum sebanyak

50% (log 1/IC50).

38

1

lviii

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mencari hubungan antar variabel dengan

cara menganalisis data yang telah dikumpulkan (Sastroasmoro dan Ismael, 1995).

Hubungan yang dimaksud adalah hubungan antara struktur senyawa

vinkadiformina dan turunannya dengan aktivitasnya sebagai antimalaria.

Jenis dan rancangan penelitian ini termasuk penelitian eksperimental

kuasi. Pada penelitian ini digunakan data aktivitas antimalaria dari 16 sampel

yang telah mengalami perlakuan pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh

Mustofa (2001). Senyawa vinkadiformina telah mengalami modifikasi struktur

yang menghasilkan satu seri senyawa vinkadiformina dan turunannya dan diuji

aktivitas antimalarianya. Dapat dikatakan data aktivitas yang diperoleh adalah

data sekunder. Pemilihan 16 struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya

sebagai sampel tidak dilakukan secara acak, melainkan telah ditetapkan secara

pasti.

B. Variabel dan Definisi Variabel

1. Variabel bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah deskriptor-deskriptor yang

mewakili parameter Hansch. Parameter elektronik berupa momen dipol (μ),

Highest Occupied Molecular Orbitals Energy (EHOMO) dan Lowest Unoccupied

39

1

lix

Molecular Energy (ELUMO) yang diwakili oleh ΔE (ELUMO - EHOMO), dan muatan

bersih atom (q) pada atom C1 (qC1), C2 (qC2), C3 (qC3), C4 (qC4), C5 (qC5), N6

(qN6), C7 (qC7), C8 (qC8), C9 (qC9). Parameter sterik yang digunakan adalah luas

permukaan (SA), volume (V), polarisabilitas molekular (∂), refraktivitas molar

(MR) dan massa (M). Parameter hidrofobisitas diwakili oleh log P.

NH

N

O O

12

34 6

7

89

5

Gambar 13. Struktur senyawa vinkadiformina dengan penomeran atom tidak mengikuti kaidah tatanama senyawa dan

hanya digunakan untuk penelitian ini saja

2. Variabel tergantung

Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah nilai log 1/IC50. Nilai ini

menggambarkan aktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya sebagai

antimalaria yang didasarkan pada konsentrasi yang dapat menghambat

pertumbuhan P. falciparum sebanyak 50%.

C. Bahan dan Alat Penelitian

1. Bahan penelitian

Penelitian ini menggunakan satu set data struktur dan aktivitas dari 16

senyawa vinkadiformina dan turunannya yang diperoleh dari Mustofa (2001).

40

1

lx

Mustofa telah mensintesis dan menguji aktivitas antimalaria keenambelas

senyawa tersebut terhadap P. falciparum yang tergolong sensitif terhadap

senyawa klorokuin yaitu sel Nigerian, seperti tercantum dalam tabel I.

Tabel I. Struktur senyawa senyawa vinkadiformina dan turunannya

No Struktur senyawa 1

NH

NH

O O

2

NH

NH

O2N

O O

3

NH

NH

NO2

4

NH

NH

NO2

O2N

5

NH

NH

NO2

Br


N

NH

NO2

O O

7

N

NH

NO2

O O

Br

8

N

NH

ClO O

9

N

NH

Cl

O O

O2N

10

N

NH

Cl

O O

Br

Vinka-2

Vinkadiformina

Vinka-3

Vinka-4

Vinka-5

Vinka-6

Vinka-7

Vinka-8

Vinka-9

Vinka-10

41

1

i


N

NH

O O

12

N

NH

O

ClOO

13

NH

NH

Br

H

NO2

OO

14

N

NH

ClOO

15

NN

O

H

H

O

OHO

16

NN

OO

H

H

O

OO

HN

Vinka-13

Vinka-14

Vinka-15

Vinka-16

Vinka-11

Vinka-12

42

1

ii

Tabel II. Data aktivitas (log 1/IC50) senyawa vinkadiformina dan turunannya

No Senyawa log 1/IC50 1 Vinkadiformina -2,1455 2 Vinka-2 -1,5416 3 Vinka-3 -1,9274 4 Vinka-4 -1,1614 5 Vinka-5 -1,3784 6 Vinka-6 -2,3555 7 Vinka-7 -2,2363 8 Vinka-8 -1,3802 9 Vinka-9 -1,1399 10 Vinka-10 -1,3181 11 Vinka-11 -1,7973 12 Vinka-12 -1,4298 13 Vinka-13 -2,0535 14 Vinka-14 -2,0233 15 Vinka-15 -1,0253 16 Vinka-16 -2,0418

2. Alat penelitian

Penelitian ini menggunakan alat yang meliputi perangkat keras dan lunak.

Perangkat keras berupa satu set komputer AMD Sempron 2200 1,49 GHz dengan

kapasitas memori 512 MB yang mampu digunakan untuk melakukan perhitungan

kimia komputasi. Perangkat lunak berupa paket program komputer HyperChem

Pro ver.6.0 untuk melakukan perhitungan kimia kuantum. Perhitungan statistik

dilakukan dengan program SPSS 11.0 for Windows.

D. Tata Cara Penelitian

1. Optimasi geometri struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya dengan

metode PM3

43

1

iii

Langkah awal penelitian ini adalah dengan menggambar masing-masing

senyawa vinkadiformina beserta turunannya yang terdapat dalam tabel 1 dalam

bentuk dua dimensi (2D). Penggambaran dilakukan dengan paket program

HyperChem. Penambahan atom H dilakukan untuk melengkapi struktur dengan

memilih menu [Build] [Add hydrogens]. Selanjutnya, struktur senyawa dalam

bentuk 2D diubah menjadi 3D dengan memilih menu [Build] [Add H & Model

Build]. Struktur 3D dioptimasi geometri menggunakan metode PM3 dengan

algoritma Polak-Ribiere. Sebelum optimasi geometri dijalankan, perlu dilakukan

pengaturan pada program HyperChem yaitu dengan memilih [Setup] [Semi-

empirical] [PM3] [Option] [Convergence limit] 0,001 kkal/Å.mol [Iteration limit]

32767 [Accelerate convergence] [√]. Optimasi geometri dijalankan dengan

memilih menu [Compute] [Geometry optimization] [Polak-Ribiere] [RMS

Gradient of] 0,001 kkal/Å.mol or 500 maximum cycles [Screen refresh period] 1

cycles. Optimasi dihentikan setelah tercapai batas konvergensi yang telah

ditetapkan yaitu 0,001 kkal/Å.mol. Struktur yang telah dioptimasi disimpan

sebagai file.hin.

2. Perhitungan sifat fisika kimia senyawa vinkadiformina dan turunannya

Perhitungan sifat kimia fisika dilakukan pada struktur senyawa

vinkadiformina beserta turunannya yang telah dioptimasi. Perhitungan dilakukan

untuk memperoleh nilai deskriptor elektronik, sterik, dan hidrofobisitas yang akan

dijadikan variabel bebas. Dalam penelitian ini digunakan dua jenis perhitungan,

yaitu perhitungan single point dan QSAR properties.

44

1

iv

Perhitungan single point digunakan untuk memperoleh data nilai muatan

bersih atom (qC1, qC2, qC3, qC4, qC5, qN6, qC7, qC8, qC9), momen dipol (μ).

Perhitungan ini diawali dengan memilih [File] [Start log], kemudian perhitungan

single point dilakukan dengan memilih menu [Compute] [Single point], lalu

dipilih menu [File] [Stop log] untuk menghentikan pencatatan data. Data yang

telah tercatat disimpan dalam bentuk file.log. Untuk memperoleh data nilai EHOMO

dan ELUMO dilakukan perhitungan orbitals setelah dilakukan perhitungan single

point. Perhitungan orbitals dilakukan dengan memilih menu [Compute] [Single

point] [Orbitals]. Data nilai polarisabilitas molekular (∂), luas permukaan (SA),

volume (V), refraktivitas molar (MR), dan massa (M) diperoleh dengan

perhitungan QSAR properties, yaitu dengan memilih menu [Compute] [QSAR

properties] memilih variabel yang dinginkan [Compute].

E. Analisis Data dan Hasil

1. Analisis regresi multivariat

Analisis regresi multivariat dilakukan terhadap variabel bebas dan variabel

tergantung untuk mengetahui HKSA senyawa vinkadiformina dan turunannya

sebagai antimalaria. Metode yang digunakan dalam analisis regresi multivariat

adalah metode backward yang diolah dengan SPSS 11.0 for Windows. Analisis ini

menghasilkan suatu model persamaan matematis.

2. Analisis kriteria statistik model persamaan matematis

Model persamaan terbaik dipilih dengan menganalisis model-model

persamaan matematis berdasarkan kriteria statistik yang meliputi keterwakilan

45

1

v

parameter Hansch, nilai R, nilai adjusted R2, nilai Fhitung/Ftabel, dan nilai SE.

Selanjutnya pemilihan model dilakukan berdasarkan parameter PRESS. Model

persamaan terbaik adalah model persamaan yang mewakili ketiga parameter

Hansch, memiliki nilai R > 0,8, memiliki nilai adjusted R2 yang tinggi, memiliki

nilai Fhitung/Ftabel lebih dari 1, memiliki nilai SE rendah, dan memiliki nilai PRESS

yang terkecil.

46

1

vi

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Optimasi Geometri Senyawa Vinkadiformina dan Turunannya

dengan Metode PM3

Semua senyawa dalam seri senyawa vinkadiformina dan turunannya

diperoleh dari Mustofa (2001). Senyawa yang diambil sebagai senyawa penuntun

(lead compound) adalah senyawa vinkadiformina. Berikut merupakan gambar

kerangka struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya.

N

H

1

2

3

45

67

89

Gambar 14. Kerangka struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya. Penomoran atom tidak mengikuti kaidah tatanama senyawa dan hanya digunakan untuk pemodelan pada penelitian ini.

Penelitian ini menggunakan perangkat lunak Hyperchem Pro ver. 6.0.

yang digunakan dalam pemodelan struktur senyawa vinkadiformina dan

turunannya dan perhitungan kimia komputasi untuk memperoleh data sifat fisika

kimia molekul. Langkah awal yang dilakukan dalam penelitian ini adalah

penggambaran struktur dua dimensi (2D) 16 senyawa vinkadiformina dan

turunannya. Selanjutnya ditambah dengan atom hidrogen pada setiap atom untuk

melengkapi struktur sebenarnya dan dibentuk menjadi struktur tiga dimensi (3D).

Penggambaran struktur 3D dilakukan untuk menvisualisasikan struktur senyawa

47

1

vii

dalam ruang. Struktur senyawa haruslah spesifik dan berkesesuaian dengan

reseptor. Struktur 3D ini diharapkan dapat menggambarkan struktur yang

mendekati keadaan sebenarnya apabila terikat dengan reseptornya.

Sebelum dilakukan perhitungan sifat fisika kimia senyawa, 16 senyawa

vinkadiformina dan turunannya dioptimasi geometri terlebih dahulu. Optimasi

geometri merupakan suatu cara untuk menghitung tampilan struktur molekul yang

mempunyai energi terendah dan gaya-gaya atomik terkecil. Optimasi geometri

bertujuan untuk mendapatkan bentuk dan struktur molekul yang paling stabil dan

mempunyai energi potensial paling rendah. Metode optimasi yang digunakan

adalah metode Polak Ribiere hingga diperoleh konvergensi yang efisien. Pada

proses optimasi geometri senyawa ini, ditentukan nilai limit konvergensi sebesar

0,001 kkal/Å.mol. Senyawa mengalami iterasi mencari bentuk konformasi yang

stabil dengan energi potensial yang paling rendah dan mempunyai konvergensi

0,001 kkal/Å.mol. Konvergensi yang dimaksud disini adalah gradien antara

perubahan energi dibagi perubahan posisi sampai mendekati 0,001 kkal/Å.mol.

Apabila nilai gradien tersebut telah didapat, maka senyawa akan berhenti

mengalami perubahan konformasi. Bentuk senyawa yang telah dioptimasi ini

merupakan bentuk yang relatif stabil yaitu menggambarkan struktur dan jarak

yang sebenarnya di alam.

Senyawa yang telah mengalami optimasi akan mempunyai bentuk

konformasi yang berbeda dengan senyawa sebelum mengalami optimasi. Senyawa

yang telah mengalami optimasi akan memiliki struktur yang melebar, sebab

gugus-gugus yang ada di dalam senyawa cenderung mengandung muatan yang

48

1

viii

berlawanan akibat pengaruh induksi awan elektron pada atom maupun gugus

tertentu.

Gambar 15 menunjukkan senyawa vinkadiformina sebelum mengalami

optimasi geometri. Gambar 16 menunjukkan senyawa vinkadiformina sesudah

mengalami optimasi geometri. Atom O yang membentuk sudut (X-Y-Z) pada

senyawa sebelum dan sesudah optimasi mempunyai besar sudut yang berbeda.

Pada senyawa vinkadiformina sesudah mengalami optimasi membentuk sudut

yang lebih besar (118,634o) dibanding senyawa vinkadiformina sebelum

mengalami optimasi (109,471o). Perubahan sudut ini menyebabkan terjadinya

pelebaran jarak (r) antara atom di kiri dan atom di kanan O (X-Z) pada senyawa

vinkadiformina sebelum mengalami optimasi dan senyawa vinkadiformina

sesudah mengalami optimasi yaitu dari 2,278 Å menjadi 2,393 Å. Hal ini juga

terjadi pada atom-atom lain yang berinteraksi satu sama lain.

Gambar 15. Model stick & ball senyawa vinkadiformina sebelum optimasi

geometri

Atom N

Atom O

Atom H

Atom C

49

1

ix

Gambar 16. Model stick & ball senyawa vinkadiformina sesudah optimasi geometri

Perubahan energi juga terjadi akibat perubahan sudut dan jarak antar tiap

atom tersebut. Nilai energi ini diperoleh dari perhitugan single point. Energi

senyawa vinkadiformina sesudah mengalami optimasi lebih kecil (125,941

kkal/mol) dibanding energi senyawa vinkadiformina sebelum mengalami optimasi

(259,916 kkal/mol). Dari senyawa hasil optimasi inilah akan dilakukan

perhitungan kimia komputasi untuk memperoleh data sifat fisika kimia yang

representatif.

B. Perhitungan Sifat Fisika Kimia Senyawa Vinkadiformina dan

Turunannya

Dalam penelitian ini digunakan model pendekatan hubungan kuantitatif

struktur-aktivitas Hansch. Hansch mengemukakan bahwa hubungan kuantitatif

Y Z

X

50

1

x

struktur kimia dengan aktivitas (log 1/IC50) suatu turunan senyawa dapat

dinyatakan secara kuantitatif melalui parameter-parameter sifat fisika kimia dari

substituen yaitu parameter elektronik, sterik, dan hidrofobik (Siswandono dan

Soekardjo, 1998). Perhitungan sifat fisika kimia ini dilakukan setelah 16 senyawa

vinkadiformina dan turunannya dioptimasi geometri.

Parameter elektronik yang digunakan meliputi parameter elektronik yang

bersifat atomik dan molekuler. Parameter elektronik atomik diwakili oleh muatan

bersih atom (q) pada atom C1, C2, C3, C4, C5, N6, C7, C8, C9 yang didapat dari

perhitungan single point setelah proses optimasi geometri. Sedangkan Parameter

elektronik molekuler diwakili oleh momen dipol dan ΔE (EHOMO - ELUMO).

Parameter elektronik tersebut saling berhubungan satu sama lain. Terutama dalam

hal penentuan medan elektrostatik molekul obat untuk membentuk ikatan antara

obat-reseptor baik pada awal kontak maupun selama kontak.

Penentuan EHOMO dan ELUMO sangat menentukan dalam proses reaksi

kimia, karena transisi elektron terluar merupakan salah satu faktor yang berperan

dalam reaktivitas dalam kebanyakan reaksi kimia. EHOMO dikaitkan dengan

potensial ionisasi dan memberikan sifat kerentanan terhadap serangan elektrofil,

dan ELUMO dikaitkan dengan afinitas elektron dan memberikan sifat kerentanan

terhadap serangan nukleofil (Karelson dkk, 1996). Energi dalam keadaan HOMO

dan LUMO didapatkan dengan cara menentukan orbital molekul setelah proses

optimasi geometri. Reaktivitas yang ditunjukkan lewat EHOMO dan ELUMO, dalam

penelitian ini diwakili oleh ΔE yang merupakan selisih antara ELUMO dan EHOMO.

Nilai ΔE yang semakin kecil akan menunjukkan reaktivitas yang meningkat.

51

1

xi

Momen dipol berhubungan dengan delokalisasi dengan elektron pada

molekul sehingga akan terbentuk deferensiasi karakter elektrik masing-masing

atom. Secara langsung momen dipol akan berhubungan dengan polarisabilitas dan

koefisien partisi (log P). Nilai momen dipol dipengaruhi oleh jarak antar atom

dalam suatu molekul, oleh karena itu pertimbangan dalam menentukan aktivitas

prediksi optimal meliputi juga efek sterik dari senyawa obat tersebut.

Parameter sterik yaitu luas permukaan, volume, polarisabilitas,

refraktivitas molar dan massa berpengaruh dalam menentukan ukuran molekul

senyawa yang menentukan ikatan dengan reseptor. Perhitungan parameter ini

diperoleh dari perhitungan QSAR properties.

Parameter lain yang digunakan yaitu parameter hidrofobik yang diwakili

oleh koefisien partisi (log P) senyawa obat. Parameter log P merupakan

perbandingan kelarutan senyawa dalam oktanol dan kelarutan dalam H2O yang

melambangkan kelarutan senyawa dalam media organik yang bersangkutan

dengan proses masuknya obat menembus membran sel, dalam hal ini adalah sel

Nigerian yang telah diinfeksi plasmodia dari P. falciparum. Perhitungan

parameter ini diperoleh dari perhitungan QSAR properties.

Deskriptor-deskriptor yang mewakili 3 parameter sifat fisika kimia

senyawa vinkadiformina dan turunannya seluruhnya berjumlah 17. Tabel III

menyajikan deskriptor-deskriptor yang dihitung dengan menggunakan

perhitungan semiempirik PM3 beserta simbol dan satuannya.

52

1

xii

Tabel III. Deskriptor-deskriptor yang dihitung menggunakan metode PM3

Parameter Simbol Satuan Parameter elektronik

Muatan bersih atom C1 qC1 Coulomb Muatan bersih atom C2 qC2 Coulomb Muatan bersih atom C3 qC3 Coulomb Muatan bersih atom C4 qC4 Coulomb Muatan bersih atom C5 qC5 Coulomb Muatan bersih atom N6 qN6 Coulomb Muatan bersih atom C7 qC7 Coulomb Muatan bersih atom C8 qC8 Coulomb Muatan bersih atom C9 qC9 Coulomb

Momen dipol µ Debye ELUMO - EHOMO ΔE kkal/mol

Parameter hidrofobik Koefisien partisi log P -

Parameter sterik Luas permukaan (grid) SA Å2

Refraktivitas molar MR Å3 Volume molekular V Å3

Polarisabilitas molekular ∂ Å3 Massa M Sma

C. Analisis Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas Senyawa

Vinkadiformina dan Turunannya

Setelah mendapatkan data sifat fisika kimia senyawa, kemudian dilakukan

pengolahan data dan analisis statistik menggunakan paket program SPSS 11.0. for

Windows. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan regresi linear

multivariat metode backward dengan variabel bebas adalah deskriptor-deskriptor

elektronik, hidrofobik, dan sterik; dan sebagai variabel tergantung adalah log

1/IC50. Analisis regresi ini nantinya akan menghasilkan beberapa model

persamaan, yang digunakan untuk menggambarkan hubungan antara deskriptor-

53

1

xiii

deskriptor manakah yang berpengaruh secara dominan terhadap aktivitas

antimalaria senyawa vinkadiformina dan turunannya. Pemilihan model persamaan

terbaik dilakukan dengan analisis berdasarkan kriteria Hansch dan kriteria statistik

yaitu R, R2, SE (Standar Error),signifikansi, rasio Fhitung dan Ftabel, dan PRESS.

Metode backward digunakan untuk melihat deskriptor-deskriptor yang

berpengaruh dominan terhadap aktivitas antimalaria. Deskriptor-deskriptor yang

mempunyai pengaruh kecil akan dikeluarkan satu persatu dengan metode ini.

Analisis yang dilakukan menghasilkan 7 model persamaan.

Tabel IV. Deskriptor-deskriptor yang terlibat di dalam model persamaan

Model deskriptor n m

1 qC1, qC4, qC5, qN6, qC7, qC8, qC9, grid, log P, refraktivitas, polarisabilitas, momen dipol, massa, ΔE 16 14

2 qC1, qC4, qC5, qN6, qC7, qC8, qC9, log P, refraktivitas, polarisabilitas, momen dipol, massa, ΔE 16 13

3 qC1, qC4, qC5, qN6, qC7, qC9, log P, refraktivitas, polarisabilitas, momen dipol, massa, ΔE 16 12

4 qC1, qC4, qC5, qN6, qC7, qC9, log P, polarisabilitas, momen dipol, massa, ΔE 16 11

5 qC1, qC4, qC5, qC7, qC9, log P, polarisabilitas, momen dipol, massa, ΔE 16 10

6 qC1, qC4, qC5, qC7, qC9, log P, polarisabilitas, massa, ΔE 16 9 7 qC1, qC4, qC5, qC7, qC9, log P, polarisabilitas, massa 16 8

Keterangan : n = jumlah senyawa ; m = jumlah deskriptor pada model persamaan

Pemilihan model persamaan terbaik dilakukan dengan analisis berdasarkan

kriteria statistik yaitu R, R2, SE (Standar Error), signifikansi, rasio Fhitung dan

Ftabel, dan PRESS. Kriteria Hansch mengemukakan bahwa untuk menyatakan

hubungan struktur kimia dengan aktivitas biologis (log 1/C50) suatu turunan

senyawa secara kuantitatif diperlukan parameter-parameter sifat fisika kimia dari

subtituen yaitu parameter hidrofobik (π), elektronik (σ), dan sterik (Es) yang

54

1

xiv

terdapat pada molekul. Dengan demikian model persamaan terbaik yang diperoleh

harus merupakan persamaan yang memenuhi kedua kriteria di atas yaitu kriteria

statistik dan kriteria Hansch.

Model persamaan terbaik dipilih yang mempunyai nilai R antara 0,8

sampai 1 atau nilai R square lebih besar dari 0,64. Maka dapat disimpulkan

bahwa model persamaan 1 hingga 7, semuanya memenuhi persyaratan ini.

Kriteria lain yang digunakan dalam pemilihan model persamaan terbaik adalah

nilai signifikansi kurang dari 0,05 dan nilai Fhitung/Ftabel lebih dari 1 yang

menunjukkan bahwa model persamaan tersebut memenuhi taraf kepercayaan

95%. Berdasarkan kriteria ini, model persamaan 1, 2, 3 dan 4 tidak memenuhi

taraf kepercayaan 95% sehingga persamaan 1, 2, 3 dan 4 dieliminasi.

Nilai standard error statistik model-model yang tersisa mempunyai variasi

yang tidak jauh berbeda. Namun dapat dilihat bahwa terdapat selisih yang besar

pada model persamaan 1, 2, 3 dan 4 dibandingkan model-model yang lain,

sehingga model persamaan tersebut dieliminasi untuk pertimbangan selanjutnya.

Tabel V. Nilai-nilai parameter statistik untuk mengeliminasi model persamaan

Model R R Square Adjusted R Square SE Sig Fhitung/Ftabel PRESS

1 0,9644 0,9302 -0,0477 0,4445 0,6774 - - 2 0,9643 0,9299 0,4746 0,3147 0,3763 - - 3 0,9643 0,9299 0,6495 0,2571 0,1762 - - 4 0,9642 0,9297 0,7364 0,2229 0,0713 - - 5 0,9603 0,9222 0,7665 0,2098 0,0316 1,2512 0,22016 0,9553 0,9126 0,7815 0,2030 0,0141 1,6984 0,24727 0,9421 0,8875 0,7590 0,2132 0,0097 1,8530 0,3181

Keterangan : R = koefisien korelasi ; SE = standard error ; F = kriteria Fisher hasil analisis ANOVA ; Sig = signifikansi F pada 95% ; PRESS = jumlah simpangan kuadrat prediksi

55

1

xv

Analisis selanjutnya dilakukan dengan melihat nilai PRESS. PRESS

merupakan jumlah kuadrat dari selisih log 1/IC50 eksperimen dengan log 1/IC50

prediksi. Nilai PRESS yang mendekati 0 atau dengan kata lain nilai PRESS yang

terkecil menunjukkan bahwa nilai log 1/IC50 prediksi yang dihasilkan dari

persamaan tersebut akan semakin mendekati niali log 1/IC50 eksperimen. Dengan

demikian model persamaan terbaik adalah model persamaan terbaik adalah model

persamaan dengan nilai PRESS yang terkecil.

Berdasarkan kriteria statistik yang harus dipenuhi untuk memilih model

persamaan terbaik maka model 5 dipilih sebagai model persamaan terbaik.

Parameter yang mewakili model persamaan 5 untuk memprediksi aktivitas

antimalaria senyawa vinkadiformina dan turunannya ini adalah qC1, qC4, qC5,

qC7, qC9, log P, polarisabilitas, momen dipol, massa, ΔE. Dari parameter-

parameter yang didapatkan maka dapat dikatakan bahwa model persamaan 5 juga

memenuhi kriteria Hansch. Model persamaan 5 inilah yang akan digunakan untuk

menggambarkan hubungan antara struktur kimia dengan aktivitas senyawa, yaitu :

Log 1/IC50 = 10,5159(qC1) - 32,2812(qC4) + 16,5090(qC5) +

5,6150(qC7) + 55,0047(qC9) + 0,9549(log P) -

0,3535(polarisabilitas) + 0,0102(Massa) -

0,0388(momen dipol) - 0,3754(ΔE) + 15,6241

Persamaan tersebut mempunyai nilai R sebesar 0,9603; R2 sebesar 0,9222;

adjusted R square sebesar 0,7665; Fhitung/Ftabel sebesar 1,2512; signifikansi sebesar

0,0316; SE sebesar 0,2098; dan nilai PRESS sebesar 0,2201.

56

1

xvi

Dari persamaan di atas, nilai R yang diperoleh mendekati 1 yaitu sebesar

0,9603. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang bagus antara

parameter-parameter sifat fisika kimia dengan aktivitas senyawa sebagai

antimalaria. Nilai R2 sebesar 0,9222 merupakan koefisien simultan pengaruh

antara parameter sifat fisika kimia terhadap aktivitas senyawa sebagai antimalaria.

Nilai R2 dapat dinotasikan dengan bilangan % atau nilai R2 persamaan ini adalah

sebesar 92,22%. Nilai adjusted R square persamaan ini sebesar 0,7665 atau

76,65%. Nilai adjusted R square dinilai lebih mempresentasikan nilai pengaruh

yang sebenarnya karena apabila digunakan nilai R2, nilai R2 pasti akan mengalami

penambahan nilai ketika dimasukkan variabel baru walaupun variabel baru

tersebut secara parsial tidak signifikan. Nilai adjusted R square sebesar 0,7665

atau 76,65% berarti bahwa besarnya pengaruh antara parameter sifat fisika kimia

senyawa terhadap aktivitasnya sebagai antimalaria adalah sebesar 76,65%.

Parameter sifat fisika kimia lain yang tidak dapat dijelaskan oleh parameter yang

telah ada adalah sebesar 23,35%.

Nilai signifikansi kurang dari 0,05 (0,031596) dan nilai Fhitung/Ftabel lebih

dari 1 (1,251184) menunjukkan bahwa memang terdapat pengaruh yang

signifikan secara simultan antara parameter sifat fisika kimia senyawa terhadap

aktivitasnya sebagai antimalaria. Nilai PRESS model persamaan ini merupakan

nilai PRESS yang terkecil dibanding model persamaan lainnya yaitu sebesar

0,2201. Ini menunjukkan bahwa nilai log 1/IC50 prediksi yang dihasilkan dari

persamaan tersebut yang paling mendekati nilai log 1/IC50 eksperimen.

57

1

xvii

D. Makna Model Persamaan Terbaik

Model persamaan 5 merupakan model persamaan terbaik yang dapat

digunakan untuk menggambarkan hubungan antara struktur kimia senyawa

vinkadiformina dan turunannya dengan aktivitasnya sebagai antimalaria. Nilai log

1/IC50 prediksi yang dihasilkan dari model persamaan 5 diharapkan mempunyai

nilai yang paling mendekati dengan nilai log 1/IC50 eksperimen dibandingkan

model persamaan lainnya. Nilai log 1/IC50 prediksi yang semakin besar

menggambarkan bahwa nilai IC50 semakin kecil, artinya dengan konsentrasi yang

kecil dapat menghambat pertumbuhan P. falciparum sebanyak 50%. Nilai log

1/IC50 eksperimen dan log 1/IC50 prediksi serta nilai PRESS dapat dilihat pada

tabel VI. Nilai aktivitas prediksi dan eksperimen dapat digambarkan

menggunakan grafik, sehingga dapat dilihat apakah 16 senyawa mempunyai nilai

aktivitas eksperimen dan aktivitas prediksi yang hampir sama atau berbeda jauh.

Nilai aktivitas prediksi yang baik diharapkan sama besarnya atau

mendekati nilai aktivitas eksperimen yang dapat ditunjukkan dengan titik-titik

yang berada dekat dengan garis x=y. Dari grafik dapat dilihat bahwa 16 senyawa

mempunyai titik-titik yang berada dekat dengan garis x=y, ini berarti besarnya

nilai aktivitas eksperimen dan aktivitas prediksi hampir sama.

Parameter yang mewakili model persamaan 5 adalah parameter elektronik

yang diwakili oleh qC1, qC4, qC5, qC7, qC9, momen dipol, ΔE (ELUMO – EHOMO);

parameter sterik diwakili oleh massa, polarisabilitas; dan parameter hidrofobik

diwakili oleh log P. Parameter-parameter inilah yang digunakan untuk

memprediksi aktivitas antimalaria senyawa vinkadiformina dan turunannya.

58

1

xviii

Tabel VI. Nilai aktivitas prediksi yang dihitung dengan model persamaan 5

dan dibandingkan dengan aktivitas eksperimen

Senyawa Log 1/IC50 eksperimen

Log 1/IC50 prediksi Selisih (Selisih)2

1 -2,1455 -2,0700 0,0755 0,0057 2 -1,5416 -1,6160 -0,0744 0,0055 3 -1,9274 -1,8579 0,0695 0,0048 4 -1,1614 -1,2364 -0,0750 0,0056 5 -1,3784 -1,3996 -0,0212 0,0004 6 -2,3555 -2,3530 0,0025 0,0000 7 -2,2363 -2,2293 0,0070 0,0000 8 -1,3802 -1,7470 -0,3668 0,1345 9 -1,1399 -1,0083 0,1316 0,0173 10 -1,3181 -1,3007 0,0174 0,0003 11 -1,7973 -1,7057 0,0916 0,0084 12 -1,4298 -1,4845 -0,0547 0,0030 13 -2,0535 -2,0009 0,0526 0,0028 14 -2,0233 -1,8524 0,1709 0,0292 15 -1,0253 -1,0065 0,0188 0,0004 16 -2,0418 -2,0873 -0,0455 0,0021

Nilai PRESS 0,2200

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0-3 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0

log 1/IC50 eksperimen

log

1/IC

50 p

redi

ksi

Gambar 17. Grafik PRESS pada persamaan 5

Log 1/IC50 eksperimen

Log

1/I

C50

pre

diks

i

59

1

xix

Muatan bersih atom menunjukkan muatan elektron pada atom-atom

tersebut. Muatan bersih atom inilah yang mempengaruhi ikatan elektrostatik

senyawa vinkadiformina dan turunannya dengan ADN plasmodia. Interaksi ini

diperkuat dengan adanya ikatan elektrostatik yaitu ikatan hidrogen antara atom N

pada cincin indol dengan basa purin ADN yaitu adenin. Dengan demikian

translasi dan transkripsi ADN plasmodia terganggu, sehingga mengurangi sintesis

ADN dan ARN plasmodia. Ikatan ini dipengaruhi oleh muatan elektron.

Berdasarkan model persamaan 5, parameter elektronik yang diwakili oleh muatan

bersih pada atom C1, C4, C5, C7, dan C9 mempunyai nilai mutlak koefisien yang

besar dibanding dengan parameter yang lain (tabel VII).

Tabel VII. Nilai koefisien dan nilai mutlak koefisien masing-masing parameter pada persamaan 5

Parameter Nilai koefisien Nilai mutlak koefisien

qC1 10,5159 10,5159 qC4 -32,2812 32,2812 qC5 16,5090 16,5090 qC7 5,6150 5,6150 qC9 55,0047 55,0047

Log P 0,9549 0,9549 Polarisabilitas -0,3535 0,3535

Massa 0,0102 0,0102 Momen dipol -0,0388 0,0388

ΔE -0,3754 0,3754

Hal ini menunjukkan bahwa ikatan elektrostatik senyawa vinkadiformina

dan turunannya dengan ADN plasmodia mempunyai kontribusi yang besar untuk

memprediksi aktivitas senyawa sebagai antimalaria. Perubahan kecil yang terjadi

60

1

xx

pada nilai muatan bersih pada atom C1, C4, C5, C7, dan C9 akan memberikan

perubahan nilai aktivitas yang signifikan. Muatan bersih atom pada atom C1, C2,

C3, N, C7, C8, C9 tersebut menunjukkan daerah sensitif senyawa turunan

vinkadiformina yang dapat berikatan dengan reseptor yaitu ADN plasmodia.

Daerah sensitif tersebut ditunjukkan oleh garis tebal pada gambar 18.

Gambar 18. Daerah sensitif senyawa turunan vinkadiformina

Momen dipol (μ) merupakan jumlah vektor dari momen ikatan dalam

molekul. Vektor menyangkut arah maupun besarnya momen ikatan, sehingga

momen dipol adalah ukuran kepolaran molekul secara keseluruhan (Fessenden

dan Fessenden, 1996). Momen dipol diperhitungkan dalam model persamaan

terbaik karena gambaran kepolaran senyawa dapat menunjukkan sifat kelarutan

senyawa tersebut serta juga dapat digunakan untuk menggambarkan kekuatan

ikatan senyawa dengan reseptor.

Parameter elektronik lain yang juga dapat digunakan untuk menunjukkan

reaktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya adalah ΔE. ΔE merupakan

selisih antara ELUMO dan EHOMO. EHOMO merupakan energi orbital molekul

tertinggi yang terisi elektron, sedangkan ELUMO adalah energi orbital meolekul

terendah yang tidak terisi elektron. EHOMO dikaitkan dengan potensial ionisasi dan

memberikan sifat kerentanan terhadap serangan elektrofil, sedangkan ELUMO

dikaitkan dengan afinitas elektron dan memberikan sifat kerentanan terhadap

12

436

75

9 8

N

61

1

xxi

serangan nukleofil. Besarnya ELUMO yang paling rendah dan EHOMO yang paling

tinggi akan menyebabkan senyawa menjadi reaktif. Dengan kata lain ΔE yang

semakin kecil akan menunjukkan reaktivitas senyawa yang semakin meningkat.

Pada senyawa vinkadiformina yang memiliki cincin indol, interkalasi diharapkan

dapat terjadi karena adanya kompleks alih muatan yang melibatkan EHOMO dan

ELUMO. Dalam hal ini, cincin indol memiliki nilai energi LUMO rendah,

sedangkan pasangan basa guanin-sitosin pada ADN plasmodia memiliki nilai

energi HOMO tinggi. Kondisi ini mempermudah terjadinya transisi elektron dan

dengan demikian meningkatkan reaktivitas senyawa antimalaria.

Selain parameter elektronik, parameter sterik juga berpengaruh pada

pembentukan ikatan antara senyawa obat dengan reseptor. Parameter sterik yang

terdapat dalam model persamaan terbaik adalah polarisabilitas dan massa (M).

Untuk membentuk ikatan dengan reseptor, senyawa obat harus memiliki

konformasi dan ukuran tertentu agar terbentuk ikatan senyawa obat-reseptor yang

optimum. Massa molekul akan berhubungan dengan besar kecilnya molekul,

dimana molekul harus mempunyai ukuran tertentu untuk dapat berikatan atau

berinteraksi dengan reseptor.

Polarisabilitas molekular berhubungan dengan sifat kepolaran molekul,

hampir sama dengan momen dipol. Selain itu polarisabilitas berhubungan juga

dengan sifat hidrofobisitas, sehingga mempunyai pengaruh terhadap aktivitas

senyawa.

Koefisien partisi (log P) juga merupakan deskriptor yang diperhitungkan

untuk memprediksi aktivitas antimalaria senyawa. Log P merupakan parameter

62

1

xxii

hidrofobik yang menyatakan perbandingan kelarutan senyawa dalam pelarut polar

(oktanol) dan pelarut non polar. Deskriptor log P diduga berpengaruh pada saat

proses masuknya obat menembus membran sel yaitu sel Nigerian yang telah

diinfeksi oleh plasmodia dari P. Falciparum. Obat harus memiliki nilai log P yang

optimum untuk dapat menembus membran sel yang bersifat non polar dan larut

dalam cairan sel, sehingga obat tersebut dapat berinteraksi dengan plasmodia.

Nilai log P juga dipengaruhi oleh massa, momen dipol, polarisabilitas, serta atom-

atom pada molekul. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa parameter

elektronik, sterik, dan hidrofobik merupakan parameter yang saling berkaitan satu

sama lain. Parameter-parameter tersebut merupakan parameter yang penting

dalam memprediksi aktivitas suatu senyawa.

Senyawa vinkadiformina dan turunannya diprediksi mempunyai

mekanisme kerja yang sama dengan klorokuin sebagai antimalaria. Struktur

senyawa vinkadiformina dan turunannya memiliki struktur indol yang menyerupai

cincin kuinolin pada klorokuin. Menurut Siswandono dan Soekardjo (1995),

cincin kuinolin pada senyawa antimalaria menunjukkan efek schizontosid yang

cepat dengan cara berinteraksi dengan ADN parasit. Cincin kuinolin merupakan

sistem cincin datar yang dapat mengadakan interkalasi dengan pasangan dobel

heliks ADN. Struktur indol juga mempunyai sistem cincin yang datar dan juga

mempunyai nilai massa yang tidak jauh berbeda dengan cincin kuinolin. Diduga

bahwa senyawa turunan vinkadiformina juga dapat berinterkalasi dengan ADN.

Interkalasi ini diperkuat dengan adanya ikatan elektrostatik yaitu ikatan hidrogen

antara atom N pada cincin indol dengan basa purin ADN yaitu adenin. Dengan

63

1

xxiii

NH N

demikian translasi dan transkripsi ADN plasmodia terganggu, sehingga

mengurangi sintesis ADN dan ARN plasmodia.

A B

Gambar 19. A) struktur indol ; B) cincin kuinolin

E. Rancangan Senyawa Hipotetik Turunan Vinkadiformina

Menggunakan Model Persamaan Terbaik

Model persamaan 5 merupakan model persamaan terbaik yang dapat

digunakan untuk menggambarkan hubungan antara struktur kimia senyawa

vinkadiformina dan turunannya dengan aktivitasnya sebagai antimalaria. Model

persamaan terbaik ini diharapkan dapat digunakan dalam perancangan senyawa

antimalaria baru yang merupakan turunan vinkadiformina dan mempunyai

aktivitas prediksi (log 1/IC50 prediksi) yang sama dengan aktivitas eksperimennya

(log 1/IC50 eksperimen).

Nilai konstanta (tetapan) deskriptor pada model persamaan menunjukkan

pengaruh deskriptor tersebut terhadap besarnya aktivitas antimalaria prediksi

suatu senyawa. Nilai konstanta yang besar mempunyai tingkat sensitivitas yang

besar pula terhadap aktivitas prediksi, yaitu dapat memberikan perubahan besar

pada nilai aktivitas prediksi. Adanya perubahan kecil pada nilai deskriptor yang

menyertainya akan menghasilkan nilai log 1/IC50 prediksi sangat signifikan.

Sedangkan Deskriptor yang memiliki nilai konstanta yang relatif kecil tidaklah

64

1

xxiv

cukup signifikan memberikan perubahan pada nilai log 1/IC50 prediksi, karena

nilai deskriptor yang didapatkan dari perhitungan, tidak memiliki kisaran yang

cukup besar. Jadi walaupun nilai deskriptor-deskriptor ini berubah, nilai log 1/IC50

prediksi yang dihasilkan relatif hampir sama. Dari persamaan yang diperoleh

menunjukkan parameter elektronik memiliki pengaruh yang lebih besar daripada

parameter hidrofobik dan sterik. Akan tetapi, konsep tentang konstanta yang besar

memiliki pengaruh yang besar tidak mutlak dapat diterima, masih perlu

dipertimbangkan besar nilai deskriptor dan variasinya.

Deskriptor yang memiliki nilai konstanta berharga positif akan

memberikan nilai log 1/IC50 prediksi yang semakin besar dengan perubahan nilai

deskriptor yang semakin positif. Sebaliknya, deskriptor yang memiliki nilai

konstanta berharga negatif akan memberikan nilai yang semakin besar pada log

1/IC50 prediksi dengan perubahan nilai deskriptor yang semakin negatif. Dengan

demikian untuk memperoleh nilai log 1/IC50 prediksi yang besar deskriptor qC1,

qC5, qC7, qC9, log P, dan massa menunjukkan perubahan nilai deskriptor yang

semakin positif. Sebaliknya, deskriptor qC4, polarisabilitas, momen dipol, ΔE

menunjukkan perubahan nilai deskriptor yang semakin negatif (tabel VII).

Perancangan senyawa hipotetik berdasarkan model persamaan HKSA

tidak dapat difokuskan pada satu deskriptor saja karena penggantian gugus fungsi

pada senyawa modulator akan mengubah semua nilai deskriptor yang terlibat di

dalam model persamaan. Dengan demikian model persamaan harus ditinjau dari

keseluruhan deskriptor dan besarnya nilai deskriptor tidak dapat diasumsikan

65

1

xxv

dengan dugaan saja. Hubungan antar deskriptor dalam persamaan sangatlah

kompleks dan saling mempengaruhi.

Perancangan dapat dilakukan dengan penggantian atau penambahan gugus

samping pada senyawa vinkadiformina dan turunannya. Penggantian atau

penambahan gugus samping dapat dilakukan pada cincin indol yang berpengaruh

dominan terhadap aktivitas malaria. Penggantian atau penambahan gugus pada

atom-atom tertentu pada cincin indol tidak hanya mengubah muatan bersih atom

yang disubstitusi saja tetapi juga atom-atom lain yang berada dalam cincin indol.

Tidak hanya muatan bersih, tetapi parameter elektronik yang lain yaitu ΔE,

parameter sterik yaitu massa, polarisabilitas, dan momen dipol, serta parameter

hidrofobisitas yaitu log P juga akan mengalami perubahan.

Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka strategi

perancangan senyawa turunan vinkadiformina yang memiliki aktivitas antimalaria

dapat dilakukan. Strategi perancangan kali ini dilakukan dengan memodifikasi

struktur terhadap senyawa vinkadiformina dan turunannya hasil penelitian

Mustofa (2005). Perancangan dilakukan dengan membuat satu seri modifikasi

struktur senyawa vinkadiformina dan turunannya dengan melakukan substitusi

atom atau gugus tertentu. Substitusi dilakukan pada atom C2 dengan gugus

penarik elektron seperti Cl, Br, dan NO2 seperti halnya yang telah dilakukan oleh

Mustofa. Stratergi perancangan lain yaitu dengan mengadisi atom N yang

berikatan rangkap sehingga akan terbentuk ikatan tunggal. Adisi dilakukan

dengan menambahkan atom H pada N. Substitusi gugus pada atom-atom tertentu

pada cincin indol tidak hanya mengubah muatan bersih atom yang disubstitusi

66

1

xxvi

saja tetapi juga atom-atom lain yang berada dalam cincin indol. Tidak hanya

muatan bersih, tetapi parameter elektronik yang lain yaitu ΔE, parameter sterik

yaitu V, M, dan MR, serta parameter hidrofobisitas yaitu log P juga akan

mengalami perubahan.

Selanjutnya, senyawa hipotetik yang telah dirancang diperlakukan dengan

langkah dan metode yang sama dalam penelitian ini. Pada langkah awal,

dilakukan optimasi geometri untuk menemukan konformasi yang stabil, yang

berkesesuaian dengan keadaan di alam (sebenarnya) dengan perhitungan

semiempirik PM3. Setelah itu, dilakukan perhitungan deskriptor-deskriptor yang

termasuk dalam parameter elektronik, sterik dan hidrofobik. Data deskriptor-

deskriptor seri senyawa hipotetik turunan vinkadiformina dapat dilihat dalam

lampiran 6. Nilai deskriptor-deskriptor yang telah didapatkan, dimasukkan ke

dalam model persamaan “terbaik” sehingga diperoleh nilai aktivitas prediksi.

Senyawa hipotetik yang telah dihitung berdasarkan model persamaan “terbaik”

akan menghasilkan aktivitas baru yang dilambangkan dengan log 1/IC50 prediksi.

Apabila nilai aktivitas prediksi senyawa hipotetik terletak di dalam rentang

tersebut, maka dapat dikatakan bahwa senyawa hipotetik berpotensi memiliki

aktivitas antimalaria.

Perancangan senyawa hipotetik turunan vinkadiformina menghasilkan 22

struktur senyawa baru yang mempunyai nilai aktivitas antimalaria yang masuk

rentang nilai aktivitas eksperimen 16 senyawa vinkadiformina dan turunannya

hasil penelitian mustofa (2001). Senyawa hipotetik turunan vinkadiformina

tersebut direkomendasikan sebagai senyawa antimalaria baru karena diprediksi

67

1

xxvii

No. Nama Senyawa No. Nama Senyawa

1 VN1 NH

NH

O O

Cl

6 VN6 N

NH

ClOO

Cl

2 VN2 NH

NH

NO2

Cl

7 VN7 NH

NH

ClO O

Cl

3 VN3 N

NH

Cl

O O

Cl

8 VN8 NH

NH

ClO O

Br

Cl

4 VN4 N

NH

ClO O

Br

Cl

9 VN9 NH

NH

O O

Cl

5 VN5 N

NH

O O

Cl

10 VN10NH

NH

O

ClOO

Cl

mempunyai aktivitas antimalaria. Struktur senyawa hipotetik turunan

vinkadiformina hasil perancangan serta nilai aktivitasnya dapat dilihat pada tabel

VIII dan tabel IX.

Tabel VIII. Struktur senyawa hipotetik turunan vinkadiformina

68

1

xxviii

No. Nama Senyawa No. Nama Senyawa

11 VN11 NH

NH

ClOO

Cl

17 VN17NH

NH

ClOO

Br

12 VN12 NH

NH

O O

Br

18 VN18N

NH

NO2

O O

O2N

13 VN13 N

NH

ClO O

Br

19 VN19NH

O2N

H

NO2OO

NH

14 VN14 N

NH

O O

Br

20 VN20N

NH

ClOO

O2N

15 VN15 N

NH

ClOO

Br

21 VN21NH

NH

ClO O

Br

O2N

16 VN16 NH

NH

Cl

O O

Br

22 VN22NH

NH

ClOO

O2N

69

1

xxix

Tabel IX. Data aktivitas (log 1/IC50) senyawa hipotetik turunan vinkadiformina

Senyawa antimalaria baru harus memiliki nilai log P yang optimum untuk

dapat menembus membran sel yang bersifat non polar dan larut dalam cairan sel,

sehingga obat tersebut dapat berinteraksi dengan plasmodia. Deskriptor log P

diduga berpengaruh pada saat proses masuknya obat menembus membran sel

yaitu sel Nigerian yang telah diinfeksi oleh plasmodia dari P. Falciparum.

Berdasarkan kedekatan nilai log P klorokuin yang telah terbukti aktivitasnya

sebagai antimalaria baik secara in vitro maupun in vivo, dipilih struktur senyawa

hipotetik turunan vinkadiformina yaitu VN 1, VN 2, VN 7, VN 14 yang

berpotensi paling besar untuk disintesis dan diuji aktivitas antimalarianya baik

secara in vitro maupun in vivo. Sedangkan dari keenambelas senyawa hasil

penelitian Mustofa dipilih senyawa vinkadiformina, vinka 3, vinka 5, vinka 15,

dan vinka 16 yang berpotensi paling besar untuk disintesis dan diuji aktivitas

antimalarianya baik secara in vivo.

No. Senyawa log 1/IC50 1 VN 1 -2,27029 2 VN 2 -2,06086 3 VN 3 -1,98152 4 VN 4 -1,50656 5 VN 5 -1,91723 6 VN 6 -2,08676 7 VN 7 -1,9611 8 VN 8 -1,51221 9 VN 9 -1,5275 10 VN 10 -1,26185 11 VN 11 -2,3279

No. Senyawa log 1/IC50 12 VN 12 -1,61643 13 VN 13 -1,27568 14 VN 14 -1,23353 15 VN 15 -1,38316 16 VN 16 -1,3088 17 VN 17 -1,61618 18 VN 18 -1,50305 19 VN 19 -1,65274 20 VN 20 -1,11243 21 VN 21 -1,06077 22 VN 22 -1,52966

70

1

xxx

Senyawa lain yang mempunyai nilai log P sangat tinggi akan bersifat

sangat lipofil dan mengakibatkan senyawa tersebut terikat kuat dengan bagian

membran yang bersifat lipofil yaitu lemak. Selain itu senyawa tersebut juga tidak

dapat menembus bagian membran yang bersifat hidrofil yaitu protein. Hal ini

menyebabkan terjebaknya senyawa tersebut dalam membran, sehingga senyawa

diprediksi tidak dapat didistribusikan maupun berinteraksi dengan plasmodia.

Pada senyawa yang mempunyai nilai log P sangat rendah atau mencapai nilai

negatif akan bersifat sangat hidrofil. Senyawa tersebut diprediksi tidak dapat

didistribusikan dan menembus ke sel plasmodia karena senyawa tersebut tidak

dapat menembus membran di tempat absorbsi. Pada tabel X dapat dilihat nilai log

P senyawa hasil penelitian Mustofa, senyawa hipotetik turunan vinkadiformina,

dan klorokuin.

Senyawa hipotetik turunan vinkadiformina yang paling berpotensi

mempunyai aktivitas antimalaria diprediksi dapat disintesis, namun kemungkinan

akan ditemui kesulitan dalam sintesisnya karena struktur senyawa tersebut sangat

kompleks. Untuk mengatasi kesulitan tersebut maka sintesis dapat dilakukan

menggunakan senyawa starting material hasil penelitian Mustofa.

71

1

xxxi

Tabel X. Nilai log P senyawa hasil penelitian Mustofa, senyawa hipotetik turunan vinkadiformina, dan klorokuin

Senyawa Nilai log P Vinka 1 0,7100 Vinka 2 -0,1000 Vinka 3 0,3400 Vinka 4 -0,4800 Vinka 5 0,3900 Vinka 6 24,300 Vinka 7 24,800 Vinka 8 30,200 Vinka 9 22,000

Vinka 10 36,000 Vinka 11 32,500 Vinka 12 42,000 Vinka 13 12,700 Vinka 14 30,200 Vinka 15 0,1900

Senyawa hasil penelitian Mustofa

Vinka 16 0,7700 Senyawa Nilai log P

VN 1 0,4900 VN 2 0,1200 VN 3 27,900 VN 4 33,800 VN 5 30,300 VN 6 27,900 VN 7 0,7700 VN 8 30,700 VN 9 33,000

VN 10 30,700 VN 11 16,100 VN 12 0,4100 VN 13 22,000 VN 14 15,900 VN 15 21,800 VN 16 18,200 VN 17 27,800 VN 18 15,900 VN 19 18,600 VN 20 18,600 VN 21 15,800

senyawa hipotetik turunan

vinkadiformina

VN 22 10,000 Klorokuin 0,3400

72

1

xxxii

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Penelitian ini dapat menggambarkan hubungan kuantitatif antara struktur dan

aktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya sebagai senyawa

antimalaria berdasarkan parameter teoretis hasil perhitungan semiempiris

PM3. Hubungan kuantitatif tersebut digambarkan melalui persamaan terbaik

berikut :

Log 1/IC50 = 10,5159(qC1) - 32,2812(qC4) + 16,50897(qC5) +

5,614975(qC7) + 55,00465(qC9) + 0,95489(log P) -

0,3535(polarisabilitas) + 0,01024(Massa) -

0,0388(momen dipol) - 0,37543(ΔE) + 15,62413

2. Berdasarkan persamaan terbaik yang diperoleh dari analisis HKSA, senyawa

hipotetik VN - VN 22 diprediksi mempunyai aktivitas antimalaria

B. Saran

1. Senyawa hipotetik VN 1, VN 2, VN 7, VN 14 disarankan untuk disintesis

serta diteliti mengenai aktivitasnya sebagai antimalaria baik secara in vitro

maupun in vivo

2. Perlu dilakukan analisis hubungan kuantitatif struktur-aktivitas senyawa

vinkadiformina dan turunannya dengan menggunakan metode perhitungan

semiempiris yang lain atau dengan metode yang berbeda, misalnya metode ab

initio.

73

1

xxxiii

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1996, Database File for: Periwinkle (Vinca minor), http://www.rain-tree.com/periwinkle.htm, diakses tanggal 22 April 2006.

Anonim, 2006, SPSS 13.0 Terapan : Riset Statistik Parametrik, Penerbit Andi,

Yogyakarta. Clark, T.A., 1985, Handbook of Computational Chemistry, John Willey and Sons,

New York. Block, J.H, 2004, Wilson and Gisvold’s Textbook of Organic Medicinal and

Pharmaceutical Chemistry, edisi 11, 282-289, Lippincott Williams and Wilkins, Baltimore.

Davis, A.M., King, F.D, 1994, Medicinal Chemistry Principles and Practice, 114-

117, The Royal Society of Chemistry, London. Dearing, A., 1988, Computer-aided Molecular Modelling: Research Study or

Research Tool, J. Comp. Aided Molec. Deisgn, 2, 179-189 Dewi, R.M., 2002, Center for Research and Development of Disease Control,

NIHRD,http://digilib.litbang.depkes.go.id/go.php?id=jkpkbppk-gdl-res-2002-drhrita-1044-chloroquin, diakses tanggal 25 April 2006.

DiPalma, J.R, 1990, dalam DiPalma, J.R dan DiGregorio, G.J, Basic

Pharmacology in Medicine, edisi 3, 647-655, McGraw-Hill International Editions, Singapore.

Fessenden, R.J., and Fessenden, J.S.,1986, Organic Chemistry, diterjemahkan

oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Edisi 3, 21-22, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Foye, W.O., 1981, Principles of Medicinal Chemistry, 92-113, Lea and Febiger,

Philadelphia. Jensen, F., 1999, Introduction to Computational Chemistry, 82-90, John Wiley,

and Son Inc., London. Kakkilaya, B. S., 2006, Anti Malarial Drugs, www.malariasite.com/malaria/anti_

malarial_drugs.htm, diakses tanggal 9 November 2006. Karelson, M., Lobanov, V.S., Katritzky, A.R., 1996, Quantum-Chemical

Descriptors in QSAR/QSPR Studies, Chem. Rev., 96, 1027-1043.

74

http://www.rain-tree.com/periwinkle.htm

http://www.rain-tree.com/periwinkle.htm

http://digilib.litbang.depkes.go.id/go.php?id=jkpkbppk-gdl-res-2002-drhrita-1044-chloroquin

http://digilib.litbang.depkes.go.id/go.php?id=jkpkbppk-gdl-res-2002-drhrita-1044-chloroquin

http://www.malariasite.com/malaria/anti_

1

xxxiv

Kier, L.B dan Roche, E.B, 1996, 1588-1600, dalam Foye, W., Prinsip-Prinsip Kimia Medisinal, diterjemahkan oleh Raslim Rasyid dkk, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Kubinyi, H., 1993, QSAR : Hansch Analysis and Related Approaches, VCH, New

York. Kuehne, M.E., Roland, D.M., Haffer, R., 1978, Studies in Biomimetic Alkaloid

Syntheses.2.Synthesis of Vincadifformine from Tetrahydro-β-carboline through a Secodine Intermediate, http://www.ZuAufgabe14.pdf , 1,1-6, diakses tanggal 14 Februari 2006.

Korolkovas, A., dan Burckhalter, J., 1976, Essentials of Medicinal Chemistry,

418-420, John Wiley&Sons, Inc., Canada. Lee, K.W., Kwon, S.Y., Hwang, S., Lee, J.U., and Kim, H., 1996, Quantitative

Structure Activity Relationship (QSAR) Study on C-7 substituted quinolone, Bull.Korean Chem. Soc., 17, 147-152.

Mutschler, E., 1991, Dinamika Obat: Buku Ajar Farmakologi dan Toksikologi,

673-674, Penerbit ITB, Bandung. Mustofa, 2001, Dissertation Laboratoire d’Immunologie et Parasitologie UFR

Sciences Pharmatiques, Montpellier, 103-107. Pranowo, H.D., 2004, Kimia Komputasi, 82-96, 147-161, Pusat Kimia Komputasi

Indonesia-Austria Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Yogyakarta. Salter-Duke, B., Wong, M., Lloyd, T., Yates, B., and Cross, G., 2000, The

Australian Computational Chemistry via Internet Project: QSAR, Pure &Appl.Chem., 69, 1137.

Sembiring, R.K, 2003, Analisis Regresi, edisi 2, 30-31, 210, Penerbit ITB,

Bandung.Siswandono dan Soekardjo, Bambang, 1995, Kimia Medisinal, cetakan pertama, 324-327, Airlangga University Press, Surabaya.

Silalahi, L., 2004, Malaria, www.tempointeraktif.com/hg/narasi/2004/03/28/nrs,

20040328-01,id.html, diakses tanggal 29 Oktober 2006. Siswandono dan Soekardjo, B., 1995, Kimia Medisinal, cetakan pertama, 324-

327, Airlangga University Press, Surabaya. Siswandono, dan Susilowati, R., 1998, Hubungan Kuantitatif Struktur dan

Aktivitas Dalam Rancangan Obat., Prinsip-Prinsip Rancangan Obat, 184-221, Airlangga University Press, Surabaya

75

1

xxxv

Sudarmanto, B.S.A., 2002, Analisis Hubungan Struktur-Aktivitas Seri Senyawa Analog Kurkumin Sebagai Antioksidan Menggunakan Deskriptor Berdasarkan Perhitungan Kimia Kuantum, Tesis, Fakultas MIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Tahir, I., Mudasir, Yulistia, I., and Mustofa, 2005, Quantitative Structure-Activity

Relationship Analysis (QSAR) of Vincadifformine Analogues as the Antiplasmodial Compounds of the Chloroquinosensible Strain, Indo. J.Chem., 5 (3), 255-260.

Taylor, W.J.R., 2004, Antimalarial Drug Evaluations, http://digilib.litbang.depkes

.go.id/xml.php?id=jkpkbppk-gdl-grey-1995-wjr-1367-antimalari, diakses tanggal 25 April 2006.

Tjitra, E., 1993, Obat-Obat Antimalaria Baru, http://www.kalbefarma.com

/files/cdk/files/20ObatAntiMalaria083.pdf/20ObatAntiMalaria083.html, diakses tanggal 25 April 2006.

Tracy, J.W dan Webster, L.T, 2001, Godman and Gilman’s The Pharmacological

Basis of Therapeutics, edisi 10, 1072-1087, McGraw-Hill Companies Inc., USA.

Williams, D.A dan Lemke, T.L, 2002, Foye’s Principals of Medicinal Chemistry,

edisi 5, 869-870, 875-879, Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia. Yamaguchi, T., 1992, A Colour of Clinical Parasitology, diterjemahkan oleh

Lesmana Padmasutra, R. Makimian, Monika Juhari,24, EGC, Jakarta. Yuliana, 2005, Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas Antimutagen

Senyawa Turunan Benzalaseton Menggunakan Pendekatan Principal Component Analysis, Tesis, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 44.

76

http://digilib.litbang.depkes.go.id/xml.php?id=jkpkbppk-gdl-grey-1995-wjr-1367-antimalari

http://digilib.litbang.depkes.go.id/xml.php?id=jkpkbppk-gdl-grey-1995-wjr-1367-antimalari

http://www.kalbefarma.com/files/cdk/files/20ObatAntiMalaria083.pdf/20ObatAntiMalaria083.html

http://www.kalbefarma.com/files/cdk/files/20ObatAntiMalaria083.pdf/20ObatAntiMalaria083.html

1

i

Lampiran 1. Nilai-nilai parameter elektronik hasil perhitungan semiempiris PM3 senyawa penelitian Mustofa

senyawa qC1 (Coulomb)

qC2 (Coulomb)

qC3 (Coulomb)

qC4 (Coulomb)

qC5 (Coulomb)

qN6 (Coulomb)

qC7 (Coulomb)

qC8 (Coulomb)

qC9 (Coulomb)

momen dipol (D)

ΔE (eV)

1 -0,0466 -0,1267 -0,0786 -0,1144 -0,1018 0,1600 -0,0500 0,0486 -0,1168 1,2040 8,3578 2 0,0453 -0,4468 0,0234 -0,1486 -0,0345 0,1561 -0,0766 0,0541 -0,1461 5,1240 7,9692 3 -0,0437 -0,1183 -0,0771 -0,1017 -0,1161 0,1897 0,0391 0,0348 -0,1175 5,4050 8,0659 4 0,0483 -0,4386 0,0239 -0,1366 -0,0496 0,1841 0,0251 0,0380 -0,1484 2,5080 7,8674 5 -0,0219 -0,1334 -0,0564 -0,0983 -0,1084 0,1868 0,0354 0,0347 -0,1130 4,2350 8,0398 6 -0,0628 -0,0935 -0,1045 -0,0440 -0,0834 0,0187 -0,0964 0,0297 -0,1046 3,7840 8,3414 7 -0,0413 -0,1086 -0,0845 -0,0387 -0,0770 0,0151 -0,0881 0,0278 -0,0995 3,0180 9,1839 8 -0,0624 -0,0982 -0,1047 -0,0496 -0,0802 0,0019 -0,0973 0,0244 -0,1066 2,1470 8,3487 9 0,0286 -0,4128 -0,0066 -0,0780 -0,0152 -0,0172 -0,0633 0,0200 -0,1348 4,9640 7,7152 10 -0,0487 -0,0965 -0,1003 -0,0492 -0,0761 0,0171 -0,1077 0,0185 -0,1079 2,3630 8,4682 11 -0,0614 -0,1040 -0,1035 -0,0561 -0,0726 -0,0246 -0,0685 0,0185 -0,1139 2,4070 8,6063 12 -0,0747 -0,0983 -0,0979 -0,0482 -0,0603 -0,0131 -0,0580 0,0275 -0,1280 6,9670 8,8125 13 -0,0386 -0,1401 -0,0545 -0,1138 -0,0483 0,0349 -0,0600 0,0293 -0,1301 4,3500 8,7446 14 -0,0626 -0,0985 -0,1052 -0,0495 -0,0814 0,0060 -0,1040 0,0253 -0,1072 1,7710 8,4163 15 -0,1012 0,0782 -0,1760 -0,0769 -0,0914 0,0360 0,0972 -0,0781 -0,0656 2,3180 8,5091 16 -0,0862 0,0447 -0,1495 -0,0886 -0,0740 0,0357 0,0970 -0,0750 -0,0860 3,5240 8,5700

77

1

ii

Lampiran 2. Nilai-nilai parameter sterik dan hidrofobik hasil perhitungan semiempiris PM3 senyawa penelitian Mustofa

Senyawa grid (A2) volume (A3) refractivity (A3) polarizability (A3) mass (amu) log p 1 539,8000 954,7400 102,8500 38,1000 338,4500 0,7100 2 572,9800 1015,7400 109,0700 39,9400 383,4500 -0,1000 3 500,3500 879,8300 98,4500 35,5400 325,4100 0,3400 4 532,9800 942,4100 104,6700 37,3900 370,4100 -0,4800 5 532,5100 941,2000 105,9900 38,1700 404,3100 0,3900 6 557,9900 998,6600 106,7800 39,7100 383,4500 2,4300 7 589,0700 1059,6400 114,3100 42,3400 462,3400 2,4800 8 547,8400 979,3500 105,5000 39,8000 372,8900 3,0200 9 579,5000 1040,0300 111,7200 41,6400 417,8900 2,2000 10 566,6000 1020,5100 112,7500 42,4300 451,7900 3,6000 11 546,1500 982,5400 105,5500 39,7100 352,4800 3,2500 12 547,9700 986,8200 104,5500 39,4000 388,8900 4,2000 13 574,8700 1056,7700 114,4100 42,7600 464,3600 1,2700 14 549,8700 981,8300 105,5000 39,8000 372,8900 3,0200 15 543,7900 983,5400 108,7300 40,4300 382,4600 0,1900 16 628,9700 1134,0600 121,8500 45,6700 439,5100 0,7700

78

1

i

Lampiran 3. Model summary hasil perhitungan metode backward menggunakan SPSS 11.0 for Windows

Model R R Square Adjusted R Square

Std. Error of the Estimate

1 0,9644 0,9302 -0,0477 0,4445 2 0,9643 0,9299 0,4746 0,3147 3 0,9643 0,9299 0,6495 0,2571 4 0,9642 0,9297 0,7364 0,2229 5 0,9603 0,9222 0,7665 0,2098 6 0,9553 0,9126 0,7815 0,2030 7 0,9421 0,8875 0,7590 0,2132

a. Predictors: (Constant), ∆E, momen dipol, qC7, GRID, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, qN6, qC8, refraktivitas, polarisabilitas

b. Predictors: (Constant), ∆E, momen dipol, qC7, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, qN6, qC8, refraktivitas, polarisabilitas

c. Predictors: (Constant), ∆E, momen dipol, qC7, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, qN6, refraktivitas, polarisabilitas

d. Predictors: (Constant), ∆E, momen dipol, qC7, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, qN6, polarisabilitas

e. Predictors: (Constant), ∆E, momen dipol, qC7, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, polarisabilitas

f. Predictors: (Constant), ∆E, qC7, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, polarisabilitas

g. Predictors: (Constant), qC7, qC4, massa, qC5, qC1, qC9, log P, polarisabilitas

79

1

i

Lampiran 4. Tabel ANOVA

Model Sum of Squares df

Mean Square F Sig.

1 Regression 2,6306 14 0,1879 0,9512 0,6774 Residual 0,1975 1 0,1975 Total 2,8282 15 2 Regression 2,6301 13 0,2023 2,0422 0,3763 Residual 0,1981 2 0,0991 Total 2,8282 15 3 Regression 2,6300 12 0,2192 3,3168 0,1762 Residual 0,1982 3 0,0661 Total 2,8282 15 4 Regression 2,6294 11 0,2390 4,8095 0,0713 Residual 0,1988 4 0,0497 Total 2,8282 15 5 Regression 2,6081 10 0,2608 5,9244 0,0316 Residual 0,2201 5 0,0440 Total 2,8282 15 6 Regression 2,5810 9 0,2868 6,9616 0,0141 Residual 0,2472 6 0,0412 Total 2,8282 15 7 Regression 2,5100 8 0,3138 6,9036 0,0097 Residual 0,3181 7 0,0454 Total 2,8282 15

80

1

i

Lampiran 5. Koefisien model persamaan 5

Unstandardized Coefficients

Standardized Coefficients

Model B Std, Error Beta

t Sig,

5 (Constant) 15,6241 3,3388 4,6795 0,0054 qC1 10,5159 5,4412 1,0706 1,9326 0,1111 qC4 -32,2812 8,2877 -2,6105 -3,8951 0,0115 qC5 16,5090 4,9049 1,0142 3,3658 0,0200 qC7 5,6150 1,6022 0,9113 3,5046 0,0172 qC9 55,0047 13,4919 2,6774 4,0769 0,0096 Log P 0,9549 0,2102 3,2621 4,5436 0,0061 Polarisabilitas -0,3535 0,0762 -1,9696 -4,6376 0,0056 Massa 0,0102 0,0033 1,0015 3,0806 0,0275 Momen dipol -0,0388 0,0495 -0,1403 -0,7840 0,4686 ΔE -0,3754 0,2699 -0,3289 -1,3909 0,2230

81

1

i

Lampiran 6. Nilai-nilai parameter elektronik, sterik dan hidrofobik hasil perhitungan semiempiris PM3 senyawa hipotetik turunan vinkadiformina

No. Senyawa qC1 (Coulomb)

qC4 (Coulomb)

qC5 (Coulomb)

qC7 (Coulomb)

qC9 (Coulomb) log P polarizability

(A3) mass (amu)

momen dipol (D)

ΔE (eV)

1 VN 1 -0,0470 -0,1036 -0,1017 -0,0541 -0,1053 0,4900 40,0200 372,8900 0,6683 8,2086 2 VN 2 -0,0449 -0,0905 -0,1164 0,0361 -0,1058 0,1200 37,4700 359,8600 4,4630 7,9305 3 VN 3 -0,0637 -0,0374 -0,0810 -0,0932 -0,0946 2,7900 41,7300 407,3400 1,8220 8,2341 4 VN 4 -0,0503 -0,0368 -0,0771 -0,1036 -0,0959 3,3800 44,3500 486,2400 2,4280 8,2516 5 VN 5 -0,0624 -0,0440 -0,0730 -0,0643 -0,1021 3,0300 41,6300 386,9200 2,3520 8,4525 6 VN 6 -0,0640 -0,0373 -0,0821 -0,0998 -0,0952 2,7900 41,7300 407,3400 1,6480 8,2870 7 VN 7 -0,0250 -0,1109 -0,0947 -0,0554 -0,1118 0,7700 40,7200 417,3500 0,7664 8,2997 8 VN 8 -0,0410 -0,0442 -0,0737 -0,0893 -0,1014 3,0700 42,4300 451,7900 1,8360 8,2183 9 VN 9 -0,0402 -0,0504 -0,0662 -0,0607 -0,1085 3,3000 42,3300 431,3700 2,4210 8,4417

10 VN 10 -0,0413 -0,0440 -0,0749 -0,0957 -0,1019 3,0700 42,4300 451,7900 1,7400 8,2712 11 VN 11 0,0277 -0,0722 -0,0189 -0,0612 -0,1324 1,6100 41,5500 428,4400 3,9850 7,7131 12 VN 12 0,0358 -0,1532 0,0092 -0,0591 -0,1680 0,4100 41,9700 430,4600 1,1140 8,2526 13 VN 13 0,0283 -0,0780 -0,0163 -0,0692 -0,1354 2,2000 41,6400 417,8900 5,3540 7,7309 14 VN 14 -0,0603 -0,1103 -0,0537 -0,0780 -0,1216 1,5900 42,1400 409,3600 1,8270 8,6384 15 VN 15 -0,0386 -0,1099 -0,0484 -0,0678 -0,1308 2,1800 44,7700 488,2500 1,0400 8,3071 16 VN 16 -0,0614 -0,1133 -0,0499 -0,0631 -0,1196 1,8200 42,0500 388,9400 0,4929 8,6318 17 VN 17 -0,0683 -0,1040 -0,0595 -0,0656 -0,1284 2,7800 41,7500 425,3500 3,4270 8,6096 18 VN 18 -0,0687 -0,1032 -0,0646 -0,0703 -0,1209 1,5900 42,1400 409,3600 0,3778 8,6574 19 VN 19 -0,0397 -0,1171 -0,0477 -0,0780 -0,1273 1,8600 42,8400 453,8100 1,6020 8,7517 20 VN 20 -0,0472 -0,1098 -0,0591 -0,0681 -0,1256 1,8600 42,8400 453,8100 0,1465 8,7793 21 VN 21 0,0584 -0,1533 0,0145 -0,0680 -0,1745 1,5800 44,6800 498,8000 4,4410 8,4089 22 VN 22 0,0271 -0,1499 -0,0012 -0,0720 -0,1635 1,0000 42,0600 419,9100 4,6020 8,1759

82

1

i

BIOGRAFI PENULIS

Nugraha Adi Hartantyo lahir di Batang

pada tanggal 27 September 1985, merupakan

putra dari pasangan Aman Soepardi dan Khatarina

Sri Hardatyani. Penulis skripsi berjudul

“Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas

Senyawa Vinkadiformina dan Turunannya

Sebagai Senyawa Antimalaria Berdasarkan

Parameter Teoretis Hasil Perhitungan Semiempiris PM3” ini pernah menempuh

pendidikan di TK Maria Purworejo pada tahun 1989 selama dua tahun. Penulis

melanjutkan pendidikan di SD Maria Purworejo pada tahun 1991 sampai dengan

tahun 1997, kemudian di SLTP Bruderan Purworejo hingga tahun 2000. Setamat

SLTP, penulis melanjutkan studi di SMU Bruderan purworejo pada tahun 2000

sampai dengan tahun 2003. Setelah selesai menempuh pendidikan SMU, penulis

melanjutkan ke Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis

pernah memiliki pengalaman bekerja di Fakultas Farmasi Universitas Sanata

Dharma sebagai asisten praktikum Kimia Dasar tahun 2005-2006.

83

Documents

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR-AKTIVITAS SENYAWA ... · 1 iii hubungan kuantitatif struktur-aktivitas senyawa vinkadiformina dan turunannya sebagai senyawa antimalaria berdasarkan